Brevet FR2020221A1 — publié le 19700710

L'invention se rapporte à un accumulateur, notamment pour la production d'eau de consommation et l'accumula- tion dans des installations de chauffage, constitué par deux récipients placés l'un dans l'autre, dont l'un des deux au moins, est pourvu d'ondulations hélicoldales façonnées dans la paroi du récipient, lesquelles ondulations constituent avec la paroi de l'autre récipient un canal d'ecoulement pourvu de raccords d'entrée et de sortie. En raison de la consommation croissante d'eau, l'action corrosive de l'eau croit dans la plupart des pays. Dans de nombreuses régions, il serait donc nécessaire de construire des dispositifs de production d'eau chaude en matières résistant à la corrosion, mais leur prix serait très élevé, de-sorte que le prix des matières premières résistant à la corrosion s'oppose à leur utilisation. Jusqu'ici les dispositifs de production d'eau chaude qui ne sont pas agencés dans l'espace intérieur servant de conducteur à l'élément chauffant dans une chaudière, notamment les dispositifs de production d'eau chaude à accumulateur, principalement fabriqués en fer, sont pourvus intérieurement de tuyaux de chauffage en serpentins, exécutés en matière résistant à la corrosion. Ainsi que l'expérience l'a démontré, il est difficile de mettre, de façon parfaite et pendant de longues durees, des récipients en fer soumis à pression, à l'abri de la corrosion par des revêtements. D'autre part, sur les tuyaux de chauffage en serpentins se déposent, sous forme de tartre, des matières minérales dissoutes dans l'eau, et elles réduisent la transmission calorifique, souvent déjà après un temps réduit.De plus, l'eau se trouvant en-dessous des serpentins de chauffage n'est pas chauffée à un degré suffisant, de sorte que le volume total de tels récipients, lequel est disponible en soi, n > est pas en mesure d'être utilisé complètement pour la production d l'eau chaude. Il faut considérer, en outre, que de tels ré cipients sont exposés à des pressions de service plus ou moins élevées, ce dont il faut tenir compte en conférant des dimensions appropriées aux jointures des parois, ce qui va évidemment à l'encontre de l'exigence générale consistant à exécuter des parois aussi minces que possible. On a évidemment déjà prevu d'entourer de tels récipients de carcasses de support, pour pouvoir adopter des parois minces, mais les solutions connues à ce propos ne donnent guère satisfaction, d'une part à cause du cout de leur construction, et, d'autre part, parce que les carcasses de support recouvrent dans certains cas les surfaces de transmission calorifique proprement dites. L'objet de la présente inventionrconsiste à remédier à ces inconvénients, c'est-à-dire qu'il s'agit de créer un récipient d'échange calorifique qui soit de construction simple,.qUi soit dès lors léger, et qui puisse être construit mécaniquement dans l'essentiel7 en prenant en considération l'utilisation d'épaiss-eurs de parois aussi réduites que possible, tout en envisageant une forte sollicitation à la pression et en répondant à de bonnes conditions de transmission calorifique. Ce problème est résolu pour un récipient.du genre cité qui, suivant l'invention, est caractérisé par le fait que le récipient intérieur servant à l'accumulation de l'eau de consomm-ation, qui, par rapport au récipient extérieur, comporte des raccords d'entrée et-de sortie pour l'eau de consommation à produire et à accumuler, et qui est constitué en un matériau à mince paroiS résistant à la corrosion, tel qu'un' alliage cuivrenickel, du titane,rou analogue, alors que, suivant les sollicitations à la pres-sion prévues, la paroi du récipient extérieur est pourvue à certains écartements sur la longueur et sur la périphérie, d'interruptions, sur l'étendue desquelles les deux récipients sont soudés l'un à l'autre de façon étanche aux liquides. Grâce à cette solution, on obtient, d'une part, que toutes les parois peuvent être constituées en matière à mince paroi, car les parois s'appuientmutuellement. Puisque l'on peut utiliser de la matière à mince paroi, et malgré le prix relativement élevé des matières résistant à la corrosion, on a la possibilité avantageuse d'exécuter le récipient intérieur n une telle matières, et, en fin de compte, on satisfait simuitanément à des conditions de transmission calorifique favorables car les canaux prenant automatiquement naissance entre les deux récipients ayant la forme hélicoïdale en soi connue7 et qui forment en quelque sorte- des serpentins, assurent que l'élément chauffant est transféré à grande vitesse, par un écoulement hélicoïdal exact, autour de lapériphérie entière du récipient intérieur. On atteint ainsi une transmission calorifique extrêmement élevée. Grace à la liaison possible entre les recipients extérieur et intérieur, laquelle est encore décrite avec plus de détails, l'élément chauffant peut se trouver à une pression élevée sans que la paroi dé récipient en matière résistant à la corrosion et l'enveloppe extérieure doivent être constituées en matériau épais. Le récipient intérieur, aussi bien que celui extérieur, sont fermés aux deux extrémités par des fonds pouvant être sollicités à la pression. Suivant les conditions de pression prévues, tant pour l'élément chauffant que-pour l'élément à chauf- fer, les fonds peuvent également être reliés entre eux de façon appropriée, par des liaisons soudées, tout comme les parois. il est possible d'exécuter économiquement, conformément à l'invention, des dispositifs de production d'eau chaude de petit volume, comme aussi d'assez grand volume, en uti- lisant des machine-s, et on peut se passer de main-d'eouvre dans une large mesure. Dans ce qui suit, d'autres détails sont commentés de plus près, à la lumière de la représentation dessinée dtun exemple d'exécution. Dans ce dessin - la figure 1 montre une coupe axiale du réci- pipent - la figure 2 montre, à plus grande échelle, une coupe partielle faite par la paroi du récipient, et - la figure 3 montre, en coupe, une autre forme d'exécution du récipient. Le repère 1 désigne le récipient intérieur et le repère 2 le récipient extérieur. Le récipient intérieur est pourvu d'un raccord d'eau froide 3 et d'un raccord d'eau chaude 4, dans la zone de ses fonds 5, lesquels raccords traversent les fonds 6 du récipient extérieur 2 ces derniers comportant des raccords d'entrée et de sortie 7, 8 pour l'eau de chauffage. Dans l'exemple figuré, la paroi 9 se trouvant entre les fond 5 est pourvue d'ondulations 10 qui ont une forme hélicoïdale à pas unique. Le recipient intérieur i se trouvant dans le récipient extérieur 2 touche par ses ondulations 10 la surface intérieure du récipient 2 et s'appuie contre celui-ci. Suivant les conditions de pression prévues, la paroi du récipient extérieur 2 peut être pourvue d'interruptions 11, par exemple en forme de saignées, et elle peut être reliée de façon étanche à l'eau, par soudure, aux ondulations 10 du récipient intérieur 1. Grâce à cette construction, il se forme des canaux correspondants 12 ayant une allure de forme hélice1 dale, par lesquels l'élément chauffant coule à grande vitesse, selon une trajectoire hélicoldale7 autour du récipient intérieur 1, depuis l'entrée 7 jusqu'a la sortie 8. I1 est évidemment aussi possible de prévoir à l'inverse, des ondulations dans la paroi du récipient extérieur 2, les interruptions pour la liaison par soudure devant alors se trouver naturellement dans le fond des ondulations. D'autre part, tout en maintenant le principe de la solution, il est également possible de munir les deux récipients de façon analogue d"ondu- lations, les crêtes des ondulations du récipient intérieur devant alors toucher les creux des ondulations du récipient extérieur. Dans la figure 3, le repère 1 désigne également le récipient intérieur et le repère 2 le récipient exterieur. Le récipient intérieur 1 est pourvu dans la zone de ses fonds 5 d"un raccord d'eau froide 3 et d'un raccord d'eau chaude 4. Dans cet exemple d'exécution, les raccords d'entrée 7 et 4 de l'eau de chauffage débouchent directement sur le récipient extérieur, c'est-à-dire aux extrémités du canal hélicoïdal 12 par lequel l'élément chauffant coule à grande vitesse depuis l'entrée 7 jusqu'a la sortie 8, autour du récipient intérieur 1, en suivant une trajectoire hélicoïdale. Dans cet exemple diexécution, la la paroi du ré- cipient extérieur 2 est directement reliée par ses bords dex- trémité 13 aux zones correspondantes de la paroi du récipient intérieur, par un cordon de soudure découvert 14, parallèlement auquel, et à une certaine distance duquel se trouve également le cordon de soudure 15 découvert à-ltextérieur, lequel relie la paroi du récipient intérieur i à son fond 5. Contrairement à l'exemple d'exécution selon la figure 1, les fonds 5 du haut et du bas sont uniquement recouverts dvun capuchon en tôle 16, 17, placé étroitement, qui, par exemple, peut être relié au récipient extérieur 2, par quelques étriers 18 répartis sur la périphérie. Dans la forme d'exécution de la figure 3, les arrivées et départs de l'élément chauffant débouchent directement dans les extrémités du ou des canaux d'écoulement hélicoïdaux, de sorte qu'il en résulte avantageusement des conditions d'écoule ment très claires. Lors de l'essai sous pression, on peut avantageusement constater inmédiatement si les cordons de soudure sont étanches, puisque le récipient ne comporte aucun cordon de soudure intérieur, ce qui facilite aussi la construction des récipients. Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à par tir desquels on pourra prévoir d'autres variantes, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 10)- Accumulateur, notamment pour la production d'eau chaude et l'accumulation dans des installations de chauffage, constitué par deux récipients placés l'un dans l'autre t! dont l'un des deux au moins, est pourvu dondulations hélicon dales façonnées dans la paroi du récipient, lesquelles ondulations constituent avec la paroi de l'autre récipient un canal d'écot lement pourvu de raccords d'entrée et de sortie, caractérisé par le fait que le récipient intérieur servant à l'accumulation de l'eau de consommation, qui, par rapport au récipient extérieur comporte des raccords d'entrée et de sortie séparés pour leau de consommation à produire et à accumuler, et qui est constitué en une matière à mince paroi, résistant à la corrosion, tel ququn alliage cuivre-nickel, du titane, ou analogue, alors que, suivant les sollicitations à la pression prévues, la paroi du récipient extérieur est pourvue à certains écartements sur la longueur et sur la périphérie, d'interruptions sur l'étendue desquelles les deux récipients sont soudés l'un à l'autre de façon étanche aux liquides. 20) Accumulateur selon la revendication i, caractérisé par le fait que le récipient n'est constitué à double enveloppe que dans sa partie cylindrique ondulée et que les cor dons de soudure des jonctions des fonds et de l'enveloppe extérieure sont disposés à découvert, à l'extérieur. 30) Accumulateur selon la revendication 2, ca ractérisé par le fait que les fonds sont pourvus de capuchons qui sont reliés par des étriers au récipient extérieur.