Brevet FR2153166A1 — publié le 19730504

La présente invention se rapporte à un échangeur de chaleur destiné essentiellement à la production d'eau chaude dans un système à circulation forcée, lequel permettra de remplacer les actuels réchauds à réservoir d'eau à rendement réduit qui sont d'un fonctionnement à basse convection. On peut également utiliser l'échangeur selon l'invention dans des réservoirs de construction nouvelle et il présente, dans les deux cas, de grands avantages de rendement et de durée. L'échangeur selon 11 invention comprend une chemise en une matière approprie qui entoure un faisceau de tuyaux en U, soudés ou fixés autrement sur une plaque. Sur la face opposée de cette plaque, est prévue une chambre de distribution divisée en deux parties dont la partie supérieure présente un manchon d' ali- mentation pour le courant primaire, lequel, après avoir parcouru les tuyaux en U, sortira par la partie inférieure de la chambre et à travers un manchon vers le retour du courant primaire.A l'intérieur de la chemise, est prévue une plaque horizontale reliée à la plaque de fixation des tuyaux et qui s'étend, par sa partie horizontale supérieure, tangentiellement au plan inférieur de tuyaux et suit la configuration des tuyaux jusqu'au voisinage de ladite plaque de distribution où elle est pliée vers le haut et reliée à son autre aile supérieure. Ladite tôle divise ainsi en deux parties la chambre contenant les tuyaux ; dans la partie supérieure, le courant circule dans le sens depuis la plaque en direction des coudes des tuyaux etw dans la partie inférieure, à partir desdits coudes en direction de ladite plaque. D' autres réalisations et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre, en se réf é- rant au dessin annexé montrant un mode de réalisation préféré non limitatif de l'échangeur de chaleur selon l'invention. La figure unique est une vue en coupe longitudinale de l'échangeur de chaleur selon l'invention. Suivant le mode de réalisation représenté ici, l'échangeur de chaleur selon l'invention est constitué par une chemise 1 contenant un faisceau de tuyaux 2 et qui comprend une entrée formée par un tuyau il qui, passant à travers une chambre de distribution 9 et 10 de courant primaire et à travers une plaque 8 de fixation des tuyaux 2, donne accès à une chambre 5 constituée par l'espace libre entre une tôle 3 et un repli vers le haut 4 de ladite tôle et la partie supérieure des tuyaux correspondants. La sortie 7 de ladite chemise 1 est constituée par un orifice situé dans la partie supérieure de la chemise, au voisinage de la plaque de fixation 8 des tubes. Grâce à son coude 4, la plaque 3 délimite une chambre entre les tuyaux d'un diamètre réduit et cette chambre est divisée, à son tour, en deux parties : une section ou chambre 12, sans circulation et qui empêche la formation de courts-circuits, et une chambre 5 constituant la chambre d'entrée du courant secondaire. En vue d'améliorer la circulation pour obtenir un rendement meilleur, on prévoit une série d'écrans60u "bafles" disposés dans des positions prédéterminées et qui s'étendant à partir de la chemise 1 jusqu'au voisinage de la plaque 3 ou bien i partir de cette dernière jusqu'au voisinage de la chemise 1, obligeant ainsi le courant secondaire ou le liquide à chauffer i circuler d'une façon transversale et rendant ainsi difficile la formation de courts-circuits d'un rendement inférieur. De cette façon, le courant primaire destiné à transmettre la chaleur s'écoula par le manchon communiquant avec la cham- bre 9 et passe à travers les tuyaux 2 pour atteindre la chambre 10 de sortie. Le courant secondaire à réchauffer entre en un volume, limité par le volume de la chemise 1, par le manchon 11, dans 1' échangeur. Ledit manchon traverse la chambre de distribution 9 et 10 ainsi que la plaque de division 8 de fixation des tuyaux et s'écoule à travers la chambre 5 et sur une paroi 4 inclinée, guidant le flux pour assurer qu'il s'écoule à travers tout le circuit, comme décrit ci-dessus. Le flux secondaireéchauffé avec un rendement maximum est évacué par 1 'orifice 7 communiquant avec le réservoir 13o Le courant secondaire entre, au voisinage des tuyaux 2 où la chaleur est faible et sort au voisinage de la zone de chaleur maximum. On peut comprendre aisément que ce circuit est réversible et qu'il peut fonctionner indifféremment comme primaire ou comme secondaire0 Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté, on peut y apporter de nombreuses modifications de détails, sans sortir, pour cela, du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S REVENDICATIONS 1" - Echangeur de chaleur caractérisé en ce qu'il comporte, à l'intérieur d'une chemise qui contient le faisceau de tubes de circulation, une tôle de séparation horizontale s'étendant en direction des tubes intérieurs du faisceau, le long des parties inférieure et supérieure de ceux-ci et qui comprend une aile repliée pour délimiter, entre les deux ailes de la tôle et les tubes, au voisinage de la plaque de fixation de ces tubes, un espace libre réduit pour l'écoulement du fluide. 2e - Echangeur de chaleur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit espace libre est destiné à recevoir, à travers un tuyau, le courant secondaire à réchauffer. 3- - Echangeur de chaleur suivant 1' une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le fluide primaire est alimenté et évacué à travers la tête de l'échangeur, le courant secondaire étant également alimenté à travers cette têtes au moyen de manchons traversant celle-ci. 40 - Echangeur de chaleur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qutil comprend, dans ladite chemise, dans la partie supérieure, un orifice pour l'évacuation du liquide ou courant secondaire, par exemple dans un réservoir entourant l'échangeur pour assurer un préchauffage de celui-ci. 50 - Echangeur de chaleur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte une série de cloisons ou chicanes s'étendant dans un plan perpendiculaire à l'axe des tubes, afin d'éviter de cette façon la formation de zones de circulation à faible rendement dans lesquelles le fluide secondaire s'écoule parallèlement aux tuyaux sans Btre en contact avec ces derniers, 60 - Echangeur de chaleur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend, entre les ailes du U formé par les tubes de diamètre inférieur, une le pliée sur elle-même de façon à former une chambre fermée qui empêche la formation de courts-circuits réduisant le rendement. 7" - Echangeur de chaleur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il est destiné à etre installé dans les réservoirs accumulateurs d'eau chaude.