CA2502526A1 - Echangeur de chaleur a condensation, a enveloppe plastique - Google Patents

Echangeur de chaleur a condensation, a enveloppe plastique Download PDF

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Abstract

Cet échangeur comprend au moins un faisceau (2) de tubes enroulé en hélice, dont la paroi, thermiquement conductrice, présente une section droite aplati e et ovale, dont le grand axe est perpendiculaire à celui (X-X') de l'hélice, tandis que la largeur de l'interstice séparant deux spires adjacentes est faible et constante, ce faisceau étant monté fixement à l'intérieur d'une enveloppe (1) munie d'une manchette (12) d'évacuation des gaz générés par un brûleur (6), des moyens étant prévus pour faire circuler de l'eau froide à l'intérieur de ce faisceau (2), cet échangeur étant ainsi agencé que les gaz chauds traversent radialement le faisceau à travers les interstices des spires; l'échangeur est remarquable en ce que, d'une part, l'enveloppe(1) es t réalisée en matière plastique résistant à la chaleur et, d'autre part, des moyens (5; 3-30) sont prévus pour assurer une contention mécanique du faisce au en direction axiale, et à absorber les efforts de poussée résultant de la pression interne du fluide, en évitant qu'ils ne se transmettent à l'envelop pe (1). Echangeur à condensation, notamment à usage domestique, de poids et de coût réduits.

Claims (19)

1. Échangeur de chaleur à condensation, associé à un brûleur à gaz ou fuel (6), qui comprend au moins un faisceau (2) de tubes, lequel consiste en un tube, ou un groupe de tubes disposés bout à bout, formant un enroulement en hélice, dans lequel la paroi du (des) tube(s) est réalisée dans un matériau thermiquement bon conducteur et présente une section droite aplatie et ovale, dont le grand axe est perpendiculaire, ou approximativement perpendiculaire, à celui (X-X') de l'hélice, tandis que la largeur de l'interstice séparant deux spires adjacentes est constante et notablement plus faible que l'épaisseur de ladite section droite, ce faisceau étant monté fixement à l'intérieur d'une enveloppe (1) imperméable aux gaz, des moyens étant prévus pour faire circuler un fluide à réchauffer, en particulier de l'eau froide, à l'intérieur de(s) tube(s) constitutif(s) dudit faisceau (2), cette enveloppe (1) présentant une manchette (12) d'évacuation des gaz brûlés, cet échangeur étant ainsi agencé que les gaz chauds générés par le brûleur (6) traversent radialement, ou approximativement radialement, ledit faisceau en passant à travers les interstices séparant ses spires, caractérisé par le fait que, d'une part, ladite enveloppe (1) est réalisée en matière plastique résistant à la chaleur et que, d'autre part, il comporte des moyens de contention mécanique (5; 3-30) dudit faisceau suivant sa direction axiale, aptes à absorber les efforts de poussée résultant de la pression interne du fluide qui y circule et qui tend à en déformer les parois, en évitant que ces efforts ne soit transmis à l'enveloppe (1).
2. Échangeur selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte une sonde de température (9; 9') portée par ladite enveloppe (1), apte à
commander l'arrêt du brûleur lorsque la température régnant à l'intérieur de l'enveloppe, au voisinage de cette sonde, dépasse un seuil prédéterminé.
3. Échangeur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que lesdits moyens de contention comprennent un jeu de tirants (5) qui s'étendent à
l'extérieur du faisceau (2), parallèlement à l'axe (X-X1) de l'hélice, et dont les extrémités sont solidaires d'éléments d'appui (3, 30) s'appliquant contre les deux faces opposées du faisceau.
4. Échangeur selon la revendication 3, caractérisé par le fait que l'élément d'appui (3, 30) situé à l'une des extrémités du jeu de tirants est une plaque mince, par exemple en forme de disque, qui est ajourée en partie centrale, de forme annulaire par conséquent.
5. Échangeur selon la revendication 4, caractérisé par le fait que ladite plaque (3) fait office de façade, qui obture partiellement une face ouverte de l'enveloppe, et est fixée à cette dernière à sa périphérie, par exemple par sertissage.
6. Échangeur selon la revendication 5, caractérisé par le fait que les portions d'extrémité (50) des tirants traversent ladite façade (3) de manière à faire légèrement saillie vers l'extérieur et que ces portions d'extrémité (50) sont filetées de telle sorte qu'elles permettent un montage amovible d'une porte (4) contre la façade au moyen d'écrous (400).
7. Échangeur selon la revendication 6, caractérisé par le fait que ladite porte (4) est solidaire du brûleur (6).
8. Échangeur selon l'une des revendication 4 à 7, caractérisé par le fait que lesdits tirants (5) sont au nombre de quatre, sensiblement disposés selon un carré, et que les éléments d'appui situés du côté opposé à ladite façade consistent en une paire de brides arquées ou coudées (30a, 30b), conformées pour épouser au plus près le contour du faisceau (2) en s'appliquant contre deux zones diamétralement opposées de celui-ci, chaque bride (30a, 30b) étant fixée à une paire de tirants (5) voisins.
9. Échangeur selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que la matière plastique constitutive de l'enveloppe (1) est un matériau composite à base de résine chargée de fibres ou d'écailles de verre.
10. Échangeur selon la revendication 9, caractérisé par le fait que ladite résine est un composé de polyphénilène oxyde, de polystyrène et de polypropylène.
11. Échangeur selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait qu'il comprend deux faisceaux de tubes coaxiaux (2a, 2b) situés bout à
bout, et raccordés l'un à l'autre, dont l'un fait office d'échangeur primaire et l'autre d'échangeur secondaire, un organe déflecteur (7) étant intercalé entre ces deux faisceaux, et ainsi agencé, que les gaz chauds générés par le brûleur traversent d'abord l'échangeur primaire (2a), en traversant les interstices séparant ses spires de l'intérieur vers l'extérieur, puis l'échangeur secondaire (2b), en traversant les interstices séparant ses spires de l'extérieur vers l'intérieur, après quoi ils sont évacués via ladite manchette (12)..
12. Échangeur selon la revendication 11, caractérisé par le fait que ledit déflecteur (7) est solidaire desdits faisceaux de tubes (2a, 2b).
13. Échangeur selon la revendication 11, caractérisé par le fait que, le brûleur (6) étant monté à l'intérieur dudit faisceau faisant office d'échangeur primaire (2a), ledit déflecteur (7) a une forme discoïde et est solidaire de l'extrémité
de ce brûleur, ce déflecteur étant garni à sa périphérie d'un joint thermiquement isolant qui s'applique contre l'intérieur du faisceau.
14. Echangeur selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé par le fait que ladite enveloppe (1) est constituée de deux demi coquilles moulées accolées et solidarisées l'une avec l'autre, par exemple par soudure.
15. Echangeur selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé par le fait qu'il comporte une virole (100) disposée à l'extérieur dudit faisceau (2) et à
l'intérieur de ladite enveloppe (1) en matière plastique, cette virole (100) assurant une fonction d'écran thermique apte à isoler cette dernière de la chaleur émise par les gaz brûlés.
16. Echangeur selon la revendication 15, caractérisé par le fait que ladite virole (100) est réalisée dans une tôle en acier inoxydable de faible épaisseur.
17. Echangeur selon l'une des revendications 15 ou 16, caractérisé
par le fait que ladite virole (100) est plaquée contre la surface interne de ladite enveloppe (1) en matière plastique, mais est maintenue à une certaine distance de cette dernière, par exemple au moyen d'une série de bossages (101) emboutis dans la paroi de la virole (100).
18. Echangeur selon l'une des revendications 15 à 17, caractérisé par le fait que ladite virole (100) est constituée de deux parties cintrées complémentaires (100a, 100b) accolées l'une contre l'autre de manière à former une enveloppe annulaire s'adaptant contre la surface interne de ladite enveloppe (1) en matière plastique.
19. Echangeur selon la revendication 18, caractérisé par le fait que les bords en regard desdites parties cintrées (100a, 100b) présentent une rangée d'encoches (102), approximativement semi-circulaires, ou semi-ovalisées, aptes à
enserrer les portions d'extrémité rectilignes du tube, ou des tubes, constitutif(s) de l'enroulement, lorsque ces parties cintrées (100a, 100b) sont accolées l'une contre l'autre.
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