Brevet FR2461221A1 — publié le 19810130

La présente invention concerne un dispositif de support du réseau de tubes d'un faisceau tubulaire d'échange de chaleur entre un premier fluide circulant dans les tubes et un second fluide circulant autour des tubes dans une direction générale parallèle à celle du premier, comprenant des jeux entrecroisés de lames parallèles tangentes aux parois des tubes. On connait déjà des dispositifs de support de tubes consistant en jeux entrecroisés de plats parallèles. De tels dispositifs créent une perte de charge notable sur l'écoulement du fluide circulant autour des tubes, du fait de la fraction importante de la section droite qu'ils occupent. Par ailleurs, ltécoulement de ce fluide tend à être laminaire, ce qui entraine un coefficient d'échange de chaleur relativement faible. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients, et de procurer un dispositif de support de tubes qui ne crée qu'une perte de charge relativement faible sur l'écoulement du fluide circulant autour des tubes et maintienne un bon coefficient d'échange de chaleur, tout en étant d'une structure simple, facile à monter et éventuellement à démonter pour changer une de ses pièees. Le dispositif de support selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend deux jeux superposés de lames parallèles munies d'ondulations transversales à la direction d'écoulement des fluides, un jeu supérieur et un jeu inférieur, assujettis l'un à 11 autre le long du bord inférieur du jeu supérieur et du bord supérieur du jeu inférieur, et se croisant selon un angle aigu égal à l'angle au sommet d'une maille du réseau de tubes. Il répond en outre de préférence à au moins l'une des caractéristiques suivantes - Les bords inférieur du jeu supérieur et supérieur du jeu inférieur de lames parallèles sont munis d'encoches équidistantes dans lesquelles ils s'engagent mutuellement. - Les lames comportent des languettes d'extrémité, et une couronne d'accrochage solidaire de la virole externe est muni d'encoches correspondantes dans lesquelles lesdites languettes sont fixées. - La couronne d'accrochage comporte des saillies vers l'extérieur à flancs verticaux munies d'alésages verticaux de logement de boulons de solidarisation avec la virole externe. - La virole externe est munie d'une couronne fixe soudée sur son pourtour interne et comportant des évidements de logement des saillies de la couronne d'accrochage, et dans l'un au moins de ses épaulements supérieur et inférieur, de part et d'autre desdits évidements, des trous borgnes taraudés d'axe vertical pour le vissage de boulons de serrage contre ledit épaulement de l'une au moins de deux barres de support desdits boulons de solidarisation s'appuyant sur lesdits épaulements. - L'une des barres de support est munie d'alésages de passage des boulons de solidarisation avec la virole externe, et l'autre barre de support d'alésages taraudés de vissage desdits boulons, et de part et d'autre de ceux-ci d'alésages de passage des boulons de serrage de ladite barre de support contre l'épau- lement correspondant. Il est décrit ci-après, à titre d'exemple et en référence aux figures du dessin annexé, un dispositif de support des tubes d'un faisceau tubulaire selon I'invention. La figure 1 représente le dispositif en perspective en vue éclatée. La figure 2 représente une vue générale en plan de dessus de l'échangeur. La figure 3 représente à échelle agrandie avec coupe partielle le détail III de la figure 2. La figure 4 représente une coupe verticale selon l'axe IV-IV de la figure 3. La figure 5 représente une coupe verticale selon l'axe V-V de la figure 3. Dans la figure 1, on voit un seul tube 1 du faisceau tubulaire, supposé vertical . Ce tube est enserré dans une zone supérieure entre deux lames d'un jeu 2 de lames parallèles telles que 4, munies d'ondulations horizontales 5, 6, 7 (en creux sur la figure). Il est maintenu dans une zone inférieure entre deux lames d'un jeu 3 de lames parallèles telles -que 8, munies d'ondulations horizontales 9, 10, 11 (en relief sur la figure). Les tubes du faisceau étant supposés disposés en quinconce (voir fig. 3), les deux jeux de lames font un angle de 600. Ils s'emboitent l'un dans l'autre grâce à des encoches telles que 12 du bord inférieur du jeu supérieur, dans lesquelles viennent s'engager des encoches telles que 13 du bord supérieur du jeu inférieur. Les lames 4 du jeu supérieur comportent dans chacun de leurs coins supérieurs des languettes telles que 14, qui viennent s'engager dans des encoches telles que 15 fraisées dans le bord supérieur d'une couronne d'accrochage 16, fixée elle-même à la virole externe, comme on le verra ci-après. Une partie 17 de ce bord supérieur a été arrachée pour montrer le dispositif de fixation. De façon analogue, les lames 8 du jeu inférieur sont munies dans chacun de leurs coins inférieurs de languettes telles que 18, qui viennent se loger dans des encoches telles que 19 fraisees dans le bord inférieur de la couronne d'accrochage. Les languettes telles que 14 et 18 sont ensuite soudées dans leur encoches 15, 19. La fixation de la couronne d'accrochage à la virole de l'échangeur s'effectue elle-même comme suit. La couronne comporte de place en place sur son pourtour des fixations par redan. A cet effet, des saillies telles que 20 viennent s'engager dans des évidements 21 d'une couronne fixe 22 soudée par des cordons de soudure circulaires 23 et 24 à la virole externe 36. Les saillies 20 sont percées d'alésages 25 de passage de boulons de fixation 26 à extrémité filetée 26A. Une barre de support supérieure 27 est percée d'alésages 28 de passage des boulons 26, et une barre de support inférieure 29 est percée de trous taraudés 30 de vissage de ces boulons. Par ailleurs, la couronne fixe 22 est percée de part et d'autre des évidements 21 et dans son épaulement inférieur 31 de trous borgnes taraudés de vissage de boulons 33 traversant les extrémités de la barre de fixation 29 dans des alésages 34. La fixation de la couronne d'accrochage des lames 16 dans la couronne fixe 22 s'effectue en encastrant les saillies 20 dans les évidements 21, en appliquant resgsetivement les barres de support 27 et 29 sur les épaulements supérieur 35 et inférieur 31 de la couronne fixe, et en serrant la barre inférieure de fixation 29 contre l'épaulement inférieur 31 par engagement des vis 33 dans les alésages 34, puis vissage dans les trous borgnes 32. On introduit alors les boulons 26 dans les alésages 28 de la barre supérieure et 25 des saillies 20, et les visse dans les trous taraudés 30 de la barre inférieure 29. On voit en figure 2 la structure générale de l'échangeur, comportant un faisceau tubulaire axial 40 à l'intérieur d'une enveloppe et de ses couronnes fixes et d'accrochage (ensemble désigné par la référence 41), et un faisceau tubulaire annulaire 42 à l'intérieur d'une virole et de ses couronnes fixe 22 et d'accrochage 16 (ensemble désigné par la référence 43). La disposition d'ensemble des lames formant dispositif de support vis-à-vis des tubes et de la couronne d'accrochage est mieux visible en figure 3, correspondant au détail III de la figure 2. On y voit les tubes disposés en quinconce tels que 51, 52, 53, 54, se trouvant aux sommets d'un losange, et les deux jeux de lames 4 et 8 se coupant selon un angle de 600. Les lames 4 s'engagent par des languettes dans des encoches 15 du pourtour de la couronne d'accrochage 16. Les figures 4 et 5 montrent plus en détail les organes de fixation de la couronne d'accrochage des lames et des barres supérieure 27 et inférieure 29 à la couronne fixe 22. Les saillies 20 de la couronne d'accrochage des lames telles que 4, 8 s'assemblent à redan dans des évidements de la couronne fixe 22. Les barres supérieure 27 et inférieure 29 sont serrées contre la saillie 20 par les boulons 26 qui traversent les alésages 28 de la barre supérieure et 26 de la saillie 20 et se vissent dans lesalésages filetés 30 de la barre inférieure 29. Cette dernière est serrée contre I'épaulement inférieur de la couronne fixe 22 par des boulons 33 traversant ses alésages 34 et se vissant dans les alésages filetés 32. Bien que le dispositif de support des tubes qui vient d'être décrit en référence aux figures du dessin paraisse préférable, on comprendra que diverses modifications peuvent lui être apportées sans sortir du cadre de l'invention, certains de ses organes pouvant être remplacés par d'autres qui joueraient le même rôle technique. REVENDICATIONS 1/ Dispositif de support du réseau de tubes (1) d'un faisceau tubulaire d'échange de chaleur entre un premier fluide circulant dans les tubes et un second fluide circulant autour des tubes dans une direction générale parallèle à celle du premier, comprenant des jeux entrecroisés de lames parallèles tangentes aux parois des tubes, caractérisé en ce qu'il comprend deux jeux superposés de lames parallèles (4,8) munies d'ondulations (5,6,7) transversales à la direction d'écoulement des fluides, un jeu supérieur (2) et un jeu inférieur (3), assujettis l'un à l'autre le long du bord inférieur du jeu supérieur et du bord supérieur du jeu inférieur, et se croisant selon un angle aigu égal à l'angle au sommet d'une maille du réseau de tubes. 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bord inférieur du jeu supérieur et le bord supérieur du jeu inférieur de lames parallèles sont munis d'encoches équidistantes (12, 13) dans lesquelles ils s'engagent mutuellement. 3/ Dispositif selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les lames comportent des languettes d'extrémité (14, 18), et une couronne d'accrochage (16) solidaire de la virole externe (36) est munie d'encoches correspondantes (15, 19) dans lesquelles lesdites languettes sont fixées. 4/ Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la couronne d'accrochage (16) comporte des saillies (20) vers l'extérieur à flancs verticaux munies d'alésages verticaux (25) de logement de boulons (26) de solidarisation avec la virole externe (36). 5/ Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la virole externe est munie d'une couronne fixe (22) soudée sur son pourtour interne et comportant des évidements (21) de logements des saillies (20) de la couronne d'accrochage (16), et, dans l'un au moins de ses épaulements supérieur et inférieur, de part et d'autre desdits évidements, des trous borgnes taraudés (32) d'axe vertical pour le vissage de boulons (33) de serrage contre ledit épaulement de barres de support (27, 29) desdits boulons de solidarisation (26), s'appuyant sur lesdits épaulements. 6/ Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'une des barres de support (27) est munie d'alésages de passage des boulons (26) de solidarisation avec la virole externe, et l'autre barre de support (29) d'alésages taraudés (30) de vissage desdits boulons, et de part et d'autre de ceux-ci d'alésages (34) de passage des boulons (33) de serrage de ladite barre de support contre l'épaulement correspondant.