FR2679021A1

FR2679021A1 - Echangeur a plaques.

Info

Publication number: FR2679021A1
Application number: FR9108816A
Authority: FR
Inventors: Carpentier Pierre
Original assignee: CONST AERO NAVALES
Current assignee: CONST AERO NAVALES
Priority date: 1991-07-12
Filing date: 1991-07-12
Publication date: 1993-01-15
Anticipated expiration: 2011-07-12
Also published as: FR2679021B1

Abstract

Echangeur du type à plaques comportant, entre une plaque de fond (1) et une plaque de tête, au moins deux jeux de deux cadres (2, 2a,...) séparés par une plaque intercalaire (7), lesdits jeux de cadres (2, 2a) et plaques intercalaires délimitant des trous (3, 4, 3a, 4a) et des encoches (5, 5a, 6, 6a) alignés deux à deux pour la circulation de deux fluides distincts dans les cadres (2, 2a,...), caractérisé en ce qu'au moins certains des trous de circulation (3a, 4a) comportent au moins un drain (18) entre la paroi interne du trou et l'intérieur du cadre.

Description

La présente invention est relative aux échangeurs A plaques séparées les unes des autres par des éléments délimitant des espaces de circulation pour les fluides entre lesquels un échange de chaleur doit être produit.

Le FR-A-2 650 382 a fait connaître un échangeur permettant la circulation de fluides sous des pressions pouvant être très différentes, que ces fluides soient liquides ou gazeux, et aussi de supprimer les plaques et botes collectrices dont sont normalement munis tous les échangeurs même ceux du type dit 8 plaques et barrettes ou a plaques et cadres de sorte que des différences de pression très importantes peuvent exister tant entre les différents circuits de l'échangeur qu'entre ces circuits et l'atmosphère.

En outre, FR-A-2 650 382 a également enseigné la fabrication d'échangeurs pour la circulation de plus de deux fluides, ainsi que d'échangeurs pouvant, en outre, permettre le conditionnement de composants fragiles devant être maintenus dans une fourchette de températures étroite et pouvant devoir être protégés de l'atmosphère ambiante contre des facteurs extérieurs tels que des rayonnements ou radiations.

L'invention vise plus particulièrement t augmenter la sécurité des échangeurs suivant le FR-A-2 650 382 en faisant en sorte de rendre impossible qu'une communication, même infime, puisse exister entre deux circuits de circulation de deux fluides distincts. Il est apparu, en effet, que même des fuites extrêmement faibles pouvaient être a l'origine d'accidents graves, par exemple inflammation de l'un des fluides.

Conformément ?. l'invention, l'échangeur du type ss plaques empilées et brasées ensemble comportant, entre une plaque de fond et-une plaque de tête, dont une est munie de raccords, au moins deux jeux de deux cadres séparés par une plaque intercalaire, lesdits jeux de cadres et plaques intercalaires délimitant des trous et des encoches alignés deux h deux pour la circulation de deux fluides distincts dans les cadres séparés a chaque foispar une plaque intercalaire est caractérisé en ce qu'au moins certains des trous de circulation d'un fluide différent de celui circulant dans le même cadre comportent un drain entre la paroi interne du trou et l'intérieur du cadre.

Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit.

Des formes de réalisation de l'objet de l'invention sont représentées, 3 titre d'exemples non limitatifs, aux dessins annexés.

La fig. 1 est une perspective éclatée d'un échangeur de chaleur du type a plaques et cadres auquel se réfère l'invention.

La fig. 2 est une perspective éclatée d'une partie d'un échangeur drainé conformément à l'invention.

La fig. 1 illustre un échangeur dans une réalisation connue et simplifiée au point de vue du trajet de circulation de deux fluides entre lesquels un échange thermique doit être réalisé.

L'échangeur comporte une plaque de fond 1 recouverte par un cadre 2 présentant deux trous 3, 4 alignés avec deux encoches 5 et 6.

Le cadre 2 est recouvert par une plaque intercalaire 7 dans laquelle sont pratiqués des trous 8, 9 et 10, 11 correspondant aux trous 3, 4, d'une part, et aux encoches 5, 6, d'autre part.

La plaque intercalaire 7 est recouverte par un cadre 2a, analogue au cadre 2, et présentant des trous 3a, 4a correspondants et des encoches 5a, 6a mais inversées par rapport 9 la position des trous 3, 4 et des encoches 5, 6 du cadre 2.

Le cadre 2a est recouvert par une plaque de tête 12 présentant dans la réalisation représentée des trous 8a, 9a, 10a et ila correspondant aux trous 8, 9 et 10, 11 de la plaque intercalaire 7. La plaque de tête 12 est munie d'embouts ou raccords 13 correspondant à chacun des trous Ùa à lia.

Dans la pratique, un échangeur comporte un plus grand nombre de cadres 2, 2a et de plaques intercalaires 7.

L'ensemble décrit ci-dessus est réuni en une seule pièce par brasage pour former un tout unitaire. Les embouts ou raccords 13 sont eux-mêmes brasés ou usinés dans la plaque de tête.

I1 est avantageux de prévoir les plaques de fond 1 et de tête 12 plus épaisses que les plaques intercalaires 7, ce qui permet d'y rapporter, notamment au moment du brasage, des pattes ou autres organes destinés a relier l'échangeur h des supports ou d'usiner directement dans la plaque ces pattes ou autres organes.

En fonctionnement dans la réalisation de la fig. 1, un premier fluide suit le trajet illustré par les flèches f1 et un second fluide, le trajet illustré par les flèches f
On voit au dessin que les deux fluides sont séparés par la plaque intercalaire 7 lorsqu'ils sont amenés à circuler respectivement dans le cadre 2a et dans le cadre 2. Les deux fluides en circulation peuvent être des fluides sous haute pression étant donné qu'ils circulent soit dans des trous de plaques soit dans des trous ou encoches des cadres dont la largeur des parties pleines peut être aussi importante qu'on le souhaite pour supporter la pression ou la différence de pression existant entre les deux fluides ou encore la différence de pression existant entre les fluides en circulation et la pression atmosphérique.

L'utilisation des raccords brasés qui peuvent également être vissés si on le désire fait qu'il n'est pas nécessaire d'utiliser des plaques collectrices.

La fig. 2 illustre une réalisation conforme 9 l'invention selon laquelle l'échangeur comporte toujours une plaque de fond 1, une plaque de tête 12 et dés plaques intercalaires 7 empiles les unes sur les autres.

Dans cette réalisation schématique, les fluides différents entre lesquels l'échange thermique doit se produire circulent suivant les flèches f et f2.

Pour éliminer tous risques de mise en contact de l'un et l'autre fluide, la plaque intercalaire 7 est réalisée de façon composite au moyen de deux feuilles planes 71 et 72 séparées par une feuille ondulée 14 délimitant des canaux 15 entre des nervures 16 prenant respectivement appui sur les feuilles planes 7 et pour assurer la transmission thermique par lesdites feuilles planes avec les cadres 2, 2a. Le dessin montre qu'un fluide peut circuler dans les canaux de drainage 15 indifféremment suivant les flèches f3 ou f4 pour éliminer des fuites éventuelles de fluide provenant des cadres 2 ou 2a et des feuilles 71 ou
Pour augmenter encore la sécurité, les cadres 2, 2a... et les plaques intercalaires 7 sont avantageusement conformées pour présenter des oreilles saillantes 17 9 leurs angles.

Les trous 8 9 11 décrits en référence 9 la fig. 1 sont pratiqués dans les oreilles 17 et il en est de même en ce qui concerne les encoches 5, 6.

De façon analogue, les trous 3a à 6a des cadres 2, 2a,... sont pratiqués dans les oreilles 17 pour correspondre aux encoches 5, 5a, 6, ... des cadres.

En considérant la fig. 2, on constate que le premier fluide s'écoulant a l'intérieur du cadre 2 suivant la flèche fl, passe par l'encoche 5, par les trous 9 de la plaque intercalaire 7 et par le trou 3a du cadre 2a dans lequel circule le second fluide suivant la flèche f
Le premier fluide passant par le trou 3a, de même que par le trou 4a, n'est séparé du second fluide que d'une faible mesure qui correspond a la largeur de la partie brasée qui s'étend de la paroi du trou A la paroi interne du cadre à l'intérieur duquel circule le second fluide.Pour empêcher toute possibilité de mise en contact de l'un avec l'autre fluide, un drain, constitu par une rainure 18 s'étend entre les trous 3a, respectivement 4a, et l'intérieur du cadre, ctest--dire dans l'exemple représenté au pied des oreilles 17 considrées.

De cette manière, une fuite due ss une crique ou autre anomalie conduirait le premier fluide circulant dans le trou 3a, respectivement 4a, vers le drain et réciproquement une fuite provenant de l'intérieur du cadre 2a mènerait au drain 18, sans pouvoir être conduite jusqu'aux trous 3a, respectivement 4a.

Ce qui précède montre que la probabilité de fuite d'un des fluides est très faible et que l'existence d'une fuite conduirait a une évacuation du fluide concerné soit vers les canaux de la plaque intercalaire composite 7, soit vers l'un des drains 18.

Dans l'exemple illustré, une seule série de plaques et cadres a été représentée pour faciliter la compréhension du dessin. I1 est évident pour le spécialiste que plusieurs séries de plaques et cadres sont normalement empilées et ce nombre de séries est aussi dépendant du nombre de fluides traités qui peut être supérieur n deux. Un troisième fluide conduirait une troisième série de plaques et cadres mis en communication par des trous et encoches analogues > ceux décrits et débouchant par exemple dans une série d'oreilles 17 pouvant être disposées entre celles représentées.

L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation, représentés et décrits en detail, car diverses modifications peuvent y être apportes sans sortir de son cadre. En particulier, deux drains 18, par exemple deux rainures parallèles, peuvent êtres prévus. De cette manière, le fluide provenant d'une fuite d'un cadre serait évacué par un drain tandis que le fluide provenant d'une fuite I partir d'un des trous serait évacué par l'autre drain. De même, par "oreille" il faut comprendre n'importe quel type de protubérances, saillies ou autres contours appropriés.

Claims

REVENDICATIONS

1. Echangeur du type A plaques empilées et brasées ensemble comportant, entre une plaque de fond (1) et une plaque de tête (12), dont une est munie de raccords, au moins deux jeux de deux cadres (2, 2a, ...) séparés par une plaque intercalaire (7), lesdits jeux de cadres (2, 2a) et plaques intercalaires délimitant des trous (3, 4, 3a, 4a) et des encoches (5, 5a, 6, 6a) alignés deux à deux pour la circulation de deux fluides distincts dans les cadres (2, 2a, ...) séparés a chaque fois par une plaque intercalaire (7), caractérisé en ce qu'au moins certains des trous de circulation (3a, 4a) d'un fluide différent de celui circulant dans le même cadre comportent au moins un drain (18) entre la paroi interne du trou et l'intérieur du cadre.

2. Echangeur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les plaques intercalaires sont des plaques composites comprenant deux feuilles continues planes (7 72) séparées par une feuille ondulée (14) délimitant des canaux de drainage (15) et des nervures de transmission de chaleur (16).

3. Echangeur suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les trous (3, 4, 3a, 4a), les encoches (5, 6, Sa, 6a) des cadres (2, 2a, ...) ainsi que les trous (8, 9, 10, 11) des plaques intercalaires (7) sont formées dans des oreilles, des protubérances, des saillies ou autres contours (17) se superposant, le drain étant prévu entre certaines desdites oreilles (17) et l'intérieur du cadre (2a) correspondant.

4. Echangeur suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les drains sont formés par des rainures.

5. Echangeur suivant l'une des revendications 1 < " 4, caractérisé en ce qu'il est prévu des jeux de deux trous pour chacun des fluides différents en circulation.

6. Echangeur suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les drains sont formés .t chaque fois par au moins deux rainures.

7. Echangeur suivant la revendication 6, caractérisé en ce que les rainures sont sensiblement parallèles et s'étendent toutes deux entre la paroi interne d'un même trou et l'intérieur du cadre.