Brevet FR2169742A1 — publié le 19730914

L'invention concerne les échangeurs de chaleur du type dans lequel un premier fluide circule dans des tubes disposés dans une enceinte où se trouve un second fluide0 Le but de l'invention est de réaliser un échangeur de cha leur de ce type qui soit d'une structure simple et économique, bien que la transmission des calories s'effectue dans de très bonnes conditions. A cet effet, suivant l'invention, l'enceinte précitée est constituée par un tube extérieur enroulé en serpentin et dont les extrémités sont fermées par des plaques étanches à travers les quelles sortent les extrémités des tubes parcourus par le premier fluide, tandis que des ouvertures latérales pratiquées dans le tube extérieur, au voisinage de ses deux extrémités, servent res pettivement à ltentrée et à la sortie du second fluide0 Un tel échangeur de chaleur est d'une structure extreme- ment simple et peut donc entre fabriqué, dans les matériaux les plus divers, d'une manière économique.L'échange des calories peut se faire dans des conditions très avantageuses, notamment si l'on fait circuler le second fluide dans le tube extérieur à con trecourant du sens de circulation du premier fluide dans les tubes intérieurs. Dn peut faire circuler ces fluides à grande vi tesse dans l'ensemble de l'échangeur et éviter, par conséquent, des encrassements par dépôt de boues ou de tartres. On peut d' ailleurs inverser le sens relatif de circulation des fluides sans, pour cela, entre astreint à apporter une modification à l'appareil. Dans un mode de réalisation avantageux, sur chaque extrémité du tube extérieur, est fixé un raccord commun de passage du premier fluide qui circule dans les tubes intérieurs. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la descrip tion qui va suivre et à l'examen des dessins annexés qui montrent, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation d'un échangeur de chaleur suivait l'invention. Sur ces dessins Fig. 1 représente en perspective l'ensemble de l'échangeur et, Fig. 2 est une coupe faite suivant la ligne II-II de la figure 1. L'échangeur de chaleur représenté sur les dessins est cons titué essentiellement d'un faisceau de plusieurs tubes intérieurs, tels que 1, disposés dans un tube extérieur 2 enroulé en ser pentin comme représenté sur la figure 1. Dans le mode de réalisation représenté, un tube 1 se trouve dans l'axe du tube 2 et six autres tubes 1 sont rangés autour de lui de manière à titre sensiblement tangents à sa surface extérieure et aussi à la surface intérieure du tube 2. Le premier fluide est destiné à circuler dans les tubes intérieurs 1, tandis que le second fluide est destiné à circuler dans l'espace 3 qui reste à l'intérieur du tube 2, entre les tubes 1. Chacune des deux extrémités du tube extérieur 2 est fermée par une plaque étanche 5 à travers laquelle sortent les extrémités correspondantes des tubes intérieurs 1. Dans l'exemple représenté, sur chacune des deux extrémités du tube extérieur 2, est fixé un -raccord commun de passage du premier fluide qui circule dans les tubes intérieurs. Une ouverture latérale 7 entourée d'une tubulure 8 munie d'un raccord est pratiquée dans le tube extérieur 2, au voisinage de chacune de ses deux extrémités, pour mettre l'entrée et la sortie du second fluide. Le fonctionnement de l'échangeur est évident : le premier fluide 11 est introduit par le raccord de l'une des extrémités du tube extérieur 2, parcourt les tubes intérieurs 1 sur toute leur longueur, et sort pat le raccord correspondant de l'autre extrémité dudit tube, tandis que le second fluide 12 est introduit par le raccord latéral de l'une des extrémités du tube 2 et sort par le raccord latéral correspondant de l'autre extrémité dudit tube, comme indiqué sur la figure 1. Dans l'hypothèse qui vient d'être faite, les deux fluides circulent à contre-courant l'un par rapport à l'autre, ce qui est en général la solution adoptée.Toutefois, sans qu'il soit nécessaire d'apporter aucune modification à l'appareil, on peut inverser le sens de circulation de l'un quelconque des deux fluides pour qu'il soit le même que celui de l'autre fluide, Si on le désire pour des applications particulières0 Pour la fabrication de cet échangeur, on peut utiliser tous matériaux classiques appropriés, tels que, par exemple, du métal, du caoutchouc naturel ou synthétique, ou encore des matières plastiques moulées ou extrudées, Dans un meme échangeur, on peut utiliser plusieurs matériaux différents appropriés. Les différents éléments de l'échangeur peuvent entre démontables, ou non. Le raccordement des extrémités des tubes intérieurs et extérieur peut se faire de toute autre façon que celle décrite plus haut et représentée sur les dessins. Le nombre et la disposition des tubes intérieurs dans le tube exterieur peuvent être tout autre que ceux choisis dans 1'exemple qui vient autre décrit. Les tubes peuvent aussi ne pas avoir des sections circulaires, mais d'autres sections, telles que des sections carrées ou rectangulaires suivant les nécessités. Les tubes intérieurs et/ou le tube extérieur peuvent aussi être munis d'ailettes pour faciliter encore la transmission de chaleur d'un fluide à l'autre. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté, on peut y apporter des modit1- cations suivant les applications envisagées sans sortir, pour cela, du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 10 - Echangeur de chaleur du type dans lequel un premier fluide circule dans des tubes disposés dans une enceinte où se trouve un second fluide, caractérisé en ce que l'enceinte précitée est constituée par un tube extérieur enroulé en serpentin et dont les extrémités sont fermées par des plaques étanches à travers lesquelles sortent les extrémités des tubes parcourues par le premier fluide, tandis que des ouvertures latérales pratiquées dans le tube extérieur, au voisinage de ses deux extrémités, servent respectivement à l'entrée dt à la sortie du second fluide0 2 - Echangeur de chaleur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, sur chaque extrémité du tube extérieur, est fixé un raccord commun de passage du premier fluide qui circule dans tous les tubes intérieurs. 30 - Echangeur de chaleur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que tous les tubes sont cylindriques et sensiblement tangents les uns aux autres. 40 - Echangeur de chaleur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la surface extérieure des tubes intérieurs présente des ailettes.