Brevet FR2269699A1 — publié le 19751128

L'invention est relative à un promoteur de turbulence heli- cotidal formé d'une bande vrillée et destiné à être inséré librement, en vue d'améliorer la transmission de la chaleur, dans des tubes d'échangeurs de chaleur sans liaison fixe avec la paroi de ces tubes, lesquels sont de section circulaire et sont parcourus par un fluide, en particulier pour des tubes dont le diamètre est inférieur à 25mm. La transmission de la chaleur dans les tubes, que ce soit vers la paroi de ces tubes ou à partir de cette paroi, par le fluide qui les parcourt peut être accrue par la mise en place d'obstacles ou de corps déviateurs car ainsi la section libre d'écoulement est rétrécie et la vitesse d'écoulement est donc augmentée ou une forme d'écoulement particulière, dont la conséquence est une action favorable sur la couche limite de l'écoulement, est provoquée par des promoteurs de turbulence appropriés. De tels promoteurs de turbulence, qui peuvent être réalisés en n'importe quelle matiere, exercent une action purement passive et sont insérés librement dans les tubes,sans liaison conductrice fixe avec la paroi de tube qui transmet la chaleur. On connaît diverses formes de promoteurs de turbulence, tels que des feuillards estampés ou des bandes ou-rubans vrillés en hélice. C'est ainsi que le brevet allemand n" 296.285 décrit des obstacles flottant dans des tubes parcourus par de l'eau; ces obstacles, tels que des cordons de chanvre, sonthiis en mouvement onduleux par l'écoulement. En outre, le brevet allemand n" 311.356 décrit un tube, pour échangeur de chaleur, garni intérieurement d'une hélice et comportant des supports élastiques qui s'appuient contrera paroi du tube et qui sont reliés à l'hélice, laquelle ne remplit pas complètement la largeur du tube; ces supports doivent permettre d'extraire lthélice lorsque le tube s'entartre. On ne peut obtenir un accroissement de la transmission de chaleur que lorsque le promoteur de turbulence est correctement adapté à toute la section du tube mais ceci n'est acquis qu'au prix d'une augmentation considérable de la résistance à l'écoulement. Avec les promoteurs de turbulence de types connus, l'accroissement de la perte de charge du fluide parcourant le tube est souvent si grand qu'il est plus avantageux d'améliorer la transmission de chaleur par augmentation de la vitesse d'écoulement dans le tube non garni intérieurement. L'invention a pour but de créer un promoteur de turbulence passif grâce auquel l'accroissement de la transmission de chaleur soit dans un rapport justifiable avec la perte de charge ainsi créée, de telle sorte qu'on puisse obtenir de façon économique une transmission de chaleur optimale. En outre, l'invention doit donner la possibilité de fabriquer sans fin un tel promoteur de turbulence, d'une manière entièrement automatique. Enfin, malgré un faible volume et un faible poids, ce promoteur de turbulence doit offrir une raideur et une solidité relativement élevées qui lui permettent d'être inséré automatiquement dans son tube. Avec un promoteur de turbulence du genre défini en préambule, ce but est atteint selon l'invention essentiellement grâce au fait que le diamètre d de l'hélice est inférieur de 0,4% à 3% environ au diamètre intérieur du tube qui lui est associé, que le rapport h/d du pas de l'hélice h au diamètre d de l'hélice est compris entre 2 et 5 et que l'épaisseur s de la bande est comprise entre 1% et 15% environ du diamètre d de l'hélice. Les limites numériques ainsi fixées peuvent se référer à n'importe quel diamètre de tube. Les promoteurs de turbulence hélicoidaux qui sont agencés conformément à l'invention se distinguent particulièrement par le fait que, pour des transmissions de chaleur dont legrendements sont à peu près égaux, ils provoquent une perte detharge qui est nettement plus basse qu'avec les promoteurs de turbulence connus. Grâce à la forme hélicoldale, le tube est intéressé sur toute sa section. Un centrage par des moyens supplémentaires n'est pas nécessaire car le promoteur de turbulence hélicoïdal conforme à l'invention se centre pratiquement de lui-même, abstraction faite d'une faible excentricité qui est due aux tolérances prescrites entre le diamètre intérieur du tube et le diamètre de l'hélice. L'invention est représentée schématiquement au dessin annexé, à l'aide d'un mode de réalisation particulier. La figure unique de ce dessin fait particulièrement apparaitre les dimensions à qui lwon doit donner des valeurs particulières, conformément à l'invention, savoir le diamètre d, le pas h et l'épaisseur s de la bande. Dans les modes de réalisation préférés de l'invention, le diamètre d de l'hélice est inférieur de 0,2 mm à 0,8 mm (au maximum) au diamètre intérieur du tube qui lui est associé. Les épaisseurs s de la bande formant l'hélice sont comprises entre 0,1 et 1,0 mm environ. REVENDICATION Promoteur de turbulence hélicoïdal formé d'une bande vrillée et destiné à être inséré librement, en vue d'améliorer la transmission de la chaleur, dans des tubes d'échangeurs de chaleur sans liaison fixe avec la paroi de ces tubes, lesquels sont de section circulaire et sont parcourus par un fluide, en particulier pour des tubes dont le diamètre est inférieur à 25 mm, caractérisé par le fait que le diamètre d de l'hélice est inférieur de 0,4% à 3% environ au diamètre intérieur du tube qui lui est associé, que le rapport h/d du pas de l'hélice h au diamètre d de lthélice est compris entre 2 et 5 et que l'épaisseur s de la bande est comprise entre 1% et 15% environ du diamètre d de l'hélice.