Brevet FR2441821A1 — publié le 19800613

L'inventian concerne les échangeurs thermiques comportant une premibre enceinte constituée par un tube, au moins, qui est parcouru par un fluide primaire et qui est en condition de conductibilité thermique avec un fluide secondaire parcourant une deuxième enceinte. Les échangeurs athermiques de ce genre sont souvent constitués par un faisceau de tubes ou par un serpentin tubulaire qui constituent la première enceinte et qui sont disposés à l'intérieur d'un réservoir constituant la deuxième enceinte. I1 est clair que si, à la suite d'un service pendant un temps relativement long, un tube se perfore, il se produit des fuites du fluide sous la plus forte pression qui s'introduisent dans le fluide de pression moindre.Or, un tel mélange peut être 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 s'il est néceesaire que ltun, au moins, des deux fluides en condition d'échange thermique doive demeurer parfaitement pur. Bn vue d'éviter cet inconvénient, on a déà proposé de réaliser la première enceinte en tubes à double paroi présentant un interstice en communication avec l'extérieur de l'appareil de manière qu'on puisse déceler toute fuite de l'un des deux fluides due à une perforation de l'une des parois des tubes, avant qu'il puisse y avoir mélange de l'un des fluides avec l'autre. Le but de l'invention est de proposer une autre solution b ce problème. A cet effet, la deuxième enceinte est constituée aussi par un tube, au moins, disposé parallèlement au tube de la première enceinte et en condition de conductibilité thermique avec lui par contact solide continu réalisé par la présence d'un matériau intermédiaire solidarisant ces deux tubes l'un k l'autre. Grâce à cette structure particulière, toute fuite de fluide due à une perforation d'un tube de l'une quelconque des deux enceintes, s'échappe à l'extérieur des deux enceintes, de sorte que, non seulement on s'en aperçoit, mais, de plus, la fuite de fluide de ladite enceinte ne peut pas pénétrer dans l'autre enceinte, mdme si la pression de ce fluide est la plus forte, et il n'y a aucun mélange possible des deux fluides. Dans un mode de réalisation avantageux, les tubes sont en métal et le matériau intermédiaire est aussi un métal et soudé ou brisé sur les tubes. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre et à l'examen des dessins annexés qui montrent, k titre d'exemples, deux modes de réalisation d'un échangeur thermique perfectionné suivant l'invention. Sur ces dessins : La figure 1 représente en perspective, un premier mode de réalisation d'échangeur thermique élémentaire constitué de deux tubes distants l'un de l'autre, et La figure 2 représente, également en perspective, un deuxième mode de réalisation constitué de deux tubes accolés. L'échangeur thermique élémentaire de sécurité représenté sur la figure 1, comporte une première enceinte constituée par un tube 1 parcouru, dans le sens des flèches, par un fluide primaire, par exemple de 1' eau de chauffage central, et une deuxième enceinte constituée par un autre tube 2 parallèle au premier et parcouru, à contre-courant, comme indiqué par les flèches, par un fluide secondaire, par exemple de l'eau sanitaire qu'il s'agit de réchauffer.La distance "D" qui sépare l'un de l'autre les axes géométriques des deux tubes est plus grande que la somme des rayons extérieurs "R1" et "R2" de ces deux tubes, mais les tubes sont cependant en condition de conductibilité thermique par contact solide continu réalisé par la présence d'un matériau intermédiaire solidarisant les deux tubes l'un à l'autre, sous la forme, dans cet exemple, d'une nervure 3 reliant les tubes par les parties de leurs surfaces extérieures voisines de leurs génératrices les plus rapprochées. Les tubes sont avantageusement en métal et la nervure également en métal brasé sur les tubes. On conçoit aisément qu'une fuite de l'un des fluides due à une perforation du tube dans lequel il circule est incapable de pénétrer à l'intérieur de l'autre tube et, par conséquent, de souiller l'autre fluide, bien que la transmission de chaleur s'effectue dans de très bonnes conditions, d'un fluide k l'autre par convection entre chaque fluide et le tube correspondant, et par conduction d'un tube à l'autre k travers la nervure 3. Sur la figure 2, on a représenté un autre mode de réalisation qui diffère de celui de la figure 1 seulement par le fait que les deux tubes 1, 2 sont accolés le long d'une génératrice commune et que le matériau intermédiaire 4 solidarisant les deux tubes l'un à l'autre garnit les deux angles dièdres formés entre les parties des surfaces extérieures des deux tubes voisines de ladite génératrice commune, mais le fonctionnement est le même. Dans ce cas, les axes géométriques des deux tubes sont séparés par une distance d égale à la somme des rayons extérieurs "RTw et "R2" des tubes. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui ont été donnés seulement à titre d'exemples; on peut y apporter de nombreuses modifications suivant les applications envisagées, sans sortir, pour cela, du cadre de l'invention. C'est ainsi, par exemple, qu'on a représenté des échangeurs élémentaires dans lesquels chacune des deux enceintes ne comporte qu'un seul tube, mais l'une, au moins, de ces enceintes pourrait comporter plusieurs tubes disposés de toute manière désirée les uns par rapport aux autres et les tubes pourraient éventuellement etre de diamètres différents au lieu dêtre de même diamètre comme représenté sur les dessins. -REVENDICATIONS -REVENDICATLONS- 1.- Echangeur thermique comportant une première enceinte constituée par un tube, au moins, qui est parcouru par un fluide primaire et qui est en condition de conductibilité thermique avec un fluide secondaire parcourant une deuxième enceinte, caractérisé en ce que la deuxième enceinte est constituée aussi par un tube (2), au moins, disposé parallèlement au tube (1) de la première enceinte et en condition de conductibilité thermique avec lui par contact solide continu réalisé par la présence d'un matériau intermédiaire (3 ou 4) solidarisant ces deux tubes l'un à l'autre. 2.- Bchangeur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les deux tubes (1, 2) sont en contact mutuel direct le long d'une génératrice commune et en ce que le matériau intermédiaire (4) garnit les deux angles dièdres formés entre les parties des surfaces extérieures des deux tubes voisines de ladite génératrice commune. 3.- Echangeur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les deux tubes (1, 2) ont leurs axes géométriques séparés par une distance NDN plus grande que la sone de leurs rayons extérieurs (R1, R2) et en ce que le matériau intermédiaire forme une nervure (3) de liaison entre les deux tubestl,2). 4.- Echangeur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les tubes (1,2) et le matériau intermédiaire (3 ou 4) sont en mdtal. 5.- Echangeur suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le matériau intermédiaire (3 ou 4) est soudé ou brasé sur les tubes (1,2).