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water
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copper
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Generic
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metal
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Gene Or Protein
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Etre
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Organism
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calea
(1)
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Physical
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2515328A1
Family ID 3018086
Probable Assignee Spirec
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
EN Title The heat exchanger has a cylindrical outer rim (1) in the
interior of which a helical member (2) is arranged...
FR Title ECHANGEUR DE CHALEUR SPIRALE ET SON PROCEDE DE FABRICATION
Abstract
_________________________________________________________________
The heat exchanger has a cylindrical outer rim (1) in the interior of
which a helical member (2) is arranged. The latter separates two
helical chambers, through which two liquids A and B flow in each case
and between which the exchange of heat is performed. By being wound
around a transverse axis, the helical members (2) are formed into a
sandwich-like unit which is formed from three strips of metal sheet
laid one on top of another, specifically two flat and smooth metal
sheets (5a, 6a, 5b, 6b...) between which there is arranged a
corrugated metal sheet (7) whose corrugations extend transversely.
LA PRESENTE INVENTION CONCERNE UN ECHANGEUR DE CHALEUR SPIRALE
COMPORTANT UNE VIROLE CYLINDRIQUE EXTERNE 1 A L'INTERIEUR DE LAQUELLE
EST LOGE UN CORPS SPIRALE 2 DELIMITANT DEUX CHAMBRES EN SPIRALE
PARCOURUES RESPECTIVEMENT PAR LES DEUX FLUIDES A, B ENTRE LESQUELS
DOIT S'EFFECTUER L'ECHANGE DE CHALEUR.
CET ECHANGEUR EST CARACTERISE EN CE QUE LE CORPS SPIRALE 2 EST REALISE
PAR L'ENROULEMENT SUR LUI-MEME, AUTOUR D'UN AXE TRANSVERSAL, D'UN
ENSEMBLE EN SANDWICH FORME DE TROIS BANDES DE TOLE SUPERPOSEES, A
SAVOIR DEUX TOLES PLANES 5A, 6A, 5B, 6B... ENTRE LESQUELLES EST PRISE
UNE TOLE ONDULEE 7 DONT LES ONDULATIONS S'ETENDENT TRANSVERSALEMENT.
Description
_________________________________________________________________
La presente invention concerne un echangeur de chaleur spirale et son
procede de fabrication.
On connait deja des echangeurs de chaleur qui comportent une virole
cylindrique externe a l'interieur de laquelle est loge un corps
spirale delimitant deux chambres en spirale imbriquees parcourues
respectivement par les deux fluides entre lesquels doit s'effectuer
l'echange de chaleur.
La presente invention concerne des perfectionnements apportes a ce
type d'echangeur dans le but d'accroitre sa fiabilite, en evitant tout
passage d'un liquide dans la chambre en spirale contenant l'autre
liquide, tout en abaissant son prix de revient.
A cet effet, cet echangeur de chaleur comportant une virole
cylindrique externe a l'interieur de laquelle est loge un corps
spirale delimitant deux chambres en spirale parcourues respectivement
par les deux fluides entre lesquels doit s'effectuer l'echange de
chaleur, est caracterise en ce que le corps spirale est realise par
l'enroulement sur lui-meme, autour d'un axe transversal, d'un ensemble
en sandwich forme de trois bandes de tole superposees, a saloir deux
tolesplanes entre lesquelles est prise une tale ondulee dont les
ondulations s'etendent transversalement.
Suivant une caracteristique complementaire de l'invention, les deux
chambres contenant respectivement les deux fluides entre lesquels
s'effectue l'echange de chaleur, sont delimitees en raccordant les
bords de la tale plane externe d'une spiaLdeterminee a ceux de la tle
interne de la spire situee immediatement a l'exterieur de la
precedente, et en raccordant les bords de la t8le interne de la spire
consideree a ceux de la tole externe de la spire situee immediatement
a l'interieur, les bords des differentes toles etant lies entre eux
par soudure. De prefeference, cette soudure est realisee en plongeant
l'ensemble de l'echangeur, pourvu de ses flasques d'extremite, dans un
bain d'tin en fusion.De ce fait, l'tin assure non seulement la soudure
des bords des toles mais encore la formation de sortes de conges dans
les zones de contact des diverses ondulations de la tale ondulee avec
les toles planes adjacentes. Ces conges en tin ameliorent la
conduction thermique a travers l'echangeur.
L'invention a egalement pour objet un procede de fabrication d'un
echangeur de chaleur caracterise en ce qu'on enroule sur
lui-mme,#autour d'un axe transversal, un ensemble en sandwich #e de
trois bandss de to#, a savoir deux toles planes entre lesquelles est
prise une tole ondulee dont les ondulations s'etendent
transversalement, cet enroulement etant effectue sur un noyau cen sur
tral et/des calea d'extremite disposes de part et d'autre du plan des
toles et ayant tous la meme forme en section transversale, a savoir la
forme d'une"goutte d'huile"
Le procede suivant l'invention offre l'avantage que l'on obtient un
enroulement tres rationnel et tres regulier du corps spirale sur le
noyau et les cales.Une fois l'enroulement de ce corps termine, on
enleve les calesayant servi a l'enroulement et on les remplace par les
flasques lateraux de meme forme qui sont ensuite soudes a la spire
interne du corps spirale, lors de la phase finale de la fabrication
consistant a plonger l'ensemble de l'echangeur dans un bain d'tin en
fusion.
On decrira ci-apres, a titre d'exemple non limitatif, une forme
d'execution de la presente invention en reference au dessin annexe sur
lequel
La figure 1 est une demi-vue en coupe axiale partielle d'un echangeur
de chaleur suivant l'invention.
La figure 2 est une vue en coupe transversale partielle faite suivant
la ligne II-II de la figure 1.
La figure 3 est une vue en coupe transversale montrant la forme du
noyau central.
La figure 4 est une vue de tout de l'echangeur termine.
La figure 5 est une vue schematique d'une machine utilisee pour la
fabrication du corps spirale.
L'echangeur de chaleur represente sur le dessin comprend une virole
externe cylindrique 1 a l'interieur de laquelle est loge un
enroulement cylindrique 2 constituant le corps spirale de l'echangeur.
Dans la partie centrale de l'echangeur sont delimitees des chambres 3
reparties par pairle qui sont separees, dans le sens longitudinal, par
un noyau central forme de flasques transversaux 4. De chaque cote du
noyau central 4 se trouvent donc deux chambres 3 et d'une maniere
connue en soi,deux chambres 3 situees de part et d'autre du noyau
central 4 communiquent entre elles par l'intermediaire -du corps
spirale 2 de l'echangeur dans un sens pour l'ecoulement de l'un de
deux liquides A et B entre lesquels doit s'effectuer l'echange de
chaleur, et dans l'autre sens pour l'autre liquide.Les deux liquides A
et B s'ecoulent dans le corps spirale 2 de l'echangeur en allant de la
chambre interieure 3 vers la virole peripherique 1 ou vice versa, en
suivant le sens de la spirale formee par le corps 2.
Suivant l'invention, et comme il apparait plus particulierement sur
les figures 1 et 2, le corps spirale 2 est forme par l'enroulement sur
lui-meme d'un ensemble en sandwich comprenant deux toles 5 et 6
initialement planes entre lesquelles est prise une tole ondulee 7
jouant le role d'entretoise entre les deux toles planes 5 et 6.
Autrement dit, l'ecartement entre les deux tales planes 5 et 6 est
determine par l'amplitude des ondulations de la tole intermediaire 7.
En pratique, les tales 5 et 6 ne sont pas rigoureusement planes mais
sont pourvues de bossages ou picots qui assurent un ecartement
predetermine entre les diverses spires de l'enroulement.
Ces bossages ou picots ne sont pas representes sur le dessin dans un
but de simplification.
Sur la figure 1, ont ete representees trois spires a, b, c du corps
spirale 2 mais il va de soi que ce corps comprend en fait un plus
grand nombre de spires. Chacune de ces spires est formee des deux tole
planes 5 et 6 entre lesquelles est logee la t81e ondulee 7, les axes
de ses ondulations s'etendant parallelement a l'axe longitudinal de
l'ensemble de l'echangeur.
Les chambres etanches en spirale dans lesquelles s'ecoulent les deux
fluides A et B sont definies en raccordant, le long de leurs bords,
les toles 5 et 6 des differentes spires, de ma externe niere qu'une
tole/5 appartenant a une spire, par exemple la tole Sa appartenant a
la spire interne a sur la figure 1 soit raccordee a la tole -interne 6
de la spire adjacente, en l'occurrence a la tole 6b de la spire
voisine b. La liaison entre les bords des toles 5 et 6 s'effectue par
soudure. De cette facon, le corps spirale 2 comprend deux chambres
etanches qui sont parcourues respectivement par les deux liquides A et
B, ces chambres etant separees par les toles ondulees 7.
Ces toles ondulees 7 etablissent une liaison thermique entre les
diverses chambres contenant les liquides A et B et surtout elles
assurent une protection efficace de ces chambres. Par exemple, si l'un
des liquides A est un liquide qui peut entre considere comme etant
dangereux (tel qu'un liquide corrosif ou radioactif) tandis que
l'autre liquide B est de l'water dirigee vers un circuit utilisateur,
les toles ondulees 7 constituent des parois de protection et empechent
que le liquide dangereux A, pouvant fuir eventuellement a partir de
l'une des chambres le contenant, par suite de la corrosion de l'une
des toles 5 et 6, ne parvienne jusqu'a la chambre contenant l'autre
liquide B.On voit sur la figure 1 que si par hasard le liquide A vient
a corroder la tole 5c de la spire externe c, au point de percer cette
tole, il s'ecoule alors vers le bas dans l'espace delimite entre les
ondulations de la tole intermediaire 7 et la tole 5c. Ce liquide ne
peut donc parvenir a la chambre contenant l'autre liquide B et qui est
delimitee entre les toles 5b et 6c.
Les differentes t81es constituant le corps spirale 2 de l'echangeur et
la virole externe 1 sont realisees de preference en copper. Une fois
l'ensemble de l'echangeur fabrique, on plonge cet echangeur, dans son
ensemble, dans un bac d'tin en fusion. De ce fait, toutes les toles
constituant le corps spirale 2, a savoir aussi bien les toles planes
5, 6 que les toles ondulees 7,sont etamees et en outre l'tin en fusion
assure la soudure des bords de ces toles prealablement cambres de
maniere a etre proches les uns des autres comme il est represente sur
la figure 1. Autrement dit, on obtient une soudure a l'tin des bords
des toles Sa, 6b, 5b, 6c etc, comme il est represente sur le dessin.
Pour la realisation du corps spirale 2 de l'echangeur on utilise une
machine qui est representee schematiquement sur la figure 5. Cette
machine comporte, a ses deux extremites, deux plateaux 8 et 9 pouvant
etre entraines en rotation autour d'un axe commun xx' destine a
constituer l'axe longitudinal de l'echangeur une fois fabrique. La
distance entre les deux plateaux rotatifs 8 et 9 est un peu superieure
a la largeur de l'ensemble constitue par les toles 5, 6 et 7. Ces
toles sont engagees a plat transversalement, entre les plateaux 8 et 9
et plus particulierement entre des cales 8a, 8b porte par le plateau 8
et 9a, 9b portees par le plateau 9. Ces cales ont toutes la forme de
"goutte d'huile" comme il est represente sur les figures 3 et 4.Ces
cales servent en effet a definir, aux deux extremites longitudinales
de l'echangeur, des espaces vides, delimites par la spire interne a du
corps spirale 2 et la partie centrale 5d, 6d, 7d, en forme de S, que
constitue, au debut de l'enroulement, l'ensemble en sandwich des toles
5, 6 et 7, a l'endroit ou ces toles sont prises entre les paires de
cales 8a, 8b d'une part et 9a, 9b d'autre part. Ces espaces vides sont
ensuite obtures par des flasques de m#me forme 10 et 11 qui sont
solidaires respectivement de raccords 12 et 13 pour la circulation des
deux liquides A et
B.Les flasques 10 et 11 sont constitues par des morceaux de tole
decoupes en forme de "goutte d'huile" et dont les bords sont soudes
aux bords de la tole intemeda, faisant partie de la spire interne a,
ainsi qu'aux bords des toles 5d et 6d de la partie centrale en S.
Les plateaux 8 et 9 sont egalement solidaires d'axes longitudinaux
14a, 14b et 15a, 15b, qui s'etendent de part et d'autre des toles 5,
6, 7, parallelement au plan de ces toles, jusqu'aux flasques
constituant le noyau 4, ces flasques ayant la mome forme de "goutte
d'huile" que les cales 8a, 8b, 9a, Sb. Les flasques constituant le
noyau 4 presentent chacun un logement embouti 4a dans lequel vient se
loger l'extremite de l'axe d'entrainement correspondant 14a, 14b, 15a,
15b. Les quatre flasques constituant le noyau 4 sont ainsi entraines
en rotation conjointement avec les deux plateaux 8 et 9 et les cales
8a, 8b, 9a, 9b. De ce fait, le corps spirale 2 est enroule
regulierement, sur toute la largeur des toles,et le noyau 4 reste
prisonnier dano la partie mediane de ce corps, une fois l'enroulement
termine.
On voit d'apres ce qui precede, que le procede ds fabrication du corps
spirale 2 est particulierement facile a mettre en oeuvre et que la
fabrication de l'echangeur de chaleur complet est facilite par la mise
en place finale des flasques d'extremites 10 et 12, en tole decoupee
et emboutie, lesquels sont simplement soudes au corps spirale.
Naturellement, lors de l'enroulement du corps spirale, on interpose
dans sa partie mediane,(suivant une technique connue), un joint
d'etancheite enroule en mome temps que les toles et obturant les
chambres contenant les liquides A et B, sauf a la peripherie pour
permettre a cet endroit une circulation des liquides entre les deux
moities de l'echangeur.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1. Echangeur de chaleur comportant une virole cylindrique externe(1) a
l'interieur de laquelle est loge un corps spirale (2) delimitant deux
chambres en spirale parcourues respectivement parles deux fluides (A,
B) entre lesquels doit s'effectuer l'echan-ge de chaleur, caracterise
en ce que le corps spirale (2) estrealise par l'enroulement sur
lui-meme, autour d'un axe transversal, d'un ensemble en sandwich forme
de trois bandes de tolesuperposees, a savoir deux toles planes (5a,
6a, 5b, 6b...) entrelesquelles est prise une tole ondulee (7) dont les
ondulationss'etendent transversalement.
2. Echangeur de chaleur suivant la revendication 1, caracterise ence
que les deux chambres contenant respectivement les deuxfluides (A, B)
entre lesquels s'effectue l'echange de chaleur,sont delimitees en
raccordant les bords de la tole plane externe(5b) d'une spire
determinee (b) a ceux de la tole interne (6c) dela spire (c) situee
immediatement a l'exterieur de la precedente,et en raccordant les
bords de la tole interne (6b) de la spire(b) consideree a ceux de la
tole externe (5a) de la spire (a)situee immediatement a l'intdrieur,
les bords des differentestoles etant lies entre eux par soudure.
3. Echangeur de chaleur suivant la revendication 2, caracteriselen:ce
que les bords des toles sont soudes entre eux en plongeantl'ensemble
de l'echangeur dans un bain d'tin en fusion.
4. Echangeur de chaleur suivant l'une quelconque des REVENDICATIONS 1
a 3, caracterise en ce qu'il comporte, a chaque extremite ducorps
spirale et a l'interieur de celui-ci, deux flasques d'extremite (10,
11), en tole decoupee et cambree, en forme de"goutte d'huile", et,
dans la partie centrale du corps spirale(2) un noyau (4) constitue de
flasque en tole ayant egalementla forme de "goutte d'huile".
5. Procede de fabrication d'un echangeur de chaleur suivant
l'unequelconque des revendications 1 a 4, caracterise en ce
qu'onenroule sur lui-meme, autour d'un axe transversal, un ensembleen
sandwich forme de trois bandes de tole, a savoir deux tolesplanes (5,
6) entre lesquelles est prise une tale ondulee (7)dont les ondulations
s'etendent transversalement, cet enroulement etant effectue sur un
noyau central (4) et sur des cales d'extremite (8a, 8b, 9a, 9b)
disposes de part et d'autre du planetdes toles/ayant tous la mome
forme en section transversale asavoir la forme d'une "goutte d'huile".
6. Procede suivant la revendication 5, caracterise en ce qu'apresavoir
enroule l'ensemble des toles (5, 6, 7) pour former le corpsspirale
(2), on enleve les cales d'extremite (8a, 8b, 9a, 9b)pour les
remplacer par les flasques d'extremite (10, 11) de momeforme et on
plonge ensuite l'ensemble de l'echangeur dans unbain d'tin en fusion
pour souder entre eux les bords des toleset former des sortes de
conges dans les zones de contact desdiverses ondulations de la tole
ondulee avec les toles planesadjacentes, ces conges ameliorant la
conduction thermique a travers l'echangeur.
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