FR3088996A1 - Procédé de fabrication d’un échangeur comprenant une zone à supporter et échangeur fabriqué par un tel procédé - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un procédé de fabrication d’un échangeur de chaleur (1) du type à plaques brasées comprenant les étapes suivantes : a) empiler avec espacement plusieurs plaques (2) parallèles les unes aux autres de façon à définir entre lesdites plaques (2) une pluralité de passages (3) adaptés pour l’écoulement d’au moins un fluide, lesdits passages (3) étant délimités par des bords périphériques (4) et au moins un passage (3) comprenant au moins une zone à supporter (12) débouchant vers l’extérieur du passage (3) par au moins une ouverture (5) d’un bord périphérique (4), b) agencer au moins un organe de supportage (11) dans la zone à supporter (12), c) braser l’empilement de plaques (2) comprenant l’organe de supportage (11), et d) retirer l’organe de supportage (11) de la zone à supporter (12) par l’ouverture (5). Selon l’invention, à l’étape d, une force de traction est exercée sur l’organe de supportage (11) de façon à entraîner une déformation d’au moins une partie de l’organe de supportage (11) et un mouvement de translation dudit organe de supportage (11) vers l’extérieur du passage (3). Figure de l’abrégé : Fig. 2
Description
Description
Titre de l'invention : Procédé de fabrication d’un échangeur comprenant une zone à supporter et échangeur fabriqué par un tel procédé [0001] La présente invention est relative à un procédé de fabrication d’un échangeur de chaleur du type à plaques brasées comportant au moins une zone à supporter, ainsi qu’à un échangeur de chaleur fabriqué par un tel procédé.
[0002] La présente invention trouve notamment application dans le domaine de la séparation de gaz par cryogénie, en particulier de la séparation d’air par cryogénie (connue sous l’acronyme anglais « ASU » pour unité de séparation d’air) exploitée pour la production d’oxygène gazeux sous pression. En particulier, la présente invention peut s’appliquer à la fabrication d’un échangeur de chaleur qui vaporise un débit liquide, par exemple de l’oxygène liquide, de l’azote et/ou de l’argon par échange de chaleur avec un débit gazeux, par exemple l’air ou l’azote.
[0003] La présente invention peut également s’appliquer à un échangeur de chaleur qui vaporise au moins un débit de mélange liquide-gaz, en particulier un débit de mélange à plusieurs constituants, par exemple un mélange d’hydrocarbures, par échange de chaleur avec au moins un autre fluide, par exemple du gaz naturel.
[0004] La technologie couramment utilisée pour les échangeurs de chaleur est celle des échangeurs à plaques brasées, qui permettent d’obtenir des organes très compacts offrant une grande surface d’échange. Ces échangeurs sont constitués d’un ensemble de plaques parallèles entre lesquelles sont insérées des structures d’échange thermique, en particulier des structures ondulées ou ondes, constituant ainsi un empilement de passages plats pour différents fluides à mettre en relation d’échange thermique.
[0005] Les structures d’échange thermique des échangeurs à plaques brasées ont non seulement pour fonction d’augmenter la surface d’échange thermique de l’échangeur mais jouent aussi le rôle d’entretoises entre les plaques.
[0006] En effet, lors de la fabrication de l’échangeur, on utilise un dispositif de compression pour plaquer l’empilement de plaques, les éléments intercalaires et les autres éléments constitutifs de l’échangeur les uns contre les autres. Ces éléments sont ensuite liés entre eux par brasage dans un four sous vide à des températures comprises entre 550 et 650 °C, avec application d’une force de compression allant typiquement de 20 000 à 40 000 N/m2.
[0007] Pendant le cycle de brasage, les plaques séparatrices sont soumises à d’importantes contraintes. Les éléments intercalaires assurent la rigidité des passages de l’échangeur et leur résistance à la compression, en évitant la déformation des plaques par finage.
[0008] Or, pour certaines applications, il est souhaitable d’aménager dans des passages de l’échangeur des zones de libre circulation de fluide, c’est-à-dire des zones ou volumes libres ne présentant pas d’obstacle à la circulation du fluide. De tels volumes libres sont aussi présents dans les échangeurs où l’intensification des échanges thermiques est obtenu, non pas par des éléments intercalaires disposés entre les plaques, mais par des revêtements spécifiques déposés sur les plaques.
[0009] Dans ces configurations, les passages présentent en tout ou partie des zones de résistance amoindrie au niveau desquelles les plaques sont sujettes à déformation pendant l’étape de brasage. Il s’ensuit une dégradation de la résistance mécanique et de l’étanchéité des passages de l’échangeur suite à son brasage.
[0010] Le document EP-A-2271456 enseigne un procédé de fabrication d’un échangeur de chaleur dans lequel on introduit un ensemble de cales dans les passages de l’échangeur afin d’en assurer la rigidité lors du brasage. Cet ensemble est formé de plusieurs cales de géométrie spécifique solidarisés entre elles et dont le retrait s’opère en imposant un mouvement de rotation à chaque cale.
[0011] Il a été constaté que les solutions existantes ne donnaient pas entière satisfaction, notamment du fait de la complexité des pièces de maintien utilisées, du nombre important d’éléments à manipuler et de la difficulté à les retirer après l’opération de brasage. De plus, du fait de leur forme, la densité surfacique de zones de contact avec les plaques adjacentes est insuffisante avec les pièces de maintien connues, ce qui conduit à un supportage inhomogène des zones à supporter.
[0012] La présente invention a notamment pour but de résoudre tout ou partie des problèmes mentionnés ci-avant, en proposant un procédé de fabrication d’un échangeur de chaleur à plaques brasées permettant d’assurer la résistance mécanique de l’échangeur lors du brasage et dont la mise en œuvre est moins complexe que dans l’art antérieur.
[0013] Dans ce but, l’invention a pour objet un procédé de fabrication d’un échangeur de chaleur du type à plaques brasées comprenant les étapes suivantes :
[0014] a. empiler avec espacement plusieurs plaques parallèles les unes aux autres de façon à définir entre lesdites plaques une pluralité de passages adaptés pour l’écoulement d’au moins un fluide, lesdits passages étant délimités par des bords périphériques et au moins un passage comprenant au moins une zone à supporter débouchant vers l’extérieur du passage par au moins une ouverture d’un bord périphérique,
b. agencer au moins un organe de supportage dans la zone à supporter,
c. braser l’empilement de plaques comprenant l’organe de supportage, et
d. retirer l’organe de supportage de la zone à supporter par l’ouverture, [0015] caractérisé en ce qu’à l’étape d), une force de traction est exercée sur l’organe de supportage de façon à entraîner une déformation d’au moins une partie de l’organe de supportage et un mouvement de translation dudit organe de supportage vers l’extérieur du passage.
[0016] Selon le cas, l’échangeur selon l’invention peut comprendre l’une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous :
[0017] · l’organe de supportage est agencé dans la zone à supporter pendant l’étape a) d’empilement.
• l’organe de supportage subit une déformation plastique.
• la force de traction est dirigée globalement suivant une direction parallèle aux plaques et perpendiculaire au bord périphérique comprenant l’ouverture.
• à l’étape b), une portion de l’organe de supportage s’étend au-delà de l’ouverture vers l’extérieur du passage et forme une portion de préhension de l’organe de supportage.
• le passage comprend une paire de bords périphériques s’étendant suivant une direction longitudinale et une autre paire de bords périphériques s’étendant suivant une direction latérale, l’une ou l’autre paire présentant deux ouvertures agencées en regard l’une de l’autre respectivement suivant la direction longitudinale ou suivant la direction latérale, le zone à supporter débouchant vers l’extérieur dudit passage par les deux ouvertures.
• deux organes de supportage distincts sont agencés dans au moins une zone à supporter, une force de traction étant exercée sur chacun des deux organes de supportage de façon à entraîner une déformation et un mouvement de translation de chaque organe de supportage dans deux directions opposées vers l’extérieur du passage par les ouvertures respectives.
• l’organe de supportage subit, sous l’effet de la force de traction, une déformation simultanément suivant la direction d’empilement des plaques et l’une ou l’autre des directions latérale et longitudinale.
• l’organe de supportage présente, avant l’étape e), une dimension initiale mesurée suivant l’une ou l’autre des directions latérale et longitudinale et une hauteur initiale mesurée suivant la direction d’empilement, l’organe de supportage subissant, sous l’effet de la force de traction, une augmentation de la dimension initiale et une diminution de la hauteur initiale.
• les plaques sont revêtues d’un agent de brasage ayant une température de fusion prédéterminée, l’organe de supportage étant formé en tout ou partie d’un premier matériau ayant une température de fusion supérieure à ladite température prédéterminée.
• l’organe de supportage comprend une partie interne formée d’un deuxième matériau et deux éléments externes formé du premier matériau, chaque élément externe étant agencé entre la partie interne et une plaque adjacente, le deuxième matériau ayant une température de fusion inférieure à la température de fusion du premier matériau.
• l’organe de supportage comprend plusieurs ailettes ou jambes d’onde s’étendant dans le passage de façon à délimiter une pluralité de canaux pour l’écoulement d’un premier fluide.
• les ailettes ou jambes d’onde se succèdent suivant une première direction parallèle aux plaques et perpendiculaire au bord périphérique comprenant l’ouverture.
• l’organe de supportage comprend un produit ondulé comprenant une succession de jambes d’onde reliées alternativement par des sommets d’onde et des bases d’onde.
• l’organe de supportage présente une densité, définie comme le nombre de jambes d’onde ou d’ailettes par unité de longueur mesuré le long de la première direction latérale, d’au moins 6 jambes par 2,54 centimètres, et/ou d’au plus 26 jambes par 2,54 centimètres.
En outre, l’invention concerne un échangeur de chaleur fabriqué par un procédé selon l’invention, ledit échangeur comprenant plusieurs plaques empilées avec espacement parallèlement les unes aux autres de façon à définir entre elles une pluralité de passages adaptés pour l’écoulement d’au moins un fluide, au moins un passage comprenant des barres de fermetures agencées entre deux plaques consécutives de façon à délimiter des bords périphériques du passage, caractérisé en ce que le volume du passage délimité entre les barres de fermeture est exempt de tout élément intercalaire.
• le passage s’étend sur une première longueur L1 suivant la direction longitudinale z et sur une première largeur DI suivant la direction latérale y, la zone à supporter ayant une deuxième longueur L2 et/ou ayant une deuxième largeur D2, mesurées respectivement suivant la direction longitudinale z et la direction latérale y, d’au moins 1%, de préférence au moins 5%, de préférence encore au moins 10 % de la première longueur L1 ou de la première largeur DI du passage.
[0018] L’invention va maintenant être mieux comprise grâce à la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux figures ci-annexées parmi lesquelles :
[0019] [fig.l] est un vue tridimensionnelle d’un échangeur à plaques brasées pouvant être fabriqué par un procédé selon l’invention, [0020] [fig.2] est une vue partielle de l’échangeur de [Fig. 1], [0021] [fig.3] est une vue en coupe longitudinale d’un passage de l’échangeur de [Fig. 1], [0022] [fig.4] est une vue en coupe transversale d’un empilement de passages comprenant un organe de supportage selon un mode de réalisation de l’invention, [0023] [fig.5] est une vue en coupe transversale d’un empilement de passages comprenant un organe de supportage selon un autre mode de réalisation de l’invention, [0024] [fig.6] est une vue en coupe transversale d’un organe de supportage selon un mode de réalisation de l’invention.
[0025] [fig.l] représente un échangeur de chaleur 1 du type à plaques brasées comprend un empilement de plaques 2 qui s’étendent suivant deux dimensions, longueur et largeur, respectivement suivant la direction longitudinale z et la direction latérale x. Les plaques 2 sont disposées parallèlement l’une au-dessus de l’autre avec espacement et forment ainsi plusieurs ensembles de passages 3 pour un fluide Ll, et au moins un autre fluide L2, L3 à mettre en relation d’échange de chaleur indirect via les plaques 2. La direction latérale x est orthogonale à la direction longitudinale z et parallèle aux plaques 2.
[0026] De préférence, chaque passage a une forme parallélépipédique et plate. Les passages s’étendent en longueur suivant la direction longitudinale z et en largeur suivant la direction latérale x. L’écart entre deux plaques 2 successives, correspondant à la hauteur du passage, mesurée suivant la direction d’empilement y des plaques 2, est petit devant la longueur et la largeur de chaque plaque successive.
[0027] Les passages 3 sont bordés par des barres de fermeture 6 qui n’obturent pas complètement les passages mais laissent des ouvertures libres pour l’entrée ou la sortie des fluides correspondants.
[0028] L’échangeur 1 comprend des collecteurs de forme semi-tubulaire 7, 9 munis d’ouvertures 10 pour l’introduction des fluides dans l’échangeur 1 et l’évacuation des fluides hors de l’échangeur 1. Ces collecteurs présentent des ouvertures moins larges que les passages. Des zones de distribution agencées en aval des collecteurs d’entrée et en amont des collecteurs de sortie servent à canaliser de façon homogène les fluides vers ou depuis toute la largeur des passages.
[0029] De préférence, l’échangeur 1 est du type à plaques et ailettes brasées. Au moins une partie des passages 3 comprend des éléments intercalaires 8 à ailettes qui s’étendent avantageusement suivant la largeur et la longueur des passages de l’échangeur, parallèlement aux plaques 2. Dans l’exemple illustré, les éléments intercalaires 8 comprennent des ondes d’échange thermique sous forme de tôles ondulées. Dans ce cas, on appelle « ailettes » les jambes d’onde qui relient les sommets et les bases successifs de l’onde. Les éléments intercalaires 8 peuvent aussi revêtir d’autres formes particulières définies selon les caractéristiques d’écoulement de fluide souhaitées. De manière plus générale, le terme « ailettes » couvre des lames ou autres surfaces secondaires d’échange thermique, qui s’étendent depuis les surfaces primaires d’échange thermiques, c’est-à-dire les plaques de l’échangeur, dans les passages de l’échangeur. [0030] A noter que dans le cadre de l’invention, le terme « élément intercalaire » ne couvre pas les éventuelles barres de fermetures 6 qui peuvent être agencées pour fermer au moins en partie les bords périphériques 4 du passage 3. Par « élément intercalaire », on entend de préférence une structure d’échange thermique à ailettes, par exemple une onde d’échange thermique, agencée entre deux plaques 2.
[0031] Dans la cadre de l’invention, au moins un passage 3 de l’échangeur comprend au moins une zone à supporter 12 (non visible sur [Fig. 1]). Cette zone à supporter 12 est de préférence une zone dépourvue de tout élément intercalaire, c’est-à-dire un volume laissé libre entre deux plaques 2 adjacentes [0032] La zone à supporter 12 peut également être une zone pourvue d’éléments intercalaires mais dont la densité d’ailettes plus faible qu’une autre zone d’un même passage 3, ou dont la densité d’ailettes plus faible qu’une autre zone d’un autre passage 3 adjacent.
[0033] Etant précisé que le passage 3 peut comprendre une zone à supporter 12 unique ou bien plusieurs zones à supporter 12 disposées à intervalle le long de la direction latérale x ou de la direction longitudinale z, par exemple des zones à supporter 12 séparées par une ou plusieurs barres de maintien s’étendant dans la hauteur du passage 3 [0034] [fig.2] représente des passages 3 délimités par des bords périphériques 4 qui sont de préférence parallèles deux à deux suivant la direction latérale x et la direction longitudinale z. La zone à supporter 12 débouche vers l’extérieur du passage 3 par au moins une ouverture 5 aménagée au niveau d’un bord périphérique 4.
[0035] Selon l’invention, avant de procéder au brasage de l’échangeur, on agence au moins un organe de supportage 11 dans la zone à supporter 12. Après le brasage, on retire l’organe de supportage 11 par l’ouverture 5 en lui appliquant au moins une force de traction (flèche F). Cette force est exercée de façon à entraîner une déformation et un mouvement en translation de l’organe de supportage 11 vers l’extérieur du passage 3.
[0036] L’organe de supportage 11 assure ainsi la rigidité mécanique de la zone à supporter au cours de l’assemblage par brasage de l’échangeur, et le retrait de l’organe de supportage 11 peut être réalisé de façon simple et rapide, sans nécessité de lui imposer un mouvement complexe. Le fait d’utiliser un organe de supportage 11 déformable facilite son retrait et réduit le risque d’endommager ou de déformer le passage 3 dans lequel il était inséré.
[0037] Notons que l’organe de supportage 11 peut être agencé dans la zone à supporter 12 pendant ou après l’étape d’empilement des plaques 2.
[0038] Selon un mode de réalisation avantageux, l’organe de supportage 11 est agencé dans la zone à supporter 12 pendant l’étape d’empilement des plaques 2. En particulier, en considérant deux plaques devant être empilées l’une sur l’autre pour définir entre elles un passage 3, l’organe de supportage 11 est placé avant que l’une des deux plaques ne soit empilée l’autre. Ainsi, on évite d’intervenir sur la matrice résultant de l’empilement et on limite le risque d’endommager l’empilement ou de déplacer un élément de l’empilement lors de l’insertion de l’organe 11 de supportage dans le passage 3, ce qui compromettrait le fonctionnement de l’échangeur.
[0039] Etant précisé que ladite au moins une force F peut être exercée en continu ou en plusieurs fois sur l’organe de supportage 11 avec une intensité variable ou constante.
[0040] De préférence, l’organe de supportage est configuré pour subir, en tout ou partie une déformation plastique, c’est-à-dire irréversible. Ceci facilite encore le retrait de l’organe de supportage car il n’est pas nécessaire d’appliquer de manière continue la force F.
[0041] La force de traction est avantageusement dirigée suivant une direction sensiblement parallèle aux plaques 2 et perpendiculaire à la direction d’étendue du bord périphérique 4 au niveau duquel l’ouverture 5 est aménagée. Dans la configuration de [Fig. 2], l’ouverture 5 se situe sur un bord longitudinal parallèle à la direction longitudinale z et la force F est dirigée suivant la direction latérale x.
[0042] De préférence, l’organe de supportage 11 subit, sous l’effet de la force F, une déformation simultanément dans la direction suivant laquelle la force est exercée, c’est-à-dire la direction latérale x dans l’exemple de [Fig. 2] et dans la direction d’empilement y qui est orthogonale aux plaques 2.
[0043] Avantageusement, l’organe de supportage 11 subit une augmentation de sa dimension initiale Di, Di étant mesurée suivant l’une ou l’autre des directions latérale x ou longitudinale z en fonction du positionnement de l’ouverture 5 et de la direction de la force de traction, et une diminution de sa hauteur initiale hi, hi étant mesurée suivant la direction d’empilement y.
[0044] De préférence, la hauteur avant déformation de l’organe de supportage 11 est telle que l’organe 11 s’étendent dans la quasi-totalité, voire la totalité, de la hauteur du passage 3 suivant la direction d’empilement y, de sorte qu’il n’existe aucun ou quasiment aucun jeu entre l’organe 11 et les plaques 2 adjacentes. Ceci permet d’assurer un supportage efficace au cours du brasage de l’échangeur. La diminution de la hauteur de l’organe 11 sous l’effet de la force de traction permet le mouvement de translation de l’organe 11 vers l’extérieur du passage 3.
[0045] De façon avantageuse, l’organe de supportage 11 est agencé dans la zone à supporter 12 de manière à ce qu’une portion de l’organe dépasse de l’ouverture 5 vers l’extérieur du passage 3. Ainsi, la portion de l’organe qui s’étend au-delà de la barre de fermeture 6 du bord 4 considéré forme une portion de préhension, manuelle ou mécanique, qui facilite le retrait de l’organe de supportage 11.
[0046] [fig.2] représente un mode de réalisation dans lequel une ouverture 5 agencée sur un bord périphérique 4 parallèle à la direction longitudinale z.
[0047] [fig.3] représente un mode de réalisation dans lequel la zone à supporter 12 est traversante et débouche vers l’extérieur du passage 3 par deux ouvertures 5 agencées sur des bords périphériques 4 opposés. Les ouvertures opposées 5 peuvent être agencées sur une paire de bords périphériques longitudinaux, comme illustré sur [Fig. 3], ou sur une paire de bords périphériques latéraux qui s’étendent suivant la direction latérale x.
[0048] Il est alors avantageux d’agencer dans la zone à supporter 12 deux organes de supportage 11, chacun étant retiré par une des ouvertures 5 sous l’effet de forces de traction F opposées.
[0049] On notera que dans le cadre de l’invention, plusieurs passages 3 de l’échangeur 1 peuvent présenter au moins une zone à supporter 12, ces passages pouvant présenter des configurations différentes, en particulier un nombre d’ouvertures différent et des ouvertures agencées sur des bords différents.
[0050] Afin de permettre l’assemblage des éléments de l’échangeur par brasage, les plaques 2 sont de préférence revêtues d’un agent de brasage, ou brasure, ayant une température de fusion prédéterminée.
[0051] Avantageusement, l’organe de supportage 11 est formé en tout ou partie d’un premier matériau ayant une température de fusion supérieure à ladite température prédéterminée. Ainsi, l’organe de supportage n’est pas brasé avec les plaques 2 du passage 3 et peut être retiré aisément.
[0052] [fig.4] illustre un mode de réalisation dans lequel l’organe de supportage 11 comprend une partie interne lia formée d’un deuxième matériau et deux éléments externes 11b formé du premier matériau, chaque élément externe 11b étant agencé entre la partie interne 1 la et une plaque 2 adjacente, le deuxième matériau ayant une température de fusion inférieure à la température de fusion du premier matériau.
[0053] La partie interne 1 la constitue la partie déformable de l’organe de supportage 11 et les deux éléments externes 11b jouent le rôle de pièces isolantes empêchant le brasage de la partie lia aux plaques adjacentes 2.
[0054] On dispose ainsi d’un plus grand degré de liberté quant au choix du matériau de la partie interne lia qui peut éventuellement présenter une température de fusion inférieure ou égale à la température de fusion prédéterminée. Par exemple, les éléments externes 11b peuvent être formés d’un alliage de fer, en particulier d’acier inoxydable. La partie interne peut être formée d’aluminium ou d’un alliage d’aluminium.
[0055] Avantageusement, les éléments externes 11b prennent la forme de pièces planes, par exemple des tôles ou feuillards. Cela permet d’avoir une zone de contact quasicontinue, voire continue, avec les plaques 2 adjacentes, et ainsi d’améliorer encore la résistance mécanique de la zone à supporter 12.
[0056] Dans ce mode de réalisation, le procédé selon l’invention est opéré de préférence selon deux sous-étapes : retrait de la partie interne 1 la au moyen de la force de traction avec déformation et mouvement en translation de la partie interne lia vers l’extérieur du passage 3, retrait des deux éléments externes 11b sans déformation desdits éléments 11b.
[0057] [fig.5] représente une réalisation alternative dans laquelle l’organe de supportage 11 est une pièce formée uniquement du premier matériau. Par exemple, on pourra utiliser un alliage de fer, tel l’acier inoxydable, en tant que premier matériau non brasable avec les plaques 2.
[0058] De préférence, l’organe de supportage 11 ou sa partie interne lia, prend la forme d’un élément intercalaire du type à ailettes. L’organe 11 comprend ainsi plusieurs ailettes ou jambes d’onde qui s’étendent dans le passage 3 de façon à former des surfaces d’échange secondaire et à délimiter une pluralité de canaux 13 pour l’écoulement d’un fluide. Le procédé selon l’invention est ainsi mis en œuvre aisément au niveau industriel, avec un coût d’investissement faible puisque des tapis d’onde classique peuvent être utilisés en tant qu’organe de supportage. En outre, ce type d’élément offre une densité surfacique de zones de contact avec les plaques adjacentes plus importantes qu’avec les pièces de supportage de l’art antérieur.
[0059] [fig.6] représente un mode de réalisation avantageux dans lequel l’organe de supportage 11 comprend un produit ondulé 11, lia comprenant une succession de jambes d’onde 123 reliées alternativement par des sommets d’onde 121 et des bases d’onde 122. De préférence, le produit ondulé est agencé dans la zone à supporter 12 de sorte que les jambes d’onde 123 se succèdent suivant une direction parallèle aux plaques 2 et perpendiculaire au bord périphérique 4 comprenant l’ouverture 5, considéré dans le plan (y,z) sur [Fig. 4]. L’organe de supportage 11 se déforme ainsi aisément par dépliage dans la direction parallèle aux plaques 2 et perpendiculaire au bord périphérique 4.
[0060] [fig.6] est une vue en coupe transversale d’un organe de supportage 11, lia sous la forme d’une onde droite à jambes d’onde 123 de surface plane. L’organe de supportage 11 peut aussi être un produit ondulé choisi parmi les ondes à décalage partiel, les ondes à vagues ou à arête de hareng, perforées ou non.
[0061] De préférence, l’organe de supportage 11 présente une densité prédéterminée, définie comme le nombre de jambes d’onde ou d’ailettes par unité de longueur, mesuré le long de la direction d’ondulation, par exemple la direction latérale x dans la configuration de [Lig. 2] à [Lig. 6]. De préférence, ladite densité est d’au moins 6 jambes par 2,54 centimètres, et de préférence inférieure à 26 jambes par 2,54 centimètres. De telles valeurs permettent de rigidifier efficacement le passage 3 lors du brasage, tout en facilitant le retrait de l’organe de supportage.
[0062] Avantageusement, en considérant un passage 3 pourvu d’éléments intercalaires classiquement rencontrés dans les échangeurs de chaleur à plaques brasées, l’organe de supportage 11 présente un nombre de jambes par 2,54 centimètres identique ou quasiidentique au nombre de jambes par 2,54 centimètres des éléments intercalaires agencés dans le même passage 3 que la zone à supporter 12 ou dans les passages adjacents au passage 3 comprenant la zone à supporter.
[0063] Pour un passage 3 s’étendant sur une première longueur Ll mesurée suivant la direction longitudinale z, la zone à supporter 12 présente une deuxième longueur L2 mesurée suivant la direction longitudinale z correspondant à au moins 1%, de préférence au moins 5 %, de préférence encore au moins 10% de la première longueur Ll.
[0064] Le procédé selon l’invention est particulièrement avantageux lorsque l’échangeur à fabriquer présente au moins une zone à supporter 12 dont l’étendue est relativement importante par rapport aux dimensions des passages 3 de l’échangeur.
[0065] Ainsi, la longueur de la zone à supporter 12 pourra représenter plus de la moitié de la longueur du passage 3, de préférence plus de 80%, et pourra même s’étendre sur la quasi-totalité de la longueur du passage 3, typiquement avoir une longueur L2 représentant 98% ou plus de la première longueur Ll, voire sur la totalité, L2 représentant alors 100% de Ll. Le passage 3 est alors vide ou quasi-vide, c’est-à-dire exempt d’élément intercalaire.
[0066] Etant précisé que dans le cadre de l’invention, la longueur du passage 3 est mesurée entre deux bords périphériques 4 opposés, ce qui correspond à la distance entre deux barres de fermetures 6 opposées lorsque le passage 3 est fermé par de telles barres.
[0067] Les rapports dimensionnels et caractéristiques mentionnés ci-dessous sont bien entendu applicables aux largeurs du passage 3 et de la zone à supporter 12, mesurées suivant la direction latérale x, dans le cas où la zone à supporter 12 débouche à l’extérieur du passage 3 par au moins une ouverture 5 agencée sur un bord péri11 phérique 4 s’étendant parallèlement à la direction latérale 4.
[0068] Bien entendu, l’invention n’est pas limitée aux exemples particuliers décrits et illustrés dans la présente demande. D’autres variantes ou modes de réalisation à la portée de l’homme du métier peuvent aussi être envisagés sans sortir du cadre de l’invention définie par les revendications ci-après.
Claims (1)
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Revendications [Revendication 1] Procédé de fabrication d’un échangeur de chaleur (1) du type à plaques brasées comprenant les étapes suivantes : a) empiler avec espacement plusieurs plaques (2) parallèles les unes aux autres de façon à définir entre lesdites plaques (2) une pluralité de passages (3) adaptés pour l’écoulement d’au moins un fluide, lesdits passages (3) étant délimités par des bords périphériques (4) et au moins un passage (3) comprenant au moins une zone à supporter (12) débouchant vers l’extérieur du passage (3) par au moins une ouverture (5) d’un bord périphérique (4), b) agencer au moins un organe de supportage (11) dans la zone à supporter (12), c) braser l’empilement de plaques (2) comprenant l’organe de supportage (11), et d) retirer l’organe de supportage (11) de la zone à supporter (12) par l’ouverture (5), caractérisé en ce qu’à l’étape d), une force de traction est exercée sur l’organe de supportage (11) de façon à entraîner une déformation d’au moins une partie de l’organe de supportage (11) et un mouvement de translation dudit organe de supportage (11) vers l’extérieur du passage (3). [Revendication 2] Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’organe de supportage (11) est agencé dans la zone à supporter (12) pendant l’étape a) d’empilement. [Revendication 3] Procédé selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l’organe de supportage (11) subit une déformation plastique. [Revendication 4] Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la force de traction est dirigée globalement suivant une direction parallèle aux plaques (2) et perpendiculaire au bord périphérique (4) comprenant l’ouverture (5). [Revendication 5] Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’à l’étape b), une portion de l’organe de supportage (11) s’étend audelà de l’ouverture (5) vers l’extérieur du passage (3) et forme une portion de préhension de l’organe de supportage (11). [Revendication 6] Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le passage (3) comprend une paire de bords périphériques (4) s’étendant suivant une direction longitudinale (z) et une autre paire de bords périphériques (4) s’étendant suivant une direction latérale (x), l’une ou l’autre paire présentant deux ouvertures (5) agencées en regard l’une de l’autre respectivement suivant la direction longitudinale (z) ou suivant la direction latérale (x), le zone à supporter (12) débouchant vers l’extérieur dudit passage (3) par les deux ouvertures (5). [Revendication 7] Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que deux organes de supportage (11) distincts sont agencés dans la zone à supporter (12), une force de traction étant exercée sur chacun des deux organes de supportage (11) de façon à entraîner une déformation et un mouvement de translation de chaque organe de supportage (11) dans deux directions opposées vers l’extérieur du passage (3) par les ouvertures (5) respectives. [Revendication 8] Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’organe de supportage (11) subit, sous l’effet de la force de traction, une déformation simultanément suivant la direction d’empilement (y) des plaques (2) et l’une ou l’autre des directions latérale (x) et longitudinale (z). [Revendication 9] Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l’organe de supportage (11) présente, avant l’étape e), une dimension initiale (Di) mesurée suivant l’une ou l’autre des directions latérale (x) et longitudinale (z) et une hauteur initiale (hi) mesurée suivant la direction d’empilement (y), l’organe de supportage (11) subissant, sous l’effet de la force de traction, une augmentation de la dimension initiale (Di) et une diminution de la hauteur initiale (hi). [Revendication 10] Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les plaques (2) sont revêtues d’un agent de brasage ayant une température de fusion prédéterminée, l’organe de supportage (11) étant formé en tout ou partie d’un premier matériau ayant une température de fusion supérieure à ladite température prédéterminée. [Revendication 11] Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que l’organe de supportage (11) comprend une partie interne (lia) formée d’un deuxième matériau et deux éléments externes (11b) formé du premier matériau, chaque élément externe (11b) étant agencé entre la partie interne (1 la) et une plaque (2) adjacente, le deuxième matériau ayant une température de fusion inférieure à la température de fusion du premier matériau. [Revendication 12] Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’organe de supportage (11) comprend plusieurs ailettes ou jambes d’onde (123) s’étendant dans le passage (3) de façon à délimiter une pluralité de canaux (13) pour l’écoulement d’un premier fluide. [Revendication 13] Procédé selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que les ailettes ou jambes d’onde (123) se succèdent suivant une première direction parallèle aux plaques (2) et perpendiculaire au bord périphérique (4) comprenant l’ouverture (5). [Revendication 14] Procédé suivant l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’organe de supportage (11) comprend un produit ondulé (11,1 la) comprenant une succession de jambes d’onde (123) reliées alternativement par des sommets d’onde (121) et des bases d’onde (122). [Revendication 15] Procédé suivant l’une des revendications 10 à 14, caractérisé en ce que l’organe de supportage (11) présente une densité, définie comme le nombre de jambes d’onde ou d’ailettes (123) par unité de longueur mesuré le long de la première direction latérale, d’au moins 6 jambes par 2,54 centimètres, et/ou d’au plus 26 jambes par 2,54 centimètres. [Revendication 16] Echangeur de chaleur fabriqué par un procédé selon l’une des revendications 1 à 15, comprenant plusieurs plaques (2) empilées avec espacement parallèlement les unes aux autres de façon à définir entre elles une pluralité de passages (3) adaptés pour l’écoulement d’au moins un fluide, au moins un passage (3) comprenant des barres de fermetures (6) agencées entre deux plaques (2) consécutives de façon à délimiter des bords périphériques (4) du passage (3), caractérisé en ce que le volume du passage (3) délimité entre les barres de fermeture (6) est exempt de tout élément intercalaire. [Revendication 17] Echangeur selon la revendication 16, caractérisé en ce que le passage (3) s’étend sur une première longueur (Ll) suivant la direction longitudinale (z) et sur une première largeur (Dl) suivant la direction latérale (y), la zone à supporter (12) ayant une deuxième longueur (L2) et/ou ayant une deuxième largeur (D2), mesurées respectivement suivant la direction longitudinale (z) et la direction latérale (y), d’au moins 1%, de préférence au moins 5%, de préférence encore au moins 10 % de la première longueur (Ll) ou de la première largeur (Dl) du passage (3). 1/3
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