Brevet FR2199585A1 — publié le 19740412

L'invention concerne les dispositifs e réchauffage d'eau par de la vapeur sous pression, qui sont réalisés sous la forme 'échangeurs ae chaleur et qui comportent une enceinte renfermant un faisceau tubulaire vertical de passage de l'eau à réchauffer terminé ar deux laques perforées, un collecteur inférieur d'arrivée de l'eau et un collecteur supérieur de sortie de l'eau recouvrant respectivement les deux plaques perforées, ainsi qu'une tubulure d'entrée de vapeur sous pression à la partie supérieure de l'espace compris entre les tubes et une tubulure d'évacuation des condensats de la partie inférieure dudit espace Habituellement, dans ce genre d'échangeurs de chaleur, la tubulure d'arrivée de vapeur est branchée sur la partie supérieure de l'enceinte juste en dessous de la plaque perforée supérieure, c'est-à-dire à un niveau qui se trouve l-gèrement en dessous des points les plus hauts de la surface d'échange de chaleur entre la vapeur et l'eau à réchauffer . r, cette disposition est susceptible de provoquer les effets bien connus de marteau d'eau. Ces phénomènes se produisent lorsque la vapeur se trouve en présence de condensats Par contre,la position verticale de ces échangeurs est intéressante, car elle permet une séparation satisfaisante entre la phase vapeur et la phase eau.De plus, les tubes dans lesquels circule l'eau sont rectilignes, ce qui permet un nettoyage mécanique particulièrement commode Le but de l'invention est de réaliser un échangeur du genre en question qui conserve les avantages des échangeurs classiques sans en présenter I1 inconvénient précité A cet effet, suivant l'invention, la tubulure d'arrivée de vapeur sous pression traverse le collecteur supérieur et son extrémité intérieure est fixée d'une manière tanche au bord d'un orifice pratiqué dans la plaque perforée supérieure et distinct des orifices par lesquels les tubes communiquent avec ledit collecteur. Grace à cette disposition particulière, la vapeur sous pression entre à l'intérieur de l'appareil à un niveau qui se trouve au-dessus des points les plus hauts de la surface d';change, ce qui élimine les effets de marteau d'eau Dans un mode de réalisation avantageux, la tubulure d'arrivée de vapeur sous pression est solidaire du collecteur supérieur et son extrémit intérieure, qui esc enragée cyans l'orifice précité de la plaque perforée supérieure, présente un épaulement annulaire qui s'appuie contre le bord dudit orifice par l'intennéctiaire d'un joint, de préférence torique L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description 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 perfectionné suivant l'invention Sur ces dessins La Fig. 1 représente l'ensemble de l'appareil en coupe verticale et La Fig. 2 montre, à plus grande échelle, un détail de mon tage de la tubulure d' arrivée de vapeur dans 1' échangeur L'échangeur de chaleur représenté sur la Fig. 1 est destiné à réchauffer de l'eau au moyen de vapeur sous pression . Il est constitué essentiellement d'une enceinte cylindrique verticale 1 à l'intérieur de laquelle est disposé un faisceau tubulaire 2 dont les deux extrémités sont respectivement solidaires d'une plaque perforée inférieure 3 et d'une plaque perforée supérieure 4 .Contre ces deux plaques perforées sont fixés, respectivement, les bords d'un collecteur inférieur 5 et d'un collecteur supérieur 6 munis respectivement de brides annulaires 8,9 fixées contre lesdites plaques, par exemple au moyen de boulons indiqués simplement par leurs axes en 11 et 12 Le collecteur inférieur 5 est muni d'une tubulure à bride 14 par laquelle s'effectue le retour de l'eau 15 à réchauffer.Le collecteur supérieur 6 est muni aussi d'une tubulure à bride 17 par laquelle l'eau réchauffée quitte l'échangeur L'arrivée de la vapeur sous pression dans l'espace compris entre les tubes du faisceau 2 est assurée par une tubulure 21 qui traverse le collecteur supérieur 6 et dont l'extrémité intérieure est fixée d'une manière étanche au bord d'un orifice 22 (voir aussi Fig. 2) pratiqué dans la plaque perforée supérieure 4 et distinct des orifices par lesquels les tubes du faisceau 2 communiquent avec le collecteur supérieur Dans le mode de réalisation représenté, la tubulure 21 d'arrivée de vapeur sous pression est rendue solidaire du collecteur supérieur 6, par exemple par soudure, et son extrémité intérieure, engagée dans l'orifice 22 de la plaque perforée supérieure, présente un épaulement annulaire 24 qui s'appuie contre le bord de l'orifice 22 par l'intermédiaire d'un joint , de préférence un joint torique 25. La partie inférieure de l'enceinte 1 est munie d'une tubulure 26 d'évacuation des condensats Le fonctionnement de l'appareil est le suivant L'eau à réchauffer pénètre à la base de l'appareil par la tubulure 14 dans le collecteur 15, remonte dans les tubes du faisceau 2 pour atteindre le collecteur supérieur 6 d'où elle s'évacue par la tubulure de sortie 17. Pendant son passage dans les tubes du fais ceau 2, l'eau reçoit de la chaleur qui lui est cédée par la vapeur arrivant dans l'espace 27 compris entre les tubes, tandis que les condensats sont évacués par la tubulure inférieure 26 La position verticale du faisceau tubulaire de l'échangeur est favorable à une séparation satisfaisante entre la phase vapeur et la phase eau.De plus, les tubes dans lesquels circule l'eau sont rectilignes, de sorte que leur nettoyage est particulièrement commô- de, notamment par des moyens mécaniques Enfin, on ne risque pas des effets de marteau d'eau puisque l'entrée de la vapeur sous pression se fait par la tubulure 21, c'est-à-dire à un niveau situé au-dessus des points les plus hauts de la surface d'échange de chaleur entre la vapeur et l'eau La fixation de l'extrémité intérieure de la tubulure 21 d'arrivée de vapeur sous pression n'utilise qu'une très petite partie de la plaque perforé8 supérieure 4, de préférence au centre de celle-ci, de sorte qu'elle ne constitue aucune gêne dans le montage, la conception et le fonctionnement de l'appareil Bien entendu, l'invention n' est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté ; on peut y apporter des modifications suivant les applications envisagées, sans sortir, pour cela, du cadre de l'invention Revendications 1.- Dispositif de réchauffage d'eau par de la vapeur sous pression, réalisé sous la forme d'un échangeur de chaleur qui comporte une enceinte renfermant un faisceau tubulaire vertical de passage de l'eau à chauffer terminé par deux plaques perforées, un collecteur inférieur d'arrivée de l'eau et un collecteur supérieur de sortie de l'eau recouvrant respectivement les deux plaques perforées, ainsi qu'une tubulure d'entrée de vapeur sous pression à la partie supérieure de l'espace compris entre les tubes et une tubulure d'évacuation des condensats de la partie inférieure dudit espace , caractérisé en ce que la tubulure d'arrivée de vapeur sous pression traverse le collecteur supérieur et son extrémité intérieure est fixée d'une manibre étanche au bord d'un orifice pratiqu dans la plaque perforée supérieure et distinct des orifices dans lesquels les tubes communiquent avec le collecteur supérieur 2.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la tubulure d'arrivée de vapeur sous pression est solidaire du collecteur supérieur et son extrémité intérieure, engagée dans l'o- rifice précité de la plaque perforée supérieure, présente un épaulement annulaire qui s'appuie contre le bord dudit orifice par l'in termédiaire d'un Joint, de préférence torique