La présente invention concerne les échangeurs et notamment les échangeurs destinés à assurer un échange thermique entre deux fluides .

Sur un plan général on sait que les échangeurs de chaleur mettant en oeuvre des fluides sont constitués de deux circuits isolés l'un de l'autre mais qui sont en contact thermique le plus élevé possible, et qui sont respectivement parcourus par les deux fluides.

On sait également que l'entretien des échangeurs de chaleur, et en particulier leur nettoyage, est généralement une opération longue et difficile à réaliser de façon efficace, voire même parfois impossible. On sait enfin qu'un tel nettoyage consiste parfois à éliminer par exemple le tartre qui s'est déposé dans l'échangeur au long de l'utilisation de celui-ci.

Les échangeurs de type dit à plaques et joints constitués à partir de plus de feuilles de tôle sont démontables plaque par plaque si bien qu'il est ainsi possible d'accéder à leurs circuits, même s'il s'agit là d'une opération longue à mettre en oeuvre. Cependant ces échangeurs, en raison de leur conception même, sont donc d'une exploitation coûteuse.

Par ailleurs, les échangeurs de type à plaques brasées ne sont pas démontables et donc leurs circuits sont également difficilement nettoyables.

C'est pourquoi on s'est tourné vers les échangeurs spirales qui sont constitués à partir de deux feuilles de tôle qui sont enroulées et sont maintenues écartées l'une de l'autre par des picots. Après enroulement on procède à la soudure des bords de feuille de tôle de façon à créer deux circuits de fluide indépendants, à savoir un premier circuit compris entre les deux feuilles de tôle enroulées et soudées et un second circuit compris entre les différentes spires de l'enroulement. Pour des raisons relevant du mode de construction, l'utilisateur n'a pas accès aussi bien à l'espace compris entre les deux feuilles enroulées, qu'à celui compris entre les diverses spires de l'enroulement, si bien qu'il est dans l'impossibilité de réaliser un nettoyage mécanique efficace de cet échangeur et que l'on doit alors se contenter de nettoyage de type chimique, ce qui est souvent insuffisant pour certaines applications .

Or ces échangeurs, de par leur constitution, nécessitent pour un bon entretien efficace que l'on puisse accéder non seulement aux enroulements eux-mêmes mais également à leur espace interspires. Or celui-ci est des plus réduits ce qui rend encore plus problématique leur nettoyage des échangeurs surtout lorsqu'il s'agit d'éliminer des dépôts tels que le tartre de ceux-ci

Cependant, nombre d'applications qui seraient ouvertes à ce type d' échangeurs, telles que des utilisations dans le domaine de l'alimentaire, du médical, de la pharmacie, de la chimie fine, ou de électronique notamment, impliquent des nettoyages périodiques d'une grande efficacité.

La présente invention a pour but de proposer des moyens permettant à un utilisateur de réaliser un tel nettoyage, et ceci de façon simple et rapide.

La présente invention a ainsi pour objet un échangeur de chaleur comprenant deux circuits de fluides isolés l'un de l'autre en contact d'échange thermique intime, un premier circuit de fluide, ou faisceau, étant constitué par un enroulement spirale de deux parois et le second circuit étant constitué par une enceinte contenant le faisceau, chaque circuit comportant ses propres moyens d'entrée et de sortie de fluide, caractérisé en ce que le faisceau est déformable élastiquement sous l'effet d'une surpression ou d'une dépression.

Suivant l'invention l'enceinte sera préférentiellement de forme tubulaire et, lorsque la pression interne du faisceau sera égale à sa pression externe son diamètre externe sera légèrement inférieur ou égal au diamètre interne de l'enceinte. La différence de diamètre entre la face interne de l'enceinte et la face externe du faisceau sera inférieure à 6% du diamètre de ce dernier.

L'enveloppe tubulaire pourra comporter deux fonds, dont l'un au moins pourra être amovible, ces fonds étant respectivement traversés par les moyens d'entrée et de sortie des fluides, et des moyens aptes à assurer l'étanchéité entre les fonds et les moyens d'entrée et de sortie du fluide du faisceau. Ces moyens d'entrée et de sortie pourront être respectivement constitués de deux tubes longitudinaux et les moyens aptes à assurer l'étanchéité entre les tubes et les fonds pourront être constitués de joints toriques ou d'un presse-étoupe.

La présente invention a également pour objet un procédé d'intervention, tel que par exemple un nettoyage, sur un faisceau d'un échangeur de type spirale comportant deux circuits de fluides isolés l'un de l'autre en contact d'échange thermique intime, un premier circuit de fluide, ou faisceau, étant constitué par un enroulement spirale de deux parois, ou faisceau, et le second circuit étant constitué par un volume délimité par une enveloppe contenant le faisceau, chaque circuit comportant ses propres moyens d'entrée et de sortie de fluide, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes consistant à : soumettre, avant son retrait, le faisceau à une dépression et/ou à un refroidissement relatif par rapport à son enveloppe, de façon à le faire se contracter,

une fois le faisceau extrait de son enveloppe interrompre la dépression,

- procéder à l'intervention sur le faisceau,

- soumettre de nouveau le faisceau à une dépression et/ou à un refroidissement relatif par rapport à son enveloppe, afin de le faire se contracter avant sa mise en place dans l'enveloppe,

remettre le faisceau à la pression et/ou à la température ambiante une fois qu'il a été remis en place dans son enveloppe.

Suivant l'invention on pourra réaliser le faisceau de façon qu'il soit déformable sous l'effet d'une différence de pression entre le faisceau et l'enceinte d'une surpression ou d'une dépression et lui donner un diamètre externe inférieur. au diamètre interne de l'enveloppe et appliquer au faisceau des surpressions et/ou des dépressions périodiques afin de modifier son diamètre externe et briser les éléments fragiles qui peuvent adhères aux parois (tartre) qui se déposent sur lui.

Le procédé pourra comporter une étape préliminaire consistant à déconnecter le faisceau de son circuit.

On pourra également suivant l'invention favoriser l'opération d'intervention en soumettant le faisceau, une fois celui-ci extrait de son enveloppe, et avant l'intervention, à une surpression et/ou à un échauffement relatif par rapport à l'enveloppe, qui aura pour effet d'écarter les spires de l'enroulement les unes des autres. l'

Afin d'éviter de soumettre le faisceau à une pression trop forte ayant pour conséquences de déformer le métal constituant l'enroulement au delà de sa limite élastique on disposera autour du faisceau un limiteur dont le diamètre interne sera égal au diamètre maximal que l'on souhaite ne pas dépasser. Ce limiteur pourra être constitué d'une bague ou d'un fourreau. On décrira ci-après, à titre d'exemple non limitatif,

une forme d'exécution de la présente invention, en référence

au dessin annexé sur lequel :

La figure 1 est une vue schématique en coupe

transversale d'un échangeur suivant l'invention.

La figure 2 est une vue en perspective d'un faisceau

constituant échangeur représenté sur la figure 1.

La figure 3 est une vue en perspective de l'enveloppe

renfermant le faisceau représenté sur la figure 2.

Les figures 4 et 5 sont des vues en perspective d'un

faisceau d'un échangeur suivant l'invention respectivement

équipé d'un manchon et de bagues de limitation de son

diamètre extérieur.

On a représenté sur les figures 1 à 3 un échangeur suivant l'invention qui est essentiellement constitué d'une enveloppe 1 qui est destinée à recevoir un faisceau 3.

Le faisceau 3 est constitué d'un enroulement spirale de deux feuilles de tôle 5 qui sont écartées l'une de l'autre et soudées afin de prévoir entre elles un circuit de fluide. L'écartement de ces deux feuilles de tôle 5 est assuré par une série de "picots" 7 qui sont créés et répartis sur la surface de la tôle avant le pliage de celle-ci. Ces picots 7, une fois l'enroulement effectué, assurent également un écartement régulier et contrôlé entre les spires. L'espace compris entre les deux feuilles de tôle pliées comporte un conduit d'alimentation 9 et un conduit d'évacuation 11.

L'enveloppe 1 est constituée d'un tube cylindrique 13 dont le diamètre interne correspond au diamètre externe du faisceau 3, de façon à pouvoir recevoir celui-ci. L'enveloppe 1, ainsi que représenté sur la figure 3, possède un conduit d'alimentation 15 en fluide et un conduit d'évacuation 17. Le tube 13 est fermé d'une part par un fond 19 qui est fixe et qui est traversé par le conduit d'évacuation 11 du faisceau 3 avec interposition d'un joint torique d'étanchéité 23 et d'autre part, à son autre extrémité, par un fond 25 amovible et qui, à cet effet, est maintenu par brides de serrage 27 qui prennent appui sur une collerette 29 du tube 13. Un joint torique 31 assure 1'étanchéité entre le couvercle 25 et le conduit d'alimentation 9 du faisceau 3.

Ainsi, par un simple démontage du fond amovible 25 on a un accès au faisceau 3, après avoir soit déconnecté celui-ci des tuyaux d'alimentation reliés à ses conduites 9 et 11, soit en disposant d'une sortie 11 de longueur suffisante.

On sait que ce type d'échangeurs nécessite un jeu minimal entre le faisceau 3 et la face interne du tube dans lequel il est disposé. Or dans certains échangeurs notamment en acier inoxydable qui sont destinés à des applications qui requièrent une attention particulière, notamment dans le domaine de la pharmacie ou dans le domaine alimentaire, il est nécessaire que le faisceau puisse être retiré de son enveloppe sans, au cours de cette opération, former des rayures sur la paroi interne du tube, de telles rayures constituant notamment des lieux de nidations pour les bactéries.

Pour résoudre cette difficulté on fait en sorte que le faisceau 3 soit déformable au niveau de son diamètre sous l'effet d'une contrainte. Pour rendre ainsi le faisceau déformable on jouera sur l'épaisseur et la nature de l'acier utilisé.

Sur un échangeur assemblé que l'on souhaite démonter on provoquera la rétraction du faisceau 3 en reliant l'une des entrées 9 ou 11 de celui-ci à une pompe à vide, après avoir obturé l'autre entrée, afin de créer un vide partiel. On pourra alors démonter le faisceau sans risquer de rayer la face interne de l'enveloppe 1. Une fois le faisceau 3 démonté on supprimera le vide de façon qu'il se dilate et reprenne son diamètre naturel initial, puis on procédera à l'intervention (notamment à un nettoyage mécanique) sur celui-ci.

L'intervention pourra être rendue plus facile et plus efficace si l'on dilate le faisceau 3 au delà de son diamètre nominal en lui appliquant cette fois ci une surpression. On prendra soin au cours de cette opération de ne pas le déformer au delà de la limite élastique du matériau utilisé, afin qu'il puisse reprendre son diamètre nominal dès la fin du nettoyage et de l'interruption de la surpression.

Afin de limiter la déformation à une valeur maximale contrôlée du faisceau 3 on pourra, ainsi que représenté sur la figure 4, entourer celui-ci, avant d'appliquer la surpression, d'une bague ou d'un manchon 20 dont le diamètre interne est égal au diamètre maximal possible que peut prendre le faisceau 3 sans subir de déformation au delà de sa limite élastique. On peut également faire appel à des bagues 20, ainsi que représenté sur a figure 5.

Une fois l'intervention sur le faisceau terminé on fait de nouveau le vide dans celui-ci de façon à pouvoir le mettre en place facilement dans l'enveloppe 1, puis on déconnecte la pompe à vide de façon que le faisceau reprenne ses dimensions et forme nominales.

On peut également suivant l'invention faire appel à une variation relative de température pour faire se contracter ou se dilater le faisceau. Ainsi, avant le démontage du faisceau de son enveloppe, on pourra faire circuler dans le faisceau un liquide fortement refroidi, notamment voisin de ou même inférieur à 0°C, afin de le faire se contracter, et on pourra, dans le même temps, soumettre l'enveloppe à une température supérieure à la température ambiante afin de la faire se dilater.

Bien entendu, suivant l'invention on pourra faire agir de façon simultanée sur le faisceau soit la dépression et le refroidissement, soit la surpression et le chauffage.

Pour certaines applications il est possible de donner au faisceau 3 un diamètre inférieur au diamètre interne de l'enveloppe 1. Une telle disposition est particulièrement intéressante en ce qu'elle permet de réaliser une élimination automatique ou quasi automatique des dépôts fragiles (ex. calcaires) qui se produisent sur les parois du faisceau. Il suffit en effet de soumettre le faisceau, par exemple au cours de son fonctionnement, à une surpression (ou une dépression) du fluide qui le traverse pour le déformer et faire éclater les plaquettes de tartre qui le recouvrent. Ces opérations peuvent même être réalisées de façon automatique.