FR2614095A1

FR2614095A1 - Echangeur de chaleur a faisceau tubulaire et a plusieurs passes

Info

Publication number: FR2614095A1
Application number: FR8705440A
Authority: FR
Inventors: Michel Allemandou
Original assignee: Chausson Usines SA
Current assignee: Chausson Usines SA
Priority date: 1987-04-16
Filing date: 1987-04-16
Publication date: 1988-10-21
Also published as: FR2614095B1; EP0287449A1

Abstract

ECHANGEUR DE CHALEUR A FAISCEAU TUBULAIRE DONT DES JEUX DE TUBES 1, 1A SONT RELIES A AU MOINS UNE PLAQUE COLLECTRICE 4 DONT LA FACE TOURNEE VERS UNE BOITE A EAU 2 EST RECOUVERTE PAR UNE NAPPE 6 EN MATIERE ELASTIQUE FORMANT DES DOUILLES 8 POUR LES EXTREMITES DES TUBES 1, 1A ET UN JOINT POUR LA BOITE A EAU 2, CARACTERISE, DANS L'APPLICATION A UN ECHANGEUR A PLUSIEURS PASSES, EN CE QUE LA BOITE A EAU 2 EST MUNIE D'UNE CLOISON MEDIANE 12 DELIMITANT DEUX CHAMBRES 10, 11 ET EN CE QUE LA CLOISON 12 PRESENTE AU MOINS UNE LUMIERE NORMALEMENT FERMEE PAR UN CLAPET 14.

Description

La présente invention est relative à un échan-

geur de chaleur du type dit à faisceau tubulaire

c'est-à-dire dont les tubes sont engagés dans des dissi-

pateurs et dans au moins une plaque collectrice.

Plus particulièrement encore, l'invention concerne ceux de ces échangeurs dont les jeux de tubes débouchent dans deux chambres distinctes d'une botte A eau reliée à une plaque collectrice qui est retenue de façon étanche sur un joint formé à partir d'une nappe en matière élastique délimitant supplémentairement des douilles qui assurent l'étanchéité entre la plaque

collectrice et l'extrémité des tubes.

Il a été constaté, que dans certaines condi-

tions d'utilisation, la perte de charge du fluide en circulation produite atteint une mesure excessive, ce qui est dommageable car, au-delà d'un certain seuil, le différentiel de pression qui existe entre les deux

chambres de la boite à eau peut provoquer des déforma-

tions de la cloison interne dont est munie cette botte A eau; il peut ainsi en résulter un endommagement de la

nappe en matière élastique.

Outre ce qui précède, une trop grande perte de charge du fluide de circulation peut engendrer des phénomènes de cavitation au niveau de la pompe de mise en

circulation du fluide.

L'invention crée des moyens par lesquels la perte de charge est limitée à un seuil préétabli de sorte que les inconvénients mentionnés dans ce qui précède sont éliminés. Conformément à l'invention, l'échangeur de chaleur à faisceau tubulaire dont des jeux-de tubes sont reliés à au moins une plaque collectrice dont la face tournée vers une botte à eau est recouverte par une nappe en matière élastique formant des douilles pour les extrémités des tubes et un joint pour la botte à eau est caractérisé en ce que, dans l'application à un échangeur à plusieurs passes, la boîte à eau est munie d'une cloison médiane délimitant deux chambres et en ce que la cloison présente au moins une lumière normalement fermée par un clapet. Diverses autres caractéristiques de l'invention

ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui

suit.

Une forme de réalisation de l'objet de l'in-

vention est représentée, à titre d'exemple non limitatif,

au dessin annexé.

La fig. 1 est une coupe-élévation schématique d'un échangeur de chaleur A faisceau tubulaire auquel

s'applique l'invention.

La fig. 2 est une coupe-élévation partielle très

agrandie d'une partie apparaissant à la fig. 1.

La fig. 3 est une coupe vue sensiblement suivant

la ligne III-III de la fig. 2.

La fig. 4 est une coupe partielle vue suivant la

ligne IV-IV de la fig. 3.

La fig. 1 illustre de façon schématique un

échangeur de chaleur, par exemple un radiateur de refroi-

dissement du type à deux passes méthodiques. Par consé-

quent, le radiateur comporte des jeux de tubes 1, la qui débouchent dans des bottes à eau 2, 3 montées dans des plaques collectrices 4, 5 qui sont recouvertes, sur toute leur surface tournée vers l'intérieur des bottes à eau, par des nappes 6, 7 en matière souple et élastique. Les nappes 6, 7 délimitent des douilles 8 destinées à assurer l'étanchéité avec la paroi externe de chaque extrémité

des jeux de tubes 1, la.

Les nappes 6, 7 forment également un joint périphérique 9 destiné à assurer l'étanchéité avec le

bord périphérique 2a, 3a de la botte à eau correspon-

dante.

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Dans le cas considéré d'un échangeur de chaleur à deux passes méthodiques, l'une des boites à eau, par

exemple la boite à eau 2, est séparée en deux comparti-

ments 10, 11 par une cloison 12 s'étendant longitudina-

lement. De cette manière, le fluide de circulation devant parcourir les tubes de l'échangeur de chaleur circule comme illustré par les flèches, c'est-à-dire, par exemple, à partir du compartiment 10 en passant par les tubes 1 puis, à partir de la boite à eau 3, le fluide est ramené par les tubes la dans le compartiment 11 pour être réutilisé. Selon l'invention, on prévoit dans la cloison 12 au moins une lumière 13 et la nappe 6 forme, en regard de cette lumière, un clapet 14. De préférence, le clapet 14 est renforcé par une, ou des nervures 15, qui s'étend sur la face opposée à celle tournée vers la lumière 13 entre

les douilles 8.

Pour que le clapet 14 assure une bonne étan-

chéité avec la cloison 12, il présente, à sa périphérie,

un bourrelet ou une lèvre mince 16.

Le clapet 14 fait partie intégrante de la nappe 6 c'est-à-dire qu'il vient en moulage avec celle-ci en

même temps que les douilles 8 et que le joint périphéri-

que 9.

Lorsque la plaque collectrice 4 présente, comme illustré au dessin, une rainure longitudinale 17 dans laquelle est retenu le pied de la cloison 12, il est avantageux que la nappe 6 ne soit pas moulée pour épouser initialement la rainure 17 et, par ailleurs, il est avantageux que le clapet 14 soit moulé pour qu'il s'étende légèrement en oblique tant que la boite à eau

n'est pas mise en place sur la plaque collectrice.

Comme l'illustre en particulier la fig. 4, lorsque la boite à eau 2 est mise en place, sa cloison médiane 12 est déplacée suivant la flèche fl. Il s'ensuit que la partie de la nappe sur laquelle appuie la cloison est progressivement déformée en arc de cercle pour venir occuper la position illustrée à la fig. 2. Cela a pour effet de faire basculer le clapet 14 et à amener celui-ci en appui contre la face de la cloison 12 en assurant ainsi une étanchéité appropriée entre les compartiments

et 11 de la boîte à eau.

En fonctionnement normal, la circulation de l'échangeur de chaleur décrit s'effectue de la manière indiquée dans ce qui précède c'est-à-dire que le fluide circule depuis le compartiment 10 par les jeux de tubes 1, la vers le compartiment 11 d'o ce fluide est dirigé

vers un lieu d'utilisation.

Dans certaines conditions de fonctionnement de l'installation qui comporte l'échangeur de chaleur décrit, il peut arriver que la vitesse de circulation du fluide à l'intérieur de l'échangeur soit telle qu'elle engendre des pertes de charge inadmissibles; cela peut

être le cas, par exemple, pour un radiateur de refroi-

dissement du liquide circulant dans un moteur thermique

dont la pompe à eau serait entraînée à vitesse excessive.

Ainsi que cela ressort de la description qui

précède,si la perte de charge dépasse un seuil déterminé dans les tubes 1, la, il en résulte un différentiel de pression entre les compartiments 10, 11 de la botte A eau 2. Ce différentiel de pression fait que le clapet 14 est ouvert par basculement et, par conséquent, du fluide peut

s'écouler directement de la chambre 10 vers la cham-

bre 11.

Dès que ce différentiel de pression est suffi-

samment réduit, l'élasticité du clapet 14 fait que celui-ci ferme à nouveau la lumière 13 à laquelle il correspond. Lorsque la nappe 6 qui forme le ou les clapets 14 n'est pas déformée comme illustré au dessin, ledit clapet 14 est avantageusement moulé de façon qu'il soit légèrement incliné mais dans le sens opposé à celui représenté & la fig. 4 afin qu'il soit normalement appliqué contre la cloison 12 lors de la mise en place de

la boite à eau 2.

L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation, représenté et décrit en détail, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. En particulier, elle peut être mise en oeuvre de même manière dans un échangeur de chaleur ne comportant pas la boite à eau 3 illustrée à la fig. 1. Les jeux de tubes 1, la sont alors constitués par des tubes coudés en

épingle.

Claims

REVENDICATIONS

1. Echangeur de chaleur à faisceau tubulaire dont des jeux de tubes (1, la) sont reliés à au moins une plaque collectrice (4) dont la face tournée vers une botte à eau (2) est recouverte par une nappe (6) en matière élastique formant des douilles (8) pour les extrémités des tubes (1, la) et un joint (9) pour la boîte à eau (2), caractérisé, dans l'application à un échangeur à plusieurs passes, en ce que, la boite à eau (2) est munie d'une cloison médiane (12) délimitant deux chambres (10, 11) et en ce que la cloison (12) présente au moins une lumière normalement fermée par un clapet (14).

2. Echangeur de chaleur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le clapet (14) est formé par

moulage directement à partir de la nappe (6).

3. Echangeur de chaleur suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le clapet (14) est raidi

par au moins une nervure (15).

4. Echangeur de chaleur suivant l'une des

revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le clapet

(14) est muni sur sa face tournée vers la cloison (12),

d'un bourrelet ou d'une lèvre mince (16).

5. Echangeur de chaleur suivant l'une des

revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la plaque

collectrice présente, à sa partie médiane, une rainure (17) pour la retenue du bord de la cloison (12) et en ce que la nappe (6) présente un clapet (14) formé de manière à être incliné tant que la nappe n'est pas déformée par enfoncement du fond de celle-ci dans la rainure (17) de

la plaque collectrice.

6. Echangeur de chaleur suivant l'une des

revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le clapet

(14) est formé de manière à présenter une inclinaison initiale le maintenant appliqué contre la face de la

cloison (12).