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BREVET D'INVENTION Perfectionnements apportés aux échangeurs thermiques à faisceau tubulaire.
L'invention est relative aux échangeurs thermiques à faisceau tabulaire comportant une pluralité de tubes, généralement parallèles entre eux, mettant en communication une enceinte d'entrée et une enceinte de sortie, ces tubes étant parcourus par l'un des deux fluides entre lesquels l'échange thermique doit s'opérer, alors que l'autre fluide circule autour des susdits tubes, les échangeurs thermiques visés par la présente invention étant du genre de ceux dans lesquels chaque tube est introduit, avec interposition de moyens d'étanchéité, dans des orifices ménagés dans les parois de l'enceinte d'entrée (plaque tubulaire d'entrée) et de l'enceinte- de sortie (plaque tubulaire de sortie} auxquels aboutissent respectivement les deux extrémités du faisceau tubulaire.
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L'invention concerne plus particulièrement, parce que c'est dans ce cas que son application semble devoir présenter le plus d'intérêt, mais non exclusivement, parmi des échangeurs thermiques, ceux dans lesquels le faisceau tubulaire est constitué par une pluralité de tubes en verre borosilicaté tel que celui connu sous la dénomination "PYREX"
L'invention a pour but, surtout, de rendre tels les susdits échangeurs thermiques qu'ils répondent mieux que jusqu'à ce jour à certains desiderata de la pratique, et notamment que les moyens.d'étanchéité interposés entre les tubes et les plaques tubulaires d'entrée et de sortie présentent des caractéristiques mécaniques permettant de compenser le jeu fonctionnel existant entre chaque orifice et le tube correspondant, et des propriétés physiques leur assurant longévité,
tenue à des températures élevées et résistance à la corrosion.
L'échangeur thermique conforme à l'intention comporte une pluralité de tubes, généralement parallèles entre eux, mettant en communication une enceinte d'entrée et une enceinte de sortie, ces tubes étant parcourus par l'un des deux fluides entre lesquels l'échange thermique doit s'opérer, alors que l'autre fluide circule autour des susdits tubes, chaque tube étant introduit, avec interposition de moyens d'étanchéité, dans des orifices ménagés dans une paroi de l'enceinte d'entrée (plaque tubulaire d'entrée) et dans une paroi de l'enceinte de sortie (plaque tubulaire de sortie) et auxquels aboutissent respectivement les deux extrémités du faisceau tubulaire,
et il est caractérisé par le fait que les susdits moyens d'étanchéité comportent un manchon d'étanchéité constitué en un matériau
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déformable et élastique et présentant au moins deux zones actives décalées axialement et reliées! epar une zone de liai- son, à savoir, d'une parte. au moins une zone .active extérieure dont le diamètre est tel que lorsque les manchon est mie en place dans l'orifice considéré cettre zone active exté- rieure s'applique contre le bord de l'ocrifice pour assurer une étanchéité, cette =ne active extériieure étant de préfé- renée agencée pour former. -avec une parttie en regard de la plaque tubulaire considérée.
une butée axiale déterminant la position du manchon par rapport à la susdite plaque tubulaire, et, d'autre part, une zone active intérieure dont le diamètre est tel que lorsque le tube test introduit dans ledit manchon cette zone active intérieure enserre le tube pour assurer une étanchéité, ce grâce à quoi. il est possible de conférer à de tels moyens d'étanchéité> notamment par um choix approprié de l'étendue axiale de la zone de liaison). de$ caractéris- tiques mécaniques permettant de compenser.
le jeu fonctionnel existant entre chaque orifice et le tube acorrespondant, tout en adoptant, comme Matériau constitutif du manchon, un matériau présentant des propriétés physiques lui assurant longévité, tenue à des températures élevéess et résistance à la corrosion.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le manchon présente une seule zone active extérieures un tel manchon comportant de ce fait une seule zonce de liaison.
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Selon d'autres modes de rêa1isatio do l'1hehtio, le manchon présente deux zones actives extéérieures et une
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zone active intérieure située à peu près à égale distance des deux zones actives extérieures, un tel manchon comportant de ce fait deux zones de liaison.
L'invention pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit ainsi que des dessins ci-annexés, lesquels complément et dessins sont relatifs à des modes de réalisation préférés de l'inven- tion et ne comportent, bien entendu, aucun caractère limitatif.
Les fig. 1 et 2, de ces dessins, sont des coupes longitudinales avec parties cachées de deux types d'échangeurs thermiques susceptibles de recevoir les perfectionnements conformes à l'invention.
La fig. 3 est une coupe axiale,avec parties en vue extérieure,d'un ensemble tube -plaque tubulaire établi conformément à un premier mode de réalisation de l'invention.
La fig. 4 est une coupe axiale avec parties en vue extérieure,d'un ensemble tube - plaque tubulaire établi conformément à un deuxième mode de réalisation de l'invention.
La fige 5 illustre, dans les mêmes conditions que sur la fig. 4, une variante du mode de réalisation illustré sur cette fige 4.
La fig. 6 est une coupe axiale,avec parties en vue extérieure,d'un manchon constituant les moyens d'étanchéité entre une plaque tubulaire et un tube,.ce manchon, établi conformément à un troisième mode de réalisation de l'invention. étant représenté non monté dans ladite plaque tubulaire.
La fig. 7 illustre, dans les mères conditions que sur la fiq. 6, le manchon montré sur cette fige 6, mais monté dans la plaque tubulaire.
La fig. 8 est une coupe axiale, avec parties en vue extérieure, d'un manchon constituant les moyens d'étanchéité
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entre une plaque tubulaire et un tube, ce manchon, établi conformément à un quatrième mode de réalisation de l'invention, étant représenté non monté dans ladite plaque tubulaire.
La fig. 9 illustre, dans les mêmes conditions que sur la fig. 8, le manchon montré sur cette fig. 8, mais monté dans la plaque tubulaire.
La fig. 10 est une coupe axiale, avec parties en vue extérieure, d'un manchon constituant les moyens d'étan- chéité entre une plaque tubulaire et un tube, ce manchcn, établi conformément à un cinquième mode de réalisation de l'invention, étant représenté non monté dans ladite plaque tubulaire.
La fig. Il illustre, dans les mêmes conditions que sur la fig. 10, le manchon montré sur cette figure 10, mais monté dans la plaque tubulaire.
La fig. 12 est une coupe axiale,avec parties en vue extérieure, d'un manchon constituant les moyens d'étanchéité entre une plaque tubulaire et un tube, ce manchon, établi conformément à un sixième mode de réalisation de l'invention, étant représenté non monté dans ladite plaque tubulaire.
La fig. 13, enfin, illustre, dans les mêmes condi- tions que sur la fig. 12, le manchon montré sur cette fig. 12, mais monté dans la plaque tubulaire.
Dans ce qui va suivre, on supposera que l'invention s'applique à un échangeur thermique dans lequel le faisceau tubulaire est constitué par une pluralité de tubes en verre borosilicaté tel que celui connu sous la dénomination *PYREX . Comme montré sur les fig. 1 et 2, cet échangeur
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thermique comporte une pluralité de tubes 1, parallèles entre eux, mettant en communication une enceinte d'entrée 2 et une enceinte de sortie 3, ces tubes 1 étant parcourus par l'un des deux fluides entre lesquels l'échange thermique doit s'opérer, alors que l'autre fluide circule autour des sus- dits tubes 1.
Dans un tel échangeur, chaque tube 1 est introduit, avec interposition de moyens d'étanchéité, dans des orifices
4 ménagés dans une plaque tubulaire d'entrée 5 (constituant une paroi de l'enceinte d'entrée 2)et dans une plaque tubulaire de sortie 6 (constituant une paroi de l'enceinte de sortie 3) auxquels aboutissent respectivement les deux extrémités du faisceau tubulaire.
A titre d'exemple, on peut citer que des échangeurs thermiques de ce type sont utilisés comme réchauffeurs d'air dans des chaudières, le fluide chaud circulant dans l'échangeur étant constitué par les gaz de combustion (fumées) s'échappant du foyer de la chaudière, alors que le fluide froid à réchauffer est constitué par l'air de com- bustion destiné à alimenter le susdit foyer.
Sur la fig. 1, on a montré un échangeur thermique utilisé en réchauffeur d'air horizontal, c'est-à-dire que le réseau tubulaire de cet échangeur thermique est orienté horizontalement, les gaz de combustion circulant autour des tubes 1, alors que l'air à réchauffer circule dans les tubes 1.
Sur la fig. 2, on a montré un échangeur thermique utilisé en réchauffeur d'air vertical, c'est-à-dire que le réseau tubulaire de cet échangeur thermique est orienté verticalement, les gaz de combustion circulant dans les tubes 1 alors que l'air à réchauffer circule autour des tubes 1.
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A propos de l'appliction envisagée à -titre d'exemple, il convient- de rappeler deux pointe importants..
Le premier de ces points concerne les tubes en
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verre bcrosilicstetqui ne peuvent être obtenus, à des prix
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ttͱ5y qu'avec des toléranuey de fabrîcaticn extrême- ment importantes.
C'est ainsi qu'un tel tube de 32 mm de diamètre extérieur peut présenter on fait un diamètre extérieur variait antre 31. et 3? mm. or, les orifices 4 ména- gés dans la plaque tubulaime d'entrée 5 et dans la plaque tubulaire de sortie 6 présentant des diamètres identiques ' (aux tolérances d'usinage près), le jeu fonctionnel, variable pour chaque tube, existait entre chaque orifice 4 et le tube 1 correspondait doit être compensé par les moyens d'étanchéité interposes antre le susdit tube 1 et le susdit orifice 4.
Le second point concerne les conditions de travail
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de 1 'ecb\ngeur thern.1q4-e et des moyer,.; d*etYChit4 qui doivent présenter une longévité aussi grande que possible, vue bonne tenue à des températures élevées et une résistance
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à la corrosion d* agents chimiques très violents, comme ,/,/1 ,".¯/ l'acide sulfurique résultant d'une hydratation des composés '] Sulfuriques provenant de la combustion- Cette hydratation
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existe dans tous les cas et où l* neet provenir d9une ccnden- sation des composés sulfuriques dans des régions froides de
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't4chana,,tur thermique ou hien d'un apport d'eau lors :,eu 1 ' 1 ll' ])¯ lava9" de feagu!" thermique.. .. ; , . ; "-':"'''" " ' - :'1".1.", . q¯; - " ; ' .
Il'invention il pr4cis4merrt pour objet de} conférer.l,= am usuyens d'étanch6ii:± de 1'changeur thermique de. carat':: , :::';8.;: '- ... ¯ , , ¯ ¯ . ¯ - ; ¯ , : , ,,j:. ;;¯= ""tdrîstiques tlécan1qu-e: permettant de compenser le jeu fonc-':;Î liil : 9 important .et variole,, existant entrhaà'''3;--S orifice et le tube <orrsponda;tµ et des propriétés physique± J(;j
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leur assurant longévité, tenue à des températures élevées et résistance à la corrosion.
Selon l'invention, les moyens d'étanchéité inter- posés entre un tube 1 et l'orifice 4 de la plaque tubulaire ' d'entrée 5 ou de sortie 6 à travers lequel ledit tube 1 est introduit sont constitués par un manchon d'étanchéité 7 en matériau déformable et élastique et présentant au moins deux zones actives 7a et 7b décalées axialement et reliées par une zone de liaison 7c, à savoir, au moins une zone active extérieure 7a dont le diamètre est tel que lorsque le manchon est mis en place dans l'orifice 4 considéré, cette zone active extérieure
7a s'applique contre le bord de l'orifice 4 pour assurer une étanchéité, cette zone active extérieure 7a étant, de préférence et comme il sera supposé ci-après, agencée pour former, avec une partie en regard de la plaque tubulaire! 5 ou 6 considérée,
une butée axiale déterminant la position du manchon 7 par rapport à la susdite plaque tubulaire, et une zone active intérieure 7b dont le diamètre est tel que lorsque le tube 1 est introduit dans le manchon 7 cette zone active intérieure 7b enserre le tube 1 pour assurer une étanchéité.
On conçoit alors qu'il est possible de conférer à de tels moyens d'étanchéité, notamment par un choix approprié' de l'étendue axiale de la zone de liaison 7c, des caracté- ristiques mécaniques permettant de compenser le jeu fonctionnel, important et variable, existant entre chaque orifice 4 et le tube 1 correspondant, tout en adoptant, comme matériau constitutif du manchon 7, un matériau présentant des propriétés physiques lui assurant longévité,
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tenue à des températures élevées et résistance à la corrosion.
A ce sujet, on peut préciser que l'étendu axiale de la zone de liaison 7c peut avantageusement être choisie de manière que cette zone de liaison 7c constitue un tronçon de cône dont le demi-angle au sommet est compris entre 5 et 20'.
En ce qui concerne le matériau constitutif du manchon 7, il convient de signaler que ce matériau peut avantageusement être du tétrafluoroéthylène polymérisé, tel que celui connu sous la dénomination "TEFLON", ou un matériau à base de "TEFLON" et dans lequel pourraient avoir été introduites, en petites quantités, certaines substances additionnelles.
On peut alors avoir recours au mode de réalisation illustré sur la fig. 3 et selon lequel le manchon 7 présente une seule zone active extérieure 7a, un tel manchon 7 comportant de ce fait une seule zone de liaison' 7c.
Dans ce cas, la zone active extérieure 7a est: disposée du côté par lequel doit s'opérer l'introduction du tube 1.
Il convient de remarquer que le mode de réalisation
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illustré sur la fig. 3 st p1t'"' mo>1=:n#:?=-.=:=nt zone à constituer les moyens d'étanchéité, au niveau de la plaque tabulaire supérieure, pour un échangeur thermique à réseau tubulaire vertical (fig. 2), les moyens d'étanchéité au niveau de la plaque tubulaire inférieure étant constitués par des manchons 7 du type de ceux illustrés sur les fige et 5. Si, comme c'est généralement le cas, les gaz de combustion circulent dans cet échangeur de haut en ba, la plaque tubulaire supérieure est la plaque tubulaire d'entrée 5.
Cette zone active extérieure 7a présente de préférence un épanouissement 7e renforçant l'effet de
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butée axiale'de cette zone active extérieure 7a avec la partie en regard de la plaque tubulaire d'entrée 5.
Dans un tel échangeur thermique, chaque tube 1 comporte alors, à son extrémité supérieure, une collerette la dont le diamètre extérieur est, de préférence, supérieur au diamètre de l'orifice 4, cette collerette la venant prendre appui, .sous l'effet du poids du tube 1, sur la région du manchon 7 comprenant la zone active extérieure 7a et l'épanouissement 7e.
Il est alors avantageux d'usiner la face supérieure de la plaque tubulaire d'entrée 5 de manière que chaque orifice 4 soit entouré par un lamage 4a dans lequel viennent prendre place, d'une part, la région du manchon 7 comprenant la zone active extérieure 7a et l'épanouissement
7e , et, d'autre part, la collerette la du tube 1.
On peut alors prévoir un remplissage total ou partiel de ce lamage 4a, abritant les extrémités du tube 1 et du manchon 7, par un joint d'étanchéité 9 constitué par une matière plastique éjectée ou par une pièce annulaire en forme de jonc et constituée en matière plastique.
Cette matière plastique éjectée ou cette pièce annulaire peuvent être constituées par un copolymère de fluorure de vinylidène et d'hexafluoropropylène, matériau connu sous la dénomination "VITON".
Mais on pourrait aussi avantageusement avoir recours au mode de réalisation illustré sur les fig. 4 à 13 et selon lequel le manchon 7 présente deux zones actives extérieures 7a et une zone active intérieure 7b située à peu près à égale distance des deux zones actives extérieures 7a, un tel manchon 7 comportant de ce fait deux zones de liaison 7c.
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Selon le mode de réalisation illustré sur la fig. 4, l'épaisseur du manchon 7 est faible et un joint torique 8 est disposé autour du manchon 7 au niveau de la zone active intérieure 7b, un tel joint 8.étant constitué en un matériau plus facilement déformable que le matériau constitutif du manchon 7, tel que du "VITON".
La combinaison d'un tel manchon 7 avec ce joint torique 8 confère à l'ensemble des caractéristiques mécaniques résultant des propriétés de déformabilité et d'élasticité du "TEFLON" et des propriétés de déformabilité du 'VITON".
Selon la variante de ce mode de-réalisation illustrée sur la fig.. 5, l'épaisseur du manchon 7 est plus importante que dans le cas de la fig. 4 et ce manchon 7 présente des caractéristiques mécaniques résultant uniquement des propriétés de déformabilité et d'élasticité du "TEFLON".
Il convient de remarquer que le mode de réalisation illustré sur les fig. 4 et 5 est plus particulièrement destiné à constituer les moyens d'étanchéité pour un échangeur thermique à réseau tubulaire horizontal (fig. 1).
La zone active extérieure 7a du côté de laquelle doit s'opérer l'introduction du tube 1 présente avantageusement un épanouissement 7d renforçant l'effet de butée axiale de cette zone active extérieure 7a avec la partie en regard de la plaque tubulaire d'entrée 5 ou de sortie 6 considérée.
On a supposé dans ce qui précède que l'échangeur thermique comportait une plaque tubulaire d'entrée 5 et une plaque tubulaire de sortie 6. Si l'échangeur thermique comportait des plaques tubulaires intermédiaires, on pourrait également prévoir des manchons analogues à ceux
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décrits ci-dessus bien que le problème d'étanchéité ne se pose généralement pas pour des plaques tubulaires inter- médiaires.
Selon le mode de réalisation illustré sur les fig.
6 et 7, le manchon 7 est agencé de manière que, d'une part, chacune des deux zones actives exté- rieures 7a comporte un rebord 70a s'étendant vers l'exté- rieur perpendiculairement à l'axe du manchon 7, le rebord 70a de l'une de ces deux zones actives extérieures 7a présen- tant de préférence un diamètre et une épaisseur un peu inférieurs au diamètre et à l'épaisseur du rebord 70a de l'autre zone active extérieure 7a, la distance axiale séparant ces deux rebords 70a étant un peu inférieure à l'épaisseur de la plaque tubulaire d'entrée 5 ou de sortie 6 dans laquelle doit être monté le susdit manchon 7, et, d'autre part, la zone active intérieure 7b soit ccnstituée par une partie 70b de la paroi intérieure du manchon qui est cylindrique lorsque le manchon 7 n'est pas monté dans la plaque tubulaire d'entrée 5 ou de sortie 6,
cette partie cylindrique 70b se déformant pour devenir légèrement concave lorsque le manchon 7 est monté du fait que la distance axiale séparant les deux rebords 70a des deux zones actives extérieures 7a est légèrement inférieure à l'épaisseur de la susdite plaque tubulaire 5 ou 6.
L'étanchéité est alors assurée, au niveau de la plaque tubulaire d'entrée 5 ou de sortie 6, par l'intermé- diaire des deux rebords 7Ca des deux zones actives extérieures 7a appliqués contre la susdite plaque tubulaire S ou 6, et au niveau du tube 1, par l'intermédiaire des deux lèvres encadrant la partie 70b, légèrement concave, déformée de la zone active intérieure 7b.
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Selon ce mode de réalisation, le manchon 7, constitué en "TEFLON", présente une épaisseur faible, un joint torique
8 étant disposé autour du manchon 7 au niveau de la zone active intérieure 7b, un tel joint 8 étant constitué en un matériau plus facilement déformable que le matériau consti- tutif du manchon 7, tel que du "VITON".
La combinaison d'un tel manchon 7 avec ce joint torique 8 confère à l'ensemble des caractéristiques mécani- ques résultant des propriétés de déformabilité et d'élasticité du "TEFLON" et des propriétés de déformabilité du "VITON".
Il convient de signaler que le montage d'un tel manchon 7 dans les orifices 4 de la plaque tubulaire d'entrée 5 ou de sortie 6 s'opère par le côté du manchon muni du rebord 70a présentant le plus petit diamètre et la plus petite épaisseur.
A titre d'exemple destiné à illustrer ce qui précède, on va donner quelques dimensions, exprimées en millimètres, relatives à un échangeur thermique conforme à l'invention, diamètre extérieur du tube 1 32 ¯ 1 diamètre des orifices 4 : 38 épaisseur des plaques tubulaires 5 ou 6 : 20.
Dans ces conditions, on peut donner au manchon 7, non monté, les dimensions suivantes, en millimètres, diamètre extérieur d'un des deux rebords 70a :42 épaisseur de ce même record 70a : 2 diamètre extérieur de l'autre rebord 70a : 41 épaisseur de ce même rebord 70a : 1,5 distance axiale entre les deux rebords 70a: 18,5 étendue axiale de la partie 70b : 3 diamètre intérieur de la partie 70b 30.
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Selon le mode de réalisation illustré sur les fig. 8 et 9, le manchon 7 est agencé de manière que, d'une part, la zone active extérieure 7a formant butée axiale comporte un rebord 71a s'étendant vers l'extérieur perpendiculairement à l'axe du manchon 7, d'autre part, l'autre zone active extérieure 7a présente une lèvre extérieure 72 a venant en contact avec la paroi cylindrique de l'orifice 4, la distance axiale séparant la susdite lèvre extérieure 72a de la face du rebord 71a qui est en contact avec la plaque tubulaire 5 ou 6 correspondante étant de ce fait inférieure à l'épais- seur de la susdite plaque tubulaire 5 ou 6, et, d'autre part enfin,
la zone active intérieure
7b soit constituée par une partie 73b de la paroi inté- rieure du manchon 7 qui est cylindrique lorsque le manchon 7 n'est pas monté entre la plaque tubulaire d'entrée 5 ou de sortie 6 et un tube 1, cette partie cylindrique 73b se déformant pour devenir légèrement concave lorsque le manchon 7 est monté du fait de l'introduction du tube 1 et de la réaction s'exerçant sur le manchon 7 au niveau de la lèvre extérieure 72a qui vient en appui sur la paroi cylindrique de l'orifice 4.
On conçoit alors que l'étanchéité est assurée, au niveau de la plaque tubulaire d'entrée 5 ou de sortie 6, par l'intermédiaire du rebord ?la de l'une des deux zones actives extérieures 7a et par l'intermédiaire de la lèvre extérieure 72a de l'autre zone active extérieure 7a, et au niveau du tube, par l'intermédiaire des deux lèvres intérieures encadrant la partie 73b, légèrement concave, déformée de la zone active intérieure 7b.
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Il convient de remarquer que le manchon 7, agencé comme il vient d'être dit, convient particulièrement bien pour constituer les moyens d'étanchéité au niveau de la plaque tubulaire d'entrée 5 (plaque tubulaire supérieure) dans un échangeur thermique à réseau tubulaire vertical (fige 2).'
Dans ces conditions, chaque tube 1 peut alors avan- tageusement comporter, à son extrémité supérieure, une collerette la dont le diamètre extérieur est, de préférence, supérieur au diamètre de l'orifice 4, cette collerette la venant prendre appui sur le rebord 71a.
Selon ce mode de réalisation, le manchon 7, constitue en "TEFLON", présente une épaisseur faible, un joint torique
8 étant disposé autour du manchon 7 au niveau de la zone active intérieure 7b, un tel joint 8 étant constitué en un matériau plus facilement déformable que le matériau cons- titutif du manchon 7, tel que du "VITON".
La combinaison d'un tel manchon 7 avec ce joint torique 8 confère à l'ensemble des caractéristiques méca- niques résultant des propriétés de déformabilité et d'élasticité du "TEFLON" et des propriétés de déformabilité du "VITON".
Un tel manchon 7 se monte dans les orifices 4 de la plaque tubulaire d'entrée 5 par son côté non muni du rebord 71a, c'est-à-dire par son côté présentant la lèvre extérieure 72a dont le diamètre extérieur est égal ou légèrement supérieur au diamètre des orifices 4.
A titre d'exemple destiné à illustrer ce qui précède, on va donner quelques dimensions, exprimées en millimètres, relatives à un échangeur thermique conforme à l'invention : diamètre extérieur du tube 1 :32 ¯ 1 diamètre des orifices 4 : 38
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épaisseur de la plaque tubulaire 5 : 30 ou plus.
Dans ces conditions, on peut donner au manchon 7, non monté, les dimensions suivantes, exprime* en millimètres diamètre extérieur du rebord 71a 42 épaisseur du rebord 71a: 2 diamètre extérieur de la lèvre extérieure 72a : 38 distance axiale séparant la lèvre extérieure 72a de la face du rebord 71a qui est en contact avec la plaque tubulaire 5 ou 6 :16,5 étendue axiale de la partie 73b: 3 diamètre intérieur de la partie 73b : 30.
Selon le mode de réalisation illustré sur les fig.
10 et 11, le manchon 7 est agencé de manière que la zone active intérieure 7b comporte une collerette flexible 74b s'étendant radialement vers l'extérieur et présentant, lorsque le manchon 7 n'est pas monté., un diamètre extérieur un peu supérieur au diamètre du susdit orifice.
On conçoit alors que l'étanchéité est assurée, au niveau de la plaque tubulaire d'entrée 5. oude sortie 6, par l'intermédiaire de cette collerette flexible 74b qui se déforme et vient en appui sur la paroi cylindrique de l'orifice 4, l'appui de la susdite collerette flexible 74b sur la susdite paroi cylindrique pouvant être renforcé par l'action de la différence des pressions régnant de part et d'autre
1 de la plaque tubulaire d'entrée 5 ou de sortie 6 considérée.
Ce manchon 7 comporte avantageusement des rebords 70a au niveau des zones actives extérieures 7a et une partie cylindrique 70b au niveau de la zone active intérieure 7b.
Dans ces conditions, la collerette flexible 74b
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est de préférence située à l'extrémité de la partie cylin- drique 70b qui se trouve du côté de la zone active exté- rieure 7a par laquelle s'effectue l'introduction du manchon 7 dans l'orifice 4.
A titre d'exemple destiné à illustrer ce qui précède, on peut indiquer quelques dimensions du manchon 7 utilisé dans un échangeur thermique de mêmes dimensions que celui de l'exemple donné à propos de la première disposition de l'invention, mais comportant des plaques tubulaires d'entrée 5 ou de sortie 6 d'une épaisseur de 20 mm.
Ces dimensions sont exprimées en millimètres et concernent le manchon non monté diamètre extérieur des rebords 70a :42 épaisseur des rebords 70a : 2 distance axiale entre les deux rebords 70a : 18 étendue axiale de la partie 70b : 3,7 diamètre intérieur de la partie 70b : 30 diamètre extérieur de la collerette flexible 74b:39,2
Selon le mode de réalisation illustré sur les fig.
12 et 13, le manchon 7 est agencé de manière que l'une au moins des deux zones actives extérieures 7a comporte une portée cylindrique 75a présentant, lorsque le manchon 7 n'est pas monté, un diamètre extérieur un peu supérieur au diamètre du susdit orifice 4.
On conçoit alors que l'étanchéité est assurée, au niveau de la plaque tubulaire d'entrée 5 ou de sortie 6, par l'intermédiaire de cette portée cylindrique 75a qui coopère avec la paroi cylindrique de l'orifice 4, paroi cylindrique qui présente fréquemment un état de surface meilleur que l'état de surface des plaques tubulaires d'entrée 5 ou de sortie 6.
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Ce.manchon 7 comporte avantageusement des rebords 70a au niveau des zones actives extérieures 7a et une partie cylindrique 70b au niveau de la zone active inté- rieure 7b.
Dans ces conditions, le manchon comporte une seule portée cylindrique 75a située au niveau de la zone active extérieure 7a opposée à la zone active extérieure 7a par laquelle s'effectue l'introduction du manchon 7 dans l'orifice
4.
Le manchon 7, constitué en"TEFLON", présente une faible épaisseur, un joint torique 8 étant avantageusement disposé autour du manchon 7 au niveau de la zone active intérieure 7b, un tel joint torique étant constitué en un matériau facilement déformable, tel du "VITON".
Mais suivant une variante de l'invention, non représentée, ce manchon pourrait être muni d'une collerette flexible analogue à la collerette que comporte le manchon illustré sur les fig. 10 et 11.
A titre d'exemple destiné à illustrer ce qui précède, on peut indiquer quelques dimensions du manchon 7 utilisé dans un échangeur thermique de mêmes dimensions que celui de l'exemple donné à propos de la première disposition de l'invention, mais comportant des plaques tubulaires d'entrée 5 ou de sortie 6 d'une épaisseur de 20 mm.
Ces dimensions sont exprimées en millimètres et concernent le manchon non monté : diamètre des rebords 70a 42 épaisseur des rebords 70a : 2 distance axiale entre les deux rebords 70a : le étendue axiale de la partie 70b: 3,7 diamètre intérieur de la partie 70b : 30 étendue axiale de la portée cylindrique 75a 3 diamètre extérieur de la portée cylindrique 75a :38,5
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Finalement, l'échangeur thermique à tubes de verre conforme à l'invention présente un certain nombre d'avantages parmi lesquels on peut citer ceux résumés par les points suivants :
- le manchon interposé entre chaque tube et les plaques tubulaires d'entrée et de sortie permet de compenser le jeu fonctionnel existant entre chaque orifice et le tube correspondant, - l'étanchéité est assurée de manière durable entre chaque tube et les plaques tubulaires d'entrée et de sortie, et ce dans toutes les conditions de fonctionnement de l'échangeur, - le manchon, notamment lorsqu'il est réalisé en "TEFLON", permet un fonctionnement jusqu'à des températures de 250 C, - le manchon résiste aux agents corrosifs les plus nocifs, tels que l'acide sulfurique concentré, - le manchon ne présente aucune porosité et de ce fait n'accumule pas d'agents corrosifs,
ce qui élimine les risques d'écrasement ou de blocage des tubes par gonflement et modification des propriétés mécaniques des moyens d'étan- chéité (ce qui était le cas avec des moyens d'étanchéité classiques), - les forces de frottement entre chaque tube et les manchons sont réduites au minimum et permettent la libre dilatation des tubes dans leur sens longitudinal, - la liaison mécanique entre les tubes et les plaques tubulaires d'entrée et de sortie s'opère sans encas- trement, ce qui réduit considérablement les risques de rupture des tubes, qui sont pratiquement "articulés" sur les susdites plaques tubulaires,
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- le prix de revient des manchons est très bas,
surtout si ces manchons sont établis à partir de tronçons cylindriques que l'on forme à chaud pour obtenir la forme désirée, - le manchon présente des caractéristiques permettant un montage très facile dans les orifices de la plaque tubulaire d'entrée ou de sortie, le manchon peut être établi de manière à présenter une étendue axiale qui peut être notablement inférieure à l'épaisseur de la plaque tubulaire d'entrée ou de sortie, ce qui permet de réaliser une économie de matière très appréciable, surtout lorsqu'il s'agit de la plaque tubulaire supérieure d'un échangeur vertical qui est généralement très épaisse (de l'ordre de deux fois l'épaisseur de la plaque tubulaire inférieure).