BE474430A

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Publication number: BE474430A
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Description

Echangeur de'chaleur
L'invention concerne un dispositif à grande surface et à faible encombrement pour 1'échange de chaleur entre des fluides quelconques.,
Les échangeurs de chaleur à surface doivent satisfaire à de nombreuses conditions; transmission élevée, encombrement ré- duit, résistance à la corrosion élevée, entretien facile, simpli- cité de construction, prix de revient le plus bas possible.

Les appareils existants ne répondent que partiellement à ces conditions. Ainsi les échangeurs à faisceau tubulaire sont encombrants et difficiles à réparer. Les échangeurs à ailettes et à plateaux présentent des complications en raison.de la nécessité de prévoir à leurs extrémités des collecteurs étanches pour re- lier entre elles, dans l'ordre voulu, les chambres comprises entre les plateaux successifs.

La présente invention a pour but d'éviter ces inconvé- nients et de fournir un échangeur composé d'éléments identiques

entre eux et facilesà assembler, convenant à rechange de cha- leur entre tous fluides liquides ou gazeux, chimiquement inertes ou agressifs.

Le dispositif suivant l'invention est constitué d'élé- ments juxtaposés comportant un plateau mince entoure d'un cadre et formant entre eux des chambres plates, ces plateaux étant percés chacun de deux ouvertures et munis de nervures disposées de façon à relier en série d'une part les chambres de rang pair parcourues par l'un des fluides, d'autre part les chambres de rang impair parcourues par l'autre fluide, L'emploi d'éléments identiques est rendu possible par le fait que les deux ouvertu- res de chaque plateau sont décalées entre elles de 90 et que la connexion des chambres dans l'ordre voulu est obtenue en faisant tourner de 90 ou d'un multiple de 90 chaque plateau par rapport au plateau suivant.

Des exemples d'exécution de l'échangeur de chaleur conforme à l'invention sont représentés sur le dessin annexe.

Fig. 1 est une vue en plan d'un élément de forme car- rée et Fig. 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la Fig.l.

Fig. 3 montre plusieurs éléments juxtaposés en coupe suivant la ligne III-III de la Fig. 1 et Fig- 4 montre les mêmes éléments en coupe suivant, la ligne IV-IV de la Fig. 1.

Fig. 5 est une vue en plan d'un plateau muni de nervu- res supplémentaires.

Fig. 6 est à plus grande échelle une coupe transversa- le suivant VI-VI du cadre de l'élément de la Fig. 1 et Fig. 7 montre un dispositif auxiliaire utilisé pour le montage et le démontage des échangeurs.

Fig. 8 montre en plan un élément de forme oblongue.

Figs. 9 et 10 sont respectivement des coupes suivant les lignes IX-IX et X-X de la Fig. 8 montrant plusieurs de ces .éléments juxtaposés.

La Fig. 1 montre un élément d'échangeur dont le pla- teau de transmission 1, venu de fonte avec le cadre 2, de forme carrée, est pourvu de deux passages g, 4. L'ouverture 3 met la face supérieure du plateau en communication avec la face infé- rieure de l'élément suivant (Figs. 2 et 3), la nervure 5 isolant la face supérieure de la face inférieure d'un même élément. De même louverture 4 met la face inférieure en communication avec la face supérieure de 1-1,élément procèdent, et la nervure 6 isole la face inférieure de la face supérieure d'un même élément.

Les dits éléments juxtaposés, dont- chacun est décalé d'un angle de 90 par rapport au précédente sont désignes, suivant leur position; par a;, b, c, d, dans les Figs. 2 et 3.

Deux éléments contigus forment une chambrer dite de rang pair, et une chambre B, dite de rang impair, les chambres A d'une part et les chambres B d'autre part.communiquant entre elles par la coïncidence de l'ouverture 3 d'un -élément et de l'ouverture 4 du suivant.

Dans le but de canaliser les fluides'circulant dans les chambres A et B, d'augmenter leur vitesse de circulation le long des surfaces, et d'assurer simultanément la raideur des cloi- sons de transmission qui peuvent être très minces, les faces'des dites cloisons peuvent être pourvues sur les deux faces de nervu- res supplémentaires 7, 8 comme indiqué sur la Fig. 5. Par juxta- position des éléments, les nervures 7 de l'un d'eux se placent jointivement avec les nervures 8 de l'autre et déterminent ainsi des canaux pour la circulation des fluides dont ils augmentent la vitesse et allongent le parcours.

Les faces en contact (cadres et nervures) sont dressées et peuvent, par serrage convenable par les moyens classiques, assu- rer l'étanchéité de l'échangeur ainsi que la séparation entre les chambres A et B. On peut 'aussi faire usage de joints minces, ser- r.és entre les ;faces métalliques ou'logés dans des emboîtements.

Tous les éléments sont identiques et coulés dans un même moule; les joints peuvent être découpés par une même matrice, ce qui est un avantage pratique de l'invention. La simplicité de forme des éléments est un autre avantage car elle n'impose pas de limite dans le choix du .matériau de construction; on peut donc faire appel aux fontes spéciales, difficiles à usiner mais résis- tant à la corrosion; les pièces peuvent être en résine synthéti- que, on peut également les faire en fonte émaillée ou plombée, en grés-graphite ou en tout autre matériau résistant à Inaction corrosive des fluides en présence.

Le dispositif suivant l'invention offre également l'a vantage d'un entretien et d'un nettoyage faciles. Le démontage de l'échangeur est rapide et peut être facilité par des moyens connus tels que des oeillets ou autres protubérances latérales des ca- dres dans lesquels on passe des crochets.

Dans le but de réduire au minimum le travail de construc- tion des éléments, un moyen commode consiste à aménager des al- véoles latéraux 9 dans l'épaisseur du cadre ,2 (Fig. 6). On peut alors faire usage d'étriers 11 (Fig. 7) à ergots réglables 10 ou à deux ergots fixes et un ergot réglable, l'étrier étant suspendu à un anneau orientable 12.

La forme carrée n'est pas limitative. On pourra donner aux éléments notamment une forme rectangulaire, allongée, octogô- nale ou circulaire. Le décalage d'un élément par rapport au pré- cédent dépendra de la forme choisie qui déterminera L'emplacement des communications entre les chambres.

Dans l'exemple représenté sur les Figs. 8 à 10, les plateaux ont une forme allongée et les chiffres 1 à 4)désignent les mêmes parties que sur les Figs. 1 à 4. Dans ce cas, le déca- lage ou la rotation d'uh plateau au suivant est non plus de 90 ,
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mais de 180 -insie dans les Figs. 9 et 100, le ler.elateau est

déposé tel que représenté à la Fig. 8; le,2me. plateau est, par rapport au précédent, retourné de 180 .autour del'axe.n-v; le
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3me.qjlateau est, par rapport au pcemier, décalé de 180' dans leplan 11, y, x; le 4m,e.plateau est;

par rapport au premiere re- 'tourné de 180 autour de l'axe x-y. le 5me.plateau se trouve, 'comme le premier dans la position de la Fig. 8, et ainsi de suites
La forme d'exécution suivant les Figs- 8 à 10 est spécialement conçue pour servir à rechange de chaleur entre un gaz ou une vapeur et un liquide, la section la plus large 3 .étant destinée au passage des gaz ou des vapeurs.

Il est évident que d'autres modifications peuvent être apportées aux exemples représentés et que l'échangeur peut être calorifugé par tous moyens appropriés.

REVENDICATIONS
1.- Dispositif à plateaux pour l'échange'' de chaleur entre deux fluides, caractérisé en ce qu'il est constitua d'élé- ments comportant un plateau mince entoura d'un cadre et formant entre eux des chambres plates, ces plateaux ,étant percés chacun de deux ouvertures et munis de nervures 'de façon à relier en sé- j rie entre elles, d'une part les chambres de rang pair parcourues par l'un des fluides, d'autre part les chambres de rang impair parcourues par l'autre fluide., .

Claims

2.- Echangeur de chaleur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que tous les éléments de l'échangeur sont identiques et que leurs ouvertures sont décalées entre elles de 90 'de façon que la connexion des chambres dans l'ordre voulu est obtenueeinfaisant tourner de 90 ou d'un multiple de 90 chaque plateau par rapport au plateau précédent- 3.- Echangeur de chaleur suivant la revendication I, caractérisé en ce que le cadre de chaque élément fait saillie des deux côtés du plateau, l'une des ouvertures de ce dernier étant <Desc/Clms Page number 6> bordée par le cadre et par une nervure en saillie sur une face du plateau et l'autre ouverture étant bordée par le cadre et par une nervure en saillie sur l'autre face du plateau.

4.- Echangeur de chaleur suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les deux faces de chaque plateau sont pourvues en outre de nervures parallèles à la direction de circu- lation des fluides de manière à donner plus de raideur aux dits plateaux, à canaliser l'écoulement des fluides et à augmenter leur vitesse de passage le long des parois de transmission.

5.- Echangeur de chaleur suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le plateau mince est coulé d'une pièce avec le cadre épais.

6.- Echangeur de chaleur suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les plateaux sont de forme carréeles deux ouvertures étant situées sur les diagonales, d'un même coté par rapport au centre.

7.- Echangeur de chaleur suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les plateaux sont ne forme allongée, les deux ouvertures étant situées aux extrémités de deux axes per- pendiculaires entre eux.

8.- Echangeur de chaleur suivant les revendications pré- cédentes, caractérise en ce que les cadres des éléments sont pourvus, dans leur épaisseur, d'alvéoles latéraux destinés à recevoir les ergots d'un, étrier pour le démontage de l'échangeur par des moyens de manutention mécanique.

9.- Echangeurs de chaleur, en substance tel que ci- dessus décrits avec référence aux dessins annexés-'