Brevet FR2462678A3 — publié le 19810213

FR 2462678 A3 19810213 FR 8016470 A 19800725 -1- 2462678 La présente invention concerne un appareil d'échange direct de chaleur entre deux gaz qui s'écoulent à contre-courant l'un par rapport à l'autre. Dans des échangeurs de chaleur classiques, il se produit un échange direct de chaleur entre deux gaz pour ce qu'on appelle des échangeurs à courants croisés. Dans de tels échangeurs, les deux courants de gaz s'écoulent perpendiculairement entre eux, en produisant ainsi, comme cela est bien connu, une différence moyenne de température entre les deux fluides qui est bien plus petite que celle obtenue dans un échangeur à contre-courant opposés. La raison pour laquell des échangeurs de chaleur à action directe sont conçus pour opérer avec des courants croisés consiste en ce qu'il est prati- quement impossible de faire en sorte que la séparation des deux écoulements se produise sur la même face de l'échangeur du fait de la courte hauteur des conduits. La hauteur des conduits de passage de gaz doit être maintenue courte, à la fois pour augmenter la surface d'échange de chaleur par unité de volume et pour améliorer les conditions d'échange de chaleur entre le fluide et la surface balayée. L'invention a pour but de remédier aux inconvénients affectant des échangeurs de chaleur à gaz de types classiques, en particulier pour augmenter la surface effective d'échange par unité de volume et pour créer un échange de chaleur à courant entre les deux fluides. Il est en outre possible de faire en sorte que l'échan- geur de chaleur conforme à l'invention ait une structure simple, soit d'une fabrication comparativement aisée, d'un fonctionnement sûr et efficace et d'un prix de revient comparativement bas. Conformément à un espect de la présente invention, il est prévu un échangeur de chaleur pour assurer un échange direct de chaleur entre deux gaz s'écoulant à contre-courant, ou avec courants opposés, l'un par rapport à l'autre, caractérisé en ce qu'il comprend des conduits parallélépipèdiques séparés par des tôles métalliques, en ce que des ailettes sont reliées aux tôles métalliques de façon à obliger les deux gaz, dans la partie centrale de l'échangeur, à s'écouler alternativement à contre- courant dans lesdits conduits, en ce qu'il est prévu dans l'échan- geur, pour chaque gaz, un seul passage d'entrée et un seul passage de sortie qui sont séparés des passages respectifs d'entrée et de GL/48089 -2- 2462678 sortie de l'autre gaz par une tôle métallique orientée perpen- diculairement aux tôles formant les conduits de ladite partie centrale, et en ce que lesdits conduits sont orientés de façon que le premier gaz s'écoule vers le côté par lequel il est intro- duit dans (ou déchargé de) l'échangeur, en libérant ainsi pour l'autre gaz une section de passage correspondante, le conduit de passage du second gaz étant dévié en direction du côté opposé. D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description suivante et des exemples donnés à titre illustratif mais non-limitatif. La figure 1 est une vue en coupe de la partie centrale de l'échangeur de chaleur conforme à l'invention, cette coupe étant faite perpendiculairement aux écoulements de gaz; La figure 2 est une vue en coupe de l'échangeur de chaleur, faite parallèlement aux tôles métalliques qui assurent une séparation des deux courants de gaz dans la partie centrale de l'échangeur de chaleur; et La figure 3 est une vue d'ensemble de l'échangeur de chaleur selon l'invention. Sur les dessins, on a désigné dans son ensemble par 1 un échangeur de chaleur conforme à l'invention. Cet échangeur de chaleur comprend une tôle métallique 2 qui, lorsqu'elle est pliée, profilée et soudée aux extrémités 3, comme indiqué sur les fig. 1, 2 et 3, sépare les deux gaz l'un de l'autre et également de l'environnement; en outre, l'échangeur comprend des tôles métalliques 4 qui forment, à l'intérieur de chaque conduit parallélépipèdique (fig. 1) un ensemble compact - d'ailettes augmentant considérablement la quantité de chaleur échangée par unité de volume de l'échangeur de chaleur. Les tôles métalliques 4 sont reliées à la tôle 2 de façon à créer un bon contact thermique, ladite liaison étant établie par exemple par rivetage pour des tôles d'aluminium, ou bien par immersion dans un bain de zinc pour des tôles d'acier. En particulier, sur la fig. 2, on a montré comment le gaz A pénètre dans l'échangeur et en sort en suivant le trajet défini par les flèches A, qui sont indiquées en pointillés lorsque le trajet A est masqué par la tôle métallique 2 qui sépare les deux gaz. Les flèches B désignent le trajet suivi par le gaz B. Ainsi, dans la partie centrale de l'échangeur de chaleur o la surface d'échange est maximale, on obtient un écoulement de gaz à contre- GL/48089 -3- 2462678 courant, en vue de satisfaire aux objectifs spécifiés dans le préambule. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés - elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans que l'on s'écarte de l'esprit de l'invention. GL/48089 4 2462678 REVENDICATIONS 1. Echangeur de chaleur pour échange direct de chaleur entre deux gaz s'écoulant à contre-courant l'un par rapport à l'autre, caractérisé en ce qu'il comprend des conduits parallé- lépipèdiques séparés par des tôles métalliques (2), en ce aue des ailettes (4) sont reliées aux tôles métalliques (2) de façon à obliger les deux gaz, dans la partie centrale de l'échan- geur, à s'écouler alterativement à contre-courant dans lesdits conduits, en ce qu'il est prévu pour chaque gaz-un seul passage d'entrée et un seul passage de sortie dans l'échangeur qui sont séparés des passages respectifs d'entrée et de sortie de l'autre gaz par une tôle métallique orientée perpendiculairement aux tôles formant les conduits de ladite partie centrale et en ce que lesdits conduits sont orientés de façon que le premier gaz s'écoule vers le côté par lequel il est introduit dans (ou déchargé de) l'échan- geur, en libérant ainsi pour l'autre gaz une section de passage correspondante, le conduit de passage du second gaz étant dévié en direction du côté opposé. 2. Echangeur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les ailettes de chacun des conduits dans ladite partie centrale sont constituées par une seule tôle pliée servant à établir un contact thermique alternativement avec les deux parois principales du conduit dans les zones o lesdites parois sont en contact avec les tôles métalliques pliées formant les ailettes du conduit des deux conduits adjacents de passage de l'autre fluide. GL/48089