Brevet FR2545390A1 — publié le 19841109

La présente invention est relative au montage des tubulures d'entrées et de sorties des fluides sur les échangeurs de chaleur a plaques du genre de ceux qui comportent un empilage de plaques nervurées en tôle mince d'acier inoxydable ou de titane serrées entre deux bâtis en tôle d'acier de forte épaisseur au moyen de tirants. On sait que deux fluides indépendants, l'un appelé primaire, l'autre secondaire, circulent en régime turbulent entre les plaques nervurées au moyen d'ouvertures qui donnent passage alternativement a' I'entrée.et à la sortie des fluides. L'alternance est rendue possible par des joints de forme et de qualité appropriées, encastrés entre les plaques qui assurent l'étanchéité nécessaire pour empêcher le mélange des deux fluides. La nécessité d'obtenir également une parfaite étanchéIté au niveau des tubulures de raccordement constituées par des pièces non solidaires des batiks, a conduit à pratiquer des opérations de lamage dans les dits bâtis. On sait que ces travaux effectués sur machine outils coutent toujours très chers. L'invention a donc pour but de supprimer toutes les opérations de lamage et d'apporter une solution simple, économique et également fiable. Il va de soi que la dite invention vise plus particulièrement un certain mode d'application (celui pour lequel on l'applique aux échangeurs de chaleur à plaques), mais également tous autres modes de réalisations qui nécessitent le lamage et elle vise plus particulièrement encore les produits industriels nouveaux comportant application de ces mêmes dispositions. La présente invention pourra, de toute façon, être bien comprise a l'aide du complément de description qui suit, ainsi que des dossiers ci-annexés, relatifs au mode de réalisation qui utilise les opérations de lamage et du mode de réalisation préféré de l'invention. Le domaine d'utilisation des échangeurs de chaleur à plaques étant très étendu : production d'eau chaude sanitaire, chauffage des piscines, énergie solaire, industrie chimique, industrie pétrolière, énergie nit le1ir > n indus- trie alimentaire, etc.... et la possibilité d'inverser les cirouit.s primaires et secondaires pour faciliter les différents raccordements, nécessitent que les tubulures filetées d'entrées et de sorties des fluides soient en acier inoxydable. En ce qui concerne tout d'abord le mode de réalisation qui utilise les opérations de lamage, la planche 1/5 montre l'échangeur de chaleur à plaques pris dans son ensemble. Tel qu'il est représenté fige 1, i.l comporte un bâti fixe 1, un bati mobile 2, les plaques nervurées en tô.le mince d'acier inoxydable ou de titane 3, les tirants 4 et les écrous 5 qui servent à serrer l'ensemble. Le bâti fixe 1 reçoit les embouts filetés d'entrées et de sorties des fluides en acier inoxydable 6 et 7 suivant la représentation de la fig 2 de la planche 115, qui n'est qu'un exemple de montage, les tubulures 6 peuvent être les entrée et sortie du fluide primaire et les tubulures 7 les entrée et sortie du fluide secondaire. Suivant le détail fig. 3 de la planche 1/5, les quatre tubulures filetées comportent une collerette 8. Pour obtenir une surface d'appui plane nécessaire à une bonne étanchétté, il est procédé à des opérations de lamage dans le bati 1, de façon à rattraper l'épaisseur de la collerette. Une variante consiste suivant la planche 215, à équiper les entrées et sor- ties de fluides des échangeurs de chaleur à plaques de forte puissance avec des brides plates 12. Dams ce cas, le bati 1 est isolé des fluides par un chemisage 9 en tole mince d'acier inoxydable, dont la collerette 10 est obtenue par emboutissage. Sur l'autre face du bâti 1, une rondelle il également en tole mince acier inoxydable est soudée sur le chemisage 9 La collerette 10 du chemisage 9 et la rondelle rapportée il se logent dans les espaces du bflti 1 obtenus par lamage, afin que les deux faces du bâti présentent une surface rigoureusement plane. Comme déaà indiqué précédemment, l'invention, dont le but est de supprimer toutes les opérations de lamage qui coûtent foret cher, consiste en certaines autres dispositions, auxquelles il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préférence, puisque la construction des échangeurs de chaleur a plaques s'en trouvera grandement simplifiée. Conformement à l'invention, le montage des tubulures d'entrées et de sorties des fluides, constituées par des embouts filetés 6 ou 7, munis d'une colle rette, se pratiquerait suivant la coupe schématique de la planche 315, sans effectuer des opérations de lamage.Les tubulures fi et 7 sont mises en place dans les orifices préalablement percés dans le bâti 1 et leurs collerettes 8 viennent s'appliquer contre la face intérieure du bati 1. tine plaque 13 en tôle d'acier plane, de la meme épaisseur que les collerettes 8, est poinçonnée suivant le diamètre extérieur des mêmes collerettes Cette plaque de tôle 13 est posée contre la face intérieure du bat9 1, de telle sorte que l'épaisseur des collerettes 8 s'encastre exactement dans l'espace délimité par les poinçonnages préalablement exécutés. On obtient de la sorte la surface d'appui parfaitement plane, nécessaire pour que l'étanchéité soit garantie. Le détail de cette réalisation représenté sur la planche 4/5 montre d'une façon plus détaillée le bâti 1, une tubulure 6 ou 7 et sa collerette 6, la plaque de tôle poinçonnée 13 dont l'épaisseur correspond à celle des collerettes. Dans la variante ou les entrées et les sorties de fluides sont équipées de brides, la réalisation suivant l'invention consisterait à pratiquer selon le dessin en coupe schématique de la planche 5/5. Le bâti A est percé suivant le diamètre nominal de la bride 12 Un chemisage 9 en tôle mince d'acier i.no- xydable est mis en place dans l'orifice de passage de fluide. Une rondelle 14 en tôle mince d'acier inoxydable est posée sur la face intérieure du bâti 1 et soudée au chemisage. Une autre rondelle il également en tole mince d'acier inoxydable est placée sur la face extérieure du bâti et soudée au chemisage 9. Une plaque d'acier 13 poinçonnée suivant le diamètre extérieur des rondelles 14, est placée sur la face intérieure du bâti 1, de telle sorte quelle forme avec les rondelles 14 une surface d'appui parfaitement plane, permettant d'obtenir ainsi l'étanchéité necessaire. On obtient ainsi, sans avoir recours aux opérations coûteuses de lamage9 un mode de réalisation dont les avantages ressortent suffisamment de ce qui précède, pour qu'il soit inutile d'insister à leur sujet. Comme il va de soi et comme il résulte de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ce mode d'application, non plus qu'à ce mode de réalisation de ses diverses parties ; au contraire, elle en embrasse toutes les variantes, le dispositif permettant de supprimer d'une façon générale les opérations de lamage. REVENDICATIONS 1) Dispositif permettant de supprimer les opérations de lamage ddns la construction mécanique et, en particulier, dans la fdbriedtion des échangeurs de chaleur à empilage de plaques nervurées, où les tubulures d'entrées et de sorties des fluides (6- et 7) comportent des collerettes (9) qui doivent dssurer l'étanchéité au niveau de la face intérieure des bâtis en acier de forte épaisseur (1) recevant les dites tubulures (planche 3/5), caractérisé en ce que le moyen utilisé pour supprimer les opérations de lamage dans les bâtis (1) est une simple tôle plane en acier ordinaire (13) dont la surf-ce est égale à celle du bâti (1) pour s1 appliquer intégralement sur tout la surface du dit bâti. 2) Dispositif selon la revendication 1 caracterisé en ce que la tole plane en acier ordinaire (13) est simplement poinçonnée dans l'axe des tubulures (ó et 7) à un diamètre égal à celui du diamètre extérieur des collerettes (8) pour que ces dernières s'encastrent exactement. 3) Dispositif selon la revendication 1 en ce que la tôle plane en acier ordinaire (13) a la même épaisseur que celle des collerettes (X) pour obtenir une surface d'appui rigoureusement plane.