EP3887742A1 - Procédé de fabrication d'un échangeur comprenant une zone à supporter et échangeur fabriqué par un tel procédé - Google Patents

Procédé de fabrication d'un échangeur comprenant une zone à supporter et échangeur fabriqué par un tel procédé

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Publication number
EP3887742A1
EP3887742A1 EP19829668.3A EP19829668A EP3887742A1 EP 3887742 A1 EP3887742 A1 EP 3887742A1 EP 19829668 A EP19829668 A EP 19829668A EP 3887742 A1 EP3887742 A1 EP 3887742A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
support member
passage
plates
supported
opening
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP19829668.3A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Camille MARIE
Eric Masliah
Ludovic AMANT
Arnaud Gueguen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Original Assignee
Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Air Liquide SA, LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude filed Critical Air Liquide SA
Publication of EP3887742A1 publication Critical patent/EP3887742A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0062—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by spaced plates with inserted elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/0008—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering specially adapted for particular articles or work
    • B23K1/0012—Brazing of heat exchangers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0093—Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/08—Elements constructed for building-up into stacks, e.g. capable of being taken apart for cleaning
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2275/00—Fastening; Joining
    • F28F2275/04—Fastening; Joining by brazing

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a heat exchanger of the brazed plate type comprising at least one zone to be supported, as well as to a heat exchanger manufactured by such a method.
  • the present invention finds particular application in the field of gas separation by cryogenics, in particular air separation by cryogenics (known by the acronym "ASU" for air separation unit) used for the production of gaseous oxygen under pressure.
  • ASU air separation by cryogenics
  • the present invention can be applied to the manufacture of a heat exchanger which vaporizes a liquid flow, for example liquid oxygen, nitrogen and / or argon by heat exchange with a gas flow, for example air or nitrogen.
  • the present invention can also be applied to a heat exchanger which vaporizes at least one flow of liquid-gas mixture, in particular a flow of mixture with several constituents, for example a mixture of hydrocarbons, by heat exchange with at least another fluid, for example natural gas.
  • the technology commonly used for heat exchangers is that of brazed plate exchangers, which make it possible to obtain very compact members offering a large exchange surface.
  • These exchangers consist of a set of parallel plates between which are inserted heat exchange structures, in particular corrugated or wave structures, thus constituting a stack of flat passages for different fluids to be put in heat exchange relationship.
  • the heat exchange structures of brazed plate heat exchangers not only have the function of increasing the heat exchange surface of the exchanger but also act as spacers between the plates.
  • a compression device is used to press the stack of plates, the intermediate elements and the other constituent elements of the exchanger against each other. These elements are then bonded together by brazing in a vacuum oven at temperatures between 550 and 650 ° C, with the application of a compressive force typically ranging from 20,000 to 40,000 N / m 2 .
  • a compressive force typically ranging from 20,000 to 40,000 N / m 2 .
  • the intermediate elements ensure the rigidity of the exchanger passages and their resistance to compression, avoiding the deformation of the plates by creep.
  • the passages have all or part of the zones of reduced resistance at the level of which the plates are subject to deformation during the brazing step. This results in a deterioration of the mechanical strength and the sealing of the exchanger passages following its brazing.
  • Document EP-A-2271456 teaches a method of manufacturing a heat exchanger in which a set of shims is introduced into the passages of the exchanger in order to ensure rigidity during brazing.
  • This assembly is made up of several wedges of specific geometry secured to each other and the removal of which takes place by imposing a rotational movement on each wedge.
  • document DE-B-1 190910 discloses the introduction of rigid shims in the passages of an exchanger before brazing, the shims being removed after brazing by traction using dedicated tools.
  • the object of the present invention is in particular to solve all or part of the problems mentioned above, by proposing a method of manufacturing a heat exchanger with brazed plates making it possible to ensure the mechanical resistance of the exchanger during brazing and whose the implementation is less complex than in the prior art.
  • the subject of the invention is a method for manufacturing a heat exchanger of the brazed plate type comprising the following steps:
  • step d) a tensile force is exerted on the support member so as to cause a deformation of at least part of the support member and a translational movement of said member support to the outside of the passage.
  • the exchanger according to the invention may include one or more of the characteristics below:
  • the support member is arranged in the area to be supported during step a) of stacking.
  • the support member is plastically deformable.
  • the tensile force is directed generally in a direction parallel to the plates and perpendicular to the peripheral edge comprising the opening.
  • a portion of the support member extends beyond the opening towards the outside of the passage and forms a grip portion of the support member.
  • the passage comprises a pair of peripheral edges extending in a longitudinal direction and another pair of peripheral edges extending in a lateral direction, one or the other pair having two openings arranged opposite one of the other respectively in the longitudinal direction or in the lateral direction, the area to be supported opening outwardly from said passage through the two openings.
  • two separate support members are arranged in at least one area to be supported, a tensile force being exerted on each of the two support members so as to cause a deformation and a translational movement of each support member in two opposite directions towards outside the passage through the respective openings.
  • the support member undergoes, under the effect of the tensile force, a deformation simultaneously in a first direction parallel to the stacking direction of the plates and in a second direction which is parallel to the plates and perpendicular to said at least one peripheral edge comprising the opening, in particular in one or the other of the lateral and longitudinal directions.
  • the support member has, before step e), an initial dimension measured in the second direction and an initial height measured in the first direction, the support member undergoing, under the effect of the tensile force, an increase in the initial dimension and a decrease in the initial height.
  • the plates are coated with a brazing agent having a predetermined melting temperature, the support member being formed in whole or in part from a first material having a melting temperature higher than said predetermined temperature.
  • the support member comprises an internal part formed from a second material and two external elements formed from the first material, each external element being arranged between the internal part and an adjacent plate, the second material having a melting temperature below the melting temperature of the first material.
  • the support member comprises several fins or wave legs extending in the passage so as to delimit a plurality of channels for the flow of a first fluid.
  • the fins or wave legs follow one another in a first direction parallel to the plates and perpendicular to the peripheral edge comprising the opening.
  • the support member comprises a corrugated product comprising a succession of wave legs connected alternately by wave tops and wave bases.
  • the support member has a density, defined as the number of wave legs or fins per unit of length measured along the first lateral direction, of at least 6 legs by 2.54 centimeters, and / or at most 26 legs by 2.54 centimeters.
  • the invention relates to a heat exchanger manufactured by a method according to the invention, said exchanger comprising several plates stacked with spacing parallel to each other so as to define between them a plurality of passages adapted for the flow of at least one fluid, at least one passage comprising closing bars arranged between two consecutive plates so as to delimit peripheral edges of the passage, characterized in that the volume of the passage delimited between the closing bars is free from any intermediate element.
  • the brazed plate heat exchanger comprises a stack of passages delimited by peripheral edges, at least one passage 3 comprising at least one zone to be supported extending between two opposite peripheral edges, said zone to be supported being free of any intermediate element.
  • the passage may extend over a first length L1 along the longitudinal direction z and over a first width D1 along the lateral direction y, the area to be supported having a second length L2 and / or having a second width D2, measured respectively according to the longitudinal direction z and lateral direction y, of at least 1%, preferably at least 5%, more preferably at least 10% of the first length L1 or the first width D1 of the passage.
  • FIG. 1 is a three-dimensional view of a brazed plate exchanger which can be manufactured by a method according to the invention
  • FIG. 2 is a partial view of the exchanger of [Fig. 1]
  • FIG. 3 is a view in longitudinal section of a passage of the exchanger of [Fig. 1]
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of a stack of passages comprising a support member according to an embodiment of the invention
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a stack of passages comprising a support member according to another embodiment of the invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a support member according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 1 represents a heat exchanger 1 of the brazed plate type comprises a stack of plates 2 which extend in two dimensions, length and width, respectively in the longitudinal direction z and the lateral direction x.
  • the plates 2 are arranged parallel one above the other with spacing and thus form several sets of passages 3 for a fluid F1, and at least one other fluid F2, F3 to be put in indirect heat exchange relationship via the plates 2.
  • the lateral direction x is orthogonal to the longitudinal direction z and parallel to the plates 2.
  • each passage has a parallelepipedal and flat shape.
  • the passages extend in length along the longitudinal direction z and in width along the lateral direction x.
  • the difference between two successive plates 2, corresponding to the height of the passage, measured along the stacking direction y of the plates 2, is small compared to the length and the width of each successive plate.
  • the passages 3 are bordered by closing bars 6 which do not completely close the passages but leave free openings for the entry or exit of the corresponding fluids.
  • the exchanger 1 comprises collectors of semi-tubular shape 7, 9 provided with openings 10 for the introduction of the fluids into the exchanger 1 and the evacuation of the fluids from the exchanger 1. These collectors have narrower openings than the passages. Distribution zones arranged downstream of the inlet manifolds and upstream of the outlet manifolds serve to uniformly channel the fluids to or from the entire width of the passages.
  • the exchanger 1 is of the type with brazed plates and fins.
  • At least part of the passages 3 includes intermediate elements 8 with fins which advantageously extend along the width and the length of the passages of the exchanger, parallel to the plates 2.
  • the intermediate elements 8 comprise heat exchange waves in the form of corrugated sheets.
  • the wave legs which connect the successive vertices and bases of the wave are called "fins”.
  • the intermediate elements 8 can also take other particular forms defined according to the desired fluid flow characteristics. More generally, the term "fins" covers blades or other secondary heat exchange surfaces, which extend from the primary heat exchange surfaces, that is to say the plates of the exchanger, in the exchanger passages.
  • intermediate element does not cover any closure bars 6 which can be arranged to at least partially close the peripheral edges 4 of the passage 3.
  • intermediate element preferably a fin heat exchange structure, for example a heat exchange wave, arranged between two plates 2.
  • At least one passage 3 of the exchanger comprises at least one zone to be supported 12 (not visible in [Fig. 1]).
  • This zone to be supported 12 is preferably a zone devoid of any intermediate element, that is to say a volume left free between two adjacent plates 2
  • the area to be supported 12 can also be an area provided with intermediate elements but whose density of fins is lower than another area of the same passage 3, or whose density of fins is lower than another area of another adjacent passage 3.
  • the passage 3 may comprise a single support area 12 or else several support areas 12 arranged at intervals along the lateral direction x or the longitudinal direction z, for example support areas 12 separated by one or more grab bars extending in the height of passage 3
  • FIG. 2 represents passages 3 delimited by peripheral edges 4 which are preferably two by two parallel in the lateral direction x and the longitudinal direction z. The edges located one opposite the other are said to be opposite.
  • the zone to be supported 12 opens towards the outside of the passage 3 through at least one opening 5 arranged at a peripheral edge 4.
  • at least one support member 1 1 is arranged in the area to be supported 12. After brazing, the support member 1 1 is removed through the opening 5 by applying at least one tensile force to it (arrow F). This force is exerted so as to cause a deformation and a movement in translation of the support member 1 1 towards the outside of the passage 3.
  • the support member 1 1 thus ensures the mechanical rigidity of the area to be supported 12 during assembly by brazing the exchanger, and the removal of the support member 1 1 can be carried out in a simple and rapid manner , without the need to impose a complex movement on it.
  • the fact of using a deformable support member 1 1 facilitates its removal and reduces the risk of damaging or deforming the passage 3 in which it was inserted.
  • the support member 1 1 can be arranged in the area to be supported 12 during or after the step of stacking the plates 2.
  • the support member 1 1 is arranged in the area to be supported 12 during the step of stacking the plates 2.
  • the support member 1 1 is placed before one of the two plates is stacked the other.
  • said at least one force F can be exerted continuously or in several times on the support member 11 with a variable or constant intensity.
  • the support member is, at least in part, plastically deformable.
  • the support member is configured to undergo, in whole or in part, plastic deformation, that is to say irreversible. This further facilitates the removal of the support member since it is not necessary to continuously apply the force F.
  • the movement in translation of the member 1 1 begins after or during the deformation of the support member 1 1.
  • the traction force is advantageously directed in a direction substantially parallel to the plates 2 and perpendicular to the direction of extension of the peripheral edge 4 at which the opening 5 is arranged.
  • the opening 5 is located on a longitudinal edge parallel to the longitudinal direction z and the force F is directed in the lateral direction x.
  • the support member 1 1 undergoes, under the effect of the force F, a deformation simultaneously in the direction in which the force is exerted, that is to say the lateral direction x in the example of [Fig. 2] and in the stacking direction y which is orthogonal to the plates 2.
  • the support member 1 1 undergoes an increase in its initial dimension Di, Di being measured in a second direction which is parallel to the plates 2 and perpendicular to the peripheral edge 4 comprising the opening 5., in particular along one or the other of the lateral x or longitudinal z directions depending on the positioning of the opening 5 and the direction of the tensile force, and a decrease in its initial height hi, hi being measured in a first direction which is parallel to the stacking direction y.
  • the height before deformation of the support member 1 1 is such that the member 1 1 extend in almost all, or even all, of the height of the passage 3 in the stacking direction y, so that there is no or almost no play between the member 1 1 and the adjacent plates 2.
  • This provides effective support during brazing of the exchanger.
  • the reduction in the height of the member 1 1 under the effect of the traction force allows the translational movement of the member 1 1 towards the outside of the passage 3.
  • the support member 1 1 is arranged in the area to be supported 12 so that a portion of the member protrudes from the opening 5 towards the outside of the passage 3.
  • the portion of the member which extends beyond the closing bar 6 of the edge 4 considered forms a gripping portion, manual or mechanical, which facilitates the withdrawal of the support member 11.
  • FIG. 2 shows an embodiment in which an opening 5 is arranged on a peripheral edge 4 parallel to the longitudinal direction z.
  • FIG. 3 shows an embodiment in which the area to be supported 12 is through and opens out towards the outside of the passage 3 by two openings 5 arranged on opposite peripheral edges 4.
  • the opposite openings 5 can be arranged on a pair of longitudinal peripheral edges, as illustrated in [Fig. 3], or on a pair of lateral peripheral edges which extend in the lateral direction x.
  • passages 3 of the exchanger 1 may have at least one area to be supported 12, these passages possibly having different configurations, in particular a different number of openings and openings arranged on different edges.
  • the plates 2 are preferably coated with a brazing agent, or brazing, having a predetermined melting temperature.
  • the support member 1 1 is formed in whole or in part from a first material having a melting temperature above said predetermined temperature.
  • the support member is not brazed with the plates 2 of the passage 3 and can be removed easily.
  • FIG. 4 illustrates an embodiment in which the support member 1 1 comprises an internal part 1 1 a formed of a second material and two external elements 1 1 b formed of the first material, each external element 1 1 b being arranged between the internal part 1 1 a and an adjacent plate 2, the second material having a melting temperature lower than the melting temperature of the first material.
  • the internal part 1 1 a constitutes the deformable part of the support member 1 1 and the two external elements 1 1 b play the role of insulating parts preventing the brazing of the part 1 1 a to the adjacent plates 2.
  • the external elements 11 b can be formed from an alloy of iron, in particular stainless steel.
  • the internal part can be made of aluminum or an aluminum alloy.
  • the external elements 1 1 b take the form of flat parts, for example sheets or strips. This allows to have a contact area almost continuous, even continuous, with the adjacent plates 2, and thus further improve the mechanical resistance of the area to be supported 12.
  • the method according to the invention is preferably carried out according to two sub-stages: withdrawal of the internal part 1 1 a by means of the traction force with deformation and movement in translation of the internal part 1 1 a towards the outside of passage 3, removal of the two external elements 1 1 b without deformation of said elements 1 1 b.
  • FIG. 5 shows an alternative embodiment in which the support member 1 1 is a part formed only of the first material.
  • an iron alloy such as stainless steel, can be used as the first material which cannot be soldered with the plates 2.
  • the support member 1 1 or its internal part 1 1 a takes the form of an intermediate element of the fin type.
  • the member 1 1 thus comprises several fins or struts which extend in the passage 3 so as to form secondary exchange surfaces and to define a plurality of channels 13 for the flow of a fluid.
  • the method according to the invention is thus easily implemented on an industrial level, with a low investment cost since conventional wave mats can be used as a support member.
  • this type of element offers a higher density of areas of contact with the adjacent plates than with the support parts of the prior art.
  • FIG. 6 shows an advantageous embodiment in which the support member 1 1 comprises a corrugated product 1 1, 1 1 a comprising a succession of wave legs 123 connected alternately by wave vertices 121 and bases of wave 122.
  • the corrugated product is arranged in the zone to be supported 12 so that the wave legs 123 follow one another in a direction parallel to the plates 2 and perpendicular to the peripheral edge 4 comprising the opening 5, considered in the plane (y, z) on [Fig. 4]
  • the support member 1 1 thus easily deforms by unfolding in the direction parallel to the plates 2 and perpendicular to the peripheral edge 4.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a support member 1 1, 1 1 a in the form of a straight wave with wave legs 123 of planar surface.
  • the support member 1 1 can also be a corrugated product chosen from waves with partial offset, waves with waves or herringbone, perforated or not.
  • the support member 1 1 has a predetermined density, defined as the number of wave legs or fins per unit of length, measured along the direction of undulation, for example the lateral direction x in the configuration of [Fig. 2] to [Fig. 6].
  • said density is at least 6 legs per 2.54 cm, and preferably less than 26 legs per 2.54 cm.
  • the support member 1 1 has a number of legs per 2.54 centimeters identical or almost identical to the number of legs per 2.54 centimeters of the intermediate elements arranged in the same passage 3 as the zone to be supported 12 or in the passages adjacent to the passage 3 comprising the zone to be supported.
  • the area to be supported 12 has a second length L2 measured in the longitudinal direction z corresponding to at least 1%, preferably at least 5%, of preferably still at least 10% of the first length L1.
  • the method according to the invention is particularly advantageous when the exchanger to be manufactured has at least one area to be supported 12 whose extent is relatively large compared to the dimensions of the passages 3 of the exchanger.
  • the length of the area to be supported 12 may represent more than half the length of the passage 3, preferably more than 80%, and may even extend over almost the entire length of the passage 3, typically having a length L2 representing 98% or more of the first length L1, or even over the whole, L2 then representing 100% of L1.
  • the passage 3 is then empty or almost empty, that is to say free of intermediate element. It being specified that in the context of the invention, the length of the passage 3 is measured between two opposite peripheral edges 4, which corresponds to the distance between two opposite closure bars 6 when the passage 3 is closed by such bars.
  • the dimensional ratios and characteristics mentioned below are of course applicable to the widths of the passage 3 and of the zone to be supported 12, measured in the lateral direction x, in the case where the zone to be supported 12 opens out to the outside of the passage 3 by at least one opening 5 arranged on a peripheral edge 4 extending parallel to the lateral direction 4.

Landscapes

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

L'invention concerne un procédé de fabrication d'un échangeur de chaleur (1) du type à plaques brasées comprenant les étapes suivantes: a) empiler avec espacement plusieurs plaques (2) parallèles les unes aux autres de façon à définir entre lesdites plaques (2) une pluralité de passages (3) adaptés pour l'écoulement d'au moins un fluide,lesdits passages (3) étant délimités par des bords périphériques (4) et au moins un passage (3) comprenant au moins une zone à supporter (12) débouchant vers l'extérieur du passage (3) par au moins une ouverture (5) d'un bord périphérique (4), b) agencer au moins un organe de supportage (11) dans la zone à supporter (12), c) braser l'empilement de plaques (2) comprenant l'organe de supportage (11), et d) retirer l'organe de supportage (11) de la zone à supporter (12) par l'ouverture (5). Selon l'invention, l'organe de supportage (11) est déformable et, à l'étape d), une force de traction est exercée sur l'organe de supportage (11) de façon à entraîner une déformation d'au moins une partie de l'organe de supportage (11) et un mouvement de translation dudit organe de supportage (11) vers l'extérieur du passage (3).

Description

Procédé de fabrication d’un échangeur comprenant une zone à supporter et échangeur fabriqué par un tel procédé
La présente invention est relative à un procédé de fabrication d’un échangeur de chaleur du type à plaques brasées comportant au moins une zone à supporter, ainsi qu’à un échangeur de chaleur fabriqué par un tel procédé.
La présente invention trouve notamment application dans le domaine de la séparation de gaz par cryogénie, en particulier de la séparation d’air par cryogénie (connue sous l’acronyme anglais « ASU » pour unité de séparation d’air) exploitée pour la production d’oxygène gazeux sous pression. En particulier, la présente invention peut s’appliquer à la fabrication d’un échangeur de chaleur qui vaporise un débit liquide, par exemple de l’oxygène liquide, de l’azote et/ou de l’argon par échange de chaleur avec un débit gazeux, par exemple l’air ou l’azote.
La présente invention peut également s’appliquer à un échangeur de chaleur qui vaporise au moins un débit de mélange liquide-gaz, en particulier un débit de mélange à plusieurs constituants, par exemple un mélange d’hydrocarbures, par échange de chaleur avec au moins un autre fluide, par exemple du gaz naturel.
La technologie couramment utilisée pour les échangeurs de chaleur est celle des échangeurs à plaques brasées, qui permettent d’obtenir des organes très compacts offrant une grande surface d’échange. Ces échangeurs sont constitués d’un ensemble de plaques parallèles entre lesquelles sont insérées des structures d’échange thermique, en particulier des structures ondulées ou ondes, constituant ainsi un empilement de passages plats pour différents fluides à mettre en relation d’échange thermique.
Les structures d’échange thermique des échangeurs à plaques brasées ont non seulement pour fonction d’augmenter la surface d’échange thermique de l’échangeur mais jouent aussi le rôle d’entretoises entre les plaques.
En effet, lors de la fabrication de l’échangeur, on utilise un dispositif de compression pour plaquer l’empilement de plaques, les éléments intercalaires et les autres éléments constitutifs de l’échangeur les uns contre les autres. Ces éléments sont ensuite liés entre eux par brasage dans un four sous vide à des températures comprises entre 550 et 650 °C, avec application d’une force de compression allant typiquement de 20 000 à 40 000 N/m2. Pendant le cycle de brasage, les plaques séparatrices sont soumises à d’importantes contraintes. Les éléments intercalaires assurent la rigidité des passages de l’échangeur et leur résistance à la compression, en évitant la déformation des plaques par fluage.
Or, pour certaines applications, il est souhaitable d’aménager dans des passages de l’échangeur des zones de libre circulation de fluide, c’est-à-dire des zones ou volumes libres ne présentant pas d’obstacle à la circulation du fluide. De tels volumes libres sont aussi présents dans les échangeurs où l’intensification des échanges thermiques est obtenu, non pas par des éléments intercalaires disposés entre les plaques, mais par des revêtements spécifiques déposés sur les plaques.
Dans ces configurations, les passages présentent en tout ou partie des zones de résistance amoindrie au niveau desquelles les plaques sont sujettes à déformation pendant l’étape de brasage. Il s’ensuit une dégradation de la résistance mécanique et de l’étanchéité des passages de l’échangeur suite à son brasage.
Le document EP-A-2271456 enseigne un procédé de fabrication d’un échangeur de chaleur dans lequel on introduit un ensemble de cales dans les passages de l’échangeur afin d’en assurer la rigidité lors du brasage. Cet ensemble est formé de plusieurs cales de géométrie spécifique solidarisés entre elles et dont le retrait s’opère en imposant un mouvement de rotation à chaque cale.
Par ailleurs, le document DE-B-1 190910 divulgue l’introduction de cales rigides dans les passages d’un échangeur avant brasage, les cales étant retirées après brasage par traction au moyen d’outils dédiés.
Il a été constaté que les solutions existantes ne donnaient pas entière satisfaction, notamment du fait de la complexité des pièces de maintien utilisées, du nombre important d’éléments à manipuler et/ou de la difficulté à les retirer après l’opération de brasage, ce qui peut conduire à un endommagement des passages. De plus, du fait de leur forme, la densité surfacique de zones de contact avec les plaques adjacentes est insuffisante avec les pièces de maintien connues, ce qui conduit à un supportage inhomogène des zones à supporter.
La présente invention a notamment pour but de résoudre tout ou partie des problèmes mentionnés ci-avant, en proposant un procédé de fabrication d’un échangeur de chaleur à plaques brasées permettant d’assurer la résistance mécanique de l’échangeur lors du brasage et dont la mise en œuvre est moins complexe que dans l’art antérieur. Dans ce but, l’invention a pour objet un procédé de fabrication d’un échangeur de chaleur du type à plaques brasées comprenant les étapes suivantes :
a) empiler avec espacement plusieurs plaques parallèles les unes aux autres de façon à définir entre lesdites plaques une pluralité de passages adaptés pour l’écoulement d’au moins un fluide, lesdits passages étant délimités par des bords périphériques et au moins un passage comprenant au moins une zone à supporter débouchant vers l’extérieur du passage par au moins une ouverture d’un bord périphérique,
b) agencer au moins un organe de supportage dans la zone à supporter, c) braser l’empilement de plaques comprenant l’organe de supportage, et d) retirer l’organe de supportage de la zone à supporter par l’ouverture,
caractérisé en ce qu’à l’étape d), une force de traction est exercée sur l’organe de supportage de façon à entraîner une déformation d’au moins une partie de l’organe de supportage et un mouvement de translation dudit organe de supportage vers l’extérieur du passage.
Selon le cas, l’échangeur selon l’invention peut comprendre l’une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous :
- l’organe de supportage est agencé dans la zone à supporter pendant l’étape a) d’empilement.
- l’organe de supportage est déformable plastiquement.
- l’organe de supportage subit une déformation plastique.
- la force de traction est dirigée globalement suivant une direction parallèle aux plaques et perpendiculaire au bord périphérique comprenant l’ouverture.
- à l’étape b), une portion de l’organe de supportage s’étend au-delà de l’ouverture vers l’extérieur du passage et forme une portion de préhension de l’organe de supportage.
- le passage comprend une paire de bords périphériques s’étendant suivant une direction longitudinale et une autre paire de bords périphériques s’étendant suivant une direction latérale, l’une ou l’autre paire présentant deux ouvertures agencées en regard l’une de l’autre respectivement suivant la direction longitudinale ou suivant la direction latérale, le zone à supporter débouchant vers l’extérieur dudit passage par les deux ouvertures. - deux organes de supportage distincts sont agencés dans au moins une zone à supporter, une force de traction étant exercée sur chacun des deux organes de supportage de façon à entraîner une déformation et un mouvement de translation de chaque organe de supportage dans deux directions opposées vers l’extérieur du passage par les ouvertures respectives.
- l’organe de supportage subit, sous l’effet de la force de traction, une déformation simultanément suivant une première direction parallèle à la direction d’empilement des plaques et suivant une deuxième direction qui est parallèle aux plaques et perpendiculaire audit au moins un bord périphérique comprenant l’ouverture, notamment suivant l’une ou l’autre des directions latérale et longitudinale.
- l’organe de supportage présente, avant l’étape e), une dimension initiale mesurée suivant la deuxième direction et une hauteur initiale mesurée suivant la première direction, l’organe de supportage subissant, sous l’effet de la force de traction, une augmentation de la dimension initiale et une diminution de la hauteur initiale.
- les plaques sont revêtues d’un agent de brasage ayant une température de fusion prédéterminée, l’organe de supportage étant formé en tout ou partie d’un premier matériau ayant une température de fusion supérieure à ladite température prédéterminée.
- l’organe de supportage comprend une partie interne formée d’un deuxième matériau et deux éléments externes formé du premier matériau, chaque élément externe étant agencé entre la partie interne et une plaque adjacente, le deuxième matériau ayant une température de fusion inférieure à la température de fusion du premier matériau.
- l’organe de supportage comprend plusieurs ailettes ou jambes d’onde s’étendant dans le passage de façon à délimiter une pluralité de canaux pour l’écoulement d’un premier fluide.
- les ailettes ou jambes d’onde se succèdent suivant une première direction parallèle aux plaques et perpendiculaire au bord périphérique comprenant l’ouverture. - l’organe de supportage comprend un produit ondulé comprenant une succession de jambes d’onde reliées alternativement par des sommets d’onde et des bases d’onde.
- l’organe de supportage présente une densité, définie comme le nombre de jambes d’onde ou d’ailettes par unité de longueur mesuré le long de la première direction latérale, d’au moins 6 jambes par 2,54 centimètres, et/ou d’au plus 26 jambes par 2,54 centimètres. En outre, l’invention concerne un échangeur de chaleur fabriqué par un procédé selon l’invention, ledit échangeur comprenant plusieurs plaques empilées avec espacement parallèlement les unes aux autres de façon à définir entre elles une pluralité de passages adaptés pour l’écoulement d’au moins un fluide, au moins un passage comprenant des barres de fermetures agencées entre deux plaques consécutives de façon à délimiter des bords périphériques du passage, caractérisé en ce que le volume du passage délimité entre les barres de fermeture est exempt de tout élément intercalaire.
De préférence, l’échangeur de chaleur à plaques brasées comprend un empilement de passages délimités par des bords périphériques, au moins un passage 3 comprenant au moins une zone à supporter s’étendant entre deux bords périphériques opposés, ladite zone à supporter étant exempte de tout élément intercalaire.
Le passage peut s’étendre sur une première longueur L1 suivant la direction longitudinale z et sur une première largeur D1 suivant la direction latérale y, la zone à supporter ayant une deuxième longueur L2 et/ou ayant une deuxième largeur D2, mesurées respectivement suivant la direction longitudinale z et la direction latérale y, d’au moins 1 %, de préférence au moins 5%, de préférence encore au moins 10 % de la première longueur L1 ou de la première largeur D1 du passage.
L’invention va maintenant être mieux comprise grâce à la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux figures ci- annexées parmi lesquelles :
[Fig. 1 ] est un vue tridimensionnelle d’un échangeur à plaques brasées pouvant être fabriqué par un procédé selon l’invention,
[Fig. 2] est une vue partielle de l’échangeur de [Fig. 1 ], [Fig. 3] est une vue en coupe longitudinale d’un passage de l’échangeur de [Fig. 1 ],
[Fig. 4] est une vue en coupe transversale d’un empilement de passages comprenant un organe de supportage selon un mode de réalisation de l’invention,
[Fig. 5] est une vue en coupe transversale d’un empilement de passages comprenant un organe de supportage selon un autre mode de réalisation de l’invention,
[Fig. 6] est une vue en coupe transversale d’un organe de supportage selon un mode de réalisation de l’invention.
[Fig. 1 ] représente un échangeur de chaleur 1 du type à plaques brasées comprend un empilement de plaques 2 qui s’étendent suivant deux dimensions, longueur et largeur, respectivement suivant la direction longitudinale z et la direction latérale x. Les plaques 2 sont disposées parallèlement l’une au-dessus de l’autre avec espacement et forment ainsi plusieurs ensembles de passages 3 pour un fluide F1 , et au moins un autre fluide F2, F3 à mettre en relation d’échange de chaleur indirect via les plaques 2. La direction latérale x est orthogonale à la direction longitudinale z et parallèle aux plaques 2.
De préférence, chaque passage a une forme parallélépipédique et plate. Les passages s’étendent en longueur suivant la direction longitudinale z et en largeur suivant la direction latérale x. L’écart entre deux plaques 2 successives, correspondant à la hauteur du passage, mesurée suivant la direction d’empilement y des plaques 2, est petit devant la longueur et la largeur de chaque plaque successive.
Les passages 3 sont bordés par des barres de fermeture 6 qui n’obturent pas complètement les passages mais laissent des ouvertures libres pour l’entrée ou la sortie des fluides correspondants.
L’échangeur 1 comprend des collecteurs de forme semi-tubulaire 7, 9 munis d’ouvertures 10 pour l’introduction des fluides dans l’échangeur 1 et l’évacuation des fluides hors de l’échangeur 1 . Ces collecteurs présentent des ouvertures moins larges que les passages. Des zones de distribution agencées en aval des collecteurs d’entrée et en amont des collecteurs de sortie servent à canaliser de façon homogène les fluides vers ou depuis toute la largeur des passages.
De préférence, l’échangeur 1 est du type à plaques et ailettes brasées. Au moins une partie des passages 3 comprend des éléments intercalaires 8 à ailettes qui s’étendent avantageusement suivant la largeur et la longueur des passages de l’échangeur, parallèlement aux plaques 2. Dans l’exemple illustré, les éléments intercalaires 8 comprennent des ondes d’échange thermique sous forme de tôles ondulées. Dans ce cas, on appelle « ailettes » les jambes d’onde qui relient les sommets et les bases successifs de l’onde. Les éléments intercalaires 8 peuvent aussi revêtir d’autres formes particulières définies selon les caractéristiques d’écoulement de fluide souhaitées. De manière plus générale, le terme « ailettes » couvre des lames ou autres surfaces secondaires d’échange thermique, qui s’étendent depuis les surfaces primaires d’échange thermiques, c’est-à-dire les plaques de l’échangeur, dans les passages de l’échangeur.
A noter que dans le cadre de l’invention, le terme « élément intercalaire » ne couvre pas les éventuelles barres de fermetures 6 qui peuvent être agencées pour fermer au moins en partie les bords périphériques 4 du passage 3. Par « élément intercalaire », on entend de préférence une structure d’échange thermique à ailettes, par exemple une onde d’échange thermique, agencée entre deux plaques 2.
Dans la cadre de l’invention, au moins un passage 3 de l’échangeur comprend au moins une zone à supporter 12 (non visible sur [Fig. 1 ]). Cette zone à supporter 12 est de préférence une zone dépourvue de tout élément intercalaire, c’est-à-dire un volume laissé libre entre deux plaques 2 adjacentes
La zone à supporter 12 peut également être une zone pourvue d’éléments intercalaires mais dont la densité d’ailettes est plus faible qu’une autre zone d’un même passage 3, ou dont la densité d’ailettes est plus faible qu’une autre zone d’un autre passage 3 adjacent.
Etant précisé que le passage 3 peut comprendre une zone à supporter 12 unique ou bien plusieurs zones à supporter 12 disposées à intervalle le long de la direction latérale x ou de la direction longitudinale z, par exemple des zones à supporter 12 séparées par une ou plusieurs barres de maintien s’étendant dans la hauteur du passage 3
[Fig. 2] représente des passages 3 délimités par des bords périphériques 4 qui sont de préférence parallèles deux à deux suivant la direction latérale x et la direction longitudinale z. Les bords situés l’un en face de l’autre sont dits opposés. La zone à supporter 12 débouche vers l’extérieur du passage 3 par au moins une ouverture 5 aménagée au niveau d’un bord périphérique 4. Selon l’invention, avant de procéder au brasage de l’échangeur, on agence au moins un organe de supportage 1 1 dans la zone à supporter 12. Après le brasage, on retire l’organe de supportage 1 1 par l’ouverture 5 en lui appliquant au moins une force de traction (flèche F). Cette force est exercée de façon à entraîner une déformation et un mouvement en translation de l’organe de supportage 1 1 vers l’extérieur du passage 3.
L’organe de supportage 1 1 assure ainsi la rigidité mécanique de la zone à supporter 12 au cours de l’assemblage par brasage de l’échangeur, et le retrait de l’organe de supportage 1 1 peut être réalisé de façon simple et rapide, sans nécessité de lui imposer un mouvement complexe. Le fait d’utiliser un organe de supportage 1 1 déformable facilite son retrait et réduit le risque d’endommager ou de déformer le passage 3 dans lequel il était inséré.
Notons que l’organe de supportage 1 1 peut être agencé dans la zone à supporter 12 pendant ou après l’étape d’empilement des plaques 2.
Selon un mode de réalisation avantageux, l’organe de supportage 1 1 est agencé dans la zone à supporter 12 pendant l’étape d’empilement des plaques 2. En particulier, en considérant deux plaques devant être empilées l’une sur l’autre pour définir entre elles un passage 3, l’organe de supportage 1 1 est placé avant que l’une des deux plaques ne soit empilée l’autre. Ainsi, on évite d’intervenir sur la matrice résultant de l’empilement et on limite le risque d’endommager l’empilement ou de déplacer un élément de l’empilement lors de l’insertion de l’organe 1 1 de supportage dans le passage 3, ce qui compromettrait le fonctionnement de l’échangeur.
Etant précisé que ladite au moins une force F peut être exercée en continu ou en plusieurs fois sur l’organe de supportage 1 1 avec une intensité variable ou constante.
De préférence, l’organe de supportage est, au moins en partie, déformable plastiquement. L’organe de supportage est configuré pour subir, en tout ou partie une déformation plastique, c’est-à-dire irréversible. Ceci facilite encore le retrait de l’organe de supportage car il n’est pas nécessaire d’appliquer de manière continue la force F.
De préférence, le mouvement en translation de l’organe 1 1 débute après ou pendant la déformation de l’organe de supportage 1 1 . Cela réduit encore le risque d’endommager ou de déformer le passage 3. La force de traction est avantageusement dirigée suivant une direction sensiblement parallèle aux plaques 2 et perpendiculaire à la direction d’étendue du bord périphérique 4 au niveau duquel l’ouverture 5 est aménagée. Dans la configuration de [Fig. 2], l’ouverture 5 se situe sur un bord longitudinal parallèle à la direction longitudinale z et la force F est dirigée suivant la direction latérale x.
De préférence, l’organe de supportage 1 1 subit, sous l’effet de la force F, une déformation simultanément dans la direction suivant laquelle la force est exercée, c’est-à-dire la direction latérale x dans l’exemple de [Fig. 2] et dans la direction d’empilement y qui est orthogonale aux plaques 2.
Avantageusement, l’organe de supportage 1 1 subit une augmentation de sa dimension initiale Di, Di étant mesurée suivant une deuxième direction qui est parallèle aux plaques 2 et perpendiculaire au bord périphérique 4 comprenant l’ouverture 5., notamment suivant l’une ou l’autre des directions latérale x ou longitudinale z en fonction du positionnement de l’ouverture 5 et de la direction de la force de traction, et une diminution de sa hauteur initiale hi, hi étant mesurée suivant une première direction qui est parallèle à la direction d’empilement y.
De préférence, la hauteur avant déformation de l’organe de supportage 1 1 est telle que l’organe 1 1 s’étendent dans la quasi-totalité, voire la totalité, de la hauteur du passage 3 suivant la direction d’empilement y, de sorte qu’il n’existe aucun ou quasiment aucun jeu entre l’organe 1 1 et les plaques 2 adjacentes. Ceci permet d’assurer un supportage efficace au cours du brasage de l’échangeur. La diminution de la hauteur de l’organe 1 1 sous l’effet de la force de traction permet le mouvement de translation de l’organe 1 1 vers l’extérieur du passage 3.
De façon avantageuse, l’organe de supportage 1 1 est agencé dans la zone à supporter 12 de manière à ce qu’une portion de l’organe dépasse de l’ouverture 5 vers l’extérieur du passage 3. Ainsi, la portion de l’organe qui s’étend au-delà de la barre de fermeture 6 du bord 4 considéré forme une portion de préhension, manuelle ou mécanique, qui facilite le retrait de l’organe de supportage 1 1 .
[Fig. 2] représente un mode de réalisation dans lequel une ouverture 5 est agencée sur un bord périphérique 4 parallèle à la direction longitudinale z.
[Fig. 3] représente un mode de réalisation dans lequel la zone à supporter 12 est traversante et débouche vers l’extérieur du passage 3 par deux ouvertures 5 agencées sur des bords périphériques 4 opposés. Les ouvertures opposées 5 peuvent être agencées sur une paire de bords périphériques longitudinaux, comme illustré sur [Fig. 3], ou sur une paire de bords périphériques latéraux qui s’étendent suivant la direction latérale x.
Il est alors avantageux d’agencer dans la zone à supporter 12 deux organes de supportage 1 1 , chacun étant retiré par une des ouvertures 5 sous l’effet de forces de traction F opposées.
On notera que dans le cadre de l’invention, plusieurs passages 3 de l’échangeur 1 peuvent présenter au moins une zone à supporter 12, ces passages pouvant présenter des configurations différentes, en particulier un nombre d’ouvertures différent et des ouvertures agencées sur des bords différents.
Afin de permettre l’assemblage des éléments de l’échangeur par brasage, les plaques 2 sont de préférence revêtues d’un agent de brasage, ou brasure, ayant une température de fusion prédéterminée.
Avantageusement, l’organe de supportage 1 1 est formé en tout ou partie d’un premier matériau ayant une température de fusion supérieure à ladite température prédéterminée. Ainsi, l’organe de supportage n’est pas brasé avec les plaques 2 du passage 3 et peut être retiré aisément.
[Fig. 4] illustre un mode de réalisation dans lequel l’organe de supportage 1 1 comprend une partie interne 1 1 a formée d’un deuxième matériau et deux éléments externes 1 1 b formé du premier matériau, chaque élément externe 1 1 b étant agencé entre la partie interne 1 1 a et une plaque 2 adjacente, le deuxième matériau ayant une température de fusion inférieure à la température de fusion du premier matériau.
La partie interne 1 1 a constitue la partie déformable de l’organe de supportage 1 1 et les deux éléments externes 1 1 b jouent le rôle de pièces isolantes empêchant le brasage de la partie 1 1 a aux plaques adjacentes 2.
On dispose ainsi d’un plus grand degré de liberté quant au choix du matériau de la partie interne 1 1 a qui peut éventuellement présenter une température de fusion inférieure ou égale à la température de fusion prédéterminée. Par exemple, les éléments externes 1 1 b peuvent être formés d’un alliage de fer, en particulier d’acier inoxydable. La partie interne peut être formée d’aluminium ou d’un alliage d’aluminium.
Avantageusement, les éléments externes 1 1 b prennent la forme de pièces planes, par exemple des tôles ou feuillards. Cela permet d’avoir une zone de contact quasi-continue, voire continue, avec les plaques 2 adjacentes, et ainsi d’améliorer encore la résistance mécanique de la zone à supporter 12.
Dans ce mode de réalisation, le procédé selon l’invention est opéré de préférence selon deux sous-étapes : retrait de la partie interne 1 1 a au moyen de la force de traction avec déformation et mouvement en translation de la partie interne 1 1 a vers l’extérieur du passage 3, retrait des deux éléments externes 1 1 b sans déformation desdits éléments 1 1 b.
[Fig. 5] représente une réalisation alternative dans laquelle l’organe de supportage 1 1 est une pièce formée uniquement du premier matériau. Par exemple, on pourra utiliser un alliage de fer, tel l’acier inoxydable, en tant que premier matériau non brasable avec les plaques 2.
De préférence, l’organe de supportage 1 1 ou sa partie interne 1 1 a, prend la forme d’un élément intercalaire du type à ailettes. L’organe 1 1 comprend ainsi plusieurs ailettes ou jambes d’onde qui s’étendent dans le passage 3 de façon à former des surfaces d’échange secondaire et à délimiter une pluralité de canaux 13 pour l’écoulement d’un fluide. Le procédé selon l’invention est ainsi mis en œuvre aisément au niveau industriel, avec un coût d’investissement faible puisque des tapis d’onde classique peuvent être utilisés en tant qu’organe de supportage. En outre, ce type d’élément offre une densité surfacique de zones de contact avec les plaques adjacentes plus importantes qu’avec les pièces de supportage de l’art antérieur.
[Fig. 6] représente un mode de réalisation avantageux dans lequel l’organe de supportage 1 1 comprend un produit ondulé 1 1 , 1 1 a comprenant une succession de jambes d’onde 123 reliées alternativement par des sommets d’onde 121 et des bases d’onde 122. De préférence, le produit ondulé est agencé dans la zone à supporter 12 de sorte que les jambes d’onde 123 se succèdent suivant une direction parallèle aux plaques 2 et perpendiculaire au bord périphérique 4 comprenant l’ouverture 5, considéré dans le plan (y,z) sur [Fig. 4] L’organe de supportage 1 1 se déforme ainsi aisément par dépliage dans la direction parallèle aux plaques 2 et perpendiculaire au bord périphérique 4. Le dépliage se traduit notamment par l’élongation de l’organe 1 1 et la diminution de sa hauteur de l’organe 1 1 sous l’effet de la force de traction ce qui permet le mouvement de translation de l’organe 1 1 vers l’extérieur du passage 3. [Fig. 6] est une vue en coupe transversale d’un organe de supportage 1 1 , 1 1 a sous la forme d’une onde droite à jambes d’onde 123 de surface plane. L’organe de supportage 1 1 peut aussi être un produit ondulé choisi parmi les ondes à décalage partiel, les ondes à vagues ou à arête de hareng, perforées ou non.
De préférence, l’organe de supportage 1 1 présente une densité prédéterminée, définie comme le nombre de jambes d’onde ou d’ailettes par unité de longueur, mesuré le long de la direction d’ondulation, par exemple la direction latérale x dans la configuration de [Fig. 2] à [Fig. 6]. De préférence, ladite densité est d’au moins 6 jambes par 2,54 centimètres, et de préférence inférieure à 26 jambes par 2,54 centimètres. De telles valeurs permettent de rigidifier efficacement le passage 3 lors du brasage, tout en facilitant le retrait de l’organe de supportage.
Avantageusement, en considérant un passage 3 pourvu d’éléments intercalaires classiquement rencontrés dans les échangeurs de chaleur à plaques brasées, l’organe de supportage 1 1 présente un nombre de jambes par 2,54 centimètres identique ou quasi-identique au nombre de jambes par 2,54 centimètres des éléments intercalaires agencés dans le même passage 3 que la zone à supporter 12 ou dans les passages adjacents au passage 3 comprenant la zone à supporter.
Pour un passage 3 s’étendant sur une première longueur L1 mesurée suivant la direction longitudinale z, la zone à supporter 12 présente une deuxième longueur L2 mesurée suivant la direction longitudinale z correspondant à au moins 1 %, de préférence au moins 5 %, de préférence encore au moins 10% de la première longueur L1 .
Le procédé selon l’invention est particulièrement avantageux lorsque l’échangeur à fabriquer présente au moins une zone à supporter 12 dont l’étendue est relativement importante par rapport aux dimensions des passages 3 de l’échangeur.
Ainsi, la longueur de la zone à supporter 12 pourra représenter plus de la moitié de la longueur du passage 3, de préférence plus de 80%, et pourra même s’étendre sur la quasi-totalité de la longueur du passage 3, typiquement avoir une longueur L2 représentant 98% ou plus de la première longueur L1 , voire sur la totalité, L2 représentant alors 100% de L1 . Le passage 3 est alors vide ou quasi- vide, c’est-à-dire exempt d’élément intercalaire. Etant précisé que dans le cadre de l’invention, la longueur du passage 3 est mesurée entre deux bords périphériques 4 opposés, ce qui correspond à la distance entre deux barres de fermetures 6 opposées lorsque le passage 3 est fermé par de telles barres.
Les rapports dimensionnels et caractéristiques mentionnés ci-dessous sont bien entendu applicables aux largeurs du passage 3 et de la zone à supporter 12, mesurées suivant la direction latérale x, dans le cas où la zone à supporter 12 débouche à l’extérieur du passage 3 par au moins une ouverture 5 agencée sur un bord périphérique 4 s’étendant parallèlement à la direction latérale 4.
Bien entendu, l’invention n’est pas limitée aux exemples particuliers décrits et illustrés dans la présente demande. D’autres variantes ou modes de réalisation à la portée de l’homme du métier peuvent aussi être envisagés sans sortir du cadre de l’invention définie par les revendications ci-après.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Procédé de fabrication d’un échangeur de chaleur (1 ) du type à plaques brasées comprenant les étapes suivantes :
a) empiler avec espacement plusieurs plaques (2) parallèles les unes aux autres de façon à définir entre lesdites plaques (2) une pluralité de passages (3) adaptés pour l’écoulement d’au moins un fluide, lesdits passages (3) étant délimités par des bords périphériques (4) et au moins un passage (3) comprenant au moins une zone à supporter (12) débouchant vers l’extérieur du passage (3) par au moins une ouverture (5) d’un bord périphérique (4),
b) agencer au moins un organe de supportage (1 1 ) dans la zone à supporter
(12),
c) braser l’empilement de plaques (2) comprenant l’organe de supportage (1 1 ), et
d) retirer l’organe de supportage (1 1 ) de la zone à supporter (12) par l’ouverture (5),
caractérisé en ce que l’organe de supportage (1 1 ) est déformable et, à l’étape d), une force de traction est exercée sur l’organe de supportage (1 1 ) de façon à entraîner une déformation d’au moins une partie de l’organe de supportage (1 1 ) et un mouvement de translation dudit organe de supportage (1 1 ) vers l’extérieur du passage (3).
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l’organe de supportage (1 1 ) est agencé dans la zone à supporter (12) pendant l’étape a) d’empilement.
3. Procédé selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l’organe de supportage (1 1 ) subit une déformation plastique.
4. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la force de traction est dirigée globalement suivant une direction parallèle aux plaques (2) et perpendiculaire au bord périphérique (4) comprenant l’ouverture (5).
5. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’à l’étape b), une portion de l’organe de supportage (1 1 ) s’étend au-delà de l’ouverture (5) vers l’extérieur du passage (3) et forme une portion de préhension de l’organe de supportage (1 1 ).
6. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le passage (3) comprend une paire de bords périphériques (4) s’étendant suivant une direction longitudinale (z) et une autre paire de bords périphériques (4) s’étendant suivant une direction latérale (x), l’une ou l’autre paire présentant deux ouvertures (5) agencées en regard l’une de l’autre respectivement suivant la direction longitudinale (z) ou suivant la direction latérale (x), le zone à supporter (12) débouchant vers l’extérieur dudit passage (3) par les deux ouvertures (5).
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que deux organes de supportage (1 1 ) distincts sont agencés dans la zone à supporter (12), une force de traction étant exercée sur chacun des deux organes de supportage (1 1 ) de façon à entraîner une déformation et un mouvement de translation de chaque organe de supportage (1 1 ) dans deux directions opposées vers l’extérieur du passage (3) par les ouvertures (5) respectives.
8. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’organe de supportage (1 1 ) subit, sous l’effet de la force de traction, une déformation simultanément suivant au moins une première direction qui est parallèle à la direction d’empilement (y) des plaques (2) et suivant une deuxième direction qui est parallèle aux plaques (2) et perpendiculaire au bord périphérique (4) comprenant l’ouverture (5)..
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l’organe de supportage (1 1 ) présente, avant l’étape e), une dimension initiale (Di) mesurée suivant la deuxième direction et une hauteur initiale (hi) mesurée suivant la première direction, l’organe de supportage (1 1 ) subissant, sous l’effet de la force de traction, une augmentation de la dimension initiale (Di) et une diminution de la hauteur initiale (hi).
10. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les plaques (2) sont revêtues d’un agent de brasage ayant une température de fusion prédéterminée, l’organe de supportage (1 1 ) étant formé en tout ou partie d’un premier matériau ayant une température de fusion supérieure à ladite température prédéterminée.
1 1 . Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que l’organe de supportage (1 1 ) comprend une partie interne (1 1 a) formée d’un deuxième matériau et deux éléments externes (1 1 b) formé du premier matériau, chaque élément externe (1 1 b) étant agencé entre la partie interne (1 1 a) et une plaque (2) adjacente, le deuxième matériau ayant une température de fusion inférieure à la température de fusion du premier matériau.
12. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’organe de supportage (1 1 ) comprend plusieurs ailettes ou jambes d’onde (123) s’étendant dans le passage (3) de façon à délimiter une pluralité de canaux (13) pour l’écoulement d’un premier fluide.
13. Procédé suivant l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’organe de supportage (1 1 ) comprend un produit ondulé (1 1 , 1 1 a) comprenant une succession de jambes d’onde (123) reliées alternativement par des sommets d’onde (121 ) et des bases d’onde (122).
14. Procédé selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce que les ailettes ou jambes d’onde (123) se succèdent suivant une première direction parallèle aux plaques (2) et perpendiculaire au bord périphérique (4) comprenant l’ouverture (5).
15. Procédé suivant l’une des revendications 12 à 14, caractérisé en ce que l’organe de supportage (1 1 ) présente une densité, définie comme le nombre de jambes d’onde ou d’ailettes (123) par unité de longueur mesuré le long de la première direction latérale, d’au moins 6 jambes par 2,54 centimètres, et/ou d’au plus 26 jambes par 2,54 centimètres.
16. Echangeur de chaleur à plaques brasées comprenant plusieurs plaques (2) empilées avec espacement parallèlement les unes aux autres de façon à définir entre elles une pluralité de passages (3) adaptés pour l’écoulement d’au moins un fluide, lesdits passages (3) étant délimités par des bords périphériques (4) caractérisé en ce que au moins un passage (3) comprend au moins une zone à supporter (12) s’étendant entre deux bords périphériques (4) opposés, ladite zone à supporter (12) étant exempte de tout élément intercalaire, le passage (3) s’étendant sur une première longueur (L1 ) suivant la direction longitudinale (z) et sur une première largeur (D1 ) suivant la direction latérale (y) et la zone à supporter (12) ayant une deuxième longueur (L2) et/ou ayant une deuxième largeur (D2), mesurées respectivement suivant la direction longitudinale (z) et la direction latérale (y), d’au moins 1 %, de préférence au moins 5%, de préférence encore au moins 10 % de la première longueur (L1 ) ou de la première largeur (D1 ) du passage (3).
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