FR2538524A2

FR2538524A2 - Heat exchanger with plates of the type comprising small bars sandwiched between the plates

Info

Publication number: FR2538524A2
Application number: FR8221670A
Authority: FR
Inventors: Francis Lucien Eugene Hoyer
Original assignee: Chausson Usines SA
Current assignee: Chausson Usines SA
Priority date: 1981-12-31
Filing date: 1982-12-23
Publication date: 1984-06-29
Also published as: FR2538524B2

Abstract

Heat exchanger with plates of the type comprising small bars sandwiched between the plates in order to delimit superimposed channels, the small bars being constituted by profiled parts having a C cross-section in which are arranged stiffening elements 5 having at least one series of notches or slots 13 causing the inside of the C-shaped profiled part 2 to communicate with the channel 3 or 4 which the said profiled part 2 forms.

Description

La présente invention concerne les échangeurs de chaleur dits à plaques qui sont constitués par une succession de plaques planes séparées par des barrettes alternativement disposées dans des directions transversales pour délimiter des jeux de canaux transversaux dans lesquels sont éventuellement disposés des perturbateurs ou dissipateurs qui améliorent les caractéristiques d'échange thermique de l'échangeur. The present invention relates to so-called plate heat exchangers which are constituted by a succession of flat plates separated by bars alternately arranged in transverse directions to delimit sets of transverse channels in which are possibly disturbers or dissipators which improve the characteristics. heat exchanger of the exchanger.

La technique antérieure a déjà fait connaître des échangeurs de ce type dans lesquels les barrettes sont constituées par des profilés qui, le plus souvent, présentent en section la forme de la lettre C, afin que ces profilés présentent pas une inertie thermique notablement plus grande que l'inertie thermique des plaques qu'ils entretoisent, ceci afin de permettre l'exécution d'un brasage efficace sans risque de brûlage des parties les plus minces telles que les perturbateurs qui se trouvent entre les plaques délimitant les canaux. The prior art has already made known exchangers of this type in which the bars are formed by profiles which, most often, have in section the shape of the letter C, so that these profiles do not have a significantly greater thermal inertia than the thermal inertia of the plates which they brace, this in order to allow the execution of an effective brazing without risk of burning the thinnest parts such as the disturbers which are located between the plates delimiting the channels.

Le brevet français 70 41620 décrit un échangeur à plaques dont certaines des barrettes terminales sont en forme de C et contiennent intérieurement des dissipateurs ondulés de même nature que ceux qui s'étendent entre les plaques que supportent les barrettes ; seule la hauteur des dissipateurs est différente. French patent 70 41620 describes a plate exchanger, some of the terminal bars of which are C-shaped and internally contain corrugated heatsinks of the same kind as those which extend between the plates which the bars support; only the height of the heatsinks is different.

Le brevet USA 2 566 310 concerne aussi un échangeur de chaleur, dit à plaques, dont les barrettes présentent la forme de profilés en C qui contiennent également des dissipateurs, soit en forme de bandes ondulées, soit d'une autre forme. Patent US 2,566,310 also relates to a so-called plate heat exchanger, the bars of which have the form of C-shaped profiles which also contain dissipators, either in the form of corrugated strips or of another form.

Le brevet français 77 13578 décrit également un échangeur à plaques mais de construction mécanique et utilisable seulement pour des fluides à relativement basse température. I1 prévoit, en effet, les plaques et les profilés qui contiennent un joint en matière plastique, ce joint rempla çant les profilés formant barrettes, profilés qui, en section, sont également en forme de C. French patent 77 13578 also describes a plate exchanger but of mechanical construction and usable only for fluids at relatively low temperature. I1 provides, in fact, the plates and the profiles which contain a plastic seal, this seal replacing the profiles forming strips, profiles which, in section, are also C-shaped.

Les dispositifs décrits dans les publications cidessus présentent plusieurs inconvénients. Tout d'abord du fait de leur faible épaisseur les profilés en C, qui constituent les barrettes, sont des pièces fragiles, leurs branches parallèles risquant d'être déformées, notamment rapprochées, de sorte qu'un contact imparfait existe alors avec les plaques que ces profilés formant barrettes doivent entretoiser et avec lesquels les ailes des profilés doivent être brasées. The devices described in the above publications have several drawbacks. First of all, because of their small thickness, the C-sections, which constitute the bars, are fragile parts, their parallel branches being liable to be deformed, in particular close together, so that imperfect contact then exists with the plates that these profiles forming bars must be braced and with which the wings of the profiles must be brazed.

Lorsque les dissipateurs ou perturbateurs sont engagés entre les ailes des profilés en C cela n'augmente pas sensiblement la résistance à la flexion des ailes car les dissipateurs ou perturbateurs sont très minces, donc facilement déformables, et de toute façon leur résistance ne permet pas d'éviter des déformations lorsque l'ensemble de l'échangeur à plaques est maintenu dans un montage qui le serre fortement pour permettre ensuite le brasage. When the heatsinks or disturbers are engaged between the wings of the C-sections, this does not appreciably increase the flexural strength of the wings because the heatsinks or disturbers are very thin, therefore easily deformable, and in any case their resistance does not allow '' avoid deformation when the entire plate heat exchanger is held in an assembly which tightens it tightly to allow brazing thereafter.

Dans le brevet principal, la Demanderesse a remédié aux inconvénients ci-dessus en disposant à l'intérieur des profilés en C des éléments raidisseurs qui s'appliquent par leur tranche contre les deux ailes des profilés en C. De cette manière, le brevet principal crée un profilé en forme de poutre creuse qui est extrêmement résistant aux efforts de compression. In the main patent, the Applicant has remedied the above drawbacks by placing stiffening elements inside the C-profiles which are applied by their edges against the two wings of the C-profiles. In this way, the main patent creates a hollow beam shaped profile which is extremely resistant to compressive forces.

La présente addition crée des perfectionnements à l'objet du brevet principal, ces perfectionnements visant à éviter qu'un fort gradient de température puisse exister entre le fond du profilé en C et l'élément raidisseur qui ferme ce profilé. De plus, les perfectionnements apportés par l'addition ont pour effet de faciliter les opérations de fabrication, notamment celles propres au brasage. The present addition creates improvements to the subject of the main patent, these improvements aiming to prevent a strong temperature gradient from existing between the bottom of the C-profile and the stiffening element which closes this profile. In addition, the improvements brought about by the addition have the effect of facilitating the manufacturing operations, in particular those specific to brazing.

Selon l'addition il n'existe plus d'espace clos entre le fond des profilés en C et l'élément raidisseur qui permet un bon dégagement des gaz pendant le brasage et aussi, au préalable, la bonne application d'un flux, puis après le brasage le rinçage de ce flux. Depending on the addition, there is no longer any enclosed space between the bottom of the C-shaped sections and the stiffening element which allows good release of gases during brazing and also, beforehand, the correct application of a flux, then after brazing the rinsing of this flux.

Conformément à l'addition, l'échangeur de chaleur à plaques du type comportant des barrettes disposées en sandwich entre des plaques pour délimiter des canaux superposés, les barrettes étant constituées par des profilés présentant en section la forme d'un C dans lesquels sont disposés des éléments raidisseurs est caracterisé en ce que les éléments raidisseurs présentent, au moins, une série d'encoches ou des lumières faisant communiquer l'intérieur du profilé en C avec le canal que forme ledit profilé. According to the addition, the plate heat exchanger of the type comprising bars sandwiched between plates to delimit superimposed channels, the bars being formed by profiles having a cross section in the shape of a C in which are arranged stiffening elements is characterized in that the stiffening elements have, at least, a series of notches or slots making the interior of the C-profile communicate with the channel formed by said profile.

Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Various other characteristics of the invention will also emerge from the detailed description which follows.

Des formes de réalisation de l'objet de l'invention sont représentées, à titre d'exemples non limitatifs, au dessin annexé. Embodiments of the object of the invention are shown, by way of nonlimiting examples, in the accompanying drawing.

La fig. 1 est unie perspective partielle d'un échangeur faisant application de l'invention. Fig. 1 is a partial perspective view of an exchanger applying the invention.

Les fig. 2 à 5 sont des perspectives partielles illustrant différents exemples:de réalisation d'un des éléments constitutifs de l'échangeur de la fig. 1. Figs. 2 to 5 are partial views illustrating different examples: of making one of the constituent elements of the exchanger of FIG. 1.

Comme au brevet principal liéchangeur illustré à la fig. 1 comporte des plaques 1, la, lb qui sont séparées les unes des autres par des barrettes composites- 2, 2a s'étendant respectivement dans le sens longitudinal et dans le sens transversal. As in the main patent for the exchanger illustrated in FIG. 1 comprises plates 1, 1a, 1b which are separated from each other by composite bars- 2, 2a extending respectively in the longitudinal direction and in the transverse direction.

Les plaques et les barrettes délimitent ainsi des canaux longitudinaux 3 et des canaux transversaux -4. Les barrettes composites 2 sont realisées à partir des profilés en C dans lesquels est disposé un élément raidisseur 5. The plates and the bars thus delimit longitudinal channels 3 and transverse channels -4. The composite bars 2 are produced from C profiles in which a stiffening element 5 is arranged.

L'élément raidisseur 5 de la fig. 1 est constitué par un fil calibré qui s'étend sur toute la longueur du profilé en C, le diamètre du fil 5 correspondant exactement à l'espace séparant les ailes du profilé en C. The stiffening element 5 of FIG. 1 is constituted by a calibrated wire which extends over the entire length of the C-profile, the diameter of the wire 5 corresponding exactly to the space separating the wings of the C-profile.

Le fil 5 présente, de place en place, des encoches 13 pratiquées dans celles de ses génératrices qui sont en contact avec les ailes du profilé en C. Les encoches 13 peuvent être alignées entre elles ou, au contraire, décalées. The wire 5 has, from place to place, notches 13 formed in those of its generatrices which are in contact with the wings of the C-shaped section. The notches 13 can be aligned with one another or, on the contrary, offset.

Le fil 5 est relié et fixé au profilé en C correspondant par une colle avant qu'il soit procédé à la brasure de l'échangeur qui assure la fixation définitive du fil 5 formant élément raidisseur avec le profilé 2 correspondant. Pour cela une colle organique peut être utilisée, cette colle étant avantageusement chargée de brasure en poudre. The wire 5 is connected and fixed to the corresponding C profile with an adhesive before the brazing of the exchanger is carried out, which ensures the final fixing of the wire 5 forming a stiffening element with the corresponding profile 2. For this, an organic adhesive can be used, this adhesive advantageously being loaded with powdered solder.

Les fig. 2 à 5 illustrent différentes variantes. Figs. 2 to 5 illustrate different variants.

Suivant la fig. 2, l'élément raidisseur est constitué par une bande ondulée 14 dans laquelle sont percées des lumières 15. La bande ondulée présente une hauteur correspondant à la distance séparant les deux ailes du profilé 2 pour queles tranches de la bande 14 soient tout d'abord collées et ensuite brasées au profilé 2.According to fig. 2, the stiffening element is constituted by a corrugated strip 14 in which are pierced lights 15. The corrugated strip has a height corresponding to the distance separating the two wings of the profile 2 so that the edges of the strip 14 are first glued and then brazed to profile 2.

A la fig. 3, l'élément raidisseur est constitué par un profilé 16 en C dont les ailes prennent appui par leur surface extérieure contre la surface interne des ailes du profilé 2. Les profilés 2 et 16 présentent la même longueur. In fig. 3, the stiffening element consists of a C-shaped section 16, the wings of which bear by their outer surface against the internal surface of the wings of the section 2. The sections 2 and 16 have the same length.

Des lumières 15 sont pratiquées dans le fond du profilé 16.Lights 15 are made in the bottom of the section 16.

-La fig. 4 montre une variante qui est analogue à la réalisation décrite en référence à la fig. 2, mais la bande ondulée 14 présente des encoches 13 prevues à partir des bords formant la tranche de ladite bande 14. -Fig. 4 shows a variant which is analogous to the embodiment described with reference to FIG. 2, but the corrugated strip 14 has notches 13 provided from the edges forming the edge of said strip 14.

La fig. 5 correspond à la fig. 3 mais le profile 16 en C comporte également des encoches 13 qui sont formées à la fois dans le fond du profilé et dans les ailes. Fig. 5 corresponds to fig. 3 but the profile 16 in C also includes notches 13 which are formed both in the bottom of the profile and in the wings.

Comme cela ressort des différents modes de réalisation décrits, l'espace 17 délimité entre la paroi interne du fond du profilé 2 et la face en regard de l'élément raidisseur 5, 14 ou 16 communique toujours avec l'intérieur du canal 3 ou 4 correspondant de sorte que le flux de brasage peut s'écouler sans être emprisonné dans l'espace 17. De même, pendant le fonctionnement de l'échangeur un gradient de température élevée ne peut pas exister entre l'espace 17 et l'intérieur des canaux 3 ou 4. Les opérations de lavage éventuel, après brasage, sont encore facilitées lorsque l'élément raidisseur comporte les encoches 13. As is apparent from the various embodiments described, the space 17 delimited between the internal wall of the bottom of the profile 2 and the opposite face of the stiffening element 5, 14 or 16 always communicates with the interior of the channel 3 or 4 corresponding so that the soldering flux can flow without being trapped in the space 17. Similarly, during the operation of the exchanger a high temperature gradient cannot exist between the space 17 and the interior of the channels 3 or 4. The possible washing operations, after brazing, are further facilitated when the stiffening element includes the notches 13.

L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation représentés et décrits en détail, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. The invention is not limited to the embodiments shown and described in detail, since various modifications can be made thereto without departing from its scope.

Claims

1 - Plate heat exchanger of the type comprising bars arranged in sandwich-between plates to delimit superimposed channels, the bars being formed by profiles having in section the shape of a C in which are arranged stiffening elements, conformally to claim 1 of the main patent, characterized in that the stiffening elements (5, 14, 16) have at least one series of notches or slots (13, 15) making the interior of the C profile (2) communicate with the channel (3 or 4) formed by said profile (2).

2 - Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the stiffening elements (5, 14, 16) have notches which open at the surface of the wings of the C profiles which contain these stiffening elements.

3 - Heat exchanger according to one of claims 1 and 2, characterized in that the stiffening elements have a height which corresponds to the space separating the wings of the profiles (2) in C, these stiffening elements being brazed to said profile in vs.

4 - Heat exchanger according to one of claims 1 to 3, characterized in that the stiffening elements are bonded to the inside of the C-sections, before I "brazing execution.

5 - Heat exchanger according to one of claims 1 to 4, characterized in that the stiffening elements have either the shape of a wire of a corrugated strip or of a C profile.