FR2647198A1 - Plate pipe heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
ECHANGEUR THERMIQUE A CONDUITS A PLAQUES
L'invention concerne un échangeur thermique du type à plaques.PLATE CONDUIT HEAT EXCHANGER
The invention relates to a plate type heat exchanger.
Dans les échangeurs à plaques connus des surfaces d'échange sont généralement constituées d'un empilage de plaques planes parallèles. Ces plaques présentent des ondulations qui augmentent le coefficient d'échange et qui guident la circulation des deux fluides d'une extrémité à l'autre des plaques. De tels échangeurs ne sont pas appropriés à toutes les applications. Dans certain cas, leur utilisation entraine un coût élevé pour le tranfert de chaleur, ne serait-ce que pour des fluides dont les faibles masses spécifiques amènent à des sections de passage rendant difficile la distribution des fluides dans l'échangeur et entre les plaques. In known plate exchangers, exchange surfaces generally consist of a stack of parallel flat plates. These plates have undulations which increase the exchange coefficient and which guide the circulation of the two fluids from one end to the other of the plates. Such exchangers are not suitable for all applications. In some cases, their use entails a high cost for the heat transfer, if only for fluids whose low specific masses lead to passage sections making it difficult to distribute the fluids in the exchanger and between the plates.
L'invention vise à la conception d'un échangeur thermique dans lequel les pertes de charge liées au mode de distribution des fluides sur les surfaces d'échange sont faibles devant celles qui sont liées aux surfaces d'échange thermique proprement dites, même sous des pressions de fluide faibles. Elle vise également à permettre des surfaces d'échange importantes, dont l'encombrement soit réduit. The invention relates to the design of a heat exchanger in which the pressure losses linked to the mode of distribution of the fluids on the exchange surfaces are low compared to those which are linked to the heat exchange surfaces proper, even under low fluid pressures. It also aims to allow large exchange surfaces, whose size is reduced.
Selon sa caractéristique principale, la présente invention a pour objet un échangeur thermique, caractérisé en ce qu'il comporte une chambre annulaire de circulation d'un premier fluide d'échange thermique dans laquelle sont répartis des conduits longitudinaux de circulation d'un second fluide d'échange thermique, de préférence à contre courant du premier, et en ce que lesdits conduits sont limités par des parois radiales en disposition rayonnante dans ladite chambre et en relation coopérante entre elles comme celles d'un échangeur à plaques, Desdites parois étant constituées par des plaques ondulées fermant des conduits de section allongée et évasée radialement. According to its main characteristic, the present invention relates to a heat exchanger, characterized in that it comprises an annular circulation chamber for a first heat exchange fluid in which are distributed longitudinal conduits for circulation of a second fluid heat exchange, preferably against the current of the first, and in that said conduits are limited by radial walls in radiating arrangement in said chamber and in cooperative relationship with each other like those of a plate exchanger, Said walls being constituted by corrugated plates closing conduits of elongated section and flared radially.
La disposition rayonnante des parois et l'obten- tion de conduits de section allongée permettent d'augmenter considérablement les surfaces d'échange thermique entre les deux fluides, même à faible pression, tout en réduisant le volume occupé par la surface d'échange, ce qui conduit à un échangeur plus compact que les dispositifs antérieurs pour une même surface d'échange. The radiating arrangement of the walls and the obtaining of conduits of elongated section make it possible to considerably increase the heat exchange surfaces between the two fluids, even at low pressure, while reducing the volume occupied by the exchange surface, which leads to a more compact exchanger than previous devices for the same exchange surface.
Lesdites parois présentent avantageusement des ondulations longitudinales formant des crêtes parmi lesquelies les crêtes des ondulations d'une première paroi d'un conduit sont en appui sur des crêtes des ondulations d'une seconde paroi dudit conduit. Said walls advantageously have longitudinal corrugations forming ridges among which the ridges of the corrugations of a first wall of a duct are supported on crests of the corrugations of a second wall of said duct.
L'amplitude des ondulations des parois croît progressivement depuis le bord de la paroi proximale de l'axe de la disposition rayonnante jusqu'au bord de la paroi distale dudit axe, de manière à ménager des conduits de section allongée croissante depuis une extrémité du conduit, proximale dudit axe, jusqu'à une extrémité du même conduit, distale dudit axe, entre une virole interne et une virole externe limitant la chambre annulaire. The amplitude of the undulations of the walls gradually increases from the edge of the wall proximal to the axis of the radiating arrangement to the edge of the distal wall of said axis, so as to provide conduits of elongated section increasing from one end of the conduit , proximal of said axis, to one end of the same duct, distal of said axis, between an internal ferrule and an external ferrule limiting the annular chamber.
Afin de compenser les variations de pertes de charge dans un même conquit en raison de sa section croissante, les ondulations longitudinales des parois sont avantageusement à inclinaison alternativement dans un sens ou dans un autre par rapport auxdits bords proximaux, et l'angle d'inclinaison est plus faible pour les ondulations de la paroi proches de son bord proximal de l'axe, que-pour les ondulations proches de son bord distal de l'axe, l'augmentation de l'angle pouvant être progressive au fur et à mesure que l'ondulation est proche dudit bord distal, ou être réalisée par zones, les ondulations d'une paroi étant de préférence réparties en trois zones, les angles d'inclinaison des ondulations d'une même zone étant identiques, et ceux des ondulations d'une zone suivante, en progressant vers ledit bord distal, étant supérieurs. Pour des raisons de fabrication on préfère qu l'augmentation de l'angle soit réalisée par zones, les ondulations d'une paroi étant de préférence réparties en trois zones, les angles d'inclinaison des ondulations d'une même zone sont identiques, et ceux des ondulations d'une zone suivante, en progressant vers ledit bord distal, sont supérieurs, les ondulations présentant toutes un pas identique. In order to compensate for the variations in pressure drop in the same conquest due to its increasing section, the longitudinal undulations of the walls are advantageously inclined alternately in one direction or another with respect to said proximal edges, and the angle of inclination is smaller for the corrugations of the wall close to its edge near the axis, than for the corrugations close to its distal edge of the axis, the increase in the angle being able to be progressive as the corrugation is close to said distal edge, or be produced by zones, the corrugations of a wall preferably being divided into three zones, the angles of inclination of the corrugations of the same zone being identical, and those of the corrugations of a following zone, progressing towards said distal edge, being superior. For manufacturing reasons, it is preferable for the angle to be increased by zones, the corrugations of a wall preferably being divided into three zones, the angles of inclination of the corrugations of the same zone are identical, and those of the undulations of a following zone, progressing towards said distal edge, are greater, the undulations all having an identical pitch.
Selon une variante de réalisation des ondulations, les variations de pertes de charge dans un même conduit sont avantageusement compensées par le fait que les ondulations longitudinales desdites parois sont à inclinaison alternativement dans un sens ou dans un autre par rapport auxdits bords proximaux, et en ce que le pas desondula- tions d'une même paroi augmente au fur et à mesure que les ondulations sont proches dudit bord distal du conduit, l'angle d'inclinaison des ondulations étant identique pour toutes les ondulations d'une même paroi. According to an alternative embodiment of the corrugations, the variations in pressure losses in the same duct are advantageously compensated for by the fact that the longitudinal corrugations of said walls are inclined alternately in one direction or another with respect to said proximal edges, and in this that the pitch of the undulations of the same wall increases as the undulations are close to said distal edge of the duct, the angle of inclination of the undulations being identical for all the undulations of the same wall.
Les conduits sont avantageusement constitués. d'une plaque métallique qui est formée par explosion et qli est reliée sur elle-même pour former deux parois en regard limitant un même conduit et soudée en bout pour fermer ce conduit, selon de préférence la génératrice proximale du conduit. The conduits are advantageously formed. a metal plate which is formed by explosion and qli is connected on itself to form two facing walls limiting the same conduit and welded at the end to close this conduit, preferably according to the proximal generatrix of the conduit.
Entre deux fluides de pressions différentes, on fera de préférence circuler le fluide haute pression dans
La chambre annulaire à l'extérieur des conduits afin d'éviter les risques de déformation des conduits sur leurs bords longitudinaux, les forces-de pressions exerçant une poussée sur l'extérieur de l'arrondi distal constitué par la pliure. D'autre part, le fait que les crêtes des ondulations portent les unes sur les autres permet de réduire l'épaisseur de la tôle utilisée et ainsi le poids de l'échangeur, dans la mesure où on réduit les risques de déformation des conduits dans le cas d'une pression extérieure supérieure à la pression intérieure.Between two fluids of different pressures, the high pressure fluid should preferably be circulated in
The annular chamber on the outside of the conduits in order to avoid the risks of deformation of the conduits on their longitudinal edges, the pressure forces exerting a push on the outside of the distal rounding formed by the fold. On the other hand, the fact that the crests of the corrugations bear one on the other makes it possible to reduce the thickness of the sheet metal used and thus the weight of the exchanger, in so far as the risks of deformation of the conduits are reduced in the case of an external pressure greater than the internal pressure.
La plaque comporte avantageusement sur son pourtour un encadrement à surface lisse dont deux bords longitudinaux sont destinés à venir en appui étanche l'un sur l'autre lorsque la plaque est pliée et constituent lesdits bords proximaux des parois ; et dans une partie médiane, une zone longitudinale à surface lisse, destinée à permettre le pliage de la plaque, qui constituent lesdits bords distaux des parois. Les ondulations sont de préférence alternativement en retrait et en saillie par leurs crêtes par rapport audit encadrement de pourtour de la plaque. The plate advantageously comprises on its periphery a frame with a smooth surface, two longitudinal edges of which are intended to come into sealing contact with one another when the plate is folded and constitute said proximal edges of the walls; and in a central part, a longitudinal area with a smooth surface, intended to allow the folding of the plate, which constitute said distal edges of the walls. The corrugations are preferably alternately set back and projecting by their crests with respect to said surround of the plate.
Les conduits ainsi réalisés permettent non seulement d'organiser la circulation du- second fluide dans les conduits, mais également la circulation du premier fluide dans la chambre annulaire, entre les conduits, notamment en raison des conséquences favorables apportées par le fait que les crêtes des ondulations des parois rayonnantes de deux conduits adjacents portent avantageusement les unes sur les autres. The conduits thus produced make it possible not only to organize the circulation of the second fluid in the conduits, but also the circulation of the first fluid in the annular chamber, between the conduits, in particular because of the favorable consequences brought about by the fact that the crests of the undulations of the radiating walls of two adjacent conduits bear advantageously on each other.
La chambre annulaire de l'échangeur selon l'invention est avantageusement fermée à chacune de ses extrémités par un disque annulaire constituant en outre des moyens d'assemblage des conduits, chaque disque présentant dans sa section une série d'ouvertures en disposition rayonnante, chaque ouverture étant destinée à recevoir une extrémité d'un conduit, chaque section d'extrémité d'un conduit étant en appui étanche par soudure contre une ouverture dudit disque. The annular chamber of the exchanger according to the invention is advantageously closed at each of its ends by an annular disc further constituting means for assembling the conduits, each disc having in its section a series of openings in radiating arrangement, each opening being intended to receive one end of a conduit, each end section of a conduit being in sealing sealing support against an opening of said disc.
L'ensemble du faisceau de conduits est ainsi maintenu mécaniquement par deux disques annulaires qui contribuent également à organiser la circulation des fluides. The entire bundle of conduits is thus held mechanically by two annular discs which also help organize the circulation of fluids.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention
- l'échangeur comporte avantageusement des moyens pour organiser la circulation d'un premier fluide thermique dans ladite chambre annulaire depuis des moyens de raccordement à des conduits d'amenée et d'évacuation dudit premier fluide, et des moyens r organiser la circulation d'un second fluide d'échange thermique dans lesdits conduits de circulation depuis des moyens de raccordement à des conduits d'amenée et d'évacuaton dudit second fluide
- lesdits moyens de circulation du premier fluide comportent avantageusement un premier cylindre creux délimitant, dans un tronçon médian, la paroi interne de ladite chambre annulaire et dont deux tronçons d'extrémité mettent en liaison ledit tronçon médian avec lesdits moyens de raccordement pour le premier fluide, lesdits moyens de raccordement au conduit d'évacuation étant à une extrémité opposée du cylindre d'une extrémité de ceDui-ci en liaison avec lesdits moyens de raccordement au conduit d'amenée, lesdits tronçons d'extrémité ayant de préférence une forme conique dont la section diminue au fur et à mesure qu'elle se trouve proche desdits moyens de raccordement ;;
- ledit tronçon médian est divisé par un disque plein de préférence bombé et comporte dans sa paroi, de part et d'autre de la séparation ménagée par ledit disque, une série d'ouvertures en disposition rayonnante débouchant dans ladite chambre annulaire entre lesdits conduits de circulation de manière à mettre en - iaison les deux tronçons d'extrémité par l'intermédiaire de ladite chambre annulaire
- lesdites parois comportent à chacune de leurs extrémités des moyens pour guider le premier fluide depuis une ouverture de ladite série vers ladite chambre annulaire, chaque paroi comportant deux secteurs d'extrémité dont le profil constitue lesdits moyens de guidage
- le profil desdits secteurs d'extrémité est exempt d'ondulations et présente une série de picots propres à coopérer avec des picots d'une paroi adjacente de manière à éviter la déformation des parois ;;
- lesdits secteurs d'extrémités présentent des ondulations orientées de manière à mettre en liaison une ouverture avec les ondulations longitudinales de la paroi
- et lesdits moyens de circulation du second fluide comportent avantageusement un second cylindre creux, fermé à ses extrémités, délimitant, dans un tronçon médian, la paroi externe.de ladite chambre annulaire et dont deux tronçons d'extrémité mettent en liaison lesdits moyens de raccordement pour le second fluide par l'intermédiaire des conduits de circulation, et des deux disques annulaires, lesdits moyens de raccordement au conduit d'évacuation étant de préférence ménagés dans la paroi latérale d'un des tronçons d'extrémité et lesdits moyens de raccordement au conduit d'amenée étant de préférence ménagés dans la paroi latérale de l'autre tronçon d'extrémité.According to other features of the invention
- The exchanger advantageously comprises means for organizing the circulation of a first thermal fluid in said annular chamber from means for connection to conduits for supplying and discharging said first fluid, and means for organizing the circulation of a second heat exchange fluid in said circulation conduits from means of connection to supply and evacuation conduits of said second fluid
- Said means for circulating the first fluid advantageously comprise a first hollow cylinder delimiting, in a median section, the internal wall of said annular chamber and two end sections of which connect said median section with said connection means for the first fluid , said means for connection to the discharge duct being at an opposite end of the cylinder from one end of the latter in connection with said means for connection to the supply duct, said end sections preferably having a conical shape, the section decreases as it is close to said connection means ;;
- Said median section is divided by a solid disc preferably curved and has in its wall, on either side of the separation provided by said disc, a series of openings in radiating arrangement opening into said annular chamber between said conduits circulation so as to bring into play the two end sections via said annular chamber
- Said walls comprise at each of their ends means for guiding the first fluid from an opening of said series towards said annular chamber, each wall comprising two end sectors whose profile constitutes said guide means
- The profile of said end sectors is free of undulations and has a series of pins capable of cooperating with pins of an adjacent wall so as to avoid deformation of the walls;
- Said end sectors have corrugations oriented so as to connect an opening with the longitudinal corrugations of the wall
- And said means for circulating the second fluid advantageously comprise a second hollow cylinder, closed at its ends, delimiting, in a median section, the external wall of said annular chamber and two end sections of which connect said connection means for the second fluid via the circulation conduits, and the two annular discs, said means of connection to the evacuation conduit being preferably formed in the side wall of one of the end sections and said means of connection to the supply duct preferably being formed in the side wall of the other end section.
Le volume de l'échangeur qui n'est pas occupé par la surface d'échange, c'est-à-dire la chambre annulaire et les conduits de circulation, est utilisé pour la distribution des fluides. The volume of the exchanger which is not occupied by the exchange surface, that is to say the annular chamber and the circulation conduits, is used for the distribution of the fluids.
Le second fluide est de préférence le fluide basse pression et il dispose du meilleur plan de circulation dans l'échangeur avec des entrées-sorties directes dans les conduits à partir des moyens de raccordement, au moyen des tronçons d'extrémité qui sont eux-mêmes de grand volume. The second fluid is preferably the low pressure fluid and it has the best circulation plan in the exchanger with direct inputs-outputs in the conduits from the connection means, by means of the end sections which are themselves large volume.
Le premier fluide, qui est de préférence le fluide haute pression, circule obligatoirement entre les conduits dans la chambre annulaire grâce au disque plein divisant le tronçon médian du premier cylindre creux. The first fluid, which is preferably the high pressure fluid, must circulate between the conduits in the annular chamber thanks to the solid disc dividing the median section of the first hollow cylinder.
Afin d'absorber les dilatations thermiques dans l'échangeur, au moins un desdits tronçons d'extrémités du premier cylindre est avantageusement lié auxdits moyens de raccordement pour le premier fluide, au moyen d'un soufflet métallique de dilatation, et lesdits tronçons d'extrémité du second cylindre sont chacun fermés au moyen d'une coupole annulaire dont l'orifice central entoure lesdits moyens de raccordement pour le premier fluide. In order to absorb thermal expansion in the exchanger, at least one of said end sections of the first cylinder is advantageously connected to said connection means for the first fluid, by means of a metal expansion bellows, and said sections of end of the second cylinder are each closed by means of an annular dome whose central orifice surrounds said connection means for the first fluid.
Dans le cas d'une disposition verticale de 'échangeur, celui-ci est suspendu à un support par un ou plusieurs points d'accrochage ou porté par des consoles ou jupes. Un soufflet de dilatation est dans ce cas de préférence disposé à I'extrémité inférieure de l'échangeur, le tronçon d'extrémité supérieur du premier cylindre étant alors directement soudé aux moyens de raccordement pour le premier fluide avec lesquels il coopère. In the case of a vertical arrangement of the exchanger, it is suspended from a support by one or more attachment points or carried by brackets or skirts. In this case, an expansion bellows is preferably disposed at the lower end of the exchanger, the upper end section of the first cylinder then being directly welded to the connection means for the first fluid with which it cooperates.
Afin d'assurer l'étanchéité et de compenser les dilatations thermiques entre les moyens de circulation du second fluide et ladite chambre annulaire, une membrane métallique annulaire, de diamètre interne quelque peu inférieur au diamètre interne dudit cylindre externe est avantageusement soudée, d'une part sur la face de chaque disque annulaire opposée à la chambre annulaire et d'autre part sur la paroi interne dudit cylindre externe en regard dudit disque. In order to ensure sealing and to compensate for thermal expansion between the means for circulating the second fluid and said annular chamber, an annular metal membrane, with an internal diameter somewhat less than the internal diameter of said external cylinder, is advantageously welded, of a part on the face of each annular disc opposite the annular chamber and on the other hand on the inner wall of said outer cylinder opposite said disc.
Selon un mode de réalisation de l'invention, destiné à une application d'échangeurs de préchauffage de la charge d'unités reforming catalytique, l'échangeur selon l'invention comporte avantageusement une couronne annulaire d'injection d'un constituant dans le premier fluide, ladite couronne étant parallèle à la section de ladite chambre annulaire et présentant des perforations dirigées vers une des extrémités ouvertes du tronçon médian dudit cylindre interne. According to one embodiment of the invention, intended for an application of exchangers for preheating the charge of catalytic reforming units, the exchanger according to the invention advantageously comprises an annular ring for injecting a constituent in the first fluid, said crown being parallel to the section of said annular chamber and having perforations directed towards one of the open ends of the median section of said internal cylinder.
L'échangeur selon l'invention comporte ainsi deux moyens d'amenée distincts de deux constituants du premier fluide, l'un des constituants étant de préférence en phase vapeur et sert de propulseur au deuxième constituant de préférence en phase liquide, de manière à réaliser le mélange des deux constituants du premier fluide à l'intérieur de l'échangeur et à permettre une circulation homogène du premier fluide d'échange thermique dans ladite chambre annulaire entre les conduits. Les moyens d'amenée du premier constituant sont ménagés de manière à introduire celui-ci dans l'échangeur au niveau de ladite couronne, le deuxième constituant étant injecté par ladite couronne. The exchanger according to the invention thus comprises two separate supply means for two constituents of the first fluid, one of the constituents preferably being in the vapor phase and serves as a propellant for the second constituent preferably in the liquid phase, so as to produce mixing the two constituents of the first fluid inside the exchanger and allowing a homogeneous circulation of the first heat exchange fluid in said annular chamber between the conduits. The means for supplying the first component are arranged so as to introduce the latter into the exchanger at the level of said crown, the second component being injected by said crown.
L'inJection de la charge liquide dans un gaz de recyclage est ainsi effectée par l'intermédiaire de la couronne annulaire à proximité des surfaces d'échange thermique, et non plus à l'extérieur de l'échangeur ou sur les moyens de raccordement, ce qui permet d'obtenir un bon entraînement de la phase liquide et une bonne répartition de la charge liquide dans tous les intervalles entre les conduits de la chambre annulaire. The injection of the liquid charge into a recycling gas is thus carried out by means of the annular ring near the heat exchange surfaces, and no longer outside the exchanger or on the connection means, which allows to obtain a good entrainment of the liquid phase and a good distribution of the liquid charge in all the intervals between the conduits of the annular chamber.
Selon une variante de réalisation particulièrement avantageuse de l'échangeur selon l'invention
- lesdits moyens de circulation du premier fluide comportent une virole délimitant dans un tronçon médian, la paroi externe de ladite chambre annulaire, un second cylindre creux de diamètre supérieur à ladite virole, coaxial à celle-ci et délimitant dans un tronçon médian un espace annulaire de distribution du premier fluide, deux tronçons d'extrémités dudit second cylindre mettant en liaison ledit tronçon médian avec lesdits moyens de raccordement pour le premier fluide ; et ledit espace est divisé par une membrane annulaire, ladite virole comportant dans sa paroi, de part et d'autre de la séparation ménagée par ladite membrane et de préférence à proximité de chaque extrémité du tronçon médian, une série drouvertures en disposition rayonnante débouchant dans ladite chabre annulaire entre lesdits conduits de manière à mettre e liaison les deux moyens de raccordement par I'interédiire de la chambre annulaire
- et lesdits moyens de circulation du second fluide comp3rtent un premier cylindre creux délimitant dans un tronçon médian, la paroi interne de ladite chambre annulaire, et dont au moins un tronçon d'extrémité met en liaison lesdits moyens de raccordement au conduit d'amenée pour le second fluide avec les conduits de circulation par l'intermédiaire d'une série d'ouvertures débouchant dans un espace délimité par un tronçon d'extrémité de ladite virole, un second tronçon d'extrémité de ladite virole mettant en liaison lesdits conduits avec lesdits moyens de raccordement au conduit d'évacuation et ledit premier cylindre étant fermé aux deux extrémités de son tronçon médian. According to a particularly advantageous variant of the exchanger according to the invention
- Said means for circulating the first fluid comprise a ferrule delimiting in a median section, the external wall of said annular chamber, a second hollow cylinder of diameter greater than said ferrule, coaxial with the latter and delimiting in an median section an annular space dispensing the first fluid, two end sections of said second cylinder connecting said middle section with said connection means for the first fluid; and said space is divided by an annular membrane, said ferrule comprising in its wall, on either side of the separation formed by said membrane and preferably near each end of the median section, a series of openings in radiating arrangement opening into said annular cavity between said conduits so as to connect the two connection means via the annular chamber
- And said means for circulating the second fluid comprise a first hollow cylinder delimiting in a median section, the internal wall of said annular chamber, and at least one end section of which connects said means of connection to the supply conduit for the second fluid with the circulation conduits via a series of openings opening into a space delimited by an end section of said ferrule, a second end section of said ferrule connecting said conduits with said means for connection to the discharge pipe and said first cylinder being closed at both ends of its median section.
On décrira maintenant-plus en détail une forme de réalisation particulière de l'invention qui en fera mieux comprendre les caractéristiques essentielles et les avantages, étant entendu toutefois que cette forme de réalisation est choisie à titre d'exemple et qu'elle n'est -nulle- ment limitative. Sa description est illustrée par les dessins annexés, dans lesquels
- la figure 1 représente en perspective longitudinale un conduit de circulation d'un fluide d'échange selon l'invention
- la figure 2 représente en vue partiellement éclatée les moyens d'assemblage des conduits selon l'invention
- la figure 3 représente une vue en élévation et en coupe partielle d'un échangeur selon l'invention.A particular embodiment of the invention will now be described in more detail which will make it better understand the essential characteristics and the advantages, it being understood however that this embodiment is chosen by way of example and that it is not - in no way limiting. Its description is illustrated by the accompanying drawings, in which
- Figure 1 shows in longitudinal perspective a conduit for circulation of an exchange fluid according to the invention
- Figure 2 shows in partially exploded view the means of assembly of the conduits according to the invention
- Figure 3 shows an elevational view in partial section of an exchanger according to the invention.
- la figure 4 représente en coupe, suivant la ligne A-A' de la figure 3, une variante destinée à une application particulière dans le domaine de la pétrochimie où l'échangeur est associé à un réformeur catalytique
- la figure 5 représente une vue en élévation et en coupe partielle d'une variante d'un échangeur selon l'invention.- Figure 4 shows in section, along line AA 'of Figure 3, a variant for a particular application in the field of petrochemicals where the exchanger is associated with a catalytic reformer
- Figure 5 shows an elevational view in partial section of a variant of an exchanger according to the invention.
Le conduit 1 représenté à la figure 1 est constitué d'une plaque métallique formée par explosion qui est repliée sur elle-même suivant sa direction longitudinale de manière à ménager un conduit de section allongée. La plaque présente sur son pourtour un encadrement à surface lisse constitué de deux bords longitudinaux 2 et 3 et de deux bords transversaux 4 et 5. Les deux bords lo-,gitudinaux 2 et 3 viennent en appui l'un sur l'autre lors du pliage de la plaque et ils sont alors réunis par soudure 6 sur toute la longueur de la plaque. The conduit 1 shown in Figure 1 consists of a metal plate formed by explosion which is folded back on itself in its longitudinal direction so as to provide a conduit of elongated section. The plate has on its periphery a frame with a smooth surface consisting of two longitudinal edges 2 and 3 and two transverse edges 4 and 5. The two lo-, gitudinal edges 2 and 3 come to bear one on the other during the folding of the plate and they are then joined by welding 6 over the entire length of the plate.
Dans une variante préférée de réalisation, une languette intercalaire est insérée lors du pliage entre les deux bords longitudinaux 2 et 3 en facilitant ainsi le soudage. In a preferred embodiment, an intermediate tab is inserted during folding between the two longitudinal edges 2 and 3, thereby facilitating welding.
La plaque présente également une zone médiane longitudinale à surface lisse 7 destinée à permettre le pliage de la plaque. The plate also has a longitudinal central area with a smooth surface 7 intended to allow the plate to be folded.
La plaque représenté.e à la figure 1 est une tôle dont les déformations ont été obtenues par formage par explosion. Pour fabriquer une telle plaque on réalise un contre-moule plastique à partir d'une matrice puis on plaque sur ce contre-moule une tôle qui est déformée par le contre-moule lors de l'explosion. Les déformations que subit la plaque sont telles qu'elle présente des ondulations longitudinales 8 sur les deux surfaces comprises entre la zone médiane à surface lisse 7 et les deux bords longitudinaux 2 et 3 limités par les bords transversaux 4 et 5. Ces deux surfaces symétriques sont destinées à former deux parois d'un conduit 1. The plate shown in FIG. 1 is a sheet whose deformations were obtained by explosion forming. To manufacture such a plate, a plastic counter mold is produced from a matrix and then a sheet is pressed onto this counter mold which is deformed by the counter mold during the explosion. The deformations which the plate undergoes are such that it has longitudinal undulations 8 on the two surfaces included between the middle zone with smooth surface 7 and the two longitudinal edges 2 and 3 limited by the transverse edges 4 and 5. These two symmetrical surfaces are intended to form two walls of a conduit 1.
Sur chacune des parois 9 et 10, l'amplitude des ondulations 8 croit depuis le bord longitudinal 2 ou 3 limitant la paroi respectivement 9 ou 10, jusqutà la zone médiane à surface lisse 7. Le pas entre les ondulations est maintenu identique. On each of the walls 9 and 10, the amplitude of the corrugations 8 increases from the longitudinal edge 2 or 3 limiting the wall respectively 9 or 10, up to the median zone with smooth surface 7. The pitch between the corrugations is kept identical.
Lorsque la plaque est pliée comme représenté à la figure 1, chaque ondulation de la paroi 9 porte, par sa crête, sur une ondulation de la paroi 10. L'accroissement régulier de l'amplitude des ondulations permet d'obtenir un conduit 1 dont la section est croissante depuis les bords longitudinaux 2 et 3 jusqu'à la zone médiane 7. When the plate is folded as shown in FIG. 1, each corrugation of the wall 9 carries, by its crest, on a corrugation of the wall 10. The regular increase in the amplitude of the corrugations makes it possible to obtain a conduit 1 whose the section is increasing from the longitudinal edges 2 and 3 to the middle zone 7.
Les ondulations longitudinales 8 sont à inclinaisons alternativement dans un sens ou dans un autre par rapport aux bords longitudinaux 2 et 3, et afin de compenser la variation de section du conduit due à l'amplitude des ondulations, l'angle d'inclinaison est plus faible pour les ondulations de la plaque proches des bords longitudinaux 2 et 3 que pour les ondulations proches de la zone médiane à surface lisse 7. Pour des raisons de fabrication, celles-ci sont réparties en tr-is secteurs ou zones, respectivement 11, 12 et 13, sur chaque surface 9 et 10. Les angles d'inclinaison des ondulations du secteur 11 étant identiques, mais inférieurs aux angles d'inclinaison des ondulations du secteur 12 qui sont quant à eux tous identiques, et respectivement inférieurs aux angles d'inclinaison des ondulations du secteur 13. The longitudinal corrugations 8 are inclined alternately in one direction or another with respect to the longitudinal edges 2 and 3, and in order to compensate for the variation in section of the duct due to the amplitude of the corrugations, the angle of inclination is more weak for the corrugations of the plate close to the longitudinal edges 2 and 3 than for the corrugations close to the middle zone with smooth surface 7. For manufacturing reasons, these are divided into three sectors or zones, respectively 11, 12 and 13, on each surface 9 and 10. The angles of inclination of the undulations of sector 11 being identical, but less than the angles of inclination of the undulations of sector 12 which are all identical, and respectively less than angles d inclination of the ripples in sector 13.
Il est bien évident que selon un autre mode de fabrication des plaques, l'augmentation de l'angle d'inclinaison des ondulations peut être progressive au fur et à mesure que l'ondulation se rapproche du centre de la plaque, et que la différence de frottement résultant de la variation du diamètre hydraulique dans le conduit réalisé peut être compensée par une variation du pas des ondulations associées ou non à la variation de l'angle d'inclinaison. It is quite obvious that according to another method of manufacturing the plates, the increase in the angle of inclination of the corrugations can be gradual as the corrugation approaches the center of the plate, and the difference friction resulting from the variation of the hydraulic diameter in the duct produced can be compensated by a variation of the pitch of the undulations associated or not with the variation of the angle of inclination.
La plaque présente à chacun de ses bords transversaux 4,5 un secteur 35 lisse constituant des moyens de guidage des fluides, comme on le verra par la suite. The plate has at each of its transverse edges 4.5 a smooth sector 35 constituting means for guiding the fluids, as will be seen below.
Les conduits 1 ainsi réagis sont assemblés en disposition rayonnante au moyen de deux disques annulaires 14 et 15 tel que représenté à la figure 2. Les bords
Longitudinaux 2 et 3 des plaques constituent les bords proximaux des parois des conduits, et la zone médiane 7, les bords distaux des mêmes parois.The conduits 1 thus reacted are assembled in radiating arrangement by means of two annular discs 14 and 15 as shown in FIG. 2. The edges
Longitudinal 2 and 3 of the plates constitute the proximal edges of the walls of the conduits, and the median zone 7, the distal edges of the same walls.
Chacun des deux disques 14 et 15 présente une série d'ouvertures 16 en disposition rayonnante, chacune de ces ouvertures étant destinée à recevoir une extrémité radiale d'un conduit 1. Les deux bords transversaux 4 et 5 d'un conduit 1 constituant ses extrémités sont engagés chacun dans une ouverture 16 d'un des disques respectivement 14 et 15, puis soudés sur le pourtour de cette ouverture. Each of the two discs 14 and 15 has a series of openings 16 in radiating arrangement, each of these openings being intended to receive a radial end of a duct 1. The two transverse edges 4 and 5 of a duct 1 constituting its ends are each engaged in an opening 16 of one of the discs 14 and 15 respectively, then welded around the periphery of this opening.
Les disques 14 et 15 sont de faible épaisseur car i-s n'ont pas d'effort de pression à reprendre comme on le verra plus loin. The discs 14 and 15 are thin because i-s have no pressure force to resume as will be seen below.
Une fois cet assemblage réalisé, on obtient un faisceau de conduit de section allongée radialement en disposition rayonnante. Once this assembly has been carried out, a bundle of radially elongated section is obtained in radiating arrangement.
L'écartement entre deux ouvertures voisines qui délimite l'écartement entre deux conduits voisins est dimensionné de manière à ce que les ondulations d'un conduit portent par leurs crêtes sur les crêtes des ondulations des deux conduits qui lui sont adjacents. The spacing between two neighboring openings which delimits the spacing between two neighboring conduits is dimensioned so that the undulations of a conduit bear by their crests on the crests of the undulations of the two conduits which are adjacent to it.
Un échangeur selon 'invention est représenté à la figure 3, il comporte deux viroles cylindriques 17 et 18, un premier cylindre creux ou cylindre interne 17 délimitant dans un tronçon médian la paroi interne d'une chambre annulaire 19 dont la paroi externe est délimitée par le tronçon médian d'un second cylindre creux ou cylindre externe 18 coaxial au cylindre 17. Un faisceau de conduits 1 en disposition rayonnante entre deux disques 14 et 15 est inséré dans la chambre annulaire 19 et définit ainsi le volume d'échange thermique entre deux fluides, un premier fluide haute pression circulant dans la chambre annulaire entre les conduits, et un second fluide basse pression circulant dans les conduits 1. An exchanger according to the invention is shown in FIG. 3, it comprises two cylindrical ferrules 17 and 18, a first hollow cylinder or internal cylinder 17 delimiting in a median section the internal wall of an annular chamber 19 whose external wall is delimited by the middle section of a second hollow cylinder or external cylinder 18 coaxial with the cylinder 17. A bundle of conduits 1 in radiating arrangement between two discs 14 and 15 is inserted into the annular chamber 19 and thus defines the volume of heat exchange between two fluids, a first high pressure fluid circulating in the annular chamber between the conduits, and a second low pressure fluid circulating in the conduits 1.
Le premier cylindre 17 ou cylindre interne est relié à une de ses extrémités par l'intermédiaire d'un soufflet métallique de dilatation thermique 20, respectivement à des moyens de raccordement 21 d'un conduit d'évacuation du premier fluide d'échange thermique ; des moyens de raccordement 22 à un conduit d'amenée du premier fluide étant liés par soudure à une autre extrémité du cylindre interne 17. The first cylinder 17 or internal cylinder is connected to one of its ends by means of a metal thermal expansion bellows 20, respectively to connection means 21 of a duct for discharging the first heat exchange fluid; means of connection 22 to a conduit for supplying the first fluid being connected by welding to another end of the internal cylinder 17.
Le tronçon médian du cylindre 17 présente dans sa paroi, à chacune de ses extrémités, une série d'ouvertures 23,24 en disposition rayonnante qui débouchent dans la chambre annulaire 19 entre les conduits 1 afin de mettre en liaison le volume interne du cylindre 17 avec la chambre annulaire 19. Le tronçon médian du cylindre 17 est divisé par un disque plein bombé 25 permettant de forcer le premier fluide à traverser longitudinalement la chambre annulaire 19. Le disque 25 peut éventuellement être plan, mais sa forme bombée permet de reprendre les efforts de pression à moindre épaisseur de la tôle le constituant. The median section of the cylinder 17 has in its wall, at each of its ends, a series of openings 23, 24 in radiating arrangement which open into the annular chamber 19 between the conduits 1 in order to link the internal volume of the cylinder 17 with the annular chamber 19. The median section of the cylinder 17 is divided by a rounded domed disc 25 making it possible to force the first fluid to pass longitudinally through the annular chamber 19. The disc 25 may possibly be flat, but its domed shape makes it possible to resume the pressure forces with reduced thickness of the sheet constituting it.
Les secteurs lisses 35 des plaques constituant les conduits permettent de guider le premier fluide depuis les ouvertures 23,24 vers les ondulations longitudinales 8 des plaques ou inversement. Ces secteurs lisses 35 peuvent être remplacés par des secteurs ondulés dont l'orientation des ondulations est telle que ces dernières mettent en liaison les ouvertures 23,24 et les ondulations longitudinales occupant les intervalles entre les conduits 1. The smooth sectors 35 of the plates constituting the conduits make it possible to guide the first fluid from the openings 23, 24 towards the longitudinal undulations 8 of the plates or vice versa. These smooth sectors 35 can be replaced by corrugated sectors whose orientation of the corrugations is such that the latter connect the openings 23, 24 and the longitudinal corrugations occupying the intervals between the conduits 1.
On peut également prévoir dans le cas de secteurs 35 exempts d'ondulation que ceux-ci comportent des picots propres à maintenir l'écartement entre les conduits et l'écartement des parois d'un même conduit. It is also possible to provide, in the case of sectors 35 free of ripples, that these include spikes capable of maintaining the spacing between the conduits and the spacing of the walls of the same conduit.
Le second cylindre 18 ou cylindre externe est fermé à chacune de ses extrémités par une couronne annulaire, respectivement 26 et 27 dont l'ouverture centrale sert au passage des moyens de raccordement, respectivement 21 et 22 du premier fluide. The second cylinder 18 or external cylinder is closed at each of its ends by an annular ring, respectively 26 and 27, the central opening of which is used for the passage of the connection means, respectively 21 and 22 of the first fluid.
Les deux cylindres 17 et 18 définissent dans leurs parties proches de chacune de leurs extrémités, deux chambres annulaires d'extrémités 28 et 29 qui permettent de mettre en liaison l'intérieur des conduits 1 avec des moyens de raccordement, respectivement 30 et 31, à des conduits d'amenée d'évacuation pour le second fluide d'échange thermique. Ces moyens de raccordement sont ménagés dans la paroi du cylindre 18 et débouchent chacun respectivement dans une des chambres annulaires d'extrémité 28 ou 29. The two cylinders 17 and 18 define in their parts close to each of their ends, two annular chambers with ends 28 and 29 which make it possible to connect the interior of the conduits 1 with connection means, respectively 30 and 31, to evacuation supply conduits for the second heat exchange fluid. These connection means are formed in the wall of the cylinder 18 and each open out respectively into one of the annular end chambers 28 or 29.
Les tronçons d'extrémité du cylindre interne 17, délimitant les parois internes des chambres annulaires d'extrémité 28 et 29, ont une forme conique en raison du diamètre différent que présentent les moyens de raccordement 21 et 22 par rapport au diamètre intérieur du tronçon médian du cylindre 17. The end sections of the internal cylinder 17, delimiting the internal walls of the annular end chambers 28 and 29, have a conical shape due to the different diameter presented by the connection means 21 and 22 relative to the internal diameter of the middle section. of cylinder 17.
Lors du fonctionnement de l'échangeur, les deux fluides circulent à contre-courant l'un de l'autre. Un premier fluide d'échange thermique, de préférence haute pression, entre par exemple dans l'échangeur par l'intermédiaire des moyens de raccordement 22, et est guidé vers la chambre annulaire 19 au moyen de la série d'ouvertures 24 du cylindre 17. Ce fluide ressort de cette chambre annulaire par la série d'ouvertures 23 du cylindre 17 et est évacué par ;'intermédiaire des moyens de raccordement 21. Un sens de circulation opposé peut tout aussi bien être prévu. During the operation of the exchanger, the two fluids flow against the current from one another. A first heat exchange fluid, preferably high pressure, for example enters the exchanger via the connection means 22, and is guided towards the annular chamber 19 by means of the series of openings 24 of the cylinder 17 This fluid emerges from this annular chamber through the series of openings 23 of the cylinder 17 and is evacuated by the intermediary of the connection means 21. An opposite direction of circulation can just as easily be provided.
Un second fluide d'échanges thermiques de préférence basse pression est, quant à lui, amené par l'intermédiaire des moyens de raccordement 30, à l'opposé des moyens de raccordement 22, et entre dans les conduits 1 qui débouchent dans la chambre annulaire d'extrémité 28 dans laquelle est introduite le second fluide, pour ressortir dans la chambre annulaire d'extrémité 29 et être évacué par l'intermédiaire des moyens de raccordement 31. A second heat exchange fluid preferably low pressure is, for its part, brought via the connection means 30, opposite the connection means 22, and enters the conduits 1 which open into the annular chamber end 28 into which the second fluid is introduced, to exit into the annular end chamber 29 and be evacuated by means of connection means 31.
Le fluide basse pression est celui qui suit le chemin le plus direct dans l'échangeur de manière limiter les pertes de charge dues à la circulation des fluides par rapport aux pertes de charges d'échange proprement dites et ainsi accroître le rendement thermique de l'échangeur. The low pressure fluid is that which follows the most direct path in the exchanger so as to limit the pressure losses due to the circulation of the fluids compared to the exchange charge losses proper and thus increase the thermal efficiency of the exchanger.
La forme qui est donnée aux conduits 1 leur permet de reprendre les efforts de pression avec une épaisseur minimale de tôle et du fait que le fluide haute pression circule à ; t extérieur, il n'est pas nécessaire que la paroi extérieure des zones médianes à surface lisse 7 constituant les bords dlstaux des parois des conduits soit en contact avec la paroi interne du cylindre 18 délimitant la paroi externe de la chambre annulaire 19 d'échanges thermiques. The shape which is given to the conduits 1 allows them to take up the pressure forces with a minimum sheet thickness and the fact that the high pressure fluid circulates at; t exterior, it is not necessary that the exterior wall of the median areas with smooth surface 7 constituting the dlstaux edges of the walls of the conduits is in contact with the internal wall of the cylinder 18 delimiting the external wall of the annular exchange chamber 19 thermal.
Les disques 14 et 15 peuvent être d'une épaisseur relativement faible dans la mesure où ils ont peu d'effort de pression à reprendre en raison d'une différence de pression relativement faible entre les faces de chaque disque et de la faible section des conduits.The discs 14 and 15 may be of relatively small thickness insofar as they have little pressure force to take up due to a relatively small pressure difference between the faces of each disc and the small cross section of the conduits. .
On peut également prévoir une virole en tôle fine qui présente un diamètre intérieur quelque peu supérieur au diamètre de la disposition rayonnante des conduits 1 et qui est soudée par une de ses extrémités, correspondant de préférence à la sortie de la zone d'échange du premier fluide, sur le disque 14. Cette virole 37 étant d'une longueur inférieure à la distance séparant les deux disques 14 et 15 de sorte que la pression du premier fluide, qui est plus forte à son entrée dans la zone d'échange qu'à sa sortie, soit appliquée par l'intermédiaire de la virole sur le bord distal des conduits 1, limitant ainsi le courant de fuite entre ces bords distaux et le cylindre externe 18. It is also possible to provide a ferrule made of thin sheet metal which has an internal diameter somewhat greater than the diameter of the radiating arrangement of the conduits 1 and which is welded by one of its ends, preferably corresponding to the exit from the exchange zone of the first fluid, on the disc 14. This ferrule 37 being of a length less than the distance separating the two discs 14 and 15 so that the pressure of the first fluid, which is stronger when it enters the exchange zone than at its outlet, either applied via the ferrule to the distal edge of the conduits 1, thus limiting the leakage current between these distal edges and the external cylinder 18.
Une membrane métallique annulaire, de diamètre quelque peu inférieur au diamètre du tronçon médian du cylindre externe 18, peut être soudée, d'une part sur une face d'un disque annulaire 14 ou 15, et d'autre part sur ia paroi interne du cylindre 18 de manière à assurer l'étanchéité entre la chambre annulaire 19 et les chambres annulaires d'extrémité 28,29. Chaque membrane est de préférence plate sur la face de chaque disque ou a pression est la plus faible. An annular metal membrane, with a diameter somewhat smaller than the diameter of the median section of the external cylinder 18, can be welded, on the one hand to one face of an annular disc 14 or 15, and on the other hand to the internal wall of the cylinder 18 so as to seal between the annular chamber 19 and the annular end chambers 28, 29. Each membrane is preferably flat on the face of each disc or at the lowest pressure.
Dans le cas d'une application pour un échangeur associé à un réformeur catalytique, il est particulièrement intéressant de pouvoir assurer une bonne répartition de la phase liquide du premier fluide d'échange thermique dans la chambre annulaire 19 entre les conduits. A cet effet, une couronne annulaire 32 (figure 4) est placée dans le tronçon d'extrémité du premier cylindre 17 servant à 'amenée du premier fluide. Cette couronne, coaxiale audeux cylindres 17 et 18, présente sur sa face en regard du tronçon médian du premier cylindre 17, une série de perforations 33 reliées par l'intermédiaire de conduit 34 au conduit d'amenée pour le premier fluide par l'intermédiaire des moyens de raccordement 21. In the case of an application for an exchanger associated with a catalytic reformer, it is particularly advantageous to be able to ensure good distribution of the liquid phase of the first heat exchange fluid in the annular chamber 19 between the conduits. To this end, an annular ring 32 (FIG. 4) is placed in the end section of the first cylinder 17 serving for the supply of the first fluid. This crown, coaxial with the cylinders 17 and 18, has on its face opposite the median section of the first cylinder 17, a series of perforations 33 connected via conduit 34 to the supply conduit for the first fluid via connection means 21.
Le gaz de recyclage utilisé dans ce type d'appli cation est amené dans le tronçon d'extrémité 36 du cylindre interne directement par l'intermédiaire des moyens de raccordement 21, et la charge liquide est amenée par l'intermédiaire des conduits 34 jusqu'à la couronne annulaire 32 et est injectée dans le gaz de recyclage au moyen des perforations 33 en direction de l'extrémité ouverte du tronçon médian du cylindre 17. On obtient ainsi une meilleure répartition de la charge liquide dans tous les conduits et un bon entrainement de la phase liquide du premier fluide d'échange thermique. The recycling gas used in this type of application is brought into the end section 36 of the internal cylinder directly through the connection means 21, and the liquid charge is brought through the conduits 34 to to the annular ring 32 and is injected into the recycling gas by means of the perforations 33 in the direction of the open end of the median section of the cylinder 17. This gives a better distribution of the liquid charge in all the conduits and good training of the liquid phase of the first heat exchange fluid.
L'échangeur représenté à la figure 5 correspond à une variante de réalisation de l'invention dans laquelle la circulation des fluides depuis les moyens d'amenée, respectivement jusqu'aux moyens d'évacuation, jusqu'aux surfaces d'échanges, respectivement depuis les surfaces d'échanges, diffère des exemples précédemment décrits. The exchanger shown in FIG. 5 corresponds to an alternative embodiment of the invention in which the circulation of the fluids from the supply means, respectively to the discharge means, to the exchange surfaces, respectively from the exchange surfaces, differs from the examples previously described.
Un premier fluide d'échange thermique, de préférence haute pression est amené dans la chambre annulaire 19 par l'intermédiaire de moyens de raccordement 39 et d'une première série d'ouvertures 40 ménagées dans une virole 41 délimitant extérieurement la chambre 19. Le premier fluide ressort de l'échangeur par l'intermédiaire de moyens de raccordement 42 après avoir traversé une seconde série d'ouvertures 43 ménagées dans la virole 41 à l'extrémité opposée de la première série 40. A first heat exchange fluid, preferably high pressure, is brought into the annular chamber 19 by means of connection means 39 and a first series of openings 40 formed in a ferrule 41 externally delimiting the chamber 19. The first fluid emerges from the exchanger via connection means 42 after having passed through a second series of openings 43 formed in the shell 41 at the opposite end of the first series 40.
Un second fluide d'échange thermique, de préférence basse pression, entre dans l'échangeur par l'intermédiaire de moyens de raccordement 37 et est guidé vers l'intérieur des conduits 1, pour ressortir' par l'intermédiaire de moyens de raccordement 38. A second heat exchange fluid, preferably low pressure, enters the exchanger by means of connection means 37 and is guided towards the inside of the conduits 1, to come out 'by means of connection means 38 .
La chambre annulaire 19 est délimitée intérieurement par le tronçon médian d'un premier cylindre ou cylindre interne 44 et extérieurement par le tronçon médian de la virole 41. L'échangeur est délimité extérieurement par un second cylindre ou cylindre externe 45. The annular chamber 19 is delimited internally by the median section of a first cylinder or internal cylinder 44 and externally by the median section of the ferrule 41. The exchanger is delimited externally by a second cylinder or external cylinder 45.
L'espace entre la virole 41 et le cylindre externe 45 contribue à organiser la circulation du premier fluide, les séries d'ouvertures 40 et 43 débouchant dans cet espace annulaire de part et d'autre d'une membrane métallique annulaire 46. La membrane 46 est destinée à éviter le mélange du fluide entrant dans la chambre 19 avec le fluide sortant. The space between the ferrule 41 and the external cylinder 45 contributes to organizing the circulation of the first fluid, the series of openings 40 and 43 opening into this annular space on either side of an annular metal membrane 46. The membrane 46 is intended to prevent mixing of the fluid entering the chamber 19 with the outgoing fluid.
Deux disques annulaires 14 et 15 contribuent à l'organisation de la circulation des fluides comme dans les exemples précédents. Two annular discs 14 and 15 contribute to the organization of the circulation of fluids as in the previous examples.
Le tronçon médian du cylindre interne 44 est fermé à ses deux extrémités par des disques pleins 47, de préférence bombés, et au moins un tronçon d'extrémité 48 de ce cylindre relie les moyens de raccordement 37 au tronçon médian. Ce tronçon d'extrémité 48 présente une série d'ouvertures 49 qui, en coopérant avec un tronçon d'extrémité conique 50 de la virole 41, guident le flude vers l'intérieur des conduits 1. Des jambes de forces 51 appuyant d'une part sur le disque 15 et d'autre part soit sur le tronçon 50, soit sur le tronçon 48, assurent une rigidité suffisante à l'ensemble. The middle section of the internal cylinder 44 is closed at its two ends by solid disks 47, preferably domed, and at least one end section 48 of this cylinder connects the connection means 37 to the middle section. This end section 48 has a series of openings 49 which, by cooperating with a conical end section 50 of the ferrule 41, guide the flude towards the inside of the conduits 1. Struts 51 pressing in one part on the disc 15 and on the other hand either on the section 50 or on the section 48, provide sufficient rigidity to the assembly.
Dans le cas d'une application pour un échangeur associé à un réformeur catalytique, la charge gaz est amenée par les moyens de raccordement 39 tandis que la charge liquide est amenée dans la chambre annulaire 19 pour y être mélangée-à la charge gaz par l'intermédiaire d'un conduit 52 coaxial aux cylindres et traversant les moyens de raccordement 38 au moyen d'évacuation du second fluide. In the case of an application for an exchanger associated with a catalytic reformer, the gas charge is brought by the connection means 39 while the liquid charge is brought into the annular chamber 19 to be mixed with the gas charge by the 'through a conduit 52 coaxial with the cylinders and passing through the connection means 38 by means of evacuation of the second fluid.
Ce conduit 52 est fermé à son extrémité supérieure et présente sur sa périphérie une série d'ouvertures 53 propres à coopérer avec une série d'ouvertures 54 ménagées dans le cylindre interne 44 pour injecter la charge liquide dans la chambre 19.This duct 52 is closed at its upper end and has on its periphery a series of openings 53 suitable for cooperating with a series of openings 54 formed in the internal cylinder 44 for injecting the liquid charge into the chamber 19.
Le conduit 52 peut être lié au cylindre 44 par des pattes d'attaches 55. The duct 52 can be linked to the cylinder 44 by lugs 55.
Deux soufflets de dilatation 56 et 57 relient respectivement les moyens de raccordement 38 et 58 à la virole 41 et au conduit 52. Two expansion bellows 56 and 57 respectively connect the connection means 38 and 58 to the ferrule 41 and to the conduit 52.
Naturellement, l'invention n'est en rien limitée par les particularités qui ont été spécifiées dans ce qui précède ou par les détails du mode de réalisation particulier choisi pour illustrer l'invention. Toutes sortes de variantes peuvent etre apportées à la réalisation particulière qui a été décrite à titre d'exemple et à ses éléments constitutifs sans sortir pour autant du cadre de l'inven- tion. Cette dernière englobe ainsi tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons. Naturally, the invention is in no way limited by the features which have been specified in the foregoing or by the details of the particular embodiment chosen to illustrate the invention. All kinds of variations can be made to the particular embodiment which has been described by way of example and to its constituent elements without thereby departing from the scope of the invention. The latter thus includes all the means constituting technical equivalents of the means described as well as their combinations.
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1992008941A1 (en) * | 1989-05-22 | 1992-05-29 | Packinox S.A. | Heat exchanger with ducts formed by plates |
FR2670877A1 (en) * | 1990-12-21 | 1992-06-26 | Packinox Sa | PLATE EXCHANGER WITH A PRESSURE RESISTANCE ENCLOSURE. |
EP0492799A1 (en) * | 1990-12-22 | 1992-07-01 | United Kingdom Atomic Energy Authority | Heat exchanger |
GR1001064B (en) * | 1991-09-06 | 1993-04-28 | Ioannis Chortis | Chortis heat exchanger of concave cylindrical shape |
EP0766999A1 (en) * | 1993-07-05 | 1997-04-09 | Packinox Sa | Process and apparatus for controlling reaction temperature |
FR2827347A1 (en) * | 2001-07-13 | 2003-01-17 | Barriquand Echangeurs | Connector for container and contents, e.g. for plate heat exchanger comprises strip with lengthwise fold and transverse cuts forming tongues |
EP2881694A1 (en) * | 2013-12-06 | 2015-06-10 | Hewitech GmbH & Co. KG | Mounting device for a device for handling a flowing fluid |
WO2019017831A1 (en) * | 2017-07-21 | 2019-01-24 | Air To Air Sweden Ab | Coaxial flow distribution device |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2708872B1 (en) * | 1993-08-13 | 1995-11-10 | Packinox Sa | Isothermal catalytic unit intended to produce a catalytic reaction. |
FR2708871B1 (en) * | 1993-08-13 | 1995-11-10 | Packinox Sa | Isothermal catalytic unit. |
NO310945B1 (en) * | 1999-12-23 | 2001-09-17 | Framo Dev As | Device for heat exchanger construction, and use thereof |
US6612366B1 (en) * | 2002-02-26 | 2003-09-02 | Lung-Hsi Chuang | Protective wrapping device for a condenser tube |
JP5082120B2 (en) * | 2007-03-23 | 2012-11-28 | 国立大学法人 東京大学 | Heat exchanger |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE729339C (en) * | 1937-03-12 | 1942-12-14 | Krupp Ag | Heat exchanger for pressurized heat exchange media for carrying out chemical processes |
FR2161913A1 (en) * | 1971-10-15 | 1973-07-13 | Union Carbide Corp | |
FR2309818A2 (en) * | 1974-03-11 | 1976-11-26 | Dostatni Albert | HEAT EXCHANGER |
US4470452A (en) * | 1982-05-19 | 1984-09-11 | Ford Motor Company | Turbulator radiator tube and radiator construction derived therefrom |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BE567822A (en) * | 1957-05-20 | |||
DE2111026B1 (en) * | 1971-03-08 | 1972-08-03 | Linde Ag | Plate condenser heat exchanger |
GB1568140A (en) * | 1977-12-31 | 1980-05-29 | United Stirling Ab & Co | Plate heat-exchanger |
DE2805912A1 (en) * | 1978-02-13 | 1979-08-23 | Linde Ag | Plate type heat exchanger - has folded rectangular sheet metal plates sealed at connecting edges |
DE8429525U1 (en) * | 1984-10-08 | 1985-02-21 | Balcke-Dürr AG, 4030 Ratingen | DEVICE FOR EXCHANGING THE WARMTH BETWEEN TWO GASES LEADING IN A CROSS FLOW |
HU195317B (en) * | 1986-01-27 | 1988-04-28 | Tuezelestechnikai Kutato Fejle | Round heat exchanger made of prefabricable members particularly chimney recuperator mountable into optional length |
FR2647198B1 (en) * | 1989-05-22 | 1991-07-19 | Packinox Sa | PLATE CONDUIT HEAT EXCHANGER |
-
1989
- 1989-05-22 FR FR8906634A patent/FR2647198B1/en not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-11-16 WO PCT/FR1990/000824 patent/WO1992008941A1/en unknown
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE729339C (en) * | 1937-03-12 | 1942-12-14 | Krupp Ag | Heat exchanger for pressurized heat exchange media for carrying out chemical processes |
FR2161913A1 (en) * | 1971-10-15 | 1973-07-13 | Union Carbide Corp | |
FR2309818A2 (en) * | 1974-03-11 | 1976-11-26 | Dostatni Albert | HEAT EXCHANGER |
US4470452A (en) * | 1982-05-19 | 1984-09-11 | Ford Motor Company | Turbulator radiator tube and radiator construction derived therefrom |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1992008941A1 (en) * | 1989-05-22 | 1992-05-29 | Packinox S.A. | Heat exchanger with ducts formed by plates |
FR2670877A1 (en) * | 1990-12-21 | 1992-06-26 | Packinox Sa | PLATE EXCHANGER WITH A PRESSURE RESISTANCE ENCLOSURE. |
WO1992011500A1 (en) * | 1990-12-21 | 1992-07-09 | Packinox S.A. | Heat exchanger of the plate type |
US5333681A (en) * | 1990-12-21 | 1994-08-02 | Packinox Sa | Heat exchanger of the plate type |
EP0492799A1 (en) * | 1990-12-22 | 1992-07-01 | United Kingdom Atomic Energy Authority | Heat exchanger |
GR1001064B (en) * | 1991-09-06 | 1993-04-28 | Ioannis Chortis | Chortis heat exchanger of concave cylindrical shape |
EP0766999A1 (en) * | 1993-07-05 | 1997-04-09 | Packinox Sa | Process and apparatus for controlling reaction temperature |
EP0767000A1 (en) * | 1993-07-05 | 1997-04-09 | Packinox Sa | Process and apparatus for controlling reaction temperatures |
FR2827347A1 (en) * | 2001-07-13 | 2003-01-17 | Barriquand Echangeurs | Connector for container and contents, e.g. for plate heat exchanger comprises strip with lengthwise fold and transverse cuts forming tongues |
EP2881694A1 (en) * | 2013-12-06 | 2015-06-10 | Hewitech GmbH & Co. KG | Mounting device for a device for handling a flowing fluid |
WO2019017831A1 (en) * | 2017-07-21 | 2019-01-24 | Air To Air Sweden Ab | Coaxial flow distribution device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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WO1992008941A1 (en) | 1992-05-29 |
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