Brevet FR2390692A1 — publié le 19781208

La presente invention concerne les,-appareils échangeur de chaleur, autorisant par échange thermique la production d'eau chaude sanitaire d'un circuit secondaire à partir d'un circuit primaire recevant directement l'eau de la chaudière généralement d'un système de chauffage central. Dans les appareils-de ce genre une cuve étanche dans laquelle circule le circuit primaire reçoit intérieurement l'échangeur thermique constitué d'ime pluralite' -de serpentins creux montés en batterie reliés å des collecteurs et dans lesquels circule l'eau du circuit sanitaire à chau-ffer par échange thermique. Ces appareils présentent l'inconvénient de provoquer des pates de charge et surtout-de n'être pas démontables en vue d'assurer un détartrage fréquent. C'est donc pour obvier à ces inconve'nients:qu'il est apparu nécessaire de réaliser un échangeur faisant~l'objet de l'invention. Selon une première caractéristique, cet échangeur est établi avec un bloc faisceau comprenant deux plateaux collecteurs de préférence de forme circulaire, disposes -symAtriquement pour relier les extrémités d'une pluralité de tubes linéaires et radiaux raccordés extérieurement dieux à deux en alternance, suivant leurs extrémités opposées par des cuvettes embouties formant chambres de détente, formées ou rapportées sur une plaque prenant appui/par l'intermédiaire d'un joint sur chacun des dits plateaux; cette communication en alternante des tubes créant un circuit continu et alterne de l'eau suivant chaque rangee radiale débouchant i la partie supérieure dans l'intérieur, dtun carter de collecteur accouplé axialement sur le tube dELimentation du circuit sanitaire et à la partie inférieure dans l'intérieur d'un collec- teur de sortie ; les dits colletteurs solidaires de brides/assemblés directement sur les plaques de détente et sur les plateaux par boulons ou autres moyens et par l'intermédiaire de joints appropriés. Suivant une autre caractéristique, ce bloc-faisceau est immergé dans l'intérieur d'un corps modulaire formant cuve fermée recevant le circuit primaire et autorisant de par son chapeau démontable l'engagement et la fixation des tunes d'alimentation du dit bloc-faisceau en vue de son centrage et fixation. 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 I est à petite échelle une vue d'ensemble d'un echangeur réalisé selon l'invention. Le corps ou cuve est représenté en coupe0 La figure 2 est à plus grande échelle une vue en coupe longitudinale du bloc-faisceau de ltéchangeur selon l'invention. Les tubes linéaires et radiaux sont représentés partiellement en coupe. La figure 3 est une vue en plan et en coupe diamétrale par demi-parties suivant la ligne brisée 3-3-3 de la figure 2. La figure 4 est une vue de dessous de la plaque de détente inférieure selon la variante avec cuvettes embouties et rapportées. La figure 5 est une vue partielle de profil suivant la ligne 5-5 de la figure 4. La figure 6 est une vue partielle et en coupe suivant la ligne 6-6 de la figure 4, l'une des cuvettes étant représentée en -coupe et l'autre en vue extérieure. Cet échangeur de chialeur générateur d'eau chaude, objet de 1' invention, comporte deux plateaux semblables 1 et 2 de préférence circulaires perçés régulièrement dans leurs épaisseurs, suivant des rangées diamétrales pour autoriser l'emmanchement et la fixa tion des extrémités d'une pluralité de tubes linéaires 3, de manière à constituer un faisceau. Les ouvertures des tubes 3 débouchent des plateaux 1 et 2 pour être raccordées deux à deux suivant chaque rangée par 1 'intermédiaire de cuvettes convexes 41 - 5 de forme oblongue réalisées par emboutissage d'une plaque circulaire 4 - 5 s1 appliquant et se fixant par l'intermédiaire d'un joint 6 sur la face extérieure de chacun des dits plateaux t et 2. I1 faut considérer que chaque cuvette 41 de la plaque 4 correspondant au plateau 1 relie suivant chaque rangée, deux ouvertures consécutives de tubes 3 en constituant une chambre de détente, tandis que les extrémités opposées des dits tubes 3 disposées suivant le plateau 2 opposé sont également reliées par les cuvettes de de la plaque 5 mais avec un décalage suivant lEécartement de deux tubes, de manière à constituer un circuit continu en forme de zig-ag. Selon chaque rangée radial, ce circuit comporte une ouverture d'admission 42 de la plaque 4 disposée suivant le plus grand diamètre et du c6té opposé, une ouverture d'évacuation S de la plaque S opposée, disposée sensiblement à la partie centra le.Il faut considérer qu'une tige centrale 7 - 8 débordant extérieurement de chacun des plateaux 1 et 2 autorise le centrage de chaque plaque 4 et 5 et sa fixation amovible au moyen d'une rondelle 9 - 10 et d'un écrou 11 - 12. Les plaques 4 et 5 permettent respectivement et circulairement de par leurs bordures,-l'emboitement et le centrage d'une bride 13 - 14 prenant appui sur la face extérieure du plateau correspondant 1 - 2 par l'intermédiaire du joint 6, tandis que des boulons 15 et 16 assurent la fixation. La bride supérieure 13 est rendue solidaires de par son ouverture, dtun collecteur d'entrée 17 en forme de cloche avec tuyau d'admission 18 disposé axialement, et destiné à acheminer l'eau du circuit secondaire qui circule dans les tubes 3 par les ouvertures 42, Du côté opposé, la bride inférieure 14 autorise de la même façon la fixation du collecteur de sortie 19 recevant le circuit primaire, dé pas'les ouvertures d'évacuation 5 et après son passage dans les tubes 3. Un tuyau 20 disposé axialement et coudé en forme de U permet de par sa branche verticale déportée, avec bride d'assemblage 21, d'acheminer le circuit primaire vers 1' extérieur, tout en autorisant le démontage des collecteurs 17 et 19 et des plaques 4 - 5. Il faut remarquer que les cuvettes oblongues 41 et 51 des plaques 4 et 5 constituant des chambres de. détente peuvent être monobloc en étant directement obtenues par emboutissage de chaque plaque ou encore être rapportées, comme illustré figure 4, - 5 et 6, en constituant des cuvettes indépendantes22 ou éventuellement des groupes de cuvettes, avec en bordure une collerette 221. Ces cuvettes 22 sont engagées librement dans chaque ouverture de la plaque correspondante et maintenues en position de débordement par les collerettes d'appui 221. L'ensemble bloc-faisceau ainsi réalisé est immergé dans l'intérieur d'un corps de cuve 23 fermé, recevant le circuit primaire directement de la chaudière en vue d'assurer par échange thermique le chauffage du circuit secondaire et sanitaire circulant dans le dit bloc-faisceau. A cet effet, le corps de cuve 23 est établi avec une frette 231 en tôle roulée comportant un fond 232 et un chapeau 24 amovible fixé par brides d'assemblage et joint. Ce chapeau 24 est muni d'une prise de levage tout en étant traversé et rendu solidaire du tuyau d'admission 18 et du tyau d'évacuation 20 du circuit secondaire circulant dans le bloc-faisceau, de manière à autoriser son positionnement et son maintien en hauteur dans le dit corps 23. Deux tubes d'alimentation 25 et 26 débouchant dans le corps de cuve 23 autorisent la circulation de l'eau du circuit primaire, tandis qu'un tube de dégazage non représenté assure la purge du dit corps 23. Il est bien évident que le corps de cuve 23 est revetu extérieurement d'un habillage calorifique pour assurer l'isolation thermique. Les avantages de cet échangeur de chaleur, générateur d'eau chaude en acier inoxydable de préférence ressortent bien de-la description. On souligne en particulier - Sa construction modulaire, autorisant l'accouplement de plusieurs générateurs, afin d'obtenir les puissances demandées. - Sa simplification de montage à l'usine ou directement sur le chantier. - La facilité de détartrage du bloc-faisceau après démontage des collecteurs d'entrée 17 et de sortie 19 et la dépose des plaques 4 - 5 pour découvrir ainsi les extrémités des tubes linéaires 3 facilement récurables ou éventuellement remplacables. - Pertes de charge très faibles du fait de l'absence de coudes ou serpentins qui réduisent le débit. - Pluralité de circuits permettant une grande surface de'chauffe du circuit secondaire. - Facilité de montage ou démontage. - Facilité de détartrage du corps modulaire après dégagement du couvercle et du bloc-faisceau. - Possibilité d'inversion des circuits primaire et secondaire. Le circuit primaire étant dans ce cas dirigé dans l'intérieur du bloc-faisceau, tandis que le circuit secondaire circule dans le corps de cuve. L'invention ne se limite aucunement à celui de ces modes d' application non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant plus spécialement été indiquées ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS -1- Echangeur de chaleur, générateur d'eau chaude, caractérisé par le fait qu'il comprend un corps modulaire formant cuve fermée recevant le circuit primaire et autorisant de par son chapeau amovible la fixation des tubes d'alimentation d'un bloc échangeur immergé d'un circuit secondaire formé de deux plateaux collecteurs déposés symétriquement pour relier les extrémités ouvertes d'un pluralité de tubes linéaires diMosés radialement par rangées et raccordés extérieurement deux à deux en alternance suivant leurs extrémités opposées par des cuvettes embouties formant chambres de détente et établies sur chaque plaque de recouvrement des dits plateaux ; cette communication en alternance par rangée de tubes linéaires créant un cheminement continu en zig-zag du circuit secondaire dont l'orifice d'arrivée traversant la plaque supérieure débouche à l'intérieur d'un collecteur accouplé axialement sur le tube d'alimentation, tandis que l'ori- fice d'évacuation traversant la plaque inférieure débouche dans un collecteur de sortie accouplé axialement sur le tube d'évacuation. -2- Echangeur selon la revendication 12 caractéris par le fait que chaque plaque de recouvrement est établie radialement par rangées avec des cuvettes embouties-de forme oblonguepourchevaucher respectivement deux ouvertures consécutives de tubes linéaires, ------------------ afin d'assurer une liaison et une chambre de détente. -3- Echangeur selon les revendications 1 et 2 prises ensemble, caractérisé par le fait que chaque-cuvette est réalisée séparément ou par groupe par le procédé d'emboutissage pour s'engager dans une ou des ouvertures de chaque plaque de recouvrement, tout en comportant au droit de son ouverture une-collerette d'appui sur la dite plaque. -4- Echangeur selon les revendications 1, 2 et 3 prises ensemble, caractérisé par le fait que chaque plaque de recouvrement est appliquée sur le plateau correspondant au moyen d'un joint avec ouvertures correspondant aux cuvettes, tout en étant fixee axialement par l'intermédiaire d'un écrou et d'une rondelle d'appui coopérant avec un axe solidaire du dit plateau. -5- Echangeur selon les revendications 1, 2, 3 et 4 prises ensemble, caractérisé par le fait que les collecteurs en forme de cloche, sont périphériquement rendus solidaires d'une bride qui s'applique et se fixe par boulons sur le plateau correspondant, tout en enserrant la périphérie de chaque plaque de recouvrement. -6- Echangeur selon les revendications 1, 2, 3, 4 et 5, prises ensemble, caractérisé par le fait que les tubes d'alimentation et d'évacuation du circuit secondaire se présentent à la partie supérieure du bloc échangeur immergé pour traverser et se fixer sur le chapeau amovible du corps modulaire, assemblé par boulons sur le corps de cuve comportant les tuyaux d'admission du circuit primaire.