FR2785669A1 - Echangeur thermique a plaques - Google Patents
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Abstract
L'invention a pour objet un échangeur thermique à plaques comprenant une enveloppe étanche (1) de forme allongée, un faisceau de plaques (10) disposé à l'intérieur de l'enveloppe (1) et épousant le contour interne de ladite enveloppe, des moyens de liaison des plaques (11) du faisceau de plaques (10) et des moyens d'entrée et de sortie de chaque fluide du circuit correspondant du faisceau de plaques (10).
Description
La présente invention a pour objet un échangeur thermique à plaques pour fluides et en particulier un échangeur thermique à plaques utilisé pour refroidir ou réchauffer un premier fluide par échange thermique avec au moins un second fluide.
Les échangeurs thermiques sont généralement de deux types.
Le premier type d'échangeur thermique comporte un faisceau de tubes en forme de U ou un faisceau de tubes droits dans lequel circule un des fluides.
Mais ce type d'échangeur est d'une conception coûteuse et le rendement thermique est limité compte tenu que le nombre de tubes dépend de la place disponible qui est dans la plupart des cas restreinte.
Le second type d'échangeur thermique est constitué par des échangeurs thermiques à plaques qui comportent une enceinte étanche et, à l'intérieur de cette enceinte étanche, un faisceau de plaques constitué d'un empilement de plaques métalliques généralement planes et parallèles entre elles.
Les plaques métalliques constituant l'empilement comportent des ondulations suivant un parcours sinueux dont la direction générale correspond à la direction longitudinale des plaques qui sont empilées l'une sur l'autre de manière à former un premier circuit pour la circulation du premier fluide et au moins un second circuit pour la circulation d'au moins un second fluide, avec échange de chaleur entre ces fluides à travers les plaques de l'empilement.
Chaque circuit du faisceau de'plaques est relié à des moyens d'entrée et de sortie du fluide correspondant.
Du fait de la pression interne engendrée par la circulation des fluides entre les plaques du faisceau de plaques, la tenue mécanique des plaques entre elles pose des problèmes.
En effet, il est nécessaire de reprendre les efforts qui se produisent selon trois axes, l'axe longitudi nal, l'axe latéral et l'axe perpendiculaire aux plaques formant le faisceau de plaques.
Les efforts selon l'axe longitudinal sont généralement repris pas les moyens d'alimentation et de récupération des fluides circulant dans le faisceau de plaques.
Pour reprendre les efforts selon l'axe latéral et l'axe perpendiculaire aux plaques, une circulation d'un fluide sous pression est réalisée entre le faisceau de plaques et l'enceinte étanche de façon à créer autour dudit faisceau de plaques une équipression.
Mais, la différence de pression entre la pression autour du faisceaux de plaques et à l'intérieur du faisceau de plaques doit tre maintenue en permanence pour éviter les risques d'éclatement du faisceau de plaques dans le cas où la pression interne est supérieure à la pression externe ou un effondrement de ce faisceau de plaques dans le cas inverse.
L'invention a pour but de proposer un échangeur thermique à plaques qui évite les inconvénients précédemment mentionnés.
L'invention a donc pour objet un échangeur thermique à plaques, caractérisé en ce qu'il comprend :
-une enveloppe étanche de forme allongée,
-un faisceau de plaques disposé à l'intérieur de l'enveloppe et épousant le contour interne de ladite enveloppe, ce faisceau de plaques comprenant un empilement de plaques d'échange thermique, parallèles les unes aux autres et comportant chacune des bords à surface lisse et une partie centrale munie d'ondulations pour former avec les plaques associées au moins deux circuits longitudinaux de circulation d'au moins deux fluides indépendants,
-des moyens de liaison des plaques du faisceau de plaques,
-et des moyens d'entrée et de sortie de chaque fluide du circuit correspondant du faisceau de plaques.
-une enveloppe étanche de forme allongée,
-un faisceau de plaques disposé à l'intérieur de l'enveloppe et épousant le contour interne de ladite enveloppe, ce faisceau de plaques comprenant un empilement de plaques d'échange thermique, parallèles les unes aux autres et comportant chacune des bords à surface lisse et une partie centrale munie d'ondulations pour former avec les plaques associées au moins deux circuits longitudinaux de circulation d'au moins deux fluides indépendants,
-des moyens de liaison des plaques du faisceau de plaques,
-et des moyens d'entrée et de sortie de chaque fluide du circuit correspondant du faisceau de plaques.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention :
-l'enveloppe étanche et le faisceau de plaque présentent une section transversale circulaire,
-chaque plaque du faisceau de plaques comporte, d'une part, une zone centrale munie desdites ondulations et d'échange thermique entre les fluides et, d'autre part, une zone d'entrée ou de sortie desdits fluides dans les circuits correspondants,
-les moyens de liaison des plaques du faisceau de plaques sont formés par des barrettes longitudinales fixées par soudage sur les bords longitudinaux des plaques et s'étendant, pour l'un des circuits, sur toute la longueur des plaques et, pour l'autre desdits circuits, sur la longueur de la zone d'échange thermique, ménageant de part et d'autre de cette zone des passages latéraux d'entrée ou de sortie du fluide dudit circuit, des barrettes transversales fixées par soudage sur les bords transversaux des plaques et obturant les extrémités du circuit muni des passages laté- raux d'entrée ou de sortie du fluide correspondant et une couche de soudure étanche recouvrant le pourtour périphéri- que du faisceau de plaques au niveau de la zone centrale d'échange thermique des plaques,
-les zones d'entrée et de sortie du fluide dans un premier desdits circuits sont formées par des portions d'extrémité planes des plaques et par des plaques indépen- dantes insérées entre lesdites portions planes et comportant des ondulations rectilignes pour assurer la distribution dudit fluide entre les passages d'extrémité et les zones centrales d'échange thermique ou inversement,
-les zones d'entrée et de sortie du fluide dans un second desdits circuits sont formées par des portions d'extrémité planes des plaques et par des plaques indépen- dantes insérées entre lesdites portions planes et comportant des ondulations courbes pour assurer la distribution dudit fluide entre les passages latéraux et les zones centrales d'échange thermique ou inversement,
-au moins un des circuits est séparé en deux circuits par des entretoises longitudinales fixées entre les plaques adjacentes formant ledit circuit et s'étendant sur toutes la longueur des plaques du faisceau de plaques,
-les moyens d'entrée d'un premier fluide dans le circuit correspondant du faisceau de plaques sont formés par un collecteur raccordé à une tubulure d'arrivée dudit premier fluide et s'étendant sur toute la section d'une pre mière extrémité de ce faisceau de plaques, ledit collecteur étant fixé par soudage sur le bord périphérique des plaques du faisceau de plaques,
-les moyens de sortie du premier fluide du circuit correspondant du faisceau de plaques sont formés par un collecteur raccordé à une tubulure de sortie dudit premier fluide et s'étendant sur toute la section d'une seconde ex trémité de ce faisceau de plaques, ledit collecteur étant fixé par soudage sur le bord périphérique des plaques du faisceau de plaques,
-les moyens d'entrée d'un second fluide du circuit correspondant du faisceau de plaques sont formés par un collecteur annulaire raccordé à une tubulure d'entrée dudit second fluide et communiquant avec les passages laté- raux d'entrée de ce second fluide dans le circuit correspondant,
-les moyens de sortie du second fluide du circuit correspondant du faisceau de plaques sont formés par un collecteur annulaire raccordé à une tubulure de sortie dudit second fluide et communiquant avec les passages latéraux de sortie de ce second fluide du circuit correspondant.
-l'enveloppe étanche et le faisceau de plaque présentent une section transversale circulaire,
-chaque plaque du faisceau de plaques comporte, d'une part, une zone centrale munie desdites ondulations et d'échange thermique entre les fluides et, d'autre part, une zone d'entrée ou de sortie desdits fluides dans les circuits correspondants,
-les moyens de liaison des plaques du faisceau de plaques sont formés par des barrettes longitudinales fixées par soudage sur les bords longitudinaux des plaques et s'étendant, pour l'un des circuits, sur toute la longueur des plaques et, pour l'autre desdits circuits, sur la longueur de la zone d'échange thermique, ménageant de part et d'autre de cette zone des passages latéraux d'entrée ou de sortie du fluide dudit circuit, des barrettes transversales fixées par soudage sur les bords transversaux des plaques et obturant les extrémités du circuit muni des passages laté- raux d'entrée ou de sortie du fluide correspondant et une couche de soudure étanche recouvrant le pourtour périphéri- que du faisceau de plaques au niveau de la zone centrale d'échange thermique des plaques,
-les zones d'entrée et de sortie du fluide dans un premier desdits circuits sont formées par des portions d'extrémité planes des plaques et par des plaques indépen- dantes insérées entre lesdites portions planes et comportant des ondulations rectilignes pour assurer la distribution dudit fluide entre les passages d'extrémité et les zones centrales d'échange thermique ou inversement,
-les zones d'entrée et de sortie du fluide dans un second desdits circuits sont formées par des portions d'extrémité planes des plaques et par des plaques indépen- dantes insérées entre lesdites portions planes et comportant des ondulations courbes pour assurer la distribution dudit fluide entre les passages latéraux et les zones centrales d'échange thermique ou inversement,
-au moins un des circuits est séparé en deux circuits par des entretoises longitudinales fixées entre les plaques adjacentes formant ledit circuit et s'étendant sur toutes la longueur des plaques du faisceau de plaques,
-les moyens d'entrée d'un premier fluide dans le circuit correspondant du faisceau de plaques sont formés par un collecteur raccordé à une tubulure d'arrivée dudit premier fluide et s'étendant sur toute la section d'une pre mière extrémité de ce faisceau de plaques, ledit collecteur étant fixé par soudage sur le bord périphérique des plaques du faisceau de plaques,
-les moyens de sortie du premier fluide du circuit correspondant du faisceau de plaques sont formés par un collecteur raccordé à une tubulure de sortie dudit premier fluide et s'étendant sur toute la section d'une seconde ex trémité de ce faisceau de plaques, ledit collecteur étant fixé par soudage sur le bord périphérique des plaques du faisceau de plaques,
-les moyens d'entrée d'un second fluide du circuit correspondant du faisceau de plaques sont formés par un collecteur annulaire raccordé à une tubulure d'entrée dudit second fluide et communiquant avec les passages laté- raux d'entrée de ce second fluide dans le circuit correspondant,
-les moyens de sortie du second fluide du circuit correspondant du faisceau de plaques sont formés par un collecteur annulaire raccordé à une tubulure de sortie dudit second fluide et communiquant avec les passages latéraux de sortie de ce second fluide du circuit correspondant.
Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
-La Fig. 1 est une vue schématique partiellement en coupe d'un échangeur thermique à plaques conforme à l'invention,
-la Fig. 2 est une vue schématique en coupe longitudinale de 1'échangeur thermique selon un plan passant par un premier circuit de circulation d'un fluide,
-la Fig. 3 est une vue schématique en coupe longitudinale de l'échangeur thermique selon un plan passant par un second circuit de circulation d'un fluide,
-la Fig. 4 est une vue en coupe transversale selon la ligne 4-4 de la Fig. 2,
-la Fig. 5 est une vue en coupe transversale selon la ligne 5-5 de la Fig. 2,
-la Fig. 6 est une vue schématique en perspective d'une partie du faisceau de plaques de l'échangeur thermique conforme à l'invention,
-la Fig. 7 est une vue schématique en perspective éclatée montrant un premier mode de réalisation d'une zone d'entrée ou de sortie des fluides dans le faisceau de plaques,
-la Fig. 8 est une vue schématique en perspective éclatée montrant un second mode de réalisation d'une zone d'entrée ou de sortie des fluides dans le faisceau de plaques,
-la Fig. 9 est une vue schématique de dessus d'une variante d'une plaque du faisceau de plaques de l'échangeur thermique conforme à l'invention,
-la Fig. 10 est une vue schématique en éléva- tion de l'échangeur thermique montrant une variante des moyens d'entrée et de sortie des fluides.
-La Fig. 1 est une vue schématique partiellement en coupe d'un échangeur thermique à plaques conforme à l'invention,
-la Fig. 2 est une vue schématique en coupe longitudinale de 1'échangeur thermique selon un plan passant par un premier circuit de circulation d'un fluide,
-la Fig. 3 est une vue schématique en coupe longitudinale de l'échangeur thermique selon un plan passant par un second circuit de circulation d'un fluide,
-la Fig. 4 est une vue en coupe transversale selon la ligne 4-4 de la Fig. 2,
-la Fig. 5 est une vue en coupe transversale selon la ligne 5-5 de la Fig. 2,
-la Fig. 6 est une vue schématique en perspective d'une partie du faisceau de plaques de l'échangeur thermique conforme à l'invention,
-la Fig. 7 est une vue schématique en perspective éclatée montrant un premier mode de réalisation d'une zone d'entrée ou de sortie des fluides dans le faisceau de plaques,
-la Fig. 8 est une vue schématique en perspective éclatée montrant un second mode de réalisation d'une zone d'entrée ou de sortie des fluides dans le faisceau de plaques,
-la Fig. 9 est une vue schématique de dessus d'une variante d'une plaque du faisceau de plaques de l'échangeur thermique conforme à l'invention,
-la Fig. 10 est une vue schématique en éléva- tion de l'échangeur thermique montrant une variante des moyens d'entrée et de sortie des fluides.
Sur les Figs. 1 à 3, on a représenté schématiquement un échangeur thermique à plaques destiné à réaliser un échange thermique entre au moins deux fluides constitués par un liquide ou un gaz ou un mélange biphasique.
Dans l'exemple de réalisation représenté sur ces figures, l'échangeur thermique est destiné par exemple à refroidir un premier fluide A par un second fluide B qui circule dans ledit échangeur thermique à contre-courant par rapport au premier fluide A.
L'échangeur thermique comprend une enveloppe étanche 1 de forme allongée et de section par exemple circulaire.
Cette enveloppe étanche 1 peut avoir une section carrée ou rectangulaire.
L'échangeur thermique comporte un faisceau de plaques 10 disposé à l'intérieur de 1'enveloppe étanche 1 et qui épouse le contour interne de ladite enveloppe 1.
Le faisceau de plaques 10 se compose d'un empilement de plaques 11 métalliques de faible épaisseur et paallèles les unes aux autres et qui sont chacune constituées d'une tôle fine, le plus souvent en acier inoxydable ou tout autre matériau suffisamment ductile.
Chaque plaque 11 comporte des bords longitudinaux et transversaux à surface lisse et une partie centrale munie d'ondulations 12.
Les plaques 11 définissent entre elles des intervalles. Un intervalle sur deux forme un premier circuit
A1 longitudinal pour le premier fluide A et les autres intervalles forment un second circuit B1 longitudinal pour le second fluide B, lesdits circuits A1 et B1 s'étendant sur toute la longueur du faisceau de plaques 10.
A1 longitudinal pour le premier fluide A et les autres intervalles forment un second circuit B1 longitudinal pour le second fluide B, lesdits circuits A1 et B1 s'étendant sur toute la longueur du faisceau de plaques 10.
Les circuits A1 et Bl sont indépendants et, dans l'exemple de réalisation représenté sur les figures, à contre-courant. La circulation des fluides A et B dans les circuits A1 et B1 peut tre, selon une variante, co-courante.
L'échangeur thermique comporte également :
-des moyens de liaison des plaques 11 du faisceau de plaques,
-des moyens d'entrée et de sortie du premier fluide A du circuit A1 correspondant du faisceau de plaques 10,
-et des moyens d'entrée et de sortie du second fluide B du circuit B1 correspondant du faisceau de plaques 10.
-des moyens de liaison des plaques 11 du faisceau de plaques,
-des moyens d'entrée et de sortie du premier fluide A du circuit A1 correspondant du faisceau de plaques 10,
-et des moyens d'entrée et de sortie du second fluide B du circuit B1 correspondant du faisceau de plaques 10.
Comme représenté aux figures 2 et 3, qui sont deux vues en coupe longitudinales respectivement selon un plan passant par le circuit A1 et selon un plan passant par le circuit Bl, le faisceau de plaques 10 comporte une zone centrale L d'échange thermique entre les fluides A et B et dans laquelle les plaques 11 sont munies des ondulations 12 et, à chaque extrémité, une zone d'entrée ou de sortie, respectivement M et N, desdits fluides A et B dans les circuits
Al et B1 correspondants.
Al et B1 correspondants.
En se reportant maintenant plus particulièrement aux Figs. 4 à 6, on va décrire les moyens de liaison des plaques 11 du faisceau de plaques 10.
Ces moyens de liaison comprennent des barrettes longitudinales 13 fixées par soudage sur les bords longitudinaux des plaques 11 et qui s'étendent, pour le circuit A1, sur toute la longueur de ces plaques 11 et, pour l'autre circuit B1, uniquement sur la longueur de la zone centrale d'échange thermique L.
Les moyens de liaison des plaques 11 comprennent également des barrettes transversales 14 fixées par soudage sur les bords transversaux des plaques 11 de façon à obturer les extrémités du circuit B1.
Ainsi, les barrettes longitudinales 13 et les barrettes transversales 14 ménagent, pour le circuit B1, à chaque extrémité du faisceau de plaques 10 des passages latéraux 15 d'entrée ou de sortie du fluide B dudit circuit B1 et, pour le circuit A1 des passages d'extrémité 16 d'entrée ou de sortie du fluide A de ce circuit A1.
Enfin, les moyens de liaison des plaques 11 du faisceau de plaques comportent, comme représenté sur les
Figs. 4 et 6, une couche de soudure 17 étanche qui recouvre le pourtour périphérique du faisceau de plaques 10 au niveau de la zone centrale L d'échange thermique des plaques 11.
Figs. 4 et 6, une couche de soudure 17 étanche qui recouvre le pourtour périphérique du faisceau de plaques 10 au niveau de la zone centrale L d'échange thermique des plaques 11.
Les plaques 11 du faisceau de plaques 10 sont donc solidarisées entre elles par les barrettes 13 et 14 et la couche de soudure 17 permet de solidariser chaque couple de plaques et de barrettes avec les autres couples de façon à former un ensemble compact.
Comme montré aux Figs. 4 et 5, les deux derniè- res plaques 11 de l'empilage de plaques formant le faisceau 10 sont recouvertes d'un élément de fermeture 18 comportant sur sa face interne des ondulations 18a identiques aux ondulations 12 des plaques 11.
Les éléments de fermeture 18 présentent une surface externe convexe qui s'inscrit dans le pourtour externe des plaques et des barrettes longitudinales 13 de façon à former une section transversale circulaire.
Ainsi, le faisceau de plaques 10 peut tre placé dans l'enveloppe étanche 1.
En se reportant aux Figs. 6 à 8, on va décrire plusieurs modes de réalisation des zones d'entrée ou de sortie des fluides A et B dans les circuits A1 et B1.
Dans ces zones d'entrée ou de sortie M et N, chaque plaque 11 du faisceau de plaques 10 est formée par une portion d'extrémité plane lla.
Dans l'ensemble des modes de réalisation représentés sur les Figs. 6 à 8, les zones d'entrée et de sortie du fluide A dans le circuit A1 sont formées par les portions d'extrémité lia planes des plaques 11 et par des plaques indépendantes 20 insérées entre lesdites portions planes lia et qui comporte des ondulations rectilignes 21 disposées dans l'alignement des ondulations 12 de la plaque correspondante 11.
Ces plaques indépendantes 20 sont fixées sur les portions planes lia des plaques 11 par exemple par soudage et assurent, grâce aux ondulations 21, la distribution du fluide A entre les passages d'extrémité 16 du circuit A1 et les zones centrales L d'échange thermique ou inversement.
Ainsi, le fluide A entre dans le circuit A1 à une extrémité du faisceau de plaques 10, traverse les zones d'echange thermique L et débouche à l'autre extrémité de ce faisceau de plaques 10.
D'une manière générale, les zones d'entrée et de sortie du fluide B dans le second circuit B1 sont formées par des portions d'extrémité lla planes des plaques 11 correspondantes et par des plaques indépendantes 25 insérées entre lesdites portions planes lia des plaques 11 et qui comportent des ondulations courbes 25a.
Ces plaques indépendantes 25 sont fixées sur les portions planes lia des plaques 11 correspondantes par exemple par soudage et assurent la distribution du fluide B entre les passages latéraux 15 et les zones centrales L d'échange thermique ou inversement.
Selon un premier mode de réalisation, représenté à la Fig. 7, chaque plaque indépendante 25 disposée à chaque extrémité des plaques 11 formant le circuit Bl est divisée en deux zones a, et a2 comportant chacune des ondulations 25ai et 25a2 symétriques les unes par rapport aux autres.
Ainsi, les ondulations 25al assurent la distribution dans les zones d'échange thermique L d'une partie du fluide B entrant par les passages latéraux 15 situés d'un côté du faisceau de plaques 10 et les ondulations 25a2 assurent la distribution de l'autre partie du fluide B entrant par les passages latéraux 15 situés de l'autre côté du faisceau de plaques 10.
Dans ce mode de réalisation, cette disposition est identique pour les zones de sortie du fluide B situées à l'autre extrémité du faisceau de plaques 10.
Selon un autre mode de réalisation représenté à la Fig. 8, les zones d'entrée ou de sortie du fluide B du circuit B1 sont formées par des plaques indépendantes 30 fixées par exemple par soudage sur les portions d'extrémité planes lia des plaques 11 correspondantes de ce circuit B1 et qui comporte, pour une plaque 30 sur deux, des ondulations 30a dirigées d'un côté du faisceau de plaques 10 et, pour les autres plaques 30, des ondulations 30b dirigées de l'autre côté dudit faisceau de plaques 10.
Dans ce cas, les barrettes longitudinales 13 des intervalles définissant le circuit B1 se prolongent pour un intervalle sur deux de ce circuit B1 sur toute la longueur des plaques 11 correspondantes du faisceau de plaques 10.
D'autres dispositions des ondulations des plaques indépendantes des zones d'entrée ou de sortie des fluides A et B dans les circuits A1 et B1 du faisceau de plaques 10 peuvent tre envisagées.
Comme on le voit sur les Figs. 1 à 3, les moyens d'entrée du premier fluide A dans le circuit A1 correspondant du faisceau de plaques 10 sont formés par un collecteur 35 raccordé à une tubulure 36 d'arrivée dudit premier fluide
A et s'étendant sur toute la section d'une première extrémi- té de ce faisceau de plaques 10.
A et s'étendant sur toute la section d'une première extrémi- té de ce faisceau de plaques 10.
Ce collecteur 35 est fixé sur le bord périphéri- que des plaques 11 du faisceau de plaques 10 et des barrettes 13 par exemple par soudage.
De meme, les moyens de sortie du premier fluide
A du circuit A1 correspondant du faisceau de plaques 10 sont formés par exemple par un collecteur 37 raccordé à une tubulure 38 de sortie dudit premier fluide A et s'étendant sur toute la section d'une seconde extrémité de ce faisceau de plaques 10.
A du circuit A1 correspondant du faisceau de plaques 10 sont formés par exemple par un collecteur 37 raccordé à une tubulure 38 de sortie dudit premier fluide A et s'étendant sur toute la section d'une seconde extrémité de ce faisceau de plaques 10.
Ce collecteur 37 est également fixé sur le bord périphérique des plaques 11 du faisceau de plaques 10 et des barrettes 13 par exemple par soudage.
Les moyens d'entrée du second fluide B dans le circuit B1 correspondant du faisceau de plaques 10 sont formés par un collecteur annulaire 39 entourant le collecteur 37 de sortie du premier fluide A et raccordé à une tubulure 40 d'entrée dudit second fluide B.
L'espace interne délimité par le collecteur annulaire 39 communique avec les passages latéraux 15 d'entrée de ce second fluide B dans le circuit Bl.
Cet espace interne forme une chambre de distribution pour obtenir une répartition uniforme de ce second fluide B dans le circuit B1 du faisceau de plaques 10.
De mme les moyens de sortie du second fluide B du circuit B1 du faisceau de plaques 10 sont formés par un collecteur annulaire 41 entourant le collecteur 35 d'entrée du premier fluide A et raccordé à une tubulure 42 de sortie dudit second fluide B.
L'espace interne délimité par le collecteur annulaire 41 communique avec les passages latéraux 15 de sortie de ce second fluide B du circuit B1.
Lors du fonctionnement de l'installation le premier fluide A, par exemple à refroidir, est introduit dans la tubulure 36 et par le collecteur 35 dans le circuit A1 du faisceau de plaques 10 et le second fluide B est introduit à contre-courant, par la tubulure 40 et le collecteur 39 dans le circuit B1 de ce faisceau de plaques 10.
Dans les zones N et M, les fluides A et B circulent dans les passages ménagés par les ondulations des plaques indépendantes insérées entre les portions planes lla des plaques 11, puis dans les zones L d'échange thermique.
Au cours de la circulation de ces fluides A et B dans le faisceau de plaques 10, il se produit un échange thermique entre ces fluides ce qui permet par exemple de refroidir le premier fluide A.
Après avoir traversé le faisceau de plaques 10, le premier fluide A sort de l'échangeur par le collecteur 37 et la tubulure 38 et le second fluide B sort dudit échangeur par les passages latéraux 15, le collecteur 41 et la tubulure de sortie 42.
Selon une variante, le fluide A et B peuvent circuler dans le mme sens dans les circuits A1 et Bl du faisceau de plaques 10.
Selon encore une autre variante, représentée sur les Figs. 9 et 10, au moins un des circuits, comme par exemple le circuit B1, est séparé en deux circuits par des entretoises longitudinales 45 fixés sur les plaques 11 adjacentes formant le circuit B1 s'étendant sur toute la longueur des plaques 11 du faisceau de plaques 10.
Ainsi, un fluide A circule dans un circuit et deux autres fluides B et C circulent dans l'autre circuit.
Dans ce cas et comme représenté à la Fig. 10, les moyens d'entrée du second fluide B dans le circuit correspondant du faisceau de plaques 10 sont formés par un collecteur 46 raccordé à une tubulure 47 d'entrée de ce second fluide et communiquant avec les passages latéraux 15 d'en- trée ménagés d'un côté du faisceau de plaques 10 et les moyens d'entrée du troisième fluide C dans le circuit correspondant du faisceau de plaques 10 sont formés par un collecteur 48 raccordé à une tubulure d'entrée 49 de ce troisième fluide et communiquant avec les passages latéraux 15 d'entrée situés de l'autre côté du faisceau de plaques 10.
Les moyens de sortie du second fluide B du circuit correspondant du faisceau de plaques 10 sont formés par un collecteur 50 raccordé à la tubulure de sortie 51 de ce second fluide et communiquant avec les passages latéraux 15 de sortie situés d'un côté du faisceau de plaques 10 et les moyens de sortie du troisième fluide C du circuit correspondant du faisceau de plaques 10 sont formés par un collecteur 52 raccordé à une tubulure 53 de sortie de ce troisième fluide et communiquant avec les passages latéraux 15 de sortie situés de l'autre côté du faisceau de plaques 10.
Dans ce mode de réalisation, les moyens d'entrée et de sortie du premier fluide A sont identiques au précé- dente mode de réalisation.
La circulation du second et du troisième fluide dans le faisceau de plaques 10 peut tre co-courante ou à contre-courant.
La configuration du faisceau de plaques de l'échangeur thermique selon l'invention présente par rapport aux échangeurs thermiques à plaques utilisés jusqu'à présent, une surface d'échange plus importante et, de ce fait, un rendement supérieur, tout en ayant un faible encombrement.
Claims (13)
1. Echangeur thermique à plaques, caractérisé en ce qu'il comprend :
-une enveloppe étanche (1) de forme allongée,
-un faisceau de plaques (10) disposé à l'intérieur de 1'enveloppe (1) et épousant le contour interne de ladite enveloppe (1), ce faisceau de plaques (10) comprenant un empilement de plaques (11) d'échange thermique, paallèles les unes aux autres et comportant chacune des bords à surface lisse et une partie centrale munie d'ondulations (12) pour former avec les plaques (11) associées au moins deux circuits longitudinaux de circulation d'au moins deux fluides indépendants,
-des moyens (13 ; 14 ; 17) de liaison des plaques (11) du faisceau de plaques (10),
-et des moyens d'entrée (35,36 ; 39,40 ; 46, 47 ; 48,49) et de sortie (37,38 ; 41,42 ; 50,51 ; 52,53) de chaque fluide du circuit correspondant du faisceau de plaques (10).
2. Echangeur thermique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enveloppe étanche (1) et le faisceau de plaques (10) présentent une section transversale circulaire.
3. Echangeur thermique selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque plaque (11) du faisceau de plaques (10) comporte, d'une part, une zone centrale munie desdites ondulations (12) et d'échange thermique entre les fluides et, d'autre part, une zone d'entrée ou de sortie desdits fluides dans les circuits correspondants.
4. Echangeur thermique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de liaison des plaques (11) du faisceau de plaques (10) sont formés par :
-des barrettes longitudinales (13) fixées par soudage sur les bords longitudinaux des plaques (11) et s'étendant, pour l'un des circuits, sur toute la longueur des plaques (11) et, pour l'autre desdits circuits, sur la longueur de 1 a zone d'échange thermique, ménageant de part et d'autre de cette zone des passages latéraux (15) d'entrée ou de sortie du fluide dudit circuit,
-des barrettes transversales (14) fixées par soudage sur les bords transversaux des plaques (11) et obturant les extrémités du circuit muni des passages latéraux (15) d'entrée ou de sortie du fluide correspondant,
-et une couche de soudure (17) étanche recouvrant le pourtour périphérique du faisceau de plaques (10) au niveau de la zone centrale d'échange thermique des plaques (11).
5. Echangeur thermique selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les zones d'entrée et de sortie du fluide dans un premier desdits circuits sont formées par des portions d'extrémité planes (lia) des plaques (11) et par des plaques indépendantes (20) insérées entre lesdites portions planes (lla) et comportant des ondulations (21) rectilignes pour assurer la distribution dudit fluide entre les passages d'extrémité (16) et les zones centrales d'échange thermique ou inversement.
6. Echangeur thermique selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les zones d'entrée et de sortie du fluide dans un second desdits circuits sont formées par des portions d'extrémité planes (lla) des plaques (11) et par des plaques indépendantes (25 ; 30) insérées entre lesdites portions planes (lla) et comportant des ondulations courbes (25a ; 30a ; 30b) pour assurer la distribution dudit fluide entre les passages latéraux (15) et les zones centrales d'échange thermique ou inversement.
7. Echangeur thermique selon l'une quelconque des revendications 3 à 6 caractérisé en ce qu'au moins un des circuits est séparé en deux circuits par des entretoises longitudinales (45) fixées entre les plaques (11) adjacentes formant ledit circuit et s'étendant sur toute la longueur des plaques (11) du faisceau de plaques (10).
8. Echangeur thermique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens d'entrée d'un premier fluide dans le circuit correspondant du faisceau de plaques (10) sont formés par un collecteur (35) raccordé à une tubulure d'arrivée (36) dudit premier fluide et s'étendant sur toute la section d'une pre mière extrémité de ce faisceau de plaques (10), ledit collecteur (35) étant fixé par soudage sur le bord périphéri- que des plaques (11) du faisceau de plaques (10).
9. Echangeur thermique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens de sortie du premier fluide du circuit correspondant du faisceau de plaques (10) sont formés par un collecteur (37) raccordé à une tubulure de sortie (38) dudit premier fluide et s'étendant sur toute la section d'une seconde extrémité de ce faisceau de plaques (10), ledit collecteur étant soudé par soudage sur le bord périphérique des plaques (11) du faisceau de plaques (10).
10. Echangeur thermique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens d'entrée d'un second fluide du circuit correspondant du faisceau de plaques (10) sont formés par un collecteur annulaire (39) raccordé à une tubulure d'entrée (40) dudit second fluide et communiquant avec les passages latéraux (15) d'entrée de ce second fluide dans le circuit correspondant.
11. Echangeur thermique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens de sortie du second fluide du circuit correspondant du faisceau de plaques (10) sont formés par un collecteur annulaire (41) raccordé à une tubulure de sortie (42) dudit second fluide et communiquant avec les passages latéraux (15) de sortie de ce second fluide du circuit correspondant.
12. Echangeur thermique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens d'entrée d'un second fluide dans le circuit correspondant du faisceau de plaques (10) sont formés par un collecteur (46) raccordé à une tubulure d'entrée (47) dudit second fluide et communiquant avec les passages latéraux (15) d'entrée correspondants et les moyens d'entrée d'un troisième fluide dans le circuit correspondant du faisceau de plaques (10) sont formés par un collecteur (48) raccordé à une tubulure d'entrée (49) dudit troisième fluide et communiquant avec les passages latéraux (15) d'entrée correspondants.
13. Echangeur thermique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens de sortie du second fluide du circuit correspondant du faisceau de plaques (10) sont formés par un collecteur (50) raccordé à une tubulure de sortie (51) dudit second fluide et communiquant avec les passages latéraux (15) de sortie correspondants et les moyens de sortie du troisième fluide du circuit correspondant du faisceau de plaques (10) sont formés par un collecteur (52) raccordé à une tubulure de sortie (53) dudit troisième fluide et communiquant avec les passages latéraux (15) de sortie correspondants.
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