Brevet FR2382664A1 — publié le 19780929

La présente invention concerne les échangeurs de chaleur dits de sécurité, c'est-à-dire les échangeurs dans lesquels des circuits particuliers sont etablis pour chacun des deux fluides qui les parcourent. Il existe, en effet, certains fluides qui ne doivent en aucun cas pouvoir venir en contact avec un autre fluide circulant dans un échangeur, de sorte qu'on est conduit à établir des conduits pour chacun des deux fluides, lesdits conduits étant reliés par leurs parois externes. De cette façon, il existe toujours deux parois distinctes entre les deux fluides et meme si des fuites existent dans l'une des parois, la probabilité montre qu'il est pratiquement impossible que deux fuites puissent colncider. Ces échangeurs, qui présentent une grande sûreté d'emploi, ont l'inconvénient d'être très onéreux à fabriquer, de sorte qu'ils ne sont utilisés que dans des cas tres particuliers. La présente invention crée un nouvel échangeur qui présente les avantages des appareils rappelés ci-dessus tout en étant d'un prix de revient très inférieur, tout a' fait comparable à ceux d'un échangeur ordinaire mono-paroi. De plus, la réalisation de l'échangeur de l'invention fait que des réparations et des changements d'éléments sont très faciles et peu onéreux à réaliser. Conformément à l'invention, ltéchangeur comporte des conduits métalliques pour un premier fluide, lesdits conduits étant disposés pour délimiter entre eux des logements sensiblement rectangulaires dans lesquels sont disposées des poches en matière souple à parois minces pour la circulation d'un second fluide. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, au dessin annexé. La fig. 1 est une élévation d'une installation comportant un échangeur selon l'invention. La fig. 2 est une élévation correspondant à la fig.1,mais tournée de 90 . La fig. 3 est une coupe très agrandie vue suivant la ligne III-III de la fig.2. La fig. 4 est une coupe vue suivant la ligne IV-IV de la fig. 3. La fig. 5 est une coupe, à plus petite échelle, et en partie schématique, vue suivant la ligne V-V de la fig.4. 1 désigne l'ensemble d'un échangeur réalisé suivant l'invention, échangeur qui est muni, à ses parties basse et haute, de ceintures 2 respectivement 3 constituant des portées de raccordement avec des buses 4 respectivement 5 canalisant un gaz ou une vapeur devant être refroidi ou chauffé. L'échangeur 1 est constitué par une succession de conduits 6, de section rectangulaire, séparés les uns des autres par un intervalle 7 délimité par des barrettes-entretoises, à savoir, dans l'exemple représenté, une batrette-entretolse verticale 8, une barrette-entretoise horizontale inférieure 9 et une barretteentretoise horizontale supérieure 10. De préférence, les conduits 6 sont réalisés par l'assemblage, au moyen de soudures 12, de cellules qui comportent chacune un jeu de trois barrettes-entretoises 8, 9, 10 auxquelles sont soudés deux profilés en U 13, î3a. Deux de ces cellules sont à chaque fois reliées entre elles, comme illustré à la gauche de la fig.3, ou, éventuellement, une demi-cellule est fermée par une plaque terminale 14, comme illustré à la droite dela fig.3. Ce mode de réalisation permet de mettre facilement en place des perturbateurs 15 à l'intérieur des profilés 13, 13a en U pour améliorer l'échange thermique avec le gaz ou la vapeur circulant dans les conduits 6. En outre, ce mode de réalisation permet de conférer aux conduits 6 une très grande résistance à la compression étant donné qu ils constituent en quelque sorte des montants creux rigidifiés intérieurement par les perturbateurs 15 et extérieurement par les barrettes d'entretoisement. Comme l'illustre la fig.3, les barrettes-entretoises verticales 8 présentent une fente 16 dirigée vers l'intérieur de l'espace 7, l'embouchure de la fente présentant des parois évases 16a en forme de berceau. Les barrettes-entretoises inférieure 9 et supérieure 10 présentent elles-mbemes des fentes 17, analogues, avec des embouchures 17a évasées en forme de berceau et, en outre, le fond des fentes 17 est élargi comme illustré en 171. On voit par ce qui précède que chaque espace 7 est fermé sur trois côtés. Pour la circulation d'un fluide de refroidissement ou de chauffage, par exemple de liteau, l'échangeur comporte des poches 18 qui sont réalisées de préférence en résine synthétique, par exemple en polyfluorure de vinylidène qui est un chlorure de polyvinyle à chaîne fluorée. Pour constituer des poches d'environ un mètre de hauteur sur deux mètres de longueur, il a été trouvé avantageux de les fabriquer à partir de feuilles présentant une épaisseur comprise entre 25 et 125 u. Comme l'illustre le dessin, chaque poche présente des chicanes 19 réalisées par des soudures pour faire en sorte que le fluide circule, par exemple, dans le sens indiqué par les flèches f1 de la fig.5. À leur partie supérieure, les poches sont munies d'une baguette longitudinale 20 dont la largeur est supérieure à la largeur des fentes 17 des barrettes 9 ou 10, mais inférieure à la partie de plus grande largeur 171. De façon analogue, une baguette 21, destinée à former lest et raidisseur, est prévue à la partie inférieure de chaque poche 18 Des embouts de raccordement 22, 23 sont également prévus dans chaque poche. La fig. 5 montre que la longueur I des poches est plus petite que la longueur L des logements 7 et que la hauteur h desdites poches est également plus petite que la hauteur H des logements 7, la hauteur H étant celle qui s'étend de l'une à l'autre parties élargies 171 des fentes 17. La différence entre les mesures 1 et L, d'une part, et h et H, d'autre part, est déterminée, compte tenu des coefficients de dilatation respectifs de la matière constitutive des conduits 6 et des poches 18, de façon que les poches, dont le coefficient de dilatation est plus important que celui des tubes et barrettes d'entretoisement, soient maintenues appliquées contre les parois des conduits 6, même lorsque la température du fluide circulant dans lesdites poches est basse et que lesdites poches restent en appui contre les parois des conduits au fur et à mesure de ltélévation de la température sans former de plis jusqu'à la température maximale de travail prévue pour laquelle les poches remplissent complètement l'éspace 7 comme illustré par la fig.4 en venant en appui contre les embouchures 77a, en forme de berceau, que délimitent les barrettes horizontales 9 et 10. Les embouts 22, 23 sont respectivement reliés par des collecteurs 24, 25 comme l'illustrent les fig.1 et 2, la liaison étant avantageusement réalisée par des moyens mécaniques permettant un démontage des collecteurs. Comme cela ressort de la description qui précède, la réalisation de l'échangeur décrit est extrtmement simple. En effet, les cellules de base constituées par un jeu de deux profilés 13, 13a munis de leurs perturbateurs 15 et reliés par un jeu de barrettes 8; 9, 10 peuvent être facilement préparées en usine. Ensuite, l'assemblage, pour réaliser les conduits, nécessite seulement 1' exécution des soudures 12, ce qui peut oestre fait en usine ou sur le lieu d'utilisation pour des appareils de très grande dimension. Finalement, la mise en place des poches 18 est réalisée sur le lieu d'utilisation puisqu'il suffit d'introduire la baguette 20 dans la rainure 171 en même temps qu'on introduit la baguette 21 qui forme raidisseur et lest pour la poche. Si on le désire, et ainsi que l'illustre la fig. 3, des éléments de retenue 26, 26a peuvent être mis en place sur des doigts 27 ou autres organes analogues pour fermer le coté ouvert des logements 7 après la mise en place des poches 18. L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation représenté et décrit en détail, car diverses modification peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. R$VhNDICADIONS -1 - Echangeur à double circuit indépendant, caractérisé en ce qu'il comporte des conduits métalliques pour un premier fluide, lesdits conduits étant disposés pour délimiter entre eux des logements sensiblement rectangulaires dans lesquels sont disposées des poches en matière souple à parois minces pour la circulation d'un second fluide. 2 - Echangeur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi externe de deux conduits pour le premier fluide est reliée par des barrettes minces délimitant un logement fermé sur trois côtés dans chacun desquels est disposée une poche en ma tière synthétique. 3 - Echangeur suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'au moins l'une des barrettes reliant deux conduits contigus présente une fente pour le guidage et le maintien d'une baguette de suspension de la poche. 4 - Echangeur suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la poche présente, à sa partie supérieure, une baguette de suspension et, à sa partie inférieure, une baguette de raidissement. 5 - Echangeur suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les barrettes délimitent sur leur catie tourné vers le logement formé entre deux conduits successifs des parois en forme de berceau, la poche en résine synthétique présentant des dimensions inférieures à celles du logement qui la contient lorsque ladite poche se trouve à la température ambiante, la différence de dimensions entre la poche et le logement étant déterminée compte tenu des coefficients de dilatation respectifs du métal constitutif des conduits et de la matière synthétique constitutive de la poche pour que les dimensions de cette poche correspondent à celles du logement pour la température maximale de travail devant être atteinte. 6 - Echangeur suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est constitué par une succession de cellules, chaque cellule comportant deux profilés en U reliés entre eux par trois barrettes délimitant un logement pour une poche, les profilés en U d'une cellule étant reliés aux profilés en U d'une cellule contiguë ou à une plaque de fermeture. 7 - Echangeur suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte, supplémentairement, des éléments de retenue amovibles prévus pour relier deux conduits successifs en fermant le logement contenant une poche en matière souple. 8 - Echangeur suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les poches en matière souple présentent des chicanes et sont munies d'un embout d'entrée et d'un embout de sortie en matière synthétique,les embouts d'entrée et les embouts de sortie des poches successives étant reliés à au moins un organe collecteur. 9 - Echangeur suivant l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la liaison entre les embouts et les organes collecteurs est prévue de façon amovible. 10 - Echangeur suivant l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les poches sont fabriquées en polyfluorure de vinylidène.