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Perfectionnements aux appareils échangeurs de chaleur.
La présente invention concerne les appareils échangeurs de chaleur du genre dans lequel on fait usage ,pour transmettre la chaleur d'un fluide à un autre., de serpentins en fonte ou en une autre matière,ces serpentins étant constitués par des tubes lisses ou munis d'ailettes ou nervures pour augmenter la surface de chauffe.
Dans les appareils de ce genre;, afin d'obtenir,dans un espace restreint,une grande longueur de circulation à l'intérieu des serpentins,on est obligé remployer des coudes qui,pour des gaz ou liquides à haute pression9doivent présenter des joints très résistants. Ces joints devant être accessibles en service on est obligé de placer les coudes et leurs brides en dehors du courant des gaz ou des liquides circulant autour des serpen tins dans un conduit ou une chambre formant une gaine étanche.
Parmi les applications dont ces appareils sont susceptibles, oncitera notamment celle dans laquelle l'eau d'alimentation des chaudières ou l'air utilisé pour la combustion dans les foyers sont réchauffés au moyen des chaleurs perdues de la chaudière.
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Dans certaines constructions connues,on donne -à la dernière ailette des tubes formant les serpentins, une forme carrée de sorte que ces ailettes sont empilées les unes sur les autres pour former gaine de fermeture pour le courant passant entre les tûtes.
Dans ce cas,cette dernière ailette sert de bride pour les coudes.
Ce dispositif présente, toutefois, l'inconvénient de nécessiter le démontage de tout l'appareil pour opérer le remplacement d'un tube de plus, les boulons de fixation des coudes sont en partie à l'in- térieur et par conséquent inaccessibles si l'on veut remplacer un joint.
La présente invention a pour but de remédier à ces inconvé- cients et de procurer un dispositif de montage particulièrement @ simple , assurant l'accès aisé des joints et permettant le démonta ge rapide et éventuellement le remplacement des tubes.
Ce dispositif est caractérisé par ce fait que chaque tube est pourvu, à chaque extrémité,de deux ou plusieurs brides,les brides intérieures reposant dans des trous ou logements prévus dans les gaines de fermeture,tandis que les brides extérieures, légèrement écartées des brides intérieures servent à fixer les cou des de telle sorte que tous les boulons,écrous et joints sont placés en dehors de la gaine et du courant du fluide circulant dans cette gaine.
Dans la réalisation pratique de l'invention, afin de faciliter la mise en place et le montage des tubes,les gaines dans lesquel- les circule le fluide peuvent être constituées par des plaques percées de trous dans lesquels les tubes sont glissés de façon à reposer par les brides intérieures ,ou,de préférence,par des plaques sectionnées superposées présentant chacune des évidements ou encolures en forme de demi-cercle dans lesquels les tubes sont placés de façon à reposer par leurs brides intérieures. De plus, dans cette construction,afin de multiplier le nombre de tubes, les logements recevant les tubes sont disposés en quinconce.
Le dessin ci-joint montre, à titre d'exemple une réalisation de l'invention.
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La figure 1 est une vue en élévation de face d'une partie d'une gaine de fermeture d'un conduit de circulation pour un fluide.
La figure 3 donne une coupe verticale prise par la ligne II-II dans la figure 1.
Dans ces figures,1 désigne par exemple le conduit ou car- neau de circulation des chaleurs perdues d'une chaudière, con- duit dans lequel sont placés les tubes à ailettes 2 dans les- quels circule l'autre fluide auquel la chaleur doit être trans- mise.
Conformément à l'invention,le conduit 1 formant une gaine est fermé latéralement par des plaques 3,en fonte par exemple, pourvues de parties évidées 4 destinées à alléger les plaques.
Dans l'exemple représenté,une première plaque 3 porte des loge- ments circulaires 5 dans lesquels sont placés les tubes de la rangée inférieure de l'appareil échangeur de chaleur. Cette pla- que présente, d'autre part,le long de son bord supérieur 6 des évidements ou logements semi-circulaires 7 dans lesquels sont placés les tubes de la seconde rangée qui sont disposés en quin- conce par rapport à ceux de la première rangée.
Sur cette pre- mière plaque 3 se pose une seconde plaque 8 reposant,par son bord inférieur,sur le bord supérieur 6 de la plaque 3 et présen- tant,de son coté,des évidements semi-circulaires 9 complètent les ouvertures devant servir de support aux tubes de cette rangée Dans les parois ainsi formées par des séries de plaques sembla- bles sectionnées et superposées, les tubes 3 sont logés (dans les évidements circulaires eu trous 5 ou dans les évidements formés des deux parties 7 et 9) par une bride 10. Chaque tube est muni en outre, d'une seconde bride 11 sur laquelle se fixe,au moyen de boulons 12 et d'écrous 13,le coude de jonction 14 terminé par la bride 15. La disposition des coudes 14 peut être quelconque selon la circulation à réaliser dans les tubes.
A titre d'exemple on a représenté dans la figure 1 en 16,en traits pointillés,un coude incliné faisant communiquer le dernier tube a droite, de la troisième rangée de tubes, avec le dernier tube de la
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seconde rangée. Comme le montre la figure 1 la position des coudes peut également etre horizontale ainsi que cela est représenté en 17- Ainsi qu'il est facile de s'en rendre compte grâce à la disposition décrite, chacun des tubes lisses ou à ailettes 2,repose par le,4 bride soit dans un logement cir- culaire 5,percé dans la plaque 3,soit dans un logement circu- laire formé par les deux parties semi-circulaires 7 et 9 par la superposition de deux plaques.
Il en résulte une grande facili- té de montage,les tubes 2 pouvant être placés dans leurs loge- ments avant la mise en place de la plaque immédiatement supériet re. Ces tubes peuvent,toutefois également,et selon le cas, être introduits par glissement axial dans les logements circulaires prévus pour les recevoir comme c'est le cas notamment pour la rangée inférieure des tubes montrés par le dessin.
D'autre part, la seconde briae 11,disposée à une faible distance de la bride 10,se trouve,pour chaque tube,à l'extérieur de la paroi de la gaine ou chambre 1 formée par les plaques 3 de telle sorte que, non seulement, les joints sont facilement accessibles mais qu'en outre les boulons de fixation et leurs écrous sont placés à l'extérieur,en dehors du courant du fluide à température élevée circulant dans le conduit ou gaine 1. En fait,chaque tube est indépendant et peut être remplacé sans difficulté en cas de besoin.
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Improvements to heat exchanger devices.
The present invention relates to heat exchange apparatus of the type in which use is made, to transmit heat from one fluid to another., Of cast iron coils or of another material, these coils being formed by smooth tubes or provided with fins or ribs to increase the heating surface.
In devices of this kind;, in order to obtain, in a small space, a great length of circulation inside the coils, it is necessary to re-use elbows which, for gases or liquids at high pressure9 must have very gaskets. resistant. Since these joints must be accessible in service, the elbows and their flanges have to be placed outside the stream of gases or liquids circulating around the coils in a duct or a chamber forming a sealed sheath.
Among the applications of which these devices are susceptible, one will mention in particular that in which the feed water of the boilers or the air used for combustion in the hearths are heated by means of the waste heat from the boiler.
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In certain known constructions, the last fin of the tubes forming the coils is given a square shape so that these fins are stacked on top of each other to form a closing sheath for the current passing between the heads.
In this case, this last fin serves as a flange for the elbows.
This device has, however, the drawback of requiring the dismantling of the entire apparatus to operate the replacement of one more tube, the elbow fixing bolts are partly inside and therefore inaccessible if the 'we want to replace a gasket.
The object of the present invention is to remedy these drawbacks and to provide a particularly simple assembly device, ensuring easy access to the seals and allowing rapid dismantling and possibly replacement of the tubes.
This device is characterized by the fact that each tube is provided, at each end, with two or more flanges, the inner flanges resting in holes or housings provided in the closing sheaths, while the outer flanges, slightly spaced from the inner flanges. are used to secure the necks so that all bolts, nuts and gaskets are placed outside the liner and the flow of fluid flowing through that liner.
In the practical embodiment of the invention, in order to facilitate the positioning and assembly of the tubes, the sheaths in which the fluid circulates may be formed by plates pierced with holes in which the tubes are slid so as to rest. by the inner flanges, or, preferably, by superimposed sectioned plates each having recesses or necks in the shape of a semicircle in which the tubes are placed so as to rest by their inner flanges. In addition, in this construction, in order to increase the number of tubes, the housings receiving the tubes are staggered.
The accompanying drawing shows, by way of example, one embodiment of the invention.
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Figure 1 is a front elevational view of a portion of a closure sheath of a circulation conduit for a fluid.
Figure 3 gives a vertical section taken by the line II-II in figure 1.
In these figures, 1 designates for example the duct or flue for circulating the waste heat of a boiler, duct in which are placed the finned tubes 2 in which circulates the other fluid to which the heat must be. transmitted.
According to the invention, the duct 1 forming a sheath is closed laterally by plates 3, made of cast iron for example, provided with recessed parts 4 intended to lighten the plates.
In the example shown, a first plate 3 carries circular housings 5 in which the tubes of the lower row of the heat exchanger apparatus are placed. This plate has, on the other hand, along its upper edge 6, semi-circular recesses or housings 7 in which are placed the tubes of the second row which are arranged in a quadrangle with respect to those of the first. row.
On this first plate 3 is placed a second plate 8 resting, by its lower edge, on the upper edge 6 of the plate 3 and having, for its part, semi-circular recesses 9 complete the openings which must serve as support for the tubes of this row In the walls thus formed by series of similar cut and superimposed plates, the tubes 3 are housed (in the circular recesses with holes 5 or in the recesses formed by the two parts 7 and 9) by a flange 10. Each tube is also provided with a second flange 11 on which is fixed, by means of bolts 12 and nuts 13, the junction elbow 14 terminated by the flange 15. The arrangement of the elbows 14 can be any according to the circulation to be carried out in the tubes.
By way of example there is shown in Figure 1 at 16, in dotted lines, an inclined bend communicating the last tube on the right, of the third row of tubes, with the last tube of the
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second row. As shown in Figure 1, the position of the elbows can also be horizontal as shown in 17- As it is easy to see from the arrangement described, each of the smooth or finned tubes 2, rests by the, 4 flange either in a circular housing 5, drilled in the plate 3, or in a circular housing formed by the two semi-circular parts 7 and 9 by the superposition of two plates.
This results in great ease of assembly, the tubes 2 being able to be placed in their housings before the installation of the immediately upper plate. These tubes can, however also, and depending on the case, be introduced by axial sliding into the circular housings provided to receive them, as is the case in particular for the lower row of tubes shown in the drawing.
On the other hand, the second briae 11, arranged at a small distance from the flange 10, is, for each tube, outside the wall of the sheath or chamber 1 formed by the plates 3 so that, not only are the gaskets easily accessible but also the fixing bolts and their nuts are placed outside, outside the stream of the high temperature fluid circulating in the duct or sheath 1. In fact, each tube is independent and can be replaced without difficulty if necessary.