BE1001466A6

BE1001466A6 - Echangeur de chaleur gaz-gaz et procede de fabrication d'un tel echangeur.

Info

Publication number: BE1001466A6
Application number: BE8800229A
Authority: BE
Original assignee: S C R D SOC DE COMMERCIALISATI; S.C.R.D. SOCIETE DE COMMERCIALISATION DES RECHAUFFEURS DEKA SA
Current assignee: S C R D COMMERCIALISATION DES RECHAUFFEURS DEKA S A Ste; S C R D SOC DE COMMERCIALISATI
Priority date: 1988-02-29
Filing date: 1988-02-29
Publication date: 1989-11-07

Abstract

Echangeur de chaleur gaz-gaz, plus particulièrement réchaufeur d'air, comprenant une série de tubes (1) sensiblement parallèles maintenus, à proximité de leurs extrémités libres (3), dans des plaques tubulaires (2), ces tubes (1) contenant des éléments conducteurs de la chaleur (4) formant un contact intime avec la paroi intérieure des tubes et permettant le passage d'un gaz à l'intérieur de ces tubes (1) en contact avec ces éléments (4), des ailettes conductrices de chaleur (6) s'étendant transversalement contre la paroi extérieure des tubes, tout le long de ces derniers à une certaine distance les unes des autres, les plaques tubulaires susdites (2) étant constituées par de telles ailettes (6) fixées les unes aux autres à leurs bords périphériques par une soudure (7) continue en formant ainsi une paroi sensiblement étanche aux gaz.

Description


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  Echangeur de chaleur   g, az-gaz et procédé   de fabrication d'un tel échangeur. 



   La présente invention est relative à un échangeur de chaleur gaz-gaz, plus particulièrement à un réchauffeur d'air, comprenant une série de tubes sensiblement parallèles réalisés en une matière conductrice de la chaleur, notamment en métal, ces tubes s'étendant à une certaine distance les uns des autres et étant maintenus, à proximité de leurs extrémités libres, dans des plaques tubulaires. 



   Le réchauffeur d'air et plus généralement les échangeurs de chaleur gaz-gaz en acier ou en un autre metal du type précité utilisé jusqu'à présent est constitué de tubes lisses disposés verticalement ou horizontalement et comprend des plaques tubulaires de forte épaisseur, pouvant atteindre, suivant les dimensions de l'échangeur, jusqu'à deux à trois cm, présentant des trous forés dans lesquels les tubes sont soudés ou mandrinés. 



   La construction d'un tel échangeur de chaleur est relativement couteuse par suite, d'une part, du prix de revient des plaques tubulaires utilisées et, d'autre part, de la main d'oeuvre relativement importante qui est nécessaire pour l'assemblage des tubes dans ces plaques. 



   Un des buts essentiels de la présente invention est de remédier à ces inconvénients et de présenter, de plus, un échangeur de chaleur d'un rendement très élevé et d'une construction très légère tout en étant suffisamment rigide. 



     A- cet effet,   suivant l'invention, les tubes contiennent des éléments conducteurs de la chaleur formant un contact intime avec la paroi intérieure des tubes et permettant le passage d'un gaz à l'intérieur de ces tubes en contact avec ces éléments, des ailettes conductrices de chaleur s'étendant transversalement contre la paroi extérieure des tubes, tout le long de ces derniers, à une certaine distance les unes des autres, les plaques tubulaires susdites étant constituées par de telles ailettes fixées les unes aux autres à leurs bords périphériques par une soudure continue en formant ainsi une paroi sensiblement étanche aux gaz. 

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   Suivant une forme de réalisation particulière de l'invention, les éléments conducteurs précités sont constitués de profilés métalliques s'étendant suivant l'axe des tubes et divisant l'espace intérieur de ces derniers en des compartiments délimités par la paroi intérieure des tubes. 



   L'invention est également relative à des procédés particuliers de fabrication de l'échangeur de chaleur suivant l'invention. 



   Dans un procédé suivant une première forme de réalisation, on chauffe d'abord les tubes et on glisse ensuite les éléments conducteurs de chaleur à l'intérieur des tubes de manière à ce que ces éléments y soient coincés lors du refroidissement des tubes, les ailettes étant soudés sur la paroi extérieure de ces derniers après leur refroidissement. 



   Suivant une deuxième forme de réalisation de ce procédé, on soude les ailettes sur la paroi extérieure des tubes et en l'on introduit ensuite les éléments conducteurs précités à l'intérieur des tubes par forcement. 



   D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description, donnée ci-après, à titre d'exemple non limitatif, d'une forme de réalisation particulière de l'échangeur de chaleur suivant l'invention et de deux procédés particuliers de fabrication de celui-ci, avec référence à la figure annexée, qui est une vue en perspective, avec brisures partielles de cette forme de réalisation particulière. 



   L'échangeur de chaleur gaz-gaz, tel que représenté à la figure, est constitué d'un réchauffeur d'air pouvant, par exemple, être utilisé pour réchauffer de l'air de combustion par des gaz de cheminée d'une installation de chauffage. 



   Cet échangeur de chaleur comprend une série de tubes 1 sensiblement parallèles, qui, dans le cas montré à la figure, sont disposés verticalement, et qui sont réalisés en une matière conductrice de la chaleur, notamment en acier ou éventuellement en un autre métal. 
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 Ces tubes l s'étendent à une certaine distance les uns des autres et sont maintenus par leurs deux extrémités libres dans des plaques tubulaires 2. 

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   Dans la figure 1 on s'est limité à ne montrer que l'extrémité supérieure 3 des tubes, étant donné que le montage de leur extrémité inférieure est entièrement identique. 



   Suivant l'invention, les tubes 1 contiennent des éléments 
 EMI3.1 
 conducteurs de la chaleur 4, qui sont de préférence réalisés dans la meme matière que les tubes et qui forment un contact intime avec la paroi intérieure de ces tubes, tout en permettant le passage d'un gaz dans ces derniers en contact très intime avec ces éléments, de manière à assurer un échange de chaleur aussi bien avec ces derniers qu'avec les parois des tubes lors du passage d'un gaz. 



   De plus, des ailettes conductrices de chaleur 6 sont montées perpendiculairement contre la paroi extérieure des tubes tout le long de ceux-ci, à une certaine distance les unes des autres. 



   Les plaques tubulaires précitées 2 sont, suivant 
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 l'invention, constituées par de telles ailettes 6 qui sont fixées les unes aux autres à leurs bords périphériques par une soudure continue 7, de manière à former ainsi une paroi sensiblement étanche au gaz.   11   s'agit donc des ailettes d'extrémité, comme montré clairement à la figure. 



   Au moins ces ailettes d'extrémité présentent, pour permettre de les souder facilement les unes aux autres au moyen d'une machine à souder automatique, une forme carrée ou rectangulaire et sont de dimensions identiques. 



   11 va bien entendu de soi que, comme d'ailleurs montré à la figure, toutes les ailettes peuvent être identiques aux ailettes d'extrémité, ceci facilitant la construction des échangeurs de chaleur. 



   Les bords extérieurs des ailettes d'extrémité, montés sur les tubes extérieures de l'échangeur de chaleur, sont de leur côté soudés sur un cadre 8 s'étendant autour des deux extrémités libres des tubes. 



   Dans la forme de réalisation particulière montrée à la figure, les éléments conducteurs précités 4 sont constitués par des profiles métalliques présentant une section transversale ayant l'allure d'une étoile et s'étendant suivant l'axe des tubes en divisant ainsi l'espace intérieure de ces derniers en des compartiments 9 qui sont délimités partiellement par la paroi intérieure des tubes 1. 

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   De tels profilés ne gênent pas l'écoulement des gaz à travers les tubes dans le sens de la flèche 5 et assurent en même temps un échange de chaleur très efficace entre les gaz et la paroi des tubes. 



   Pour la fabrication de l'échangeur de chaleur, tel que décri t ci-dessus et montré à la figure annexée, suivant l'invention, deux techniques différentes peuvent être appliquées. 



   Dans une première forme de réalisation, on chauffe tout d'abord les tubes 1 pour qu'ils se dilatent quelque peu dans le sens radial. Ensuite, on glisse dans chacun de ces tubes un élément conducteur de 
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 chaleur 4, notamment le profilé métallique en étoile, de maniere à ce que ces éléments y soient coincés lorsque, lors du refroidissement des tubes 1, ces derniers reprennent leurs dimensions initiales. Une fois refroidi. on soude les ailettes 6 sur la paroi extérieure des tubes et on place ces derniers, pourvu de leurs ailettes, côte à côte dans la position relative qu'elles occupent dans 1'échangeur de chaleur pour pouvoir souder, au moyen d'une machine à souder automatique, les bords des ailettes d'extrémité   entr'elles   et former ainsi une paroi étanche faisant office de plaque tubulaire. 



   Dans une opération suivante, on place le cadre 8, qui est formé par une bande métallique d'une certaine hauteur, autour des ailettes d'extrémité et on le fixe, également avec une soudure continue, par son bord inférieur 11 au bord extérieur des ailettes d'extrémité des tubes extérieurs. 



   Ainsi, on obtient de part et d'autre de 1'échangeur de chaleur, à chacune des extrémités des tubes, un collecteur délimité partiellement par un tel cadre et une plaque tubulaire formée d'ailettes d'extrémités soudées entre elles. 



   Dans une autre forme de réalisation pour la fabrication de l'échangeur de chaleur suivant l'invention, l'on soude d'abord les ailettes sur la paroi extérieure des tubes et ensuite, on introduit les éléments conducteurs 4 à l'intérieur des tubes par forcement. 



   Le soudage des ailettes d'extrémité et du cadre   8   ayant lieu comme dans la première forme de réalisation décrite ci-dessus. 

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   Lors de l'utilisation de l'échangeur de chaleur, tel que représenté à la figure, on peut par exemple envoyer des gaz chauds de 
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 cheminée à travers les tubes 1 dans le sens de la flèche 5, pour les récupérer à l'extrémité inférieure des tubes, et envoyer de   l'air   de combustion à chauffer préalablement à son alimentation à un bruleur, par exemple, suivant une direction perpendiculaire au sens de la flèche 5 entre 
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 les ailettes fixées sur la paroi extérieure des tubes, comme indiqué par la flèche 10. 



   11 est bien entendu que l'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite ci-dessus et représentée à la figure annexée, mais que bien des variantes pourraient être envisagées sans sortir du cadre 
 EMI5.3 
 de la présente invention. 



   C'est ainsi que les éléments conducteurs 4 pourraient être de formes très variées. 1t suffit, en effet, qu'ils permettent d'assurer un échange thermique efficace entre les gaz introduits dans les tubes et la paroi de ces derniers. 



   11 en est de même pour la forme des tubes et des 
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 ailettes, qui peuvent également présenter des formes assez variées ; et les aillettes situées entre les plaques tubulaires pourraient p. e. etre constituées pour chaque tube, par une hélice enroulée et fixée sur la paroi extérieure de celle-ci. 



   Par ailleurs, les tubes   l   peuvent, si nécessaire également etre disposés horizontalement, et s'ils présentent une longueur relativement importante, ceux-ci peuvent être soutenus à des intervalles régulières.

Claims

REVENDICATIONS 1. Echangeur de chaleur gaz-gaz, plus particulièrement réchaufeur d'air, comprenant une série de tubes (1) sensiblement parallèles réalisés en une matière conductrice de la chaleur, ces tubes 0) s'étendant à une certaine distance les uns des autres et étant maintenus, ä proximité de leurs extrémités libres (3), dans des plaques tubulaires (2), caractérisé en ce que les tubes (1) contiennent des éléments conducteurs de la chaleur (4) formant un contact intime avec la paroi intérieure des tubes et permettant le passage d'un gaz à l'intérieur de ces tubes (1) en contact avec ces éléments (4), des ailettes conductrices de chaleur (6) s'étendant transversalement contre la paroi extérieure des tubes,

tout le long de ces derniers à une certaine distance les unes des autres, les plaques tubulaires susdites (2) étant constituées par de telles ailettes (6) fixées les unes aux autres à leurs bords périphériques par une soudure (7) continue en formant ainsi une paroi sensiblement étanche aux gaz.
2. Echangeur de chaleur suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins les ailettes (6) soudées entre elles sont sensiblement identiques et présentent une forme carrée ou rectangulaire..
3. Echangeur de chaleur suivant l'une ou l'autre des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les éléments conducteurs précités (4) sont constitués de profilés métalliques s'étendant suivant I'axe des tubes (l) en divisant l'espace intérieur de ces derniers en des compartiments (9) communiquant avec la paroi intérieure des tubes (1).
4. Echangeur de chaleur suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les profilés précités (4) présentent une section transversale ayant sensiblement l'allure d'une étoile.
5. Procédé de fabrication de l'échangeur de chaleur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on chauffe d'abord les tubes et en ce que t'on glisse ensuite les éléments conducteurs de chaleur (4) à l'interieur des tubes (1) de manière à ce que ces éléments (4) y soient coincés lors du refroidissement des tubes (1), en formant sur sensiblement toute leur longueur un contact intime avec les EMI6.1 parois intérieures des tubes (1), les ailettes (6) étant soudés sur les parois extérieures de ces derniers après leur refroidissement. <Desc/Clms Page number 7>
6. Procédé de fabrication de l'échangeur de chaleur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on soude les ailettes (6) sur la paroi extérieure des tubes (I) et en ce que EMI7.1 l'on introduit ensuite les éléments conducteurs précités (4) à J'interieur des tubes (l) par forcement en formant sur sensiblement toute leur longueur un contact intime avec les parois intérieures des tubes (1).