CA3221971A1

CA3221971A1 - Echangeur de chaleur

Info

Publication number: CA3221971A1
Application number: CA3221971A
Authority: CA
Inventors: Joseph Le Mer
Original assignee: Sermeta SAS
Current assignee: Sermeta SAS
Priority date: 2021-07-16
Filing date: 2022-07-15
Publication date: 2023-01-19
Also published as: EP4370855A1; KR20240036012A; CN117642594A; WO2023285680A1; FR3125326B1; FR3125326A1

Abstract

La présente invention concerne un échangeur de chaleur (1') comprenant: - une enveloppe (2) étanche aux gaz, - au moins un tube (4), réalisé dans un matériau thermiquement bon conducteur et à l'intérieur duquel peut circuler un fluide à réchauffer, ce tube (4) étant enroulé en hélice de façon à former un enroulement hélicoïdal (40) d'axe longitudinal (X-X') qui est disposé à l'intérieur de ladite enveloppe (2), - des moyens d'amenée et/ou de production de gaz chauds à l'intérieur de ladite enveloppe (2), tel un brûleur (3), de façon à y définir une chambre de combustion (26), cet enroulement hélicoïdal (40) étant agencé de façon à ménager un interstice (45) entre deux spires adjacentes, ledit au moins un tube (4) présentant une face avant (41) et une face arrière (42) opposées, un côté intrados (43) orienté vers l'axe longitudinal (X-X') et un côté extrados (44) orienté vers l'enveloppe (2), ladite face avant (41) et ladite face arrière (42) du tube (4) étant planes ou sensiblement planes et étant situées de part et d'autre de l'interstice (45). Cet échangeur est remarquable en ce que ledit au moins un tube (4) présente sur sa face avant (41) et/ou sa face arrière (42), un épaulement (46) qui s'étend depuis le côté intrados (43) du tube en direction de son côté extrados (44), sur une partie de la hauteur (H1) de la section droite de ce tube (4) et également sur la totalité ou la quasi-totalité de la longueur de ce tube (4).

Description

DESCRIPTION
TITRE : Echangeur de chaleur DOMAINE DE L'INVENTION
L'invention se situe dans le domaine des échangeurs de chaleur, notamment ceux utilisés pour produire de l'eau chaude sanitaire ou de l'eau d'un réseau de chauffage.
L'invention concerne plus particulièrement un échangeur de chaleur comprenant une enveloppe, des moyens d'amenée et/ou de production de gaz chauds à l'intérieur de cette enveloppe pour y définir une chambre de combustion et au moins un tube enroulé
en hélice, disposé dans cette chambre de combustion et à l'intérieur duquel circule un fluide à
réchauffer, tel que de l'eau.
ETAT DE LA TECHNIQUE
On connaît déjà dans l'état de la technique un tel échangeur de chaleur. Dans ce type d'échangeur, l'enroulement hélicoïdal du tube est agencé de façon à ménager un faible interstice entre ses spires adjacentes. Les gaz chauds, produits ou amenés dans l'enroulement, passent dans les interstices, de l'intérieur vers l'extérieur et sont ensuite évacués vers l'extérieur de l'échangeur de chaleur par une manchette d'évacuation des gaz brûlés, prévue à cet effet.
Lorsque les gaz chauds passent dans ces interstices, ils réchauffent les parois des spires du tube, situées de part et d'autre de l'interstice et ce faisant, ils réchauffent également le fluide qui circule dans ce tube.
Or, on constate, notamment dans le cas où le tube présente une section transversale oblongue avec une face avant et une face arrière, planes ou sensiblement planes, que l'interstice entre deux spires voisines peut s'encrasser et même s'obstruer au cours du temps, car des scories, c'est-à-dire des suies ou des particules non brûlées véhiculées par les gaz chauds, s'y déposent.
Cette obstruction totale ou partielle de certains interstices a pour effet de créer une augmentation de la pression des gaz circulant à l'intérieur de la chambre de combustion, ce qui nécessite d'augmenter la vitesse du ventilateur amenant le mélange air/combustible dans le brûleur ou amenant l'air chaud dans la chambre et donc d'augmenter la consommation électrique de ce ventilateur.
Cette obstruction de certains interstices a également pour effet de réduire la surface d'échange thermique entre le fluide à réchauffer et les gaz chauds et donc de générer un réchauffement du fluide circulant dans le tube, qui n'est pas homogène sur toute la longueur de ce dernier et d'aboutir à une baisse de rendement de l'échangeur de chaleur.
De plus le rendement de l'échangeur se dégrade dans le temps au fur et à
mesure de l'encrassement des interstices.
Enfin, du fait de cette obstruction, il est également nécessaire de réaliser régulièrement le nettoyage de ces interstices. Cette opération de maintenance est coûteuse en temps et en main-d'oeuvre.
On connait déjà d'après le document US 2015/0153067, un appareil de chauffage muni d'une porte à brûleur intégré. Cet appareil comprend un tube à l'intérieur duquel peut circuler un fluide à réchauffer. Ce tube est enroulé en hélice de façon à former un enroulement hélicoïdal dont les spires sont espacées entre elles d'un interstice permettant le passage des gaz chauds produits par le brûleur. Ces interstices sont calibrés à l'aide de bossages ponctuels formés sur l'une des faces planes du tube comme on peut le voir sur les figures de ce document.
Toutefois, ce document ne décrit ni ne suggère le fait de réaliser un épaulement de récupération des suies et des scories, formé sur la face avant et/ou arrière de ce tube sur une partie de la hauteur de la section droite de ce tube depuis le côté
intrados du tube et sur toute la longueur du tube ou quasiment toute la longueur du tube.
On connait également d'après le document EP 3 141 838, un échangeur de chaleur comprenant un tube enroulé en hélice et disposé à l'intérieur d'une enceinte et autour d'un brûleur. Les interstices entre les spires sont calibrés par un peigne muni de dents, disposé
du côté extrados du tube.
Ce tube possède également, coté intrados, une pluralité d'ailes destinées à
augmenter la surface de contact et le transfert de chaleur entre les gaz chauds produits par le brûleur et le tube et donc le fluide à réchauffer qui y circule. Ces ailes sont formées aux extrémités intrados du tube (sur les petits côtés de celui-ci).
Ce document ne décrit pas le fait d'avoir un épaulement sur la face avant et/ou arrière du tube, afin de récupérer les suies et les scories.
EXPOSE DE L'INVENTION
Un but de l'invention est donc de proposer un échangeur de chaleur permettant de résoudre les problèmes précités et notamment de limiter l'encrassement des interstices entre deux spires voisines du tube de cet échangeur.

2 A cet effet, l'invention concerne un échangeur de chaleur comprenant :
-une enveloppe étanche aux gaz, munie d'une manchette d'évacuation des gaz brûlés, - au moins un tube, réalisé dans un matériau thernniquennent bon conducteur et à l'intérieur duquel peut circuler un fluide à réchauffer, tel que de l'eau, ce tube étant enroulé en hélice de façon à former un enroulement hélicoïdal d'axe longitudinal X-X', cet enroulement hélicoïdal étant disposé à l'intérieur de ladite enveloppe, - des moyens d'amenée et/ou de production de gaz chauds à l'intérieur de ladite enveloppe, tel un brûleur à gaz ou à fioul, de façon à y définir une chambre de combustion, cet enroulement hélicoïdal étant agencé de façon à ménager un interstice entre deux spires .. adjacentes, ledit au moins un tube présentant une face avant et une face arrière opposées, un côté
intrados orienté vers l'axe longitudinal X-X' et un côté extrados opposé
orienté vers l'enveloppe, ladite face avant et ladite face arrière du tube étant planes ou sensiblement planes et situées de part et d'autre de l'interstice.
.. Conformément à l'invention, ledit au moins un tube présente sur sa face avant et/ou sa face arrière, un épaulement, cet épaulement s'étend depuis le côté intrados du tube en direction de son côté extrados, sur une partie de la hauteur de la section droite de ce tube et cet épaulement s'étend également soit sur toute la longueur dudit au moins un tube se trouvant dans ladite chambre de combustion, soit sur toute la longueur dudit au moins un tube se trouvant dans ladite chambre de combustion à l'exception de la première ou de la dernière spire de l'enroulement hélicoïdal, et chaque interstice entre deux spires voisines est calibré
soit à l'aide d'une dent d'un peigne introduite dans l'interstice entre deux spires, du côté
extrados du tube, soit à l'aide de plusieurs éléments saillants, tels que des bossages, formés sur la face avant et/ou sur la face arrière dudit au moins un tube, chaque élément saillant .. formé sur une spire du tube étant en appui respectivement contre la face arrière et/ou la face avant de la spire adjacente, de sorte que l'épaulement permet de récupérer les suies et les scories entrainées dans les gaz chauds qui traversent les interstices.
Cet épaulement permet de récupérer les suies ou les scories issues de la combustion des gaz par le brûleur, tout en conservant l'interstice entre deux spires voisines dégagé. Les gaz .. chauds peuvent ainsi continuer à traverser cet interstice et à réchauffer l'eau circulant dans l'enroulement hélicoïdal.
Cet épaulement permet donc de retarder la vitesse d'encrassement des spires, de limiter l'augmentation de la pression dans la chambre de combustion, de ne pas générer de surconsommation électrique de l'échangeur, de maintenir le rendement de l'échangeur et

3 de retarder et d'espacer les interventions de maintenance/nettoyage réalisées sur le tube de l'échangeur de chaleur.
Selon d'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives de l'invention, prises seules ou en combinaison :
-l'épaulement s'étend sur une hauteur, mesurée depuis l'intrados, qui mesure jusqu'à un tiers environ de la hauteur de la section droite du tube.
- l'écart entre deux spires voisines, mesuré là où se trouve le ou les épaulement(s) est plus large que l'écart entre deux spires voisines, mesuré là où il n'y a pas l'épaulement.
-un déflecteur discoïde est monté à l'intérieur de l'enroulement hélicoïdal de façon étanche aux gaz, ce déflecteur discoïde ménage à l'intérieur de l'enveloppe, une chambre de condensation qui s'étend entre ledit déflecteur discoïde et le fond de l'enveloppe et une chambre de combustion qui s'étend entre ledit déflecteur discoïde et une façade de l'enveloppe sur laquelle est montée une porte portant lesdits moyens d'amenée et/ou de production de gaz chauds et l'épaulement est formé exclusivement sur le tube ou les tubes ou la portion de tube qui est positionné dans la chambre de combustion.
-l'interstice entre les spires adjacentes est calibré à l'aide de plusieurs éléments saillants, tels que des bossages, formés sur la face avant et/ou sur la face arrière dudit au moins un tube, chaque élément saillant formé sur une spire du tube étant en appui respectivement contre la face arrière et/ou la face avant de la spire adjacente et en ce que chaque élément saillant est formé sur la partie de la face avant et/ou de la face arrière qui ne comprend pas l'épaulement.
- l'interstice entre les spires adjacentes est calibré à l'aide de plusieurs éléments saillants, tels que des bossages, formés sur la face avant ou sur la face arrière dudit au moins un tube, en ce que les éléments saillants et l'épaulement sont formés sur des faces opposées du tube et en ce que les éléments saillants sont en appui contre la portion de la face du tube qui ne comprend pas l'épaulement.
-ledit tube est hydrofornné.
DESCRIPTION DES FIGURES
D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :

4 - la figure 1 représente une vue en coupe longitudinale d'un échangeur de chaleur conforme à l'invention, dans lequel il y a uniquement une chambre de combustion ;
- la figure 2 est une vue en perspective d'une partie d'un tube d'échangeur de chaleur conforme à l'invention ;
- la figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'un échangeur de chaleur à
condensation conforme à l'invention ;
- la figure 4 est une vue en perspective d'un peigne ;
- la figure 5 est une vue de détail d'une section transversale de trois spires du tube conforme à l'invention, la coupe étant réalisée au niveau des bossages ;
- la figure 6 est une vue de détail d'une section transversale de trois spires du tube conforme à l'invention, la coupe étant réalisée en un point du tube exempt de bossages ;
- la figure 7 est une vue de détail d'une section transversale de trois spires du tube conforme à un autre mode de réalisation de l'invention.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
Un premier mode de réalisation de l'invention va maintenant être décrit en faisant référence à la figure 1, qui représente un échangeur de chaleur 1 comprenant uniquement une chambre de combustion. Sur cette figure, il est représenté dans sa position normale d'utilisation.
Cet échangeur de chaleur 1 comprend une enveloppe 2, des moyens d'amenée et/ou de production de gaz chauds à l'intérieur de ladite enveloppe et au moins un tube 4, à
l'intérieur duquel circule le fluide à réchauffer, notamment de l'eau. Une pompe non visible sur les figures permet d'assurer cette circulation d'eau.
L'enveloppe 2 présente une forme générale tubulaire et s'étend selon un axe longitudinal X- X'. De façon connue, elle présente à sa partie supérieure une manchette 21 d'évacuation des gaz brûlés et à sa partie inférieure, un orifice de sortie connecté à un conduit d'évacuation 22 des condensats.
L'enveloppe 2 est fermée à son extrémité arrière par un fond 23, équipé sur sa face interne par un disque 230 en matériau thernniquennent isolant.
Une façade 24 est fixée à l'avant de l'enveloppe 2. Elle comprend une ouverture centrale, apte à être obturé par une porte 25.

5 Le tube 4 est réalisé dans un matériau thernniquennent bon conducteur, tel que du métal. Il est enroulé sur lui-même en hélice, de façon à former un enroulement hélicoïdal 40 et il est disposé à l'intérieur de l'enveloppe 2 de sorte que son axe longitudinal X-X' soit confondu avec l'axe longitudinal X- X' de l'enveloppe 2.
Les moyens de production de gaz chauds sont de préférence un brûleur 3, par exemple un brûleur à gaz ou à fioul. Ce brûleur 3 est de préférence de forme tubulaire, et il est disposé
à l'intérieur de l'enveloppe 2 et à l'intérieur de l'enroulement 40, de sorte que son axe longitudinal X-X' soit confondu avec l'axe longitudinal X- X' de l'enveloppe 2.
Le brûleur 3 est fixé sur la face interne de la porte 25.
Les moyens d'amenée de gaz chauds (non représentés sur les figures) comprennent un brûleur disposé à l'extérieur de l'échangeur et un ventilateur fixé sur la porte 25 pour introduire les gaz chauds à l'intérieur de l'enveloppe 2, dans l'enroulement hélicoïdal 40.
L'espace qui s'étend à l'intérieur de l'enroulement 40 constitue ainsi une chambre de combustion 26.
Le tube 4 présente deux extrémités formant une embouchure d'entrée et une embouchure de sortie, desquelles le fluide à réchauffer est respectivement introduit et extrait. L'une de ces embouchures 400 est visible sur la figure 2.
Le tube 4 présente une section droite oblongue, qui peut être ovale ou rectangulaire ou encore rectangulaire avec des petits cotés qui peuvent être saillants et incurvés (comme représenté sur les figures) ou encore être saillants et en V.
Le tube 4 présente ainsi une face avant 41 et une face arrière 42 opposées.
Par convention, dans la suite de la description et des revendications, le terme - face avant désigne la face tournée vers l'avant de l'échangeur, c'est-à-dire vers la façade 24, tandis que le terme - face arrière désigne la face tournée vers l'arrière de l'échangeur, c'est-à-dire vers le fond 23.
En outre, le tube 4 présente un côté intrados 43, orienté vers l'axe X-X' et vers la chambre de combustion 26 (ou vers le brûleur 3 lorsque celui-ci est présent) et un côté extrados opposé 44, orienté vers l'enveloppe 2. Ces côtés intrados 43 et extrados 44 correspondent aux petits côtés du tube 4.
De préférence et comme cela est représenté sur les figures, les faces avant 41 et arrière 42 sont planes et parallèles entre elles. Toutefois, en fonction de la forme de la section droite

6 du tube 4, ces faces avant 41 et arrière 42 pourraient ne pas être rigoureusement planes mais sensiblement planes (par exemple légèrement incurvées).
De préférence, et afin de simplifier l'assemblage de l'enroulement 40 entre la façade 24 et le fond 23 ou le disque 230, l'enroulement du tube 4 est réalisé de façon que le grand axe Y-Y' de la section droite du tube soit perpendiculaire à l'axe X-X' longitudinal de l'enroulement hélicoïdal 40. Toutefois, ce grand axe Y-Y' pourrait également être légèrement incliné par rapport à l'axe X-X' longitudinal de l'enroulement hélicoïdal 40 sans pour autant sortir du cadre de l'invention.
L'enroulement hélicoïdal 40 présente une série de spires voisines et il existe un interstice 45 entre deux spires voisines, dont la valeur est calibrée comme cela sera détaillé
ultérieurement. Au sein de cet enroulement 40, la face avant 41 et la face arrière 42 du tube 4 sont situées de part et d'autre de l'interstice 45 comme on le voit sur les figures 1 et 3.
Les gaz chauds sortent de la chambre de combustion 26 en passant dans les interstices 45, de l'intérieur vers l'extérieur, comme symbolisé par les flèches i. Ce faisant, ils réchauffent les parois du tube 4 et notamment les faces avant 41 et 42 et donc l'eau qui circule dans ce tube. Les gaz sont ensuite évacués vers l'extérieur au travers de la manchette 21, (voir les flèches ii).
Conformément à l'invention, et comme cela apparaît mieux sur les figures 2, 5 et 6, le tube 4 présente sur sa face avant 41 et/ou sa face arrière 42, un épaulement 46.
Cet épaulement 46 s'étend depuis le côté intrados 43 en direction du côté extrados 44 sur une partie de la hauteur H1 de la section droite du tube 4.
Sur la figure 2, on peut voir que cet épaulement 46 s'étend sur une hauteur H2 (mesurée depuis l'intrados 43) inférieure à H1. En d'autres termes, et comme on peut le voir sur les figures 5 et 6, la présence de l'épaulement 46 fait que la largeur extérieure L2 de la section transversale du tube 4 prise au niveau de l'épaulement 46 est inférieure à la largeur extérieure L1 de la section transversale du tube 4 prise dans la partie du tube où il n'y a pas d'épaulement 46.
De préférence, la hauteur H2 mesure jusqu'à un tiers environ de la hauteur H1.
L'épaulement 46 peut s'étendre sur toute la longueur du tube 4. De préférence, et comme on peut le voir sur la figure 2, cet épaulement 46 est continu.
Toutefois, de préférence, il peut également ne pas s'étendre sur la totalité
de cette longueur, (mais sur sa quasi-totalité) notamment ne pas s'étendre sur la première et/ou la

7 dernière spire de l'enroulement 40, afin de simplifier le montage de cet enroulement dans l'enveloppe 2. Ainsi par exemple sur la figure 1, on peut voir que la première spire de l'enroulement appliquée contre la façade 24 ne présente pas cet épaulement 46.
Il pourrait en être de même sur la dernière spire de l'enroulement appliquée contre le fond 23 et la plaque 230, dans le cas où l'épaulement 46 est ménagé sur la face arrière 42.
Il serait également envisageable de prévoir un épaulement 46 sur la face avant 41 et un autre épaulement 46 sur la face arrière 42 du tube 4, comme représenté sur la figure 7. Dans ce cas, la largeur extérieure de la section transversale du tube 4 prise au niveau des épaulements 46 est référencée L3, avec L3 inférieure à la largeur Li.
L'épaulement 46 permet de créer un logement de récupération des suies et des scories qui sont entraînées dans les gaz chauds qui traversent les interstices 45. L'écart (ou la largeur) entre deux spires voisines, mesuré au niveau de cet épaulement 46 est référencé El lorsqu'il y a un épaulement 46 uniquement sur la face avant 41 (voir figures 5 et 6) ou uniquement sur la face arrière 42 et est référencé E2 lorsqu'il un épaulement 46 sur la face avant 41 et un épaulement 46 sur la face arrière 42 (voir figure 7).
Cet écart El, E2 est donc plus large que l'écart (ou la largeur) E3 entre deux spires voisines, mesuré là où il n'y a pas d'épaulement 46, ce qui permet à la fois de piéger les scories dans l'épaulement 46 et de conserver de la place pour le passage des gaz chauds.
L'enroulement 40 s'encrasse donc moins rapidement, ce qui permet de diminuer la fréquence des opérations de nettoyage.
Les interstices 45 entre deux spires voisines sont avantageusement calibrés de façon à être tous identiques et ainsi à ce que les flux de gaz chauds qui y circulent soient homogènes et que le chauffage du fluide soit régulier sur toute la longueur du tube.
Selon une première variante de réalisation de l'invention, les interstices 45 peuvent être calibrés à l'aide d'un ou plusieurs peignes 5, tel que celui représenté par exemple sur la figure 4.
Ce peigne 5 présente une pluralité de dents 50 parallèles entre elles. Ce peigne 5 est disposé
par rapport à l'enroulement 40, de façon que chacune de ses dents 50 soit introduite dans un interstice 45, du côté extrados 44 du tube 4, afin de calibrer cet interstice 45. Chaque dent 50 est ainsi au contact de la face avant 41 d'une spire du tube 4 et de la face arrière 42 de la spire voisine du tube 4. De préférence, les dents 50 ne s'étendent pas jusqu'au niveau de l'épaulement 46.

8 Selon une deuxième variante de réalisation de l'invention, les interstices 45 peuvent être calibrés à l'aide d'éléments saillants, tels que des bossages 47 (corrugations) formés sur la face avant 41 du tube 4, (comme représenté sur les figures 1, 2 et 5) ou sur la face arrière 42 (non visible sur les figures). Ces bossages sont de préférence répartis uniformément sur toute la longueur du tube pour obtenir des interstices 45 d'une largeur constante.
Chaque élément saillant formé sur la face avant 41 et/ou sur la face arrière 42 du tube 4 est en appui respectivement contre la face arrière 42 et/ou la face avant 41 de la spire adjacente.
Dans le cas où les bossages 47 et l'épaulement 46 sont réalisées sur la même face avant ou arrière du tube 4, par exemple sur la face avant 41 comme représenté sur la figure 2, alors les bossages 47 sont avantageusement réalisés sur la portion référencée 49 de la face du tube qui ne comprend pas l'épaulement 46, (voir également figure 5).
Dans le cas où les éléments saillants (tels que les bossages 47) et l'épaulement 46 sont réalisés sur des faces opposées du tube 4 (par exemple l'épaulement 46 sur la face avant 41 et les éléments saillants sur la face arrière 42 ou l'inverse), alors les éléments saillants sont en appui contre la portion 49 de la face du tube qui ne comprend pas l'épaulement 46.
Un deuxième mode de réalisation de l'échangeur de chaleur conforme à
l'invention va maintenant être décrit en liaison avec la figure 3. Sur celle-ci, on peut voir un échangeur de chaleur à condensation qui porte la référence générale 1'.
Les éléments identiques à ceux décrits en liaison avec l'échangeur de chaleur 1 portent les mêmes références numériques et ne seront pas décrits de nouveau en détail.
C'est échangeur 1'diffère de l'échangeur 1, en ce qu'il comprend un déflecteur discoïde 6, disposé à l'intérieur de l'enroulement hélicoïdal 40 du tube 4, perpendiculairement à l'axe X-X', de façon à ménager à l'intérieur de l'enveloppe 2, d'une part la chambre de combustion 26 qui s'étend entre la porte 25 et ce déflecteur 6 et où sont produits ou amenés les gaz chauds, et d'autre part, une chambre de condensation 27, qui s'étend entre le déflecteur 6 et le fond 23 de l'enveloppe 2.
Dans ce cas, on notera que la manchette d'évacuation des gaz 21 est raccordée à la chambre de condensation 27.
Le déflecteur 6 comprend un disque 61 en matériau thernniquennent isolant, porté par une armature en tôle métallique mince 62, munie d'une collerette périphérique radiale 63.
Le déflecteur 6 est monté à l'intérieur de l'enroulement 40 du tube 4, de façon que sa collerette 63 soit insérée et positionnée de manière étanche au gaz, dans l'interstice 45

9 existant entre la dernière spire du tube 4 se trouvant dans la chambre de combustion 26 et la première spire du tube 4 se trouvant dans la chambre de condensation 27.
De préférence, l'épaulement 46 est formé uniquement sur les spires du tube 4 qui se trouvent dans la chambre de combustion 26 et non sur les spires du tube qui se trouvent .. dans la chambre de condensation 27.
En effet, comme mentionné précédemment, les gaz chauds produits par le brûleur 3 sortent de la chambre de combustion 26 en passant dans les interstices 45 ménagés dans les spires du tube 4 qui se trouvent dans cette chambre de combustion 26, (voir les flèches i) et les scories se trouvent piégées dans l'épaulement 46. Ensuite, les gaz chauds butent contre l'enveloppe 2 et sont guidés vers le côté extrados 44 des spires du tube 4 se trouvant dans la chambre de condensation 27 (voir les flèches iii). Ces gaz chauds traversent alors les interstices 45 formés entre les spires, cette fois-ci de l'extérieur vers l'intérieur, en direction de la chambre de condensation 27 (voir les flèches iv). Ces gaz chauds ne contiennent alors plus de scories, de sorte que l'épaulement 46 n'est pas nécessaire.
Dans les deux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, l'échangeur de chaleur 1 ou 1' comprend un unique tube 4 enroulé en hélice. Dans le cas de l'échangeur de chaleur à
condensation 1', une partie des spires de l'unique tube 4 s'étend dans la chambre de combustion 26 et l'autre partie des spires dans la chambre de condensation 27.
Toutefois il serait également possible d'avoir plusieurs tubes 4, enroulés chacun en hélice et disposés côte à côte, de façon que leurs axes longitudinaux respectifs X-X' soient coaxiaux. Dans ce cas, les différents tubes 4 sont raccordés entre eux par des collecteurs.
Dans le cas particulier de l'échangeur de chaleur à condensation 1', il est possible d'avoir un ou plusieurs tubes 4 dans la chambre de combustion 26 et un ou plusieurs tubes 4 dans la chambre de condensation 27.
Le tube 4 peut-être fabriqué par différents procédés. Deux exemples non limitatifs de procédés de fabrication sont donnés ci-après.
Il peut par exemple être obtenu par extrusion de métal, par exemple par extrusion d'aluminium.
De façon avantageuse, il peut également être obtenu par hydrofornnage.
On pourra se reporter à ce sujet par exemple au brevet FR 2700608 de la déposante.
Un tel procédé présente l'avantage de pouvoir faire varier le profil de la section du tube 4 tout au long de l'enroulement hélicoïdal 40 et notamment de former l'épaulement 46 uniquement sur une certaine partie de la longueur du tube 4. En particulier, ce procédé
permet de créer l'épaulement 46 uniquement sur les spires qui se trouvent dans la chambre de combustion 26, dans le cas de l'échangeur de chaleur à condensation 1'.
De plus, ce procédé permet aussi d'avoir un tube dont les faces de la première spire et de la dernière spire sont planes ce qui permet de simplifier la conception du fond et de la façade de l'échangeur.

Claims

REVENDICATIONS

1. Echangeur de chaleur (1, 1') comprenant :
- une enveloppe (2) étanche aux gaz, munie d'une manchette (21) d'évacuation des gaz brûlés, - au moins un tube (4), réalisé dans un matériau thermiquement bon conducteur et à
l'intérieur duquel peut circuler un fluide à réchauffer, tel que de l'eau, ce tube (4) étant enroulé en hélice de façon à former un enroulement hélicoïdal (40) d'axe longitudinal (X-X'), cet enroulement hélicoïdal (40) étant disposé à l'intérieur de ladite enveloppe (2), - des moyens d'amenée et/ou de production de gaz chauds à l'intérieur de ladite enveloppe (2), tel un brûleur (3) à gaz ou à fioul, de façon à y définir une chambre de combustion (26), cet enroulement hélicoïdal (40) étant agencé de façon à ménager un interstice (45) entre deux spires adjacentes, ledit au moins un tube (4) présentant une face avant (41) et une face arrière (42) opposées, un côté intrados (43) orienté vers l'axe longitudinal (X-X') et un côté
extrados (44) opposé, orienté vers l'enveloppe (2), ladite face avant (41) et ladite face arrière (42) du tube (4) étant planes ou sensiblement planes et étant situées de part et d'autre de l'interstice (45), cet échangeur étant caractérisé en ce que ledit au moins un tube (4) présente sur sa face avant (41) et/ou sa face arrière (42), un épaulement (46), en ce que cet épaulement (46) s'étend depuis le côté intrados (43) du tube en direction de son côté extrados (44), sur une partie de la hauteur (H1) de la section droite de ce tube (4) et en ce que cet épaulement (46) s'étend également soit sur toute la longueur dudit au moins un tube (4) se trouvant dans ladite chambre de combustion (26), soit sur toute la longueur dudit au moins un tube (4) se trouvant dans ladite chambre de combustion (26) à
l'exception de la première ou de la dernière spire de l'enroulement hélicoïdal (40), et en ce que chaque interstice (45) entre deux spires voisines est calibré
soit à l'aide d'une dent (50) d'un peigne (5) introduite dans l'interstice (45) entre deux spires, du côté extrados (44) du tube (4), soit à l'aide de plusieurs éléments saillants, tels que des bossages (47), formés sur la face avant (41) et/ou sur la face arrière (42) dudit au moins un tube (4), chaque élément saillant formé sur une spire du tube (4) étant en appui respectivement contre la face arrière (42) et/ou la face avant (41) de la spire adjacente, de sorte que l'épaulement (46) permet de récupérer les suies et les scories entrainées dans les gaz chauds qui traversent les interstices (45).

2. Echangeur de chaleur (1, 1') selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'épaulement (46) s'étend sur une hauteur (H2), mesurée depuis l'intrados (43), qui mesure jusqu'à un tiers environ de la hauteur (H1) de la section droite du tube (4).

3. Echangeur de chaleur (1') selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'écart (E1, E2) entre deux spires voisines, mesuré là où se trouve le ou les épaulement(s) (46) est plus large que l'écart (E3) entre deux spires voisines, mesuré là où il n'y a pas l'épaulement (46).

4. Echangeur de chaleur (1, 1') selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un déflecteur discoïde (6) est monté à l'intérieur de l'enroulement hélicoïdal (40) de façon étanche aux gaz, en ce que ce déflecteur discoïde (6) ménage à
l'intérieur de l'enveloppe (2), une chambre de condensation (27) qui s'étend entre ledit déflecteur discoïde (6) et le fond de l'enveloppe (2) et une chambre de combustion (26) qui s'étend entre ledit déflecteur discoïde (6) et une façade (24) de l'enveloppe (2) sur laquelle est montée une porte (25) portant lesdits moyens d'amenée et/ou de production de gaz chauds) et en ce que l'épaulement (46) est formé exclusivement sur le tube (4) ou les tubes (4) ou la portion de tube (4) qui est positionné dans la chambre de combustion (26).

5. Echangeur de chaleur (1, 1') selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'interstice (45) entre les spires adjacentes est calibré à l'aide de plusieurs éléments saillants, tels que des bossages (47), formés sur la face avant (41) et/ou sur la face arrière (42) dudit au moins un tube (4), chaque élément saillant formé sur une spire du tube (4) étant en appui respectivement contre la face arrière (42) et/ou la face avant (41) de la spire adjacente et en ce que chaque élément saillant est formé sur la partie (49) de la face avant et/ou de la face arrière qui ne comprend pas l'épaulement (46).

6. Echangeur de chaleur (1, 1') selon l'une quelconque des revendications 1 à
4, caractérisé
en ce que l'interstice (45) entre les spires adjacentes est calibré à l'aide de plusieurs éléments saillants, tels que des bossages (47), formés sur la face avant (41) ou sur la face arrière (42) dudit au moins un tube (4), en ce que les éléments saillants et l'épaulement (46) sont formés sur des faces opposées du tube (4) et en ce que les éléments saillants sont en appui contre la portion (49) de la face du tube qui ne comprend pas l'épaulement (46).

7. Echangeur de chaleur (1, 1') selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit tube (4) est hydroformé.