Brevet FR2582795A1 — publié le 19861205

Echangeur de chaleur à surfaces d'échange amovibles. La présente invention a pour objet un échangeur de chaleur et notamment un échangeur-récupérateur de chaleur à basse température comprenant une enveloppe et des surfaces d'échange tubulaires ou à plaques montées à l'intérieur de cette enveloppe. L'augmentation du coût de l'énergie conduit à récupérer le maxi- mum de chaleur sensible et de chaleur latente qui sont contenues dans l'air humide extrait, soit des salles de fabrication, soit des machines de production, en particulier des séchoirs. Les niveaux de température de l'air humide ainsi extrait étant la plupart du temps relativement faibles, les échangeurs-récupé- rateurs peuvent être de construction légère. D'un autre côté, étant donné que la plupart du temps, des condensations se produisent sur les surfaces d'échange et que l'air extrait peut contenir des vapeurs agressives, un remplacement pé- riodique des surfaces d'échange serait désirable. Toutefois, sur les échangeurs connus de ce type, qui sont de construction monobloc, un tel remplacement des surfaces d'échange ne peut pratiquement pas être envisagé puisqu'il impliquerait un dé- sassemblage de l'ensemble de l'échangeur. La présente invention a pour objet un échangeur de chaleur, no- tamment un échangeur-récupérateur de chaleur à basse température, permettant un remplacement aisé et rapide des surfaces d'échange, sans nécessiter le désassemblage de l'ensemble de l'échangeur. Sur l'échangeur de chaleur conforme à l'invention, comprenant une enveloppe et des surfaces d'échange tubulaires ou à plaques montées à l'intérieur de cette enveloppe, les surfaces d'échange sont réunies sous la forme d'au moins un module monté dans l'enveloppe de façon amovible par coulissement à la manière d'un tiroir. De préférence, les surfaces d'échange de chaque module, qui peuvent être de type tubulaire ou à plaques, en métal, matière plas- tique, matériau composite, caoutchouc ou autres matériaux, sont prises entre deux plaques d'extrémité et les deux plaques d'extrémité sont montées coulissantes à la manière de tiroirs dans l'enveloppe. L'enveloppe comporte, de préférence, pour recevoir lesdites plaques d'extrémité, deux paires de deux rails opposés par module. Afin d'assurer en particulier la compensation des dilatations ther- miques des surfaces d'échange, les rails d'une desdites paires peu- vent être fixées à l'enveloppe et les rails de l'autre desdites paires être mobiles perpendiculairement au plan de la plaque d'ex- trémité. De préférence, l'échangeur de chaleur comprend un dispositif de tension, par exemple des ressorts, agissant sur lesdits rails mobiles et tendant à les éloigner des rails fixes. Suivant un mode de réalisation préféré, les rails mobiles pour chaque module sont reliés entre eux, au moins a leurs deux extrémi- tés, pour former un cadre mobile et ledit dispositif de tension est accroché entre ce cadre mobile et un cadre fixé à l'enveloppe. De préférence, une manchette souple est disposée entre ledit cadre mobile et ledit cadre fixe pour assurer 1' étanchéité entre le cadre mobile et l'enveloppe de l'échangeur. Des panneaux amovibles sont avantageusement disposés en tant que cloisons entre les différents modules de surfaces d'échange, ainsi qu'entre le ou les modules de surfaces d'échange et les parois de l'enveloppe, de façon à obturer les passages préférentiels. Ces panneaux peuvent avantageusement être montés coulissantes dans des rails fixés à l'enveloppe de l'échangeur. En se référant à la figure unique du dessin annexé, on va dé- crire ci-après un mode de réalisation illustratif et non limitatif d'un échangeur conforme à l'invention. La figure unique du dessin est une vue de face, partiellement en coupe, d'un échangeur à deux modules de tubes souples. Selon la figure unique du dessin, un échangeur traversé vertica- lement par un fluide et perpendiculairement au plan du dessin par un autre fluide, comprend une enveloppe 1 formée principalement de deux parois latérales opposées 2, d'une bride supérieure 3 et d'une bride inférieure 4 pour le raccordement à un circuit de fluide, ainsi que de brides avant et arrière pour le raccordement à un autre circuit de fluide. La bride avant, tout comme la bride arrière non représentée, comprend deux ailes verticales 5 ainsi que des ailes horizontales formées par deux panneaux supérieurs 6 et deux panneaux inférieurs 7 amovibles. A l'extrémité supérieure de l'enveloppe 1, sont fixes quatre rails 8 horizontaux, deux de ces rails étant fixes sur les faces in- térieures des parois latérales 2 opposées et les deux autres rails étant fixes à mi-distance entre les deux parois 2. Quatre rails 9 sont diposés sur l'enveloppe 1 à distance au- dessus de l'extrémité inférieure de cette dernière, à savoir deux rails en regard des faces intérieures des parois latérales 2 opposées et deux rails à mi-distance entre les deux parois 2. Les rails 9 sont mobiles verticalement. Chaque rail inférieur 9 se trouveront en face d'une paroi latérale 2 et le rail 9 médian opposé, sont reliés entre eux par des traverses 10 pour former un cadre 11 mobile vertica- lement. A l'extrémité inférieure de l'enveloppe 1, un cadre 12 est fixé, à distance en dessous de chaque cadre mobile 11, rigidement à l'en- veloppe 1. Des ressorts de traction 13 sont accrochés d'une part au cadre mobile 11 et d'autre part au cadre fixe 12, ces ressorts 13 ayant tendance à attirer le cadre ll vers le cadre 12, c'est-à-dire à éloigner les rails mobiles 9 des rails 8 fixes. Les rails 8 et 9 servent à recevoir deux modules de surfaces d'échange 14 formés, dans l'exemple représenté, de tubes 15 paral- lèles dont les extrémités sont fixées à des plaques d'extrémités opposées 16 et 17. Chacun des deux modules 14 peut être engagé dans l'enveloppe 1, sa plaque d'extrémité 16 supérieure coulissant sur deux rails supérieurs 8 opposés et sa plaque d'extrémité inférieure 17 dans deux rails 9 inférieurs opposés. Sous l'effet des ressorts 13, les rails 9 inférieurs sont tirés vers le bas, ce qui tend à éloigner les rails inférieurs 9 et les rails supérieurs 8, donc la plaque d'extrémité inférieure 17 et la plaque d'extrémité supérieure 16, c'est-à-dire à tendre les tubes 15. En même temps, cela assure la compensation des dilatations thermiques des tubes 15. Une manchette souple 18 disposée entre chaque cadre inférieur fixe 12 et chaque cadre supérieur mobile 11 assure, à cet endroit, c'est-à-dire en dessous des tubes 15, l'étanchéité du circuit du fluide traversant l'échangeur verticalement. Des panneaux 19 sont par ailleurs montés à coulissement entre des rails supérieurs en U, formés par les rails 8, et des rails inférieurs 20 en U, fixés les uns sur les parois latérales 2 opposées de l'enveloppe 1 et les autres à mi-distance entre les parois latérales 2 opposées, au-dessus des rails inférieurs 9 mobiles. Les panneaux 19 amovibles assurent ainsi l'obturation des passages préférentiels entre les modules 14 voisins, en tant que cloisons, et entre les modules 14 et les parois 2 de l'enveloppe. Il y a lieu de noter que les panneaux 6 et 7 fixes de façon amo- vible, par exemple par des vis, non représentés, recouvrent les plaques d'extrémités 16 et 17 des modules de surfaces d'échange 14 et maintiennent ainsi ces modules en position. Pour remplacer les modules 14, il suffit, apras avoir débranché sur un c6té de l'échangeur le circuit de fluide traversant l'échan- geur perpendiculairement au plan de dessin, de retirer les panneaux 6 et 7 sur ce meme coté, d'extraire les modules 14 par coulissement, puis de réintroduire des nouveaux modules 14 et de refixer les pan- neaux 6 et 7, après quoi le circuit de fluide peut être rebranché sur l'échangeur. Il va de soi que le mode de réalisation décrit et représenté n'a été donné qu'à titre d'exemple illustratif et non limitatif et que de nombreuses modifications et variantes sont possibles dans le cadre de l'invention. Ainsi, les surfaces d'échange pourraient être à plaques au lieu d'être tubulaires. Au lieu de comporter deux modules de surfaces d'échange, l'échangeur conforme à lrinvention pourrait n'en comporter qu'un seul, auquel cas il serait dépourvu de cloison inter- médiaire 19, ou comporter par exemple trois, quatre, cinq modules et deux, trois, quatre cloisons intermédiaires 19. Le nombre et la disposition des rails 8, 9, 20 pour les plaques d'extrémité 16 et 17 et pour les panneaux 19 serait à choisir en conséquence. Par ailleurs, des variantes sont concevables pour le guidage coulissant des plaques d'extrémités des modules de surfaces d'échange, notamment pour les rails mobiles, et pour les moyens de tension et de compensa- tion des dilatations thermiques des surfaces d'échange. 25827'95 REVENDICATIONS 1. Echangeur de chaleur comprenant une enveloppe (1) et des sur- faces d'échange (15), tubulaires ou à plaques, montées à l'intérieur de cette enveloppe, caractérisé par le fait que les surfaces d'é- change (15) sont réunies sous la forme d'au moins un module (14) monté de façon amovible par coulissement à la manière d'un tiroir dans l'enveloppe. 2. Echangeur suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les surfaces d'échange (15) de chaque module (14) sont disposées entre deux plaques d'extrémités (16, 17) et que lesdites plaques d'extrémités sont montées coulissantes dans l'enveloppe. 3. Echangeur suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que l'enveloppe (1) comporte deux paires de deux rails (8, 9) pour le montage coulissant des deux plaques d'extrémités (16, 17) de chaque module (14). 4. Echangeur suivant la revendication 3, caractérisé par le fait que les rails (9) d'une desdites paires sont mobiles perpendiculai- rement au plan desdits rails et sont sollicités par un dispositif de tension (13) tendant à les éloigner des rails (8) de l'autre paire. 5. Echangeur suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que lesdits rails mobiles (9) sont reliés entre eux pour former un cadre mobile (11) et que ledit dispositif de tension (13) est accro- ché entre ce cadre mobile et un cadre (12) fixé à l'enveloppe. 6. Echangeur suivant la revendication 5, caractérisé par le fait qu'une manchette souple (18) est disposée entre ledit cadre mobile (11) et ledit cadre fixe (12). 7. Echangeur suivant l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé par le fait qu'il comprend des rails (8, 20) entre lesquels sont montées coulissantes des panneaux (19) obturant les passages préférentiels entre les différents modules de surfaces d'échange (15) et/ou entre le ou les modules (14) et les parois (2) de l'enveloppe (1).