Brevet FR2249301A1 — publié le 19750523

L'invention est relative à une garniture d'étanchéité pour les échangeurs thermiques qui comportent des bottes à eau formées d'un fond et d'un couvercle et ayant un contour pratiquement rectangulaire. Les échangeurs thermiques constitués d'un bloc nervuré à tubes, de deux fonds à tubes et de deux couvercles de botte à eau, nécessitent des moyens auxiliaires pour relier le couvercle de botte à eau au fond de 11 échangeur thermique et pour le rendre étanche. Pour autant qu'on ne mette pas en oeuvre à cet effet des techniques de brasage, de soudage ou de collage, les moyens d'étanchéité sont constitués en général par une garniture d'étanchéité en caoutchouc, de préférence moulée par injection, et les moyens de liaison sont constitués en général de pattes de sertissage attenantes au fond de la botte à eau. Les échangeurs thermiques sont généralement logés dans un carter et ils doivent y être enfermés d'une manière étanche à l'air pour empêcher que des fuites d'air non attiédi ne lèchent l'échan- geur thermique. De telles garnitures d'étanchéité de carter sont formées par exemple de bandes de matière plastique mousse qui sont collées sur les côtés étroits de l'échangeur thermique De plus, des bandes dlétanchéité sont disposées sur le couvercle de la botte à eau ou sur le fond de l'échangeur thermique. L'invention a pour but d'éviter ces garnitures d'étanchéité de carter supplémentaires. Conformément à l'invention, ce but est atteint, avec une garniture d'étanchéité du genre défini ci-dessus, essentiellement par le fait que des branches, formées sur cette garniture, passent à l'extérieur entre un rebord de sertissage appartenant au fond de la botte à eau et un rebord faisant partie du couvercle de la botte à eau, Il est particulièrement avantageux que ces branches soient munies d'une couronne d'étanchéité périphérique. Une autre amélioration de l'étanchéité est obtenue quand, selon un développement de l'invention, la couronne d'étanchéité est munie d'au moins une bande d'étanchéité. De préférence, la couronne d'étanchéité est munie d'au moins une bande d'étanchéité sur chacun de ses deux côtés opposés. L'agencement peut être tel que,de préférence, la longueur des bandes d'étanchéité soit à peu près égale à la hauteur de l'échangeur thermique. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, les bandes d'étanchéité ont des longueurs égales sur les deux côtés opposés. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, la longueur de la ou des bandes d'étanchéité est à peu prés égale à la somme de la hauteur de l'échangeur thermique et de la longueur d'une boite à eau. Selon une autre réalisation de l'invention, les garnitures d'étanchéité supérieure et inférieure de l'échangeur thermique entre fond et couvercle sont reliées en une seule pièce par l'intermédiaire des bandes d'étanchéité latérales. Selon un autre développement préféré de l'invention, la couronne d'étanchéité est munie de rainures. L'élément d'étanchéité disposé entre le rebord de sertissage et le rebord du couvercle possède avantageusement une section circulaire au repos. De plus, selon un autre développement de l'invention, l'élé- ment d'étanchéité de section circulaire au repos peut posséder une lèvre annulaire dirigée vers l'intérieur. Il est particulièrement avantageux que le bord inférieur de la levure soit incliné par rap port à un plan diamétral de la section circulaire de l'élément d'étanchéité. Pour assurer une étanchéité interne en cas de division des tubes en groupes dans la botte à eau, il est souhaitable que la garniture d'étanchéité possède des branches longitudinales ou transversales pour des cloisons de séparation installées dans la botte à eau. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention vont être décrits en détail à l'aide des dessins annexés qui montrent schématiquement divers modes de réalisation. La fig. 1 montre un échangeur thermique avec une garniture d'étanchéité établie selon divers modes de réalisation de l'invention. La fig. 2 montre une coupe partielle. La fig. 3 est une coupe selon la ligne B-B de la fig. 2. La fig. 4 montre, en élévation, un autre mode de réalisation. La fig. 5 montre, en plan, le mode de réalisation de la fig.4. La fig. 6 montre un autre mode de réalisation. La fig. 7 montre encore un autre mode de réalisation. La fig. 8 montre, semblablement à la fig. 1, un nouveau mode de réalisation. La fig. I montre un échangeur thermique qui, de façon connue, comporte une botte à eau sup'erieure,- formée d'un fond d'échangeur 7 et d'un couvercle de botte à eau 12, ainsi qu'une botte à eau inférieure, formée d'un fond d'échangeur 6 et d'un couvercle de botte à eau 8. Un bloc nervuré à tubes, comportant des tubes échangeurs 15 et des ailettes conductrices de la chaleur 20, est placé entre les deux bottes à eau. Selon l'invention, une garniture d'étanchéité 4, entre fond et couvercle de botte à eau, qui est connue en elle-même, possède des branches 1 qui passent à ltexté- rieur, par des évidements 13 ménagés dans le rebord 14 du couvercle 12, entre le rebord de sertissage 11 et le couvercle 12 de la bofte à eau.Selon l'invention, ces branches 1 sont munies d'une couronne ddétfansdhéité périphérique 2. Cette couronne 2 assure 1'é- tanchéitWde 1'échangeur thermique dans un carter (non représenté). Pour l'étanchéité des côtés étroits de l'échangeur, une ou plu 2 sieurs bandes 3 sont formées sur la couronne d'étanchéit lors du moulage par injection. Après montage de la garniture dtétanchéité 4 entre fond et couvercle, ces bandes 3 sont repliées sur les côtés étroits de l'échangeur thermique pour assurer l'étanchéité de cet échangeur dans le carter, sur ses côtés étroits Il est prévu, pour la botte à eau inférieure, un dispositif analogue qui comporte une garniture d'étanchéité 5 entre fond et couvercle. L'un au moins des couvercles 8 et 12 peut posséder des cloisons intérieures de séparation 10. Pour assurer l'étanchéité des diverses chambres partielles des bottes à eau, il est prévu une garniture d'étanchéité 9, connue en elle-même, pour chaque cloison de séparation 10. Comme il sera expliqué ci-après, cette garniture d'étanchéité 9 peut être faite d'une seule pièce avec une garniture d'étanchéité 4 ou 5 entre fond et couvercle. La zig. 2 montre le détail de l'agencement du bord d'une botte à eau. Les branches 1 de la garniture d'étanchéité 4 rejoignent la couronne d'étanchéité 2 en quittant l'intérieur dé la botte à eau par les évidements 13 ménagés sur le rebord de sertissage Il du fond. La fig. 3 montre comment une branche 1 relie la couronne d'étanchéité 2 à la garniture intérieure 4 entre fond et couvercle. Cette garniture 4 comprend de préférence un bourrelet d'étanchéité 18, de section circulaire, qui, à l'assemblage de la botte à eau, est déforme jusqu'à avoir une section rectangulaire. De préférence, une lèvre 19, faisant saillie vers l'intérieur, est attenante ce bourrelet d'étanchéité 18. L'ensemble est agencé pour que la lèvre 19 soit reliée par une branche au bourrelet d'étanchéité 18 de façon telle que cette branche forme, avec un plan diamétral passant par le bourrelet d'étanchéité 18, un angle d'environ 300 par exemple. La lèvre 19 peut autre prolongée jusqu'au passage de quelques tubes 15 (voir fig. 1) ou, comme le montrent les fig. 4 et 5, peut se terminer à quelque distance du rebord de sertissage 11.La fig. 3 montre en outre que, sur son bord extérieur, la couronne d'étanchéité 2 est munie de rainures 16 pour assurer une bonne étanchéité, à la façon d'un joint de labyrinthe. Les fig. 4 et 5 montrent un autre mode de réalisation de l'invention dans lequel la garniture d'étanchéité supérieure 4 entre fond et couvercle est reliée par les bandes d'étanchéité 3 à la garniture d'étancbéité inférieure 5 entre fond et couvercle. Au lieu de deux bandes d'étanchéité 3 représentées sur chaque côté longitudinal pour ce mode de réalisation, on peut, de façon analogue, n'en prévoir qu'une ou en prévoir plusieurs. Il ressort en outre de la fig. 5 que la garniture d'étanchéité intérieure 4 entre fond et couvercle peut être munie d'une branche longitudinale 17 ou d'une branche transversale analogue pour Intérleures assurer l'6tancheité des cloisons/de séparation 10 dans une botte à eau. Selon le mode de réalisation de la fig. 6, les moyens d'étanchéité sont agencés de façon que, sur l'un des côtés d'une garniture d'étanchéite 4 entre fond et couvercle, il y ait une branche 1 avec la couronne d1étanchéité 2 mais que, sur l'autre côte, il s'y rattache encore une ou plusieurs bandes d'étanchéité 3. A l'état assertiblé, il en résulte une forme en L pour les moyens d'étanchéité; au contraire, selon le mode de réalisation des fig.4 et 5, il en résulte une forme en U comme l'illustre schématiquement la fig. 7. On obtient un agencement particulièrement favorable en donnant aux bandes d'étanchéité 3 une longueur suffisante pour qu'en plus des cotés étroits, elles puissent assurer chacune l'étanchéité d'un couvercle d'échangeur dans le carter en étant posées sur le pourtour de ce couvercle, comme le montre la fig. 8. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés. Elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes qui sont à la portée des spécialistes. REVENDICkTIONS 1 - Garniture d'étanchéité pour les échangeurs thermiques qui comportent des bottesà eau forméN d'un fond et d'un couvercle et ayant un contour pratiquement rectangulaire, caractérisée par le fait que des branches (1), formées sur cette garniture (4), passent à l'extérieur entre un rebord de sertissage (11) appartenant au fond (6, 7) de la botte à eau et un rebord (14) faisant partie du couvercle (8, 12) de la boîte à eau. 2 - Garniture d'étanchéité selon la revendication 1, caracté risée par le fait que ces branches (1) sont munies d'une couronne d'étanchéité périphérique (2). 3 - Garniture d'étanchéité selon l'une des revendIcations 1 et 2, caractérisée par- le fait que la couronne d'étanchéité (2) est munie d'au moins une bande d'etancheite (3). 4 - Garniture d'étanchéité selon la revendication 2, ca ractérisée par le fait que la couronne d'étanchéité (2) est munie d'au moins une bande d'étanchéité (3) sur chacun de deux de ses, côtés opposés. 5 - Garniture d'étanchéité selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisée par le fait que la longueur dés bandes d'étan- chéité (3) est à peu près égale à la hauteur de l'échangeur thermique. 6 - Garniture d'étanchéité selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisée par le fait que les bandes d'étanchéité (3) ont des longueurs égales sur les deux côtés opposés. 7 - Garniture d'étanchéité selon la revendication 3, carac térisée par le fait que la longueur de la ou des bandes d'etanchéi- té (3) est à peu près égale à la somme de la hauteur de l'échangeur thermique et de la longueur d'une botte à eau, 8 - Garniture a d'étanchéité selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 7, caractérisée par le fait que les garnitures d'étan cherté supérieure et inférieure (4, 5) de l'echangeur thermique entre fond et couvercle sont reliées en une seule pièce par l'inter médiaire des bandes d'étanchéité latérales (3). 9 - Garniture d'étanchéité selon la revendication 2 prise seule ou en combinaison avec l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisée par le fait que la couronne d'étanchéité (2) est munie de rainures (16). 10 - Garniture d'étanchéité selon 1'une quelconque des reven dications 1 à 9, caractérisée par le fait que l'élément d'étanchéité (18) disposé entre le rebord de sertissage (11) et le rebord (14) du couvercle possède une section circulaire au repos. 11 - Garniture d'étanchéité selon la revendication 10, caractérisée par le fait que l'élément d'étanchéité (18) de section circulaire au repos possède une lèvre annulaire (19) dirigée vers l'intérieur. 12 - Garniture d'étanchéité selon la revendication 11, caractérisée par le fait que le bord inférieur de la lèvre (19) est incliné par rapport S un plan diamétral de la section circulaire de l'élément d'étanchéité (18). 13 - Garniture d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisée par le fait qu'elle possède des branches longitudinales ou transversales (17) pour des cloisons de séparation (10) installées dans la botte à eau.