CH358812A - Echangeur de chaleur - Google Patents

Description

      Echangeur    de chaleur    La présente invention est relative à un échangeur  de chaleur caractérisé en     ce    que le     fluide    à réchauf  fer circule, en amont, dans des éléments de coup de  feu disposés face à une     source    chaude et en aval  dans des éléments complémentaires de convection en  liaison avec les précédents afin que le     fluide    à  réchauffer présente déjà une température telle qu'il  n'y ait pas de condensation résultant du point de  rosée sur lesdits éléments de     convection.     



  Le dessin annexé représente, à titre d'exemple,  trois formes d'exécution de l'échangeur de chaleur  faisant l'objet de l'invention.  



  La     fig.    1 est une élévation-coupe d'une première  forme d'exécution, destinée à la production de  vapeur, effectuée selon la     ligne        a-a    de la     fig.    2.  



  La     fig.    2 représente la vue de gauche partielle  de la     fig.    1.  



  La     fig.    3 est une élévation-coupe d'une deuxième  forme d'exécution destinée à la production d'eau  chaude, effectuée selon la ligne     b-6    de la     fig.    4.  



  La     fig.    4 montre la vue de gauche partielle de  la     fig.    3.  



  La     fig.    5 représente un détail de la     fig.    4.  



  La     fig.    6 est également une élévation-coupe d'une  troisième forme d'exécution de l'échangeur également  pour eau chaude, effectuée selon la ligne     c-c    de la       fig.    7.  



  La     fig.    7 en est la vue de gauche     partielle.     



  La     fig.    8 montre une variante de collecteur ver  tical applicable à la     fig.    6.  



  L'échangeur représenté aux     fig.    1 et 2, destiné  à la production de vapeur,     comprend    un réservoir  horizontal 1 placé à la partie supérieure et compor  tant en façade plusieurs collecteurs parallèles et ver  ticaux 2, 3 se prolongeant chacun vers l'arrière par  des faisceaux tubulaires 4, 5, 6     parallèles    et recour  bés vers le bas, disposés dans un plan vertical et    réunis à des collecteurs 7 parallèles et obliques reliés  à un     collecteur    8     horizontal    de     liaison    placé parallè  lement sous ledit réservoir 1 et mis en communica  tion avec lui par des tubes 9, latéraux, d'alimentation  hors feu.  



       Les    collecteurs 3 verticaux, médians, sont plus  courts que     ceux    latéraux 2 afin de former une cham  bre de combustion pouvant     recevoir,    en son centre,  une     source    de chaleur F     (brûleurs    par exemple).  



       Les        collecteurs    8 et 7     constituent    les organes de  préchauffage du fluide à vaporiser.  



  Les faisceaux 6 formant l'arrière de l'échangeur  constituent les éléments de convection, ils sont isolés  de     ceux    4 et 5 par une cloison 10 ayant pour but  de créer une circulation     permanente    à contre-courant  des fluides chauffant et     réchauffé.     



  La circulation du     fluide    dans un tel échangeur       s'effectue    de la façon suivante  L'eau arrivant dans le réservoir 1 par un ajutage  11 ;s'écoule dans les tubes. 9, hors feu,     alimentant     le collecteur 8 relié aux collecteurs obliques 7     eux-          mêmes    en     liaison    avec les,     faisceaux    tubulaires 4-5  de préchauffage et de     coup    de feu et     ceux    de con  vection 6,

   en montant     ensuite    dans les     collecteurs     verticaux 2 et 3 pour retourner     dans    le réservoir 1  où il produit de la vapeur.  



  Dans     cette    disposition, on remarque que les élé  ments 11, 1, 9, 8 et 7 sont en série tandis que ceux  4, 5, 6 sont en parallèle ainsi que ceux 2 et 3.  



  Dans la forme d'exécution. représentée aux     fig.    3,  4 et 5, relative à un échangeur     générateur    d'eau  chaude, à circulation inversée mais naturelle par  thermosiphon, la disposition des éléments reste la  même mais     l'alimentation    s'effectue au centre du  collecteur 8 ; le tube 9 est supprimé et remplacé par  les collecteurs, verticaux latéraux 2 qui sont en liai  son directe avec le réservoir 1 et ledit collecteur 8.      En outre, de chaque côté, une tubulure 12 réunit  le collecteur vertical médian 3 et     celui    2 voisin afin  d'assurer dans le premier, une circulation s'opposant  à son entartrage et de permettre sa vidange.  



  Dans     ce    genre d'échangeur les éléments 11, 8, 7  et 11, 8, 2 sont en série tandis que     ceux    4, 5,     6'et     2, 3 sont en parallèle,     ces    derniers étant en liaison,  hors feu, par l'entremise de la tubulure 12 précitée.  



       L'admission    arrivant en bas de l'échangeur, la  circulation     dans    tous les éléments s'effectue de bas  en haut par     thermosiphon.     



  Dans la forme d'exécution représentée aux     fig.    6  et 7, découlant de la     précédente    mais à circulation       forcée    par     alimentation    centrale, tous les collecteurs  verticaux, sauf     celui    central, s'étendent en façade  entre le     réservoir    1 et le     collecteur    inférieur 8 de  liaison et ils sont réalisés en deux     parties    super  posées bout à bout ;

   toutes. les parties supérieures  13 sont en     liaison    avec les éléments de convection  6 et le réservoir 1, tandis que celles inférieures 14  reçoivent en 15, vers leur extrémité supérieure, l'arri  vée du fluide à chauffer et sont réunies au collecteur  inférieur 8, les collecteurs 14 extrêmes     comportant     les     faisceaux    latéraux 4, 5.  



  Dans ce cas, les     éléments    tubulaires 15, 14, 8, 7  et 15, 14, 4, 5 et 7 sont en série parallèle et les  éléments 7, 6, 13 et 1 sont en série.  



  On voit que le     fluide    à     réchauffer    arrivant en 15  circule d'abord dans les éléments de préchauffage  14, 8, 7 puis ensuite soit en parallèle soit en série  dans les faisceaux 4, 5, 6 après avoir débouché en  priorité dans tous les cas,     face    aux tubes de     coup     de feu 4 et 5 et en contre-courant dans les faisceaux  de convection 6.  



  Dans toutes les     formes    d'exécution décrites, la  cloison 10, en forme de voûte, isole en     partie    les  faisceaux de convection 6 des autres éléments tubu  laires afin de<I>créer une</I> circulation à contre-courant  canalisée par une     seconde    cloison 16, arrière, recou  vrant l'ensemble desdits éléments de     convection.     



  Selon une variante applicable à la troisième forme  d'exécution, on pourrait inverser totalement la cir  culation du     fluide    à réchauffer.  



  Les collecteurs     verticaux    13 et 14 pourraient  également n'être constitués que par un seul tube 17       (fig.    8) présentant un diaphragme 18, étanche, iso  lant les éléments de convection 6 des éléments de  coup de feu.  



  Dans tous les cas, les éléments autres que les  faisceaux 4, 5, 6 pourraient être remplacés par des  caissons collecteurs     quelconques.  

Claims (1)

1. REVENDICATION Echangeur de chaleur, caractérisé en ce que le fluide à réchauffer circule, en amont, dans des élé ments de coup de feu disposés face à une source chaude et, en aval, dans des éléments complémen taires de convection en liaison avec les précédents afin que le fluide à réchauffer présente déjà une température telle qu'il n'y ait pas de condensation résultant du point de rosée sur lesdits éléments de convection.

   SOUS-REVENDICATIONS 1. Echangeur selon la revendication, caractérisé en ce que des éléments de préchauffage, tubulaires ou non, sont disposés obliquement à la partie inférieure de la chambre de combustion, de façon que le fluide à réchauffer débouchant en premier dans lesdits élé ments soit porté à une température au moins égale au niveau de celle dite de point de rosée.

   2. Echangeur selon la revendication et la sous- revendication 1, caractérisé en ce que les éléments de préchauffage sont réunis aux faisceaux de coup de feu et de convection afin que s'établisse dans ceux-ci soit une circulation totale en parallèle soit une circulation en série intéressant d'abord les tubes de coup de feu puis les tubes de convection.

   3. Echangeur selon la revendication et les sous- revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les élé ments de préchauffage sont constitués par le collec teur de liaison au point bas de l'échangeur et par les collecteurs parallèles et obliques des faisceaux tubulaires. 4. Echangeur selon la revendication et les sous- revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les élé ments de coup de feu reliant les collecteurs obliques et verticaux sont réalisés par des faisceaux tubulai res formant les flancs, le dessus et l'arrière de la chambre de combustion.

   5. Echangeur selon la revendication, caractérisé en ce que les éléments de convection réunissant également les collecteurs obliques et verticaux for ment l'arrière de l'échangeur. 6. Echangeur selon la revendication et les sous- revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'une cloi son, formant voûte, sépare les éléments arrière de convection de ceux de coup de feu, afin de créer une circulation à contre-courant des fluides chauf fant et réchauffé.

   7. Echangeur selon la revendication, caractérisé en ce que le fluide à réchauffer débouche en premier dans les éléments de coup de feu afin qu'une circu lation à contre-courant des fluides chauffant et réchauffé s'établisse dans les faisceaux tubulaires de convection.

   8. Echangeur selon la revendication, destiné à la production de vapeur, caractérisé en ce que l'en semble se compose d'un réservoir horizontal, ou col lecteur général, comportant en façade plusieurs collecteurs parallèles, verticaux se prolongeant cha cun vers l'arrière par des faisceaux tubulaires paral lèles, disposés dans un plan vertical et réunis à des collecteurs parallèles et obliques prolongeant un collecteur horizontal de liaison placé parallèlement sous ledit réservoir et mis en communication avec lui par deux tubes d'alimentation hors feu, les col lecteurs verticaux médians étant plus courts que ceux latéraux,

   afin de réaliser une chambre de combus tion pouvant recevoir en son centre une source de chaleur. 9. Echangeur selon la revendication et la sous- revendication 8, destiné à la production d'eau chaude, à circulation inversée mais naturelle par thermosiphon, caractérisé en ce que l'alimentation s'effectue au centre du collecteur horizontal inférieur de liaison, l'ensemble étant soumis en totalité à l'ac tion de la source de chaleur.

   10. Echangeur selon la revendication et la sous- revendication 8, caractérisé en ce qu'une tubulure réunit les collecteurs verticaux médians et les collec teurs latéraux réunissant les collecteurs horizontaux supérieur et inférieur, afin d'assurer, dans la partie inférieure des premiers, une circulation empêchant leur entartrage et de permettre leur vidange.

   11. Echangeur selon la revendication, à circula tion forcée par alimentations centrales, caractérisé en ce que tous les collecteurs verticaux, sauf celui central, s'étendent en façade entre le réservoir et le collecteur horizontal inférieur de liaison et en ce qu'ils sont réalisés en deux parties superposées, les parties supérieures étant en liaison avec les éléments de convection, tandis que celles inférieures reçoi vent l'arrivée du fluide, les collecteurs verticaux infé rieurs étant reliés aux faisceaux de coup de feu latéraux.