EP4726313A1

EP4726313A1 - Procédé de montage ou de maintenance d'un échangeur thermique à plaques

Info

Publication number: EP4726313A1
Application number: EP25207102.2A
Authority: EP
Inventors: Guillaume Daniel Marie CHANAY
Original assignee: Axflow France
Current assignee: Axflow France
Priority date: 2024-10-08
Filing date: 2025-10-07
Publication date: 2026-04-15
Also published as: AU2025234253A1; FR3167204A1

Abstract

Le procédé de montage d'un échangeur thermique à plaques dans le cadre d'une opération de maintenance dudit échangeur, dans lequel on assemble ledit échangeur thermique à plaques selon un plan d'arrangement, des ensembles d'encoches réalisées dans la tranche périphérique des plaques permettant de contrôler la conformité de l'assemblage au plan d'arrangement.

Description

DOMAINE DE L'INVENTION

La présente invention se rapporte aux échangeurs thermiques à plaques.

ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE

Le document FR 2 125 471 décrit un échangeur à plaques. Comme visible par exemple sur la figure 18 de ce document, un échangeur à plaques comprend plusieurs plaques identiques ou similaires qui sont juxtaposées les unes aux autres. Un tel échangeur à plaques comprend également une entrée pour un premier fluide, une sortie pour le premier fluide, une entrée pour le deuxième fluide, une sortie pour le deuxième fluide. L'échangeur à plaques est agencé pour permettre un écoulement des premier et deuxième fluides entre leur entrée et leur sortie respectives, sans mélange. Pour cela, des perçages sont arrangés dans les plaques pour permettre l'écoulement d'un fluide à travers le plan principal de la plaque. Un fluide peut également s'écouler d'un perçage à un autre entre deux plaques juxtaposées. Si deux fluides disposés de part et d'autre d'une plaque sont à une température différente, un transfert thermique se produit à travers la plaque entre ces deux fluides.
Les échangeurs à plaques à joints ont été développés pour répondre à la nécessité d'améliorer l'efficacité des échanges thermiques dans les industries. De plus, les joints permettent un démontage facile pour le nettoyage et la maintenance, ce qui est crucial dans les applications industrielles où l'hygiène et l'efficacité sont primordiales.
Ces échangeurs à plaques démontables permettent ainsi un entretien complet de l'échangeur en démontant celui-ci, ce qui permet d'entretenir les plaques une par une. De plus, au cas où une plaque individuelle n'est plus en état d'accomplir sa fonction, elle peut être remplacée par une plaque neuve, ce qui a un impact écologique positif, par rapport au remplacement complet d'un échangeur à plaques.
Les circuits parcourus par les fluides étant de plus en plus complexes, en vue d'optimiser les transferts thermiques, le remontage correct de l'échangeur à plaques est une nécessité absolue à l'issue de l'opération de maintenance. En effet, si une seule plaque est remontée en un emplacement non souhaité, et/ou est remontée à l'envers, il en résulte une modification des circuits de fluide qui peut résulter en un mélange non souhaité des fluides, ou une surpression locale risquant d'endommager de manière définitive l'échangeur à plaques. L'invention vise ainsi à sécuriser le remontage d'un échangeur à plaques à l'issue d'une opération de maintenance.
Dans le domaine des échangeurs à plaques soudées, donc ne répondant pas au besoin de maintenance évoqué ci-dessus, WO 2010/116,459 décrit la réalisation de saillies sur une face latérale du bord périphérique des plaques. Une fois les plaques assemblées, un contrôle optique est réalisé au moyen d'un lecteur optique avant le soudage définitif des plaques.
US 2018/111,182 décrit une automatisation du procédé de fabrication d'un échangeur à plaques. Cette automatisation passe par une lecture optique du type code-barres.
GB 1 131 124 est un document de 1968 , qui décrit des encoches utilisées pour déterminer la bonne orientation de la plaque rectangulaire dans l'échangeur.
Ainsi, aucun de ces documents n'évoque la problématique du remontage de l'échangeur à plaques dans le cadre d'une opération de maintenance, pour la bonne raison que ces échangeurs à plaques ne sont pas prévus pour être démontés.

RÉSUMÉ DE L'INVENTION

Ainsi, l'invention se rapporte un procédé de montage d'un échangeur thermique à plaques dans le cadre d'une opération de maintenance dudit échangeur, dans lequel, disposant d'une pluralité de plaques destinées à être assemblées de manière démontable pour former ledit échangeur thermique à plaques, chacune des plaques comprenant :

une tranche périphérique,
un nombre de perçages traversants disjoints adaptés chacun pour permettre la circulation à travers la plaque d'un fluide à refroidir/réchauffer, ledit nombre de perçages étant compris entre zéro et un nombre entier non nul,
des reliefs adaptés pour permettre l'écoulement dudit fluide le long d'une face principale de la plaque lorsque celle-ci fait face à une face principale opposée d'une autre plaque de l'échangeur thermique à plaques et est fixée à celle-ci de manière démontable avec interposition d'au moins un joint d'étanchéité, lesdits reliefs étant disposés selon une d'une pluralité de configurations de reliefs,
un ensemble d'encoches réalisées dans la tranche périphérique de sorte que l'ensemble d'encoches est visible lorsque l'échangeur thermique est assemblé, ledit ensemble d'encoches étant représentatif à la fois du nombre et de l'emplacement des perçages et de la configuration de reliefs de la plaque respective,

Grâce à ces dispositions, il est possible de vérifier que l'échangeur à plaques est correctement monté ou remonté à l'issue d'une opération de maintenance ou de vérification avant sa remise en service, en s'assurant de son bon agencement et de son taux d'échange.
Selon différents aspects, il est possible de prévoir l'une et/ou l'autre des caractéristiques ci-dessous prises seules ou en combinaison.
Selon une réalisation, lesdites plaques ont un format rectangulaire, le nombre de perçages traversants est compris entre zéro et quatre, et lesdits perçages traversants sont disposés aux coins de la plaque.
Selon une réalisation, le nombre de configurations de reliefs est de 2.
Selon une réalisation, ledit ensemble d'encoches est disposé en un emplacement de la tranche périphérique variant par symétrie par rapport à un axe médian de la plaque.
Selon une réalisation, ledit ensemble d'encoches est un premier ensemble d'encoches, ledit emplacement est un premier emplacement de la tranche périphérique, et la plaque comprend un deuxième ensemble d'encoches réalisées dans la tranche périphérique en un deuxième emplacement de la tranche périphérique, symétrique du premier emplacement par rotation de 180° par rapport à l'axe normal à la plaque, de sorte que le deuxième ensemble d'encoches est visible lorsque l'échangeur thermique est assemblé, ledit deuxième ensemble d'encoches étant représentatif à la fois du nombre et de l'emplacement des perçages et de la configuration de reliefs de la plaque.
Selon un autre aspect, l'invention se rapporte à un procédé de maintenance d'un échangeur thermique à plaques comprenant le démontage d'un échangeur à plaque, le nettoyage et/ou le remplacement d'au moins une plaque, et ce procédé de montage.
Selon une réalisation, le procédé de maintenance comprend en outre la réalisation dudit ensemble d'encoches entre le démontage et le montage.
Selon une réalisation, le procédé de maintenance comprend en outre le contrôle de la conformité de l'assemblage au plan d'arrangement.
Selon un autre aspect, l'invention se rapporte à une utilisation dans un tel procédé de montage ou un tel procédé de maintenance d'au moins une plaque comprenant :

une tranche périphérique,
un nombre de perçages traversants disjoints adaptés chacun pour permettre la circulation à travers la plaque d'un fluide à refroidir/réchauffer, ledit nombre de perçages étant compris entre zéro et un nombre entier non nul,
des reliefs adaptés pour permettre l'écoulement dudit fluide le long d'une face principale de la plaque lorsque celle-ci fait face à une face principale opposée d'une autre plaque de l'échangeur thermique à plaques et est fixée à celle-ci de manière démontable avec interposition d'au moins un joint d'étanchéité, lesdits reliefs étant disposés selon une d'une pluralité de configurations de reliefs,
un ensemble d'encoches réalisées dans la tranche périphérique de sorte que l'ensemble d'encoches est visible lorsque l'échangeur thermique est assemblé, ledit ensemble d'encoches étant représentatif à la fois du nombre et de l'emplacement des perçages et de la configuration de reliefs de la plaque respective.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS

Des modes de réalisation de l'invention seront décrits ci-dessous par référence aux dessins, décrits brièvement ci-dessous :

[Fig. 1] est une vue en perspective qui représente partiellement un échangeur à plaques.
[Fig. 2] est une vue de face d'une première face principale d'une plaque de l'échangeur à plaques de la figure 1.
[Fig. 3] est une vue de face d'une partie d'une première face principale d'un autre type de plaque d'un échangeur à plaques.
[Fig. 4] est un diagramme schématique montrant différents exemples de plaques.
[Fig. 5] est une vue de face d'une partie de plaque.
[Fig. 6] est une vue similaire à la figure 5 pour un autre mode de réalisation de plaque.
[Fig. 7] est une vue de face d'une plaque selon un mode de réalisation.
[Fig. 8] est une vue en perspective en éclaté de côté montrant plusieurs plaques juxtaposées.
[Fig. 9] est une vue schématique de côté pour un échangeur à plaques selon un premier plan d'arrangement.
[Fig. 10] est une vue schématique de côté pour un échangeur à plaques selon un deuxième plan d'arrangement.

Sur les dessins, des références identiques désignent des objets identiques ou similaires.

DESCRIPTION DÉTAILLÉE

La figure 1 représente un échangeur à plaques 1 selon un exemple de réalisation.
L'échangeur à plaques 1 comprend une pluralité de plaques 2 disposées juxtaposées les unes aux autres le long d'un axe longitudinal X. Les plaques 2 seront décrites ci-après plus en détail.
Comme visible également sur la figure 1, l'échangeur à plaques 1 peut comprendre en outre des plaques d'extrémité 8, entre lesquelles les plaques 2 sont assemblées. L'échangeur à plaques 1 peut également comprendre une ou plusieurs plaques intermédiaires 9 similaires aux plaques d'extrémité 8. Les plaques d'extrémité 8 et intermédiaires 9 sont plus épaisses que les plaques 2, et sont utilisées pour la fixation de l'échangeur à plaques. Les plaques d'extrémité 8 et intermédiaires 9 ne présentent pas les caractéristiques des plaques 2 utilisées pour le transfert thermique. Un système de fixation 10 est utilisé pour maintenir ensemble les plaques 2, 8 et 9. Le système de fixation 10 comprend par exemple un ensemble de tiges 11 boulonnées aux plaques d'extrémité 8 et/ou intermédiaires 9. Ces tiges 11 n'interagissent pas directement avec les plaques 2, qui sont maintenues comprimées entre les plaques d'extrémité 8 et/ou intermédiaires 9 du fait du serrage appliqué aux plaques d'extrémité 8 et intermédiaires 9.
L'échangeur à plaques 1 comprend également une entrée 3 pour un premier fluide et une sortie 4 pour le premier fluide. Un premier fluide est destiné à s'écouler dans l'échangeur à plaques dans le sens allant de l'entrée 3 vers la sortie 4.
L'échangeur à plaques 1 comprend également une entrée 5 pour un deuxième fluide et une sortie 6 pour le deuxième fluide. Un deuxième fluide est destiné à s'écouler dans l'échangeur à plaques dans le sens allant de l'entrée 5 vers la sortie 6.
Dans l'exemple présenté, l'entrée 3 et la sortie 4 pour le premier fluide, et l'entrée 5 et la sortie 6 pour le deuxième fluide sont disposées sur une même face 7 de l'échangeur à plaques.
Les plaques d'extrémité 8 et intermédiaires 9 comprennent les ouvertures 12 nécessaires au passage des premier et deuxième fluides à travers elles. Dans l'exemple de réalisation présenté, une plaque d'extrémité 8 comprend quatre telles ouvertures 12. L'autre plaque d'extrémité peut alors ne comprendre aucune ouverture. Comme représenté, il peut même ne pas s'agir d'une plaque, mais simplement d'un montant servant de support aux plaques 2.
Les plaques d'extrémité 8 et intermédiaires 9 ne sont pas concernées par l'invention.
La figure 2 présente schématiquement une plaque 2 susceptible d'être utilisée dans le cadre de l'invention.
La plaque 2 est une plaque fine, réalisée par mise en forme, notamment par pressage ou emboutissage d'une matrice. La matrice est réalisée dans un matériau présentant un coefficient de transfert thermique élevé et une résistance mécanique élevée. Il s'agit typiquement d'une plaque métallique, par exemple en tôle. La plaque peut avoir été soumise à divers traitements, par exemple un traitement anti-corrosion.
Par conséquent, la plaque 2 comprend une dimension très largement inférieure à ses deux autres dimensions. Cette dimension est appelée « épaisseur ». les plaques 2 sont disposées dans l'échangeur 1 de sorte que leur épaisseur soit disposée le long de la direction longitudinale X de celui-ci.
La plaque 2 comprend une première face principale 15 et une deuxième face principale 16 opposée à la première face principale 15. La deuxième face principale 16 présente une géométrie représentant le négatif de la première face principale 15. Pour préciser, par rapport à un plan de référence Y-Z de la plaque 2, normal à la direction d'épaisseur, si la première face principale 15 présente une saillie, la deuxième face principale 16 présente un creux, et inversement.
Ainsi, les première et deuxième face principales 15 et 16 d'une même plaque 2 ne sont pas interchangeables.
Pour fixer les idées, on appelle « première face principale 15 » , la face de la plaque 2 comprenant une rainure 17 en creux adaptée pour recevoir le joint d'étanchéité, comme cela sera présenté plus en détail ci-après.
Vu dans le plan normal à la direction d'épaisseur, la plaque 2 présente un pourtour périphérique. Selon un exemple de réalisation, le pourtour périphérique est polygonal. Dans l'exemple de réalisation présenté, le pourtour périphérique est rectangulaire. Notamment, le pourtour périphérique est rectangulaire non carré, ce qui signifie que, selon les deux directions principales de la plaque 2, celle-ci présente une longueur L plus longue que sa largeur l. « Plus longue » signifie que la personne du métier est en mesure d'identifier que la plaque est rectangulaire non carrée, et qu'une de ces dimensions principales est supérieure à l'autre. Pour fixer les idées, l'axe Y est utilisé pour désigner la largeur, et l'axe Z la longueur, pour une plaque montée dans l'échangeur à plaques de la figure 1.
La plaque 2 présente ainsi un certain nombre de coins 13, disposés aux intersections des arêtes, dans le cas présent quatre coins pour une plaque 2 rectangulaire.
Par « rectangulaire », on veut dire que la forme générale de la plaque présente globalement la forme d'un rectangle, ce qui n'empêche pas la plaque de déroger localement à une forme de rectangle, comme par exemple de présenter des coins arrondis comme représenté. Une même remarque est valable pour la définition de « polygonale ».
La plaque 2 comporte quatre perçages traversants 14 disjoints. Les perçages sont notamment disposés aux quatre coins 13.
La première face principale 15 présente une rainure 17 périphérique continue (NB : sur la figure 2, un joint d'étanchéité est disposé dans cette rainure 17). La rainure 17 périphérique continue est fermée et définit d'une part un intérieur 18 de la plaque et un extérieur 19 de la plaque, de part et d'autre de la rainure périphérique 17. Les quatre perçages 14 sont notamment disposés dans l'intérieur 18.
La première face principale 15 présente également une rainure intermédiaire 20 (NB : sur la figure 2, en haut à gauche, le joint d'étanchéité est disposé dans cette rainure intermédiaire 20). La rainure intermédiaire 20 s'étend entre deux extrémités 20a et 20b toutes deux débouchant dans la rainure 17 périphérique. La portion de la rainure 17 périphérique s'étendant entre ces deux extrémités 20a et 20b et la rainure intermédiaire 20 forment ensemble une rainure qui entoure un premier perçage 14. La première face principale 15 présente une telle rainure intermédiaire 20 pour chaque perçage (NB : sur la figure 2, en haut à droite, aucun joint d'étanchéité n'est disposé dans cette rainure intermédiaire 20).
La première face principale 15 présente également, en l'intérieur 18, un relief 21 influant sur l'écoulement du fluide entre cette première face principale 15 et la deuxième face principale 16 de la plaque 2 faisant face à cette première face principale 15.
Le relief 21 peut notamment comprendre des creux et des bosses par rapport au plan de référence de la plaque 2. Ces bosses peuvent notamment être d'une extension telle qu'elles sont en appui sur la deuxième face principale 16 de la plaque 2 faisant face à cette première face principale 15 lorsque l'échangeur est assemblé, ou d'une extension moindre, de sorte qu'elle peuvent laisser passer un écoulement de fluide entre ces deux plaques.
Il existe plusieurs configurations de relief 21 selon les plaques considérées. Une configuration de relief va influencer la vitesse d'écoulement du fluide le long de la plaque 2. Ainsi, pour un même fluide (soumis à la même sollicitation d'écoulement), en fonction de la configuration de relief, celui-ci va s'écouler plus ou moins vite le long de la plaque 2. Il en résulte une durée de transit variable le long de la plaque, et par conséquent une durée variable de transfert thermique avec un fluide adjacent (avec interposition d'une plaque), et par conséquent une quantité d'énergie transférée variable.
Le relief 21 comprend une zone de chevrons 22, ainsi qu'une zone de transition 23 disposée entre les perçages traversants 14 et la zone de chevrons 22. Notamment, le relief 21 peut être symétrique par rapport à l'axe longitudinal Z de la plaque (axe s'étendant selon la longueur de la plaque 2). La zone de chevrons peut comprendre une alternance de rainures et de nervures parallèles, inclinées par rapport à l'axe longitudinal Z de la plaque. Dans le présent texte, le terme « nervure » est utilisé pour désigner un bossage, une saillie, une projection, alors que le terme « rainure » est utilisé pour désigner un creux, un évidement.
Comme discuté ci-dessus, la géométrie de la deuxième face principale 16 de la plaque 2 peut être déterminée, car elle correspond au négatif de la première face principale 15.
Comme représenté sur la figure 3, une plaque 2' peut présenter la même forme générale de rectangle, et les mêmes dimensions que la plaque 2. La configuration des perçages 14, de la zone de transition 23 et des rainures 17 et 20 est identique à celle de la plaque 2. La plaque 2' se distingue de la plaque 2 par la configuration du relief 21'. La différence entre les reliefs 21, 21' de deux plaques 2 et 2' est constatée par la personne du métier, qui constate des caractéristiques d'écoulement et de transfert thermique différentes du fluide s'écoulant le long des deux plaques.
Par exemple, la plaque 2' présente un même agencement de zone de chevrons 22' et de zone de transition 23 que la plaque 2, mais l'inclinaison des chevrons 22' de la plaque 2' diffère de l'inclinaison des chevrons 22 de la plaque 2.
Indépendamment de la configuration des reliefs 21, 21', les plaques 2 peuvent différer par le nombre et l'emplacement des perçages 14.
Plus précisément, si une plaque comprend des perçages, ils sont situés aux mêmes emplacements que les perçages de la plaque 2 de la figure 2, afin de permettre un écoulement continu du fluide à travers différentes plaques.
On utilise la référence 2_abcd , où a, b, c et d sont des booléens, pour désigner une plaque 2 dans laquelle la lettre « a » désigne le coin en haut à gauche, la lettre « b » le coin en haut à droite, la lettre « c » le coin en bas à droite, et la lettre « d » le coin en bas à gauche, dans l'orientation prévue pour la plaque, et où le booléen vaut respectivement « 1 » ou « 0 » en fonction de la présence ou non d'un perçage. Ainsi, la plaque de la figure 2 peut être désignée par la référence 2₁₁₁₁.
Comme visible sur la figure 4, les plaques suivantes peuvent être utilisées dans le cadre de l'invention :

2₀₀₀₀ : Aucun perçage,
2₁₀₀₀ : Un seul perçage en haut à gauche,
2₀₁₀₀ : Un seul perçage en haut à droite,
2₀₀₁₀ : Un seul perçage en bas à droite,
2₀₀₀₁ : Un seul perçage en bas à gauche,
2₁₁₀₀ : Seulement les deux perçages du haut,
2₀₁₁₀ : Seulement les deux perçages de droite,
2₀₀₁₁ : Seulement les deux perçages du bas,
2₁₀₀₁ : Seulement les deux perçages de gauche,
2₀₁₀₁ : Seulement le perçage en haut à droite et le perçage en bas à gauche,
2₁₀₁₀ : Seulement le perçage en haut à gauche et le perçage en bas à droite,
2₁₁₁₀ : Tous les perçages sauf en bas à gauche,
2₁₁₀₁ : Tous les perçages sauf en bas à droite,
2₄₀₁₁ : Tous les perçages sauf en haut à droite,
2₀₁₁₁ : Tous les perçages sauf en haut à gauche.

Ainsi, pour un maximum de quatre perçages, il existe 16 configurations de perçages différentes, qui peuvent être codées sur quatre bits.
A cette fin, des modifications physiques sont apportées aux coins « a » et « d » correspondant aux coins supérieur gauche et inférieure droite, de la plaque 2, afin d'y intégrer une matière non destinée à rigidifier l'ensemble sous pression. Cette matière peut ainsi être modifiée pour permettre une identification visuelle plus aisée de la plaque 2, sans compromettre son intégrité ou son fonctionnement.
Comme visible sur la figure 5, la plaque 2 comporte un codage 24. Le codage 24 est réalisé de manière permanente, et de manière à être visible lorsque l'échangeur à plaques est monté. Chaque code comprend au moins une encoche. Le codage 24 comprend ainsi une ou plusieurs encoches 25 réalisées dans la tranche 26 de la plaque 2, notamment dans la zone extérieure 19 de la plaque 2, là où les fluides ne s'écoulent pas lorsqu'un joint d'étanchéité est disposé dans la rainure 17 périphérique.
Il y a une région 27, ou emplacement, pour la réalisation des encoches 25, et la même région est utilisée pour toutes les plaques.
Selon un exemple, la région 27 n'est pas disposée en un endroit symétrique par rotation autour de l'axe Y. Ainsi, si la plaque 2 est montée par erreur suite à une rotation de 180° par rapport à l'axe Y, la région 27 de cette plaque ne sera pas disposée dans l'alignement des régions 27 des autres plaques, et cette erreur de montage sera immédiatement identifiée.
Par exemple, la région 27 est réalisée dans un coin 13 de la plaque.
Le codage 24 code à la fois pour la configuration des reliefs 21 et pour le nombre et la disposition des perçages 14.
Par exemple, le codage 24 comprend quatre encoches correspondants aux quatre bits « a », « b », « c », « d » décrits précédemment.
De plus, le codage 24 comprend une ou plusieurs encoches 30 représentatives de la configuration du relief 21, selon le nombre d'encoches nécessaires pour coder le nombre de configurations de relief 21.
Le cas échéant, les encoches relatives à la configuration du relief 21 présentent des formes différentes selon la configuration du relief 21.
Ainsi, dans l'exemple de la figure 5, une première encoche, avec une forme en « W » désigne un relief 21 selon une première configuration, et les quatre encoches suivantes signifient : a = 1, b = 1, c = 1, d = 1, soit quatre perçages en haut à gauche, en haut à droite, en bas à droite et en bas à gauche.
Ainsi, dans l'exemple de la figure 6, la seule encoche 30, avec une forme en « U » désigne un relief 21 selon une deuxième configuration.
Pour être complet, on pourra observer que la plaque 2 peut comporter une ou plusieurs encoches non codantes 29 (visible par exemple sur la figure 2), dans son extérieur 19, par exemple utilisées pour la fixation des plaques entre elles.
Selon un exemple de réalisation, une plaque 2 peut être reconnue par son côté dit "Droit" ou par son côté dit "Gauche" grâce à un système d'encoche. Le côté "Gauche" de la plaque est désigné par une encoche en Grand « U », tandis que le côté "Droit" de la plaque est désigné par une encoche en Grand « V ». La figure 6 présentée ci-dessus montre une encoche 30 en grand « U », désignant le côté « Gauche » d'une plaque 2. Il est également entendu qu'une encoche en Grand « V » pour le côté droit est également prévue, bien que non représentée sur les figures.
Selon un mode de réalisation, la plaque 2 peut également être distinguée par sa vitesse de fluide, caractérisant ainsi si la plaque est dite "rapide" ou "lente". Une plaque rapide est définie par sa capacité à permettre un écoulement important du fluide à travers les perçages multiples, et est identifiée par deux encoches 30 en Grand « U » ou deux encoches 30 en Grand « V ». En revanche, une plaque lente est conçue pour restreindre l'écoulement du fluide, ce qui réduit sa vitesse de passage à travers la plaque, et est identifiée par une seule encoche, soit en Grand « U », soit en Grand « V ». Les figures 5 et 6 illustrent successivement une plaque rapide et une plaque lente.
Selon un mode de réalisation, le codage de la plaque 2 est complété par l'ajout d'encoches 25 en Petit « V ». Ce codage est réalisé après le marquage initial par les encoches Grand « V » et Grand « U », en prenant ces derniers comme référence. Le codage est ensuite poursuivi par un maximum de quatre petits « V », chaque encoche 25 en Petit « V » représentant une lettre dans l'ordre a, b, c, d. De préférences, les petites encoches 25 sont disposées de manière équidistante, et la première est de préférence située à 11 mm de la référence de départ. Ce codage permet une identification visuelle rapide de la plaque 2 sans nécessiter un démontage complet, facilitant ainsi le contrôle de son assemblage.
Selon un exemple de réalisation, comme représenté sur la figure 7, la plaque 2 comprend deux régions 27 dans lesquelles sont disposés des encoches 25.
Les deux régions 27 sont symétriques l'une de l'autre par rotation de 180° autour de l'axe longitudinal X normal à la plaque.
Ainsi, selon que la plaque 2 est montée selon l'orientation représentée sur la figure 2, ou tournée de 180° par rapport à l'axe longitudinal X de celle-ci, une région 27 est alignée avec les régions 27 des autres plaques 2.
Par contre, comme la disposition des perçages de la plaque n'est pas forcément identique après cette rotation de 180°, les codages qui figurent dans les deux régions 27 peuvent être différents.
Par exemple, si le codage dans une première région 27 comprend trois encoches 25 qui signifient : a = 1, b = 1, c = 1, d = 0, soit trois perçages en haut à gauche, en haut à droite et en bas à droite, la plaque après rotation de 180° autour de l'axe longitudinal X comprend trois perçages en haut à gauche, en bas à gauche et en bas à droite, ce qui correspond à un code a = 1, b = 0, c = 1, d = 1. Ainsi, dans la deuxième région 27, comme représenté sur la figure 7, le codage comprend une encoche 25, un plein, puis deux encoches 25.
On décrit ci-dessous un exemple de mise en œuvre de l'invention.
On fabrique une pluralité de plaques 2, chacune des plaques comprenant un codage comme présenté précédemment. Le cas échéant, le codage est réalisé dans la plaque au cours de la même étape de fabrication que la formation des perçages 14 et des reliefs 21.
On forme un échangeur à plaques 1 à partir des plaques en suivant un plan d'agencement, après avoir installé des joints d'étanchéité adaptés sur les plaques 2. Selon l'écoulement souhaité au niveau de la plaque 2, on installe un joint d'étanchéité qui s'étend au moins dans toute la rainure périphérique 17, et peut s'étendre également dans une ou plusieurs rainures intermédiaires 20. Lors de l'assemblage, le joint en question est comprimé sur la deuxième face principale de la plaque faisant face à la face principale de la plaque portant le joint.
En opération, on fait circuler un premier fluide, notamment un liquide, dans l'échangeur à plaques, de l'entrée 3 à la sortie 4. Le premier fluide est par exemple un fluide alimentaire, cosmétique ou pharmaceutique ou autre. A l'entrée 3, il est à une température d'entrée T₃. A la sortie 4, il est à une température de sortie T₄. T₃ est très différent de T₄. Par exemple, la différence entre T₃ et T₄ est d'au moins 10 °C, au moins 20 °C ; au moins 30 °C, voire plus. On fait circuler un deuxième fluide, notamment un liquide, dans l'échangeur à plaques, de l'entrée 5 à la sortie 6. Le deuxième fluide est par exemple de l'eau, de la vapeur d'eau, ou de l'air. A l'entrée 5, il est à une température d'entrée T₅. A la sortie 6, il est à une température de sortie T₆. Les fluides circulent dans l'échangeur à plaques sous l'effet d'un système de circulation non représenté, de type pompe ou autre, selon les parcours dessinés en interne dans l'échangeur à plaques. Notamment, si une plaque 2 comprend un perçage 14 raccordé hydrauliquement à l'entrée 3, le fluide peut traverser la plaque 2 au niveau de ce perçage. Si, au niveau du perçage en question, la rainure intermédiaire 20 n'est pas munie d'un joint d'étanchéité, le fluide peut s'écouler le long d'une première face principale de la plaque en question, ainsi que le long de la deuxième face principale de la plaque en amont le long du trajet du premier fluide, et un transfert thermique a lieu à travers ces plaques, pour autant que, de l'autre côté de celles-ci, on trouve un fluide à une température différente. Par exemple, le premier fluide est réchauffé par transfert thermique depuis le deuxième fluide, plus chaud que le premier, présent de l'autre côté d'une de ces deux plaques. En variante, le premier fluide est refroidi par transfert thermique vers le deuxième fluide, plus froid que le premier, présent de l'autre côté d'une de ces deux plaques. Le premier fluide peut s'écouler jusqu'à un ou plusieurs autres perçages 14 de la plaque, non étanchéifiés par un joint dans une rainure intermédiaire 20 adjacente, ou de la plaque amont, à partir duquel il poursuit son écoulement vers la sortie 4.
La figure 9 représente un schéma de principe d'un premier exemple d'échangeur à plaques. Les perçages sont représentés l'un au-dessus de l'autre pour faciliter la lecture même si, dans l'échangeur lui-même, les deux perçages sont situés au même niveau vertical. Le fluide marqué « f » représente le fluide froid, et le fluide marqué « c » représente le fluide chaud.
La figure 10 représente un schéma de principe d'un deuxième exemple d'échangeur à plaques. Comme on peut le voir du schéma, la configuration est très différente de celle du premier exemple. Par exemple, dans cette configuration, les deux fluides traversent chacun d'une plaque d'extrémité à l'autre, et dans des sens de circulation globalement opposés.
Ces deux exemples ne sont que deux exemples simplifiés, présentant un très petit nombre de plaques, d'à quel point différents les plans d'arrangement peuvent être.
Pour diverses raisons, on procède à une opération de maintenance de l'échangeur à plaques. L'écoulement de fluides est stoppé. L'échangeur à plaques est démonté. A l'aide d'un outillage adapté, les codages décrits précédemment sont appliqués aux plaques de l'échangeur à plaques. Les plaques sont nettoyées. Le cas échéant, une plaque jugée usagée est remplacée par une plaque neuve correspondante. La plaque neuve en question est également munie de codages. L'échangeur thermique est remonté. Les codages permettent de vérifier que l'échangeur thermique est remonté selon son plan d'arrangement. Puis, l'échangeur à plaques est remis en service. Ainsi, l'invention est applicable à des échangeurs à plaques déjà installés et en service, même non munis de plaques munis de codages.
Le cas échéant, le procédé de maintenance présenté ci-dessus peut être réalisé pour un échangeur à plaques dont les plaques comprennent déjà des codages, selon que les codages aient été portés sur les plaques lors de la fabrication de celles-ci, ou qu'ils aient été apportés lors d'une opération de maintenance précédente.
Il est également possible de vérifier l'arrangement de l'échangeur sans être obligé de le démonter ou de l'ouvrir, et donc de limiter le risque d'endommager les joints d'étanchéité entre les plaques et de se prémunir de toute contamination.
En variante, l'entrée 3 et la sortie 4 du premier fluide peuvent être disposées sur des faces différentes de l'échangeur à plaques.
En variante, l'entrée 5 et la sortie 6 du deuxième fluide peuvent être disposées sur des faces différentes de l'échangeur à plaques.
En variante, l'entrée 3 du premier fluide et l'entrée 5 du deuxième fluide peuvent être disposées sur des faces différentes de l'échangeur à plaques.
En variante, il existe plus de quatre perçages maximum par plaque, et le codage comprend un nombre de bits correspondant au nombre maximum de perçages.

LISTE DES SIGNES DE RÉFÉRENCE

1 : échangeur à plaques
2 : plaques
3 : entrée pour le premier fluide
4 : sortie pour le premier fluide
5 : entrée pour le deuxième fluide
6 : sortie pour le deuxième fluide
7 : face
8 : plaques d'extrémité
9 : plaque intermédiaire
10 : système de fixation
11 : tiges
12 : ouvertures
13 : coins
14 : perçages traversants
15 : première face principale
16 : deuxième face principale
17 : rainure
18 : intérieur
19 : extérieur
20 : rainure intermédiaire
20a, 20b : extrémités
21 : relief
22 : chevrons
23 : zone de transition
24 : codage
25 : encoche
26 : tranche
27 : emplacement
28 : joint
29 : encoche non codante
30 : encoche codant la configuration du relief

Claims

Procédé de montage d'un échangeur thermique à plaques dans le cadre d'une opération de maintenance dudit échangeur, dans lequel, disposant d'une pluralité de plaques (2, 2') destinées à être assemblées de manière démontable pour former ledit échangeur thermique à plaques, chacune des plaques comprenant :
- une tranche (26) périphérique,

- un nombre de perçages traversants (14) disjoints adaptés chacun pour permettre la circulation à travers la plaque d'un fluide à refroidir/réchauffer, ledit nombre de perçages étant compris entre zéro et un nombre entier non nul,

- des reliefs (21) adaptés pour permettre l'écoulement dudit fluide le long d'une face principale (15) de la plaque lorsque celle-ci fait face à une face principale (16) opposée d'une autre plaque de l'échangeur thermique à plaques et est fixée à celle-ci de manière démontable avec interposition d'au moins un joint d'étanchéité (28), lesdits reliefs étant disposés selon une d'une pluralité de configurations de reliefs,

- un ensemble d'encoches (25) réalisées dans la tranche périphérique de sorte que l'ensemble d'encoches est visible lorsque l'échangeur thermique est assemblé, ledit ensemble d'encoches étant représentatif à la fois du nombre et de l'emplacement des perçages et de la configuration de reliefs de la plaque respective,
on assemble ledit échangeur thermique à plaques selon un plan d'arrangement, les ensembles d'encoches permettant de contrôler la conformité de l'assemblage au plan d'arrangement.
Procédé de montage selon la revendication 1, dans lequel lesdites plaques (2, 2') ont un format rectangulaire, le nombre de perçages traversants est compris entre zéro et quatre, et lesdits perçages traversants sont disposés aux coins de la plaque.
Procédé de montage selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le nombre de configurations de reliefs (21) est de 2.
Procédé de montage selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel ledit ensemble d'encoches (25) est disposé en un emplacement (27) de la tranche périphérique variant par symétrie par rapport à un axe médian de la plaque.
Procédé de montage selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel ledit ensemble d'encoches (25) est un premier ensemble d'encoches, ledit emplacement (27) est un premier emplacement de la tranche périphérique, et dans lequel la plaque comprend un deuxième ensemble d'encoches réalisées dans la tranche périphérique en un deuxième emplacement (27) de la tranche périphérique, symétrique du premier emplacement (27) par rotation de 180° par rapport à l'axe normal à la plaque, de sorte que le deuxième ensemble d'encoches est visible lorsque l'échangeur thermique est assemblé, ledit deuxième ensemble d'encoches étant représentatif à la fois du nombre et de l'emplacement des perçages et de la configuration de reliefs de la plaque.
Procédé de maintenance d'un échangeur thermique à plaques comprenant le démontage d'un échangeur à plaque, le nettoyage et/ou le remplacement d'au moins une plaque, et le procédé de montage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5.
Procédé de maintenance selon la revendication 6, comprenant en outre la réalisation dudit ensemble d'encoches entre le démontage et le montage.
Procédé de maintenance selon la revendication 6 ou 7, comprenant en outre le contrôle de la conformité de l'assemblage au plan d'arrangement.
Utilisation dans un procédé de montage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 ou un procédé de maintenance selon l'une quelconque des revendications 6 à 8 d'au moins une plaque comprenant :
- une tranche périphérique,

- un nombre de perçages traversants (14) disjoints adaptés chacun pour permettre la circulation à travers la plaque d'un fluide à refroidir/réchauffer, ledit nombre de perçages étant compris entre zéro et un nombre entier non nul,

- des reliefs (21) adaptés pour permettre l'écoulement dudit fluide le long d'une face principale de la plaque lorsque celle-ci fait face à une face principale opposée d'une autre plaque de l'échangeur thermique à plaques et est fixée à celle-ci de manière démontable avec interposition d'au moins un joint d'étanchéité, lesdits reliefs étant disposés selon une d'une pluralité de configurations de reliefs,

- un ensemble d'encoches (25) réalisées dans la tranche périphérique de sorte que l'ensemble d'encoches est visible lorsque l'échangeur thermique est assemblé, ledit ensemble d'encoches étant représentatif à la fois du nombre et de l'emplacement des perçages et de la configuration de reliefs de la plaque respective.