Brevet FR2441818A1 — publié le 19800613

L'invention concerne les échangeurs thermiques comportant une première enceinte constituée par un tube, au moins, qui est parcouru par un fluide primaire et qui traverse un réservoir constituant une deuxième enceinte parcourue par un fluide secon dire0 Il est clair quasi, è la suite d'un service pendant un temps relativement long, le ou les tubes de la première enceinte se perforent, il se produit des fuites du fluids sous la plus forte pression qui s'introduisent dans le fluide de pression moindre. Or, un tel mélange peut dtre considéré comme inacceptable, par exemple pour des raisons d'hygiène s'il s'agit de réchauffer de l'eau sanitaire au moyen d'eau de chauffage central ou pour des raisons techniques 8'11 est nécessaire que l'un, au moihs, des deux fluides en condition d'échange thermique doive demeurer parfaitement pur. En vue d'éviter cet inconvénient, on a dé b proposé d'entourer chaque tube de l'enceinte primaire d'un second tube ou tube de sécurité tout en ménageant, entre ces deux tubes, un interstice en communication avec ltextérieur de l'appareil de manière qu'on puisse déceler toute fuite de l'un des deux fluides due è une perf formation du tube correspondant, avant qu'il puisse se produire un mélange de l'un des fluides avec l'autre.Toutefois, unetelle solution présente des inconvénients, car il faut créer un interstice entre les deux tubes, tout en permettant è ceux-ci d'être en condition d'échanges thermiques; è cet effet, on a recours, par exemple, à des cannelures dans l'une des deux surfaces en regard des tubes ou à des ailettes insérées entre les tubes, mais ces solutions sont relativement coûteuses. Le but de l'invention est de fournir une solution plus avantageuse à ce problème, A cet effet, suivant l'invention, la première enceinte est constituée par au moins un faisceau de tubes serrés les uns contre les autres et contre la suriace interne d'un tube de sécurité commun qui enserre ledit faisceau de tubes, les intervalles entre les tubes étant, par leurs extrémités,en communication seulement avec l'extérieur du réservoir. Grâce à cette structure trèssVmple, on peut aussi éviter tout mélange accidentel des fluides, puisqu'on peut déceler une perforation des tubes par l'écoulement extérieur d'une fuite du fluide correspondant. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen des dessins annexés qui montrent, b titre d'exemple, un mode de réalisation d'échangeur thermique suivant l'invention. Sur ces dessins : La figure 1 est une coupe verticale de l'ensemble , et La figure 2 est, b plue grande échelle, une coupe partielle faite suivant la ligne II-II de la figure 1. L'échangeur thermique représenté sur la figure 1 comporte une première enceinte constituée par un faisceau de plusieurs (trois dans l'exemple) tubes 1 (voir aussi Figure 2) serrés les uns contre les autres et contre la surface interne d'un tube de sécurité commun 2 qui enserre ledit faisceau de tubes. Dans l'exemple représenté, l'ensemble de ces tubes, c'est-b-dire le tube de sécurité 2 et les tubes 1 qu'il renferme, est en forme de serpentin 3 logé à l'intérieur d'un réservoir 4, vertical dans l'exem- ple, et constituant une deuxième enceinte. Les extrémités du tube de sécurité 2 traversent la paroi du réservoir 4 å travers des trous sur les bords desquels elles sont soudées comme indiqué en 6 et 7.Les tubes 1 se prolongent au delà des extrémités du tube de sécurité en s'écartant les uns des autres et sont dudgeonnés sur des plaques tubulaires 11, 12 formant brides contre lesquelles sont fixées des brides correspondantes 13, 14 servant de raccordement des tubes 1 à des conduites 15, 16 de circulation d'un fluide primaire, par exemple de l'eau de chauffage central. La deuxième enceinte constituée par le réservoir 4 est munie de brides 18, 19 de raccordement de conduites de passage d'un deuxième fluide ou fluide secondaire, par exemple de 1' eau chaude sanitaire. Le fluide primaire circule de haut en bas dans le serpentin 3, tandis que le fluide secondaire circule de bas en haut dans le réservoir 4, comme indiqué par les flèches sur le dessin, afin que soit réalisée la circulation classique à contre-courant. Par un choix judicieux des diamètres des tubes, on peut faire en sorte qu'ils soient bien serrés les uns contre les autres et que la transmission de chaleur se fasse dans de bonnes conditions. D'ailleurs, le fait de cintrer l'ensemble des tubes en forme de serpentin produit un certain aplatissement du tube de sécurité qui augmente encore la pression des tubes les uns contre les autres. Les intervalles entre les tubes, c'est-8-dire aussi bien l'intervalle central 21 entre les tubes intérieurs 1, que les intervalles 22, 23, 24 entre la surface extérieure des tubes intérieurs 1 et la surface interne du tube extérieur de sécurité 2, sont donc en communication, par leurs extrémités, avec seulement l'extérieur du réservoir 4. Ainsi, si l'un des tubes intérieurs 1 venait à se perforer, des fuites de fluide primaire s'écouleraient à l'extérieur de l'appareil, par l'extrémité infé- rieure ouverte du tube de sécurité du serpentin, comme indiqué en 21. Le défaut serait immédiatenent décelé, sans que ces fuites de fluide primaire n'aient pu se mélanger au fluide secondaire, même si la pression du fluide primaire est la plus forte.Si la perforation s'était produite dans la paroi du tube extérieur de sécurité 2, ce sont des fuites du fluide secondaire qui se seraient écoulées à l'extérieur du réservoir, sans que ces fuites n'aient pu se mélanger au fluide primaire. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté ; elle est susceptible de nombreuses variantes, accessibles à l'homme de 1' art, suivant les applications envisagées, et sans qu'on s'écarte pour cela, du cadre de l'invention. C'est ainsi, par exemple, que le réservoir pourrait contenir plusieure serpentins au lieu d'un seul comme représenté, ou bien un ou plusieurs faisceaux de tubes rectilignes au lieu de tubes en serpentins. Le nombre des tubes placés à l'intérieur de chaque tube de sécurité n'est pas obligatoirement de trois, il pourrait etre de deux seulement, ou au contraire btre supérieur à trois. - REVENDICATIONS 1.- changeur thermique comportant une première enceinte constituée par un tube, au moins, qui est parcouru par un fluide primaire et qui traverse un réservoir constituant une deuxième enceinte parcourue par un fluide secondaire, caractérisé en ce que la première enceinte est constituée par au moins un faisceau de tubes (1) serrés les uns contre les autres et contre la surface interne d'un tube de sécurité commun (2) qui enserre ledit faisceau de tubes, lee intervalles (21, 22, 23, 24) entre les tubes étant, par leurs extrémités, en communication seulement avec l'extérieur du réservoir (4). 2.- Echangeur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chaque faisceau de tubes (1) est rectiligne. 3.- Echangeur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chaque faisceau de tubes (1) est en forme de serpentin (3). 4.- Echangeur suivant la revendication 1 caractérisé en ce que les extrémités de chaque tube de sécurité (2) sont soudées sur le bord des trous par lesquels elles traversent la paroi du réservoir (4).