Brevet FR2652638A1 — publié le 19910405

L'invention a trait à uLin échangeur de chaleur potr tomates, notamment hachées, coupées en morceaux oU en tout cas écrasées. FPour plus de simplicité, dans le cours de la présente description on se rétfrera à de la tomate hachée, mais il faudra toujour entendre de la tomate ecrasée de n'importe quelle manière. Les échangeurs de chaleurs destinés atux tomates hachées actuellement utilisés, sont du type prévoyant un faisceau tLtbulaire, c'est-à-dire une pluralité de tubes qui sont ancres sur -deux plaques à tubes d'ex-trémité et qui sont renfermes dans une enveloppe généralement cylindrique. Un liquide chauffant: Qénralement de la vapeur, est envoyé dans l'enveloppe cylindrique, tandis que la tomate hachée à chauffer circule à. l'intérieur des tubes du faisceau tubulaire. Le nettoyage de l'intérieur des tubes du aisceau tubulaire est une opération particul i rement lonqguLte et difficiie du fait qu elle doit _tre normalement effectuée en raclant chaque tube avec des tmoyens mécaniques appropries. D-ailleurs ce nettoyage est indispensable, étant donné que si les tubes sont m'me partiellement obstrués par des encrassements ou des corps étrangers, non seulement la capaci té d'échange thermique de l'appareillage diminue, mais le produit àa l'intérieur des tubes suLbit fréquemment des brCtlures." - Le problème' de 1 'encrassement des tubes des échangeurs de chaleur à faisceau tubulaire est devenu plus critique depuis que les tomates ont commencé à etre 3( r _col tes mcani quement du - ai t- que ceci a remarquablement augmenté la présence d'herbe, d'arbustes, de plantes de tomate et d'autres corps étrangers parmi les tomates récoltées. Maloré avant le hachage des tomates on fait recours à des moyens pour séparer les tomates des plantes ramassées avec les fruits, il est inévitables que quelques plantes de tomate, de l'herbe et autres restent avec les tomates à hacher et soient envoyés dans 1 'échangeur de chaleur avec les tomates. Il est assez fréquent que ces plantes, de forme allongée, s'arr'tant au niveau de 1 'embouchure des tubes ou bien dans la zone des plaques a tubes: causent Lune obstrutction dans l'échangeur de chaleur. Dans ce cas, pour librer l'échangeur de chaleur des plantes qui encrassent les tubes et qui causent les inconvnients dcrits ci- dessus, il -t-aut mettre l'appareillage hors service et effect,_er son nettoyage. Cette opération, normalement trs laborieuse, entraîne _galement uine diminution de la productivité de l'installation. -La présente invention a pour but d'liminer. les inconvénients décrits cidessus en prévoyant un échangeur de chaleur qui, tout en maintenant sensiblement la même capacité d'echange thermique qu'un À.é changeur de chaleur a faisceau tubulaire ayant les mêmes dimensions, soit en mesure de réduire de manière drastique les risques d'obstruction dus particulièrement a la présence, dans la tomate hachée, de plantes, ] herbes, arbustes et autres corps étrangers. Par rapport au' échangeurs de type connu 1 'invention prsente 1 'avantage de provoquer moins de pertes de charge sur la tomate hachée lors de la circulation et du chauffage b. 'intérieur de ?5 1 ' échangeuer.,: Les buts et les avantages précits et d'autres encore sont atteints par l'échangeur de l'invention qui comporte essentiellement une enceinte pourvue d'une bouche d'entrée et d'une bouche de sortie, qui est revêtue d'une enveloppe extérieure chauffante et A 1 'intérieur de laquelle se trouve un corps de chauffe définissant avec la surface interne de l'enceinte un interstice mince dans lequel passe la tomate hachée a chauffer. 3 5 D ''autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description détaillée qui suit de formes d'exécution préférées mais non exclusives de l'échangeur en question, données a simple titre d'exemple non limitatif à l'aide des dessins annmexés, sur lesquels. - la figure t e.st une vue schématique de coté d'une première forme d'exécution de 1 'échangeur de l'invention, o,' certaines parties ont été enlevées pour mieux en mettre en évidence d'autres; - la figure 2 est une vue schématique de coté d'une deuxièmte forme d 'ex'écution de 1 'échangeur de l'invention. oi certaines parties ont été enlevées pour ) mieux en mettre en évidence d'autres; - la figure 3 montre l'échangeur de la. figure 2 en coupe suivant' le plan III-III. L'échangeur de chaleur de l'invention comporte, suivant sa première forme d'e:xécution, une enceinte 1 i5 cylindrique de forme allongée, aux extrémités de laquelle sont prévues respectivement une bouche d'entrée et une bouche de sortie 4 destinées à. la. tomate hachée; l'échangeur est représenté en position horizontale mais il peut également être positionné 2C) verticalement ou suivant une autre position intermédiaire quelconque Les bouches d'entrée et de sortie sont disposées de sorte que leur axe est perpendiculaire à. l'axe de l'enceinte et elles sont raccordées 2 cette dernière; en tout cas également la disposition des bouches peut tre différente de ce-lle illustrée. Des supports qui seront décrits plus en détail par la suite sont prévus sur les pièces de raccordement de la bouche d'entrée et de sortie. Ji3 A 1 'intérieur de l'enceinte i il y a un corps de chauf-Fe 2, _galement cylindrique, qui s'étend sur toute la longueur de l'enceinte 1. Le corps de chauffe 2 est disposé coa.ialement avec l 'enceinte 1 et est creux à sont intérieur; le corps de chauffe 2 est conformé et agencé de manière à définir, entre sa surface externe et la surface interne de l'enceinte t, un interstice libre 11 reliant la bouche d'entrée à la bouche de sortie de l'enceinte. Dans le but de maintenir -4- l'interstice il complètement libre, le corps de chauffe est pourvu de deux éléments d'extrémité, respectivement 12 et 13, chacun desquels est inséré de manière étanche dans l'un des supports prévus sur les pièces de raccordement des bouches d'entrée et de sortie, ces éléments d'extrémite permettant de soutenir le corps de chauffe central sans obstruer l'interstice annulaire Ces supports sont agencs de manière à. permettre au corps de chauffe central 2 de flotter librement à l'intérieur de l'enceinte cylindrique 1 en direction axiale. _Sur l'élément d'e-:trémité 13 on a ménagé, une entrée 8 destinée au fluide chauffant qui pénètre à l'interieur du corps 2 et deuX sorties, respectivement 9 et 10, destinées à l'extraction du fluide chauffant et des gaz incondensables. L'entrée 8 et les sorties 9 et ) ne sont pas en commutnication avec I'intérieur de l'enceinte 1. A l'extérieur de l'enceinte i on prévoit une 2] enveloppe chauffante 5 qui est disposée de manière à entourer l'extérieur de l'enceinte 1. L'enveloppe 5 présente une entrée 6 et deux sorties 7 destines au fluide chauffant, généralement mais non exclusivement de la vapeur. Egalement l'enveloppe 5 est cylindrique et eile est disposée de manière coaxiale par rapport à. l'enceinte 1 L'interstice 11 présente une section droite annulaire constante. Dans la deu:iième forme d'exécution représentée 'sur les figures 2 et T l'échangeur, en plus des éléments décrits pluis haut qui ont été indiqués par les mèmes numéros de référence, comporte un élément séparateur 15 qui est placé a 1 'intérieur de 1 'interstice 11 en position diamétrale et qui sépare l'interstice en deuxt' moitiés ou demi-coques, respectivement inférieure ila e supérieure lib, la section de chacune desquelles est égale à la moitié de la section de l'interstice 11. Dans cette deuxième forme d'exécution la bouche -_Dans carte deuxième force d'exécution la bouche _5_ d'entrée 3 et la bouche de sortie 4 de l'échangeur sont placées à la même extrémité de l'échangeur et sont reliées respectivement avec la demi-coque- in-FérieuLLre et la demi-coque supérieure. L'élément 15 est pourvu de joints 16 permettant la séparation de manière étanche entre la demi-coque inférieure et la demi-coque supérieure. Ces demi-coques ne sont en communication entre elles qu'à. l'extremité de l'échangeuLr de chaleur qui n'est pas pourvue des bouches 3 et 4; à cet effet, 1C 1' lélment separateur 15 s'int:errompt à proximité de cette ex-trémité. Dans cette deuxi me forme d'exé:cution la toate hachée qui entre dans 1 'échangeur de chaleur de la bouche d'entrée s'écoule le long de la. demicoque inférieure lla, passe dans la demi-coque supérieure Ilb à travers l'interruption de l 'interstice. et sort à. travers la bouche de sortie 4 apres avoir parcouru la demi-coque 1lb. Cette deuxième forme d'exécuLtion a une faible aucmentation des pertes de charge mais, à égalité de débits, présente un coefficient d'échange thermiqu.e plus éleve. Dans certaines installations en outre 1-assemblage est plus facile du fait que les bouches d'entrée et de sortie se trouvent sur la mme extrémité de 1 'échangeur de chaleur et par conséquent -:es f' conduites reliant les bouches à I'installation peuvent être moins tortueuses. Les deux formes d'e'xécution, qui pourront être utilisées alternativement suivant les exigences de 730 l'installation à laquelle l'échangeur est destiné, présentent les avantages qui suivent. En vertu de la géométrie particulière qui ne présente aucun obstacle à l'écoulement de la tomate hachée, il n'existe pas la possibilité que des plantes, herbes, arbustes et autres corps étrangers puissent s'arrLter dans 1 'interstice; l'échangeur en question résout donc le problème de l'encrassement engendré par ces corps étrangers. -6- La hauteur de l'interstice garde le même ordre de grandeur que le diamètre des tube d'un échangeur à faisceau tubulaire ayant la même capacité d'échange thermique. En tout cas la hauteur de 1 'interstice est suffisante A permettre le passage aise des corps étrangers sans que la capacité d'échange termique entre le fluide chauffant et la tomate hachée subisse une diminution impor3ante. De cette manière, la capacité d'échange thermique entre la tomate hachée et la source chauffante étant sensiblement constante, on a une diminution importante des pertes de charge sur l'écoulement de la tomate hachée,. favorisée par la géométrie particulière du système. En tout cas le but le plus important et I 'avantage le plus:remarquable que l'échangeur de chaleur de l'invention atteint sont ceux d'éliminer tout problème lié à l'encrassement de la part de corps étrangers présents dans la tomate hachée. Ceci W0 représente un avantage très important par rapport aux échangeurs de chaleur utilisés jusqu'à présent pour la tomate hachée, étant donné que, à cause de l'important développement que la récolte mécanique a au, le risque de trouver les échangeurs de type connu obstrués par les corps étrangers présents dans le produit en cours-- de travail est augmenté de manière remarquable. L'invention ainsi conçue est susceptible de nombreuses modifications de caractère pratique et relatives aux dmtails de construction sans que 1 'on *:'- sorte pour autant du cadre de protection de celle-ci. -J - 7 - R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Echangeur de chaleur pour tomates, caracterisé en ce quL'il comporte: une enceinte (1) de forme allongée, aux extrémites de laquelle on prévoit respectivement une bouche d'entrée (3) et une bouche de sortie (4) de la tomate hachée; - un corps de chauffe (2), qui est disposé à 1 'intérieur de 1 'enceinte et s'étend Sur toute la longueur de cette dernibre, conformé et agencé de manière A définir, entre sa surface externe et la surface interne de l'enceinte, un interstice libre (1l) reliant la bouche d'entr]'e à la bouche de sortie de l'enceinte; - une enveloppe e'.trieuLtre (5) chauffante disposée de manibre à entourer extérieurement ladite enceinte. 2. Echangeur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite enceinte, ledit corps de chauffe et ladite enveloppe sont de forme cylindrique et sont disposés de maniere coaxiale l'un par rapport à. l'autre; ledit interstice présentant une section 2-) annulaire droite. 3. Echangeur de chaleur selon la revendication caractéris_ en ce que ledit corps de chau-Ffe (2) est reLu à son intérieur et est pourvu d'au moins une entrée (8) et d'au moins une sortie (9) (1(0) destinées au f luide chauf fant, l esquelles ne sont pas en communication avec l'interieur de l'enceinte; ladite enveloppe (5) présentant au moins une entrée (à) et au moins une sortie (7) destinées au --luide chauffant. 4. Echangeutr de chaleur selon la revendication j' 2, caractérisé en ce qu'il comporte uLn élément séparateur (15) qui est mis à l 'intérieur de l'interstice (11) en position diamétrale et qui sépare 1 'interstice en deux moiti ès ou demi-coques, respectivement inférieure (11a) et supérieure (l1b), la section de chacune de ces demi-coques étant égale à la moitié de la section de l'interstice (11); étant prévu que la bouche d'entrée (3) et la bouche de sortie (4)-de 1- échangeur soient placées toutes les deux à la meme e trémité de l'échangeur et soient reliées respectivement a la demi-coque inférieure et a la demi- coque supérieure. 5. Echangeur de chaleur selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément séparateur (15) est pourvu de joints (I6) destines à permettre la séparation, de manière étanche, entre la demi-coque intérieure et 'la demi-coque supérieure; étant prévu que l'élément séparateur (15) s'interrompe à proximité de L0 l'extrémité de l'échangeur qui n'est pas pourvue des bouches d'entrée et de sortie. 2ó) -J_ |. A, t i