Brevet FR2455720A1 — publié le 19801128

Echangeur de chaleur tubulaire. L'invention a pour objet un echangeur de chaleur comportant un tube extérieur et au moins un tube interieur muni sur sa face intérieure de rainures parallèles entre elles et separées l'une de l'autre par des nervures. Les tubes d'échangeurs de chaleur pour l'évaporation d'hydrocarbures halogénés sont connus, sous forme de profilés en aluminium en étoile insérés dans des tubes lisses, suivant des dimensions et des réalisations differentes. On peut ainsi obtenir, d'une part, une grande surface et augmenter le nombre des emplacements de formation de germes déterminants pour l'évaporation ainsi que, d'autre part, un accroissement de la turbulence. En raison de la perte de charge spécifique élevée, ces tubes ne peuvent être mis en oeuvre qu'avec des longueurs limitées. En conséquence, ils ne conviennent pas pour les systèmes coaxiaux. Compte tenu de ce qui precede, l'invention a pour but de creer un echangeur de chaleur ayant une capacité de transmission de chaleur particulièrement bonne. L'invention concerne à cet effet un échangeur de chaleur du type ci-dessus caractérisé en ce que les rainures et les nervures du tube intérieur sont coaxiales et ont les mêmes dimensions, la largeur et la profondeur étant comprises entre 0,7-et 1 mm. Un ehepgeur de chaleur agencé concrnement à l'invention a pour avantage que le fluide frigorifique liquide s'écoule dans les rainures de type capillaire et subit une évaporation intensive par suite de la grande surface spécifique, tandis que la totalite du volume intérieur du tube sert à l'écoulement de la vapeur de plus faible densité. Pour des capacités plus élevées, qui necessitent des debits plus importants de fluide frigorifique, on peut aussi disposer en étoile, dans un tube extérieur, trois tubes intérieurs décales de 1200 l'un par rapport à l'autre. Pour la mise en application à des installations dans lesquelles on exige une séparation supplémentaire entre le fluide frigorifique s'écoulant à l'intérieur et le fluide s'écoulant à I'extérieur, on peut engager sur le ou les tubes intérieurs un tube de sécurité présentant des cannelures longitudinales sur sa face intérieure, les extrémités des cannelures pouvant être libres ou être reliées à une valve pour mettre en fonctionnement, en cas de défaut d'étanchéité une installation d'alarme optique ou acoustique. Il est prevu d'assurer l'appui du tube exterieur sur le tube intérieur à l'aide d'elements d'appui sous forme de crampons ou de rainures d'ecartement du tube extérieur, pour eviter les bruits de vibrations. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-apres et des dessins annexes représentant des exemples de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels - la Fig. 1 est une vue en coupe longitudinale d'un échangeur de chaleur comportant un tube extérieur et un tube intérieur; - la Fig. 2 représente le même echangeur de chaleur en coupe transversale; - la Fig. 3 est une vue en coupe transversale d'un echangeur de chaleur comportant un tube extérieur et trois tubes intérieurs; - la Fig. 4 est une vue en coupe transversale d'un échangeur de chaleur comportant un tube extérieur et un tube intérieur ainsi qu'un tube de sécurité engage sur te tube intérieur; - la Fi-g. 5 est une s e en d.levatirn d'un echangeur de chaleur enroule en serpentins; - la Fig. 6 est un diagramme de puissance. Dans sa forme de réalisation la plus simple, un échangeur de chaleur est constitué par un tube extérieur lisse 1 et par un tube interieur 2 profilé sur sa face Intérieure. Un fluide à refroidir est envoyé dans un volume annulaire extérieur 3 et un fluide frigorifique est envoyé à contre-courant dans le tube intérieur 2. La fixation mutuelle entre le tube extérieur et le tube intérieur est assurée par un profil d'écartement. Le profil du tube intérieur 2 comprend des rainures 4 et des nervures 5 parallèles, coaxiales et ayant les mêmes dimensions. La largeur b et la profondeur t des rainures 4 et des nervures 5 peuvent etre de dimensions variant de 0,7 à 1 mm. Pour des capacites de transmission de chaleur plus élevees, qui nécessitent des débits plus importants de fluide frigorifique, on peut disposer en étoile dans un grand tube extérieur 1 trois tubes intérieurs 2 decalés de 1200 l'un par rapport à l'autre, comme cela est représente en coupe transversale sur la Fig. 3. Aussi bien dans la forme de réalisation simple suivan-t la Fig. 1 et la Fig. 2 que dans la forme de réalisation suivant la Fig. 3 pour des capacites de transmission de chaleur plus élevées, on peut enrouler en spirale, en serpentin ou en hélice le tube exterieur 1 ainsi que le ou les tubes intérieurs 2, les extrémités étant munies d'organes pour les raccords de liquides. Pour la mise en application à des installations dans lesquelles on exige une séparation supplémentaire entre le fluide frigorifique s 'écoulant à l'intérieur et le fluide s'ecoulant à l'extérieur on peut, suivant l'exemple de réalisation représente sur la Fig. 4 et la Fig. 5, engager surale tube intérieur 2 un tube de sécurité 6 présentant des cannelures 7 disposées sur sa face intérieure. Le volume forme par les cannelures 7 est relié à un organe collecteur 8 pour que le fluide frigorifique qui s'écoule en cas de défaut d'étanchéité puisse être envoye à une installation d'avertissement appropriée pour déclencher un signal avertisseur optique et/ou acoustique. Sur le diagramme de puissance de la Fig. 6, on voit qu'un échangeur de chaleur muni du tube profilé agencé conformement à l'inventicn ne une capacité bien Flus grande :use, par exe.mpre5 un échangeur de chaleur avec un tube lisse'connu ou un tube à nervures connu. L'augmentation étonnamment grande de la capacité est obtenue par l'effet de combinaison de la disposition coaxiale des rainures et des nervures du tube intérieur ainsi que d'un dimensionnement, accorde au diamètre, de la largeur et de la profondeur des rainures et des nervures. REVENDICATIO,QS 1") - Echangeur de chaleur comportant un tube extérieur et au moins un tube interieur muni sur sa face intérieure de rainures parallèles entre elles et séparées l'une de l'autre par des nervures, echangeur caracterise en ce que les rainures (4) et les nervures (5) du tube intérieur (2) sont coaxiales et ont les mêmes dimensions, la largeur (b) et la profondeur (t) étant comprises entre 0,7 et 1 mm. 20) - Echangeur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans le tube extérieur (1) sont disposés en etoile trois tubes interieurs (2) décalés de 1200 l'un par rapport à l'autre. 30) - Echangeur de chaleur selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'un tube de securite (6) présentant des cannelures longitudinales (7) sur sa face intérieure est engagé sur le tube intérieur (2). 40) - Echangeur de chaleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caracterise en ce que les cavites formées par les cannelures (7) sont reliees à un organe collecteur (8).