Brevet FR2237156A1 — publié le 19750207

L'invention a pour objet un échangeur thermique à rechange reglable pour toutes applications industrielles ou autres. L'objet de l'invention se rattache au secteur technique des appareils échangeurs de chaleur non prévus dans une autre sous classe dans lesquels l'échange de chaleur provient d'un contact direct sans réaction chimique entre source de potentiel calories figue et également celui de la coulée des métaux ou d'autres matières notamment celle du verrez Les techniques de fabrication par moulage actuellement employées notamment en verrerie tendent de plus en plus à employer des chaines-transfert sur lesquelles sont posés les moules Ces dites chaînes travaillent en continu et de ce fait les moules sont utilisés plusieurs fois de suite sans possibilité de refroidissement. I1 est donc nécessaire de refroidir ces dits moules afin que la coulée se fasse dans de bonnes conditions. Les moules actuellement employés principalement en verrerie, présentant ou pas extérieurement des ailettes, sont refroidis par de l'air pulse. Ce dispositif de refroidissement s'est avéré insuffisant et mal adapté à ce type-detravail De plus ce dispositif n1 autorise pas le réglage de l'échange thermique. C'est pour obvier à ces inconvénients outil est apparu nécessaire de réaliser un échangeur thermique à échange réglable. Ce dit échangeur se compose d'une enveloppe creuse à I'intérieur de laquelle circule le fluide de refroidissement, comportant une ou plusieurs parties, solidaires ou pas, articulees ou pas, dont la paroi intérieure formant surface dtéchange thermique épouse en tièrement ou partiellement la forme du moule à refroidir, la dite enveloppe étané ou pas en contact direct avec ledit moule.Cet échangeur autorise un échange thermique réglable ; ce dit échange peut varier par le rapprochement ou ltéloignement de ltenve- loppe,par ltépaisseur plus ou moins grande des parois des enveloppes, par les differents matériaux constituant les parois des enveloppes, par 1'étant de surface des parois intérieures qui sont ou pas recouvertes de peinture d'isolation thermique, par la variation de température ou de la pression du fluide de re froidis sement etc... Cet échangeur est notamment employé en verrerie et métallurgaie, pour le refroidissement des moules de toutes formes ; et é- galement pour le refroidissement partiel des moules lorsque les pièces presentent des parties, de volume et d'épaisseur très différents, ceci évitant les retassures, les criques ou autres défauts de pièces de fonderie. Il est à noter que cet échangeur peut être employé pour le refroidissement des pièces de toutes natures et de toutes formes. Ces caractéristiques et d.'autres encore ressortiront bien de la suite de la description. Pour fixer l'objet de l'invention, sans toutefois le limiter, dans le dessin annexé. La figure 1 est une vue en perspective illustrant un échah- geur thermique à échange réglable suivant l'invention composé de deux enveloppes demi-cylindriques entourant le moule à refroi dir. Les figures 2, 3 et 4Bont des demi-vues en coupe illustrant diverses formes de réalisation des envelopp.es de refroidissement des moules. La figure 5 est une vue de dessus en coupe, d'une réalisation en variante de l'échangeur thermique,présentant deux enveloppes articulées. La figure 6 est une vue en coupe illustrant un échangeur thermique pour des moules en série. L'objet de l'invention est rendu plus concret en le décrivant sous ses diverses formes de réalisations illustrées non limitativement aux figures du dessin. L'échangeur thermique à échange réglable suivant l'invention se compose de deux enveloppes 1 demi-cylindriques creuses, à l'intérieur desquelles circule un liquide F de refroidissement. Ces dites enveloppes i entourent le moule M à refroidir et pré sentent sur leurs parois extérieures 1 , fixés par soudure ou autre moyen de fixation, des embouts 7 et 13 situés respectivement, par exemple dans la partie haute et dans la partie basse dethaque enveloppe. -Sur ces embouts se fixent des canalisations autorisant l'entrée et la sortie du fluide F afin d'obtenir une circulation possible du dit fluide F de refroidissement. Suivant une caractéristique, l'échange thermique entre les enveloppes 1 et le moule M est réglable ; ce réglage pouvant s'effectuer soit par le rapprochement soit par l'éloignemndes dites enveloppes et du dit moule, comme illustré figures 2 et 3. Suivant une autre forme de réalisation illustrée figure 4 la paroi intérieure 2 d'une enveloppe 2 présente sur toute sa surface ou en quelques points seulement des aspérités 22 autorisant le transfert Judicieux des calories emmagasinées dans le moule M. Tl est à noter que cet exemple d'échangeur thermique est nullement limitatif et que l'enveloppe constituant le dit échangeur de chaleur peut être en une seule partie ou constituée par une pluralité d'éléments creux alimentés en série ou en parallèle le par un fluide F. Cette enveloppe peut avoir également toutes formes et entourer partiellement qu en totalité et à distance plus ou moins grande, le moule à refroidir. Suivant une retalisation en variante illustrée figure 5 l'enveloppe 3 constituant l'échangeur thermique est en deux parties 31 et 32 articulees par tous moyens appropriés tels que 3 charnière 3 et maintenues ou non fermées par tous moyens appro- priés tel~que dispositif vis-écrou 3-. La figure 6 illustre une autreréalisation en variante concernant un echangeur thermique d'une pluralité de moules M1 dans le cas du travail en série Les enveloppes 4 creuses de formes quelconques correspondant au mode de refroidissement et aux formes des moules Ml, en une ou plusieurs p.arties, sont reliées entre ellesen série ou en parallèle, par des canalisations 4 autorisant la circulation du fluide F dans tous les moules. On voit également dans cet exemple le refroidissement partiel du moule M1 présentant une partie épaisse et une partie mince, ceci en vue de palier aux défants de fonderie tel que criques, retassures, etc..... Il est à noter que le réglage de l'échange thermique peut également s'effectuer par la variation de température du liquide F ou en recouvrant les parois intérieures 14 des enveloppes d'un isolant thermique tel que par exemple peinture, matériau de syn thèse, aluminium, etc. .... Cet échangeur thermique peut recouvrir entièrement le moule, les enveloppes étant dans ce cas fermées haut et bas. On peut également envisager suivant une réalisation en variante, que le fluide est vaporisé à l'intérieur de l'envelop- pe. Dans certain cas on peut envoyer à l'intérieur de l1envelop- pe du gaz et un liquide, le mélange se produisant à-l1intérieur de la dite enveloppe. Si l'on désire obtenir une température constant#de l'enve- loppe, on peut automatiser le réglage par l'emploi de dispositifs tels que lunette optique, thermo-couples, thermo-contacts, e'cO. couplés à des servo-mécanismes autorisant les différents réglages. Le dit échangeur peut être employé en metallurgie en verrerie ; les enveloppes de refroidissement formant échangeur thermique, pouvant avoir toutes formes correspondant ou pas au profil du moule, et pouvant être en une ou plusieurs parties articulées ou non. Ce dit échangeur peut également être utilisé pour le refroidissement de pièces de toutes natures etde toutes formes. L'invention ne se limite aucunementa celui de ses modes d' application non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant plus spécialement été indiqués ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. REVENDICATICNS - 1 - Echangeur thermique à échange réglable caractérisé paVie fait qu'il se compose d'une enveloppe creuse en une ou plusieurs parties solidaires ou pas, articulées ou pas, àZ'intérieur de laquelle circule le fluide de refroidissement, la paroi intérieure formant surface d'échange thermique épousant entièrement ou partiellement la-forme du moule à refroidir - 2 - Echangeur thermique suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que chaquepartie formant l'enveloppe présente des canalisations autorisant la circulation du fluide de refroidissement à l'intérieur des dites enveloppes creuses. - 3 - Echangeur thermique suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'échange thermique entre l'enveloppe et le moule de fonderie, est réglable ; ce réglage pouvant s'effectuer soit en rapprochant ou éloignant plus ou moins le dit moule et la dite enveloppe, soit en faisant varier la température du fluide de refroidissement. - 4 - Echangeur thermique suivant la revendication 1, caractéri sé par le fait qu' er*ariante la paroi intérieure de l'enveloppe présente des aspérités ou nervures en contact ou pas, avec la paroi extérieure du moule qui lui aussi peut subir éventuel le- ment les variantes diltenveloppe favorisant une diffusion rationnelle des calories, entre le dispositif de refroidissement et le moule. - 5 - Echangeur thermique suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'en variante la paroi intérieure de l'enveloppe est recouverte d'une pellicule d'isolant thermique contrôlant ainsi le diffusion des calories entre le moule et l'enveloppe. - 6 - Echangeur thermique suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'en variante l'enveloppe est en au moins deux parties articulées entre elles facilitant le démoulage ; ces dites parties étant reliées en série ou en parallèle par des canalisations autorisant la circulation du fluide. - 7 - Echangeur thermique suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'en variante ou monte une pluralité d'enveloppe pes en série ou en parallèle dans le cas où les moules sont uti lisés en série. - 8 - Echangeur thermique suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'enveloppe peut soit recouvrir entièrement le moule, soit partiellement suivant les cas - 9 - Echangeur thermique suivant l'une quelconque des revendications caractérisé par le fait qu'en variante le fluide est vaporiser a' l'intérieur de l'enveloppe. - 10 - Echangeur thermique suivant l'une quelconque des revendications, caractérisé par le fait qu'en variante ou envoie à l'intérieur de l'enveloppe un gaz et un liquide, le mélange s'opérant à l'intérieur de la dite enveloppe. - Il - Echangeur thermique suivant l'une quelconque des revendications carâctérisé par le fait qu'en variante la température de l'enveloppe est maintenue constante par tous moyens appropriés couplés à des dispositifs autorisant les différents réglages.