Brevet FR2437596A1 — publié le 19800425

L'invention se rapporte à des éléments échangeurs thermiques, en particulier sous forme d'éléments réfrigérants secs air - tube pour une tour de réfrigération à sec, qui sont disposés à distance du sol dans la tour de réfrigération. On connait des éléments réfrigérants secs air-tube, qui sont disposés à hauteur des éléments avec écarts entre eux et par rapport à la construction de la tour, et qui présentent des parois latérales relativement souples à la flexion. L'écart entre les éléments et l'écart entre la construction de la tour et les éléments les plus proches est compensé - selon que le fluide à refroidir est amené dans les éléments avec surpression ou dépression - par des profilés résistant à la traction ou résistant à la compression et/ou par une masse de remplissage résistant à la taction ou résistant à la compression. On considère, dahs cette disposition connue comme désavantageuse, que les forces non négligeables, résultant de la surpression ou de la dépression, sont transférées sur la construction de la tour. En outre, il faut aussi que, dans cette disposition, la construction de la tour (l'enveloppe de la tour) puisse se dilater d'une certaine longueur relative à la hauteur des éléments, entre l'enveloppe de tour et éléments échangeurs thermiques. L'invention a pour tâche de développer les éléments échangeurs thermiques du type décrit ci-dessus, de sorte qu'à la hauteur de ces éléments thermiques et lors de leur fonctionnement en surpression ou dépression, aucune force ne soit répercutée sur la construction de la tour (l'enveloppe de la tour). D'après l'invention, ce but est atteint en ce que plusieurs éléments échangeurs sont chaque fois rassemblés en un groupe et rapprochés très près les uns des autres, et en ce que chaque groupe d'éléments échangeuIs présente, au-des- sus et en-dessous des éléments échangeurs, des éléments de traction, respectivement de compression, reliés de façon fixe aux parois latérales extérieures et dirigés dans le sens de la largeur. Si on renonce aux parois latérales disposées entre deux éléments échangeurs voisins, selon une variante complémentaire de l'invention, les parois latérales sont fixées dans le sens de la profondeur par les éléments en forme d'agrafes s'accrochant au-dessus, respectivement en-dessous, des parties supérieures et inférieures des éléments échangeurs. En renonçant aux parois latérales entre deux éléments échangeurs voisins et en présence, lors de l'exploitation, de surpression dans les éléments échangeurs thermiques, les éléments de traction sont, selon une autre caractéristique de l'invention, précontraints en conséquence. Grâce à cette mesure, on obtient un effet d'étanchéité entre les arêtes des éléments échangeurs voisins qui se touchent. Pour éviter un trop grand affaissement des éléments de traction, respectivement de compression, ces élément reposent, selon une autre conception avantageuse de l'invention, sur des supports intermédiaires. Conformément à une configuration constructive de l'invention, les parois latérales de chaque groupe d'éléments échangeurs sont reliées fixement à des profilés dépassant ces éléments dans le sens de la hauteur, et sur les extrémités desquels sont fixés les éléments de traction, respecti vexent de compression. Selon une autre caractéristique de l'invention, les éléments échangeurs thermiques reposent, grâce à des béquilles,sur les traverses de la construction de la tour; les éléments s'accrochant par le bas à la partie inférieure des échangeurs reposent également sur les traverses et sont reliés fixement à ces echangeurs, dans la zone des parois frontales et des parois intermédiaires. Une autre configuration de l'invention prévoit que, dans les éléments échangeurs thermiques logés grâce à des béquilles de façon non déplaçable en travers par rapport à leur axe longitudinal sur les traverses et étant en conséquence conçus de façon élastique en flexion, les béquilles reliées de façon fixe aux éléments s'accrochant en forme d'agrafes, soient également logées de façon non déplaçable en travers, par rapport à leur axe longitudinal et soient conçues pour être élastiques en flexion. Grâce à ces mesures, on obtient que lors de changements de température, les éléments échangeurs thermiques peuvent se dilater et se contracter librement, de sorte que la construction de la tour n'ait pas besoin de participer à certaines modifications relatives en longueur, entre la construction et les éléments échangeurs thermiques. Le dessin annexé illustre à titre d'exemple une forme d'exécution de la présente invention, dans lequel La figure 1 est une vue de dessus représentant la moitié d'un groupe d'éléments échangeurs thermiques, La figure 2 est une vue de côté selon la flèche A de la fig. 1, La figure 3 est une vue des parois frontales représentant les conduites d'amenée et d'écoulement du fluide à refroidir, et La figure 4 représente une partie de la coupe selon la ligne A-B de la fig. 1, mais à plus grande échelle. Les éléments échangeurs thermiques sont portés par une construction support du type connu, comprenant des supports verticaux 1, des poutres principales surélevées 2 et des traverses 3 reposant sur les poutres principales. Les poutres principales et les traverses forment un cadre porteur en forme de treillis, pour les éléments échangeurs thermiques qui font partie intégrante d'une tour de réfrigération à sec, dont l'enveloppe, servant à produire l'ef fet de tirage, n'est pas mieux représentée ici, étant donné que sa configuration n'a pas directement trait à l'invention. Les éléments échangeurs thermiques 4 sont rassemblés en groupes de douze éléments échangeurs chacun (le nombre d'éléments formant un groupe peut cependant être différent). Les éléments échangeurs sont conçus sous la forme de soi-disant éléments de réfrigération à sec air-tube. On entend par "éléments de réfrigéra -tion à sec air-tube" des éléments qui présentent des tubes 5 sans ailettes, traversés dans le sens longitudinal par de l'air réfrigérant (ou du gaz réfrigérant), alors que le produit transporteur de chaleur à refroidir baigne l'ex- térieur des tubes 5. Les surfaces de recouvrement 6 et les surfaces de fond de chaque é- lément échangeur, parallèles entre elles, sont ainsi conçues que les tubes 5 sont élargis à leurs extrémités en hexagone, et que les surfaces juxtaposées de l'hexagone sont reliées entre elles, de façon étanche, au produit transporteur de chaleur. Chaque élément échangeur 4 a environ 2,5m de profondeur, environ 3 m de largeur et 0,7 m de hauteur (des éléments échangeurs thermiques ne doivent cependant pas être limités à ces dimensions). Comme matériau pour les éléments échangeurs, on utilise spécialement l'aluminium pour des raisons de coût. Chaque élément échangeur 4 présente une paroi frontale 7, non flexible, et fixée aux tubes 5 par soudage, brasage ou autre, et dont les caisses à eau sont pourvues d'ouvertures 8a, 8b et de possibilités de raccordement pour les conduites d'amenée et d'écoulement du produit transporteur de chaleur à refroidir (par ex. eau ou vapeur). Deux éléments échangeurs 4a, 4b sont situés chaque fois l'un derrière l'autre, vu dans le sens de la profondeur du groupe, mais les extrémités de deux éléments se faisant face sont séparées de façon étanche par une seule paroi intermédiaire 9, commune aux deux éléments. Chaque élément échangeur présente (représenté partiellement) une paroi intermédiaire parallèle à la surface de recouvrement et à la surface de fond, de sorte que chaque élément est pourvu de deux chemins pour le produit transporteur de chaleur. Ce produit est amené à chaque élément échangeur par l'ouverture supérieure 8a, puis il est dévié à cent quatre-vingt degrés au bout de l'élément et quitte celui-ci par l'ouverture inférieure 8b. Vu dans le sens de la largeur du groupe d'éléments échangeurs, six éléments doubles font partie d'un groupe. Les éléments doubles sont joints de façon étanche, des parois latérales entre deux éléments doubles n'étant pas prévues. L'étanchéité nécessaire des éléments le long des arêtes de contact de deux éléments doubles voisins s'effectue indirectement par un moyen adéquat, par exemple par haubanage des brides 10, fixées aux parois ou surfaces respectives par des vis, et par haubanage de l'ensemble du groupe d'éléments échangeurs, ce qui est expliqué plus en détail ci-dessous. Les côtés extérieurs des éléments échangeurs extérieurs, situés dans le sens de la profondeur et de la hauteur, sont formés par des parois latérales 11, fixées aux tubes 5 par soudage ou similaire. Les parois latérales 11 sont en outre reliées fixement aux parois frontales 7 des éléments doubles extérieurs et leur paroi intermédiaire 9 correspondante. Les parois latérales 11 sont légèrement renforcées par des épaisseurs 12 non continues et s'étendant dans le sens de la profondeur. Les parois latérales 11 ne sont cependant pas conçues pour être très résistantes au voilement, pour résister, à la longue et sans dommage, aux contraintes créées dans le cas d'une exploitation des éléments échangeurs avec surpression ou dépression correspondante. Dans les éléments échangeurs exploités avec surpression, l'espace de la surface de recouvrement ou de fond non couvert par l'-épaisseur 1?, est fixé aux parois latérales 11 par des profilés 13 parallèles et à section en forme de U. Dans l'exemple représenté, quatre profilés 13 sont chaque fois fixés aux parois latérales 11 du groupe d'éléments. Les profilés 13 dépassent en hauteur la surface de recouvrement, respectivement celle de fond, sur une dimension prédéterminée. Les extrémités d'en face, vues dans le sens de la largeur, sont reliées en haut et en bas par des barres de traction 14, précontraintes et dirigées dans le sens de la largeur. Les barres de traction 14 sont subdivisées, vu dans le sens de la largeur, alors que la liaisonrespectivementavecune barre ininterrompue s'effectue grâce à des écrous tendeurs 15 du type connu. Les barres de traction 14 sont soutenues par des supports intermédiaires. A la plaçe des barres de traction, on peut aussi choisir d'autres éléments de traction, comme des câbles métalliques. Dans les éléments de traction, on peut introduire des éléments ressorts, par exemple des ressorts de traction, des ressorts à disque ou similaire (non représenté). Pour éviter que les parois frontales 7 de chaque élément double, à haute surpression ou dépression correspondante du moyen transporteur de chaleur, ne dévient de leur position parallèle entre elles, on prévoit des élé- ments 16 correspondants en forme d'agrafes, qui fixent les parois frontales dans le sens de la profondeur. Les éléments 16 consistent chacun en un maillon longitudinal 16a, par exemple de forme I en section, et deux ailes courtes 16b, 16c, dirigées dans le sens de la hauteur et fixées de façon rigide au maillon longitudinal. Les ailes 16b, 16c sont reliées fixement aux parois frontales. Ceci peut se faire soit par soudage, soit par le fait que les ailes font partie intégrante des parois latérales. Les éléments 16 en forme d'agrafes sont d'une part disposés à gauche et à droite de la surface de contact de deux éléments doubles, et ces éléments sont d'autre part prévus,aussi bien sur le côté supérieur que sur le côté inférieur, du groupe d'éléments échangeurs. Les maillons longitudinaux 16a forment en plus les supports intermédiaires pour les barres de traction 14 ou éléments de traction, respectivement de compression similaires. Chaque groupe d'éléments échangeurs peut s'appuyer, par des béquilles 17, 18, sur les traverses 3. Les pieds de béquilles sont logés de façon non déplaçable sur les traverses 3, verticalement par rapport à l'axe longitudinal des béquilles. Les béquilles 17, 18 sont conçues de telle sorte (profil à moment d'inertie de surface faible, grande longueur correspondante de béquilles) et logées de manière à avoir une grande élasticité de flexion. Ainsi, on obtient que le groupe d'éléments échangeurs thermiques, lors de changements de température, puisse se dilater et se contracter librement autour des pieds de béquilles comme points fixes. Si les éléments échangeurs sont exploités en dépression, les éléments de traction 14 et 16 sont alors à remplacer par des éléments correspondants de compression, résistant à la flexion. La disposition des groupes d'éléments échangeurs thermiques dans la tour de réfrigération s'effectue de façon que la libre dilatation de chaque groupe d'éléments échangeurs soit garantie en cas d'échauffement. Chaque élément double présente en particulier une section rectangulaire. REVENDICATIONS 1. Eléments échangeurs thermiques, en particulier sous forme d'éléments réfrigérants à sec air-tube pour une tour de réfrigération à sec, disposés dans la tour à distance du sol, caractérisés en ce que plusieurs éléments échangeurs thermiques 4 sont chaque fois réunis en un groupe ayant des éléments accolés très près les uns des autres, et en ce que chaque groupe d'éléments présente, au-dessus et en-dessous des éléments échangeurs, des éléments de traction 14 et respectivement de compression, fixement reliés aux parois latérales extérieures 11 et dirigés dans le sens de la largeur. 2. Eléments échangeurs thermiques selon la revendication 1, caractérisés en ce que les parois frontales sont fixées dans le sens de la profondeur par les côtés supérieur et inférieur des éléments 16 en forme d'agrafes, qui s'accrochent par-dessus et par-dessous aux éléments échangeurs. 3. Eléments échangeurs thermiques selon les revendications 1 ou 2, caractérisés en ce que les éléments de traction 14 sont précontraints en conséquence. 4. Eléments échangeurs thermiques selon les revendications 1 ou 3, caractérisés en ce que les éléments de traction 14 et respectivement de compression sont soutenus par des supports intermédiaires 16a. 5. Eléments échangeurs thermiques selon la revendication 1, caractérisés en ce que les parois latérales 11 de chaque groupe d'éléments échangeurs sont reliées fixement à des profilés 13 dépassant les éléments échangeurs 4 dans le sens de la hauteur, aux extrémités desquels les éléments de traction 14, respectivement de compression, sont fixés. 6. Eléments échangeurs thermiques selon la revendication 5 dans lesquels les éléments échangeurs reposent, grâce à des béquilles, sur des traverses de la charpente support de la tour de réfrigération, caractérisés en ce que de même, les éléments 16, s'accrochant par dessous sur le côté inférieur des éléments échangeurs, et qui sont reliés fixement aux éléments échangeurs dans la zone des parois frontales et des parois intercalaires, reposent sur les traverses 3 grâce à des béquilles 18. 7. Eléments échangeurs thermiques selon la revendication 6, dans lesquels les béquilles sont logées de façon non déplaçable, en travers par rapport à leur axe longitudinal, sur les traverses et conçues pour être élastiques en flexion, caractérisés en ce qu'également, les béquilles 18, reliées fixement aux éléments 16 en forme d'agrafes, sont logées de façon non déplaçable en travers par rapport à leur axe longitudinal et conçues pour être élastiques en flexion.