WO2020094788A1 - Echangeur de chaleur entre au moins un premier fluide et un deuxième fluide et procédé d'échange de chaleur correspondant. - Google Patents

Echangeur de chaleur entre au moins un premier fluide et un deuxième fluide et procédé d'échange de chaleur correspondant. Download PDF

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WO2020094788A1 PCT/EP2019/080542 EP2019080542W WO2020094788A1 WO 2020094788 A1 WO2020094788 A1 WO 2020094788A1 EP 2019080542 W EP2019080542 W EP 2019080542W WO 2020094788 A1 WO2020094788 A1 WO 2020094788A1
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fluid
assembly
channel
circulation
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PCT/EP2019/080542
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Damien Thuaud
Sylvain Dittiere
Aurélien MARTIN
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Naval Group
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    • F28F2009/029—Other particular headers or end plates with increasing or decreasing cross-section, e.g. having conical shape

Definitions

  • Heat exchanger between at least a first fluid and a second fluid and corresponding heat exchange method.
  • the present invention relates to the field of heat exchangers.
  • a heat exchanger is a device for transferring thermal energy from one fluid to another.
  • the present invention relates more specifically to a heat exchanger between at least a first fluid and a second fluid, comprising:
  • distribution and collection means adapted to distribute the first fluid and the second fluid in the channels of at least said assembly, the distribution and collection means being adapted to distribute the first fluid exclusively in first circulation channels of the together and to distribute the second fluid exclusively in second circulation channels of the assembly.
  • Such a heat exchanger is for example described in FR 3 023 494, in which only one fluid circulates per stratum.
  • the manufacturing principle is a stack of grooves of grooved plates to create channels.
  • the assembly and sealing between plates is by diffusion welding.
  • the heat exchange is improved compared to the prior art by increasing the surface of the faces of the channels of the first fluid which are in contact with the faces of the channels of the second fluid
  • the invention provides a heat exchanger between at least a first fluid and a second fluid of the aforementioned type, characterized in that at least a first channel is disposed between two second channels along a first axis, said first channel being further disposed between two other second channels along a second axis, at least three of all of said two second channels and said second other channels being part of the channels closest to said first channel.
  • the heat exchanger according to the invention further comprises one or more of the following characteristics:
  • the channels are arranged in the form of a matrix in a plane perpendicular to the longitudinal direction, the lines, respectively columns of the matrix being respectively parallel to the first, respectively second axis, and the first channels being arranged in said plane alternately with the second channels along said first and second axes;
  • the distribution and collection means are adapted to distribute in a direction the first fluid in the first channels of the assembly and to distribute in an opposite direction the second fluid in the second channels of the assembly;
  • the heat exchanger comprises at least said set of fluid circulation channels and another set of fluid circulation channels arranged parallel similar to said assembly and the distribution and collection means are suitable:
  • the distribution and collection means comprise at least one channel box comprising:
  • first circulation box channels of the first fluid connected to the first channels of the channel set and to the first channels of the other set of channels and
  • each second box channel extends at one of its ends into a second channel of the set of channels and at another of its ends into a second channel of the other set of channels, the second channel performing a rotation in the transverse plane in its portion between said ends and the cross section of the second channel being further reduced in size in said portion, the first channels comprising spaces thus formed between said second channels by said rotation, reduction in size.
  • the present invention provides a method of heat exchange in a heat exchanger between at least a first fluid and a second fluid, comprising:
  • distribution and collection means adapted to distribute the first fluid and the second fluid in the channels of at least said assembly
  • At least a first channel is disposed between two second channels along a first axis, said first channel being further disposed between two other second channels along a second axis, at least three of the set of said two second channels and said second other channels forming part of the channels closest to said first channel.
  • the heat exchange method according to the invention further comprises one or more of the following characteristics:
  • the channels are arranged in the form of a matrix in a plane perpendicular to the longitudinal direction, the lines, respectively columns of the matrix being respectively parallel to the first, respectively second axis, and the first channels being arranged in said plane alternately with the second channels along said first and second axes;
  • the distribution and collection means distribute in a direction the first fluid in the first channels of the assembly and distribute in an opposite direction the second fluid in the second channels of the assembly.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the exchanger of Figure 1 in an embodiment of the invention
  • FIG. 3 is a sectional view of the end block 3 in one embodiment of the invention.
  • FIG. 4 is a sectional view of the end block 3 in one embodiment of the invention.
  • FIG. 5 is a sectional view of the end block 4 in one embodiment of the invention.
  • FIG. 6 is a sectional view of the end block 4 in one embodiment of the invention.
  • FIG. 1 represents a perspective view of a heat exchanger 1 between two fluids named one, “fluid f a” , and the other, “fluid f b” , in an embodiment of the invention.
  • the fluids f a and f b are liquid or gaseous. They are not mixed in the exchanger.
  • the exchanger 1 comprises an intermediate block of channels 2, and two end blocks 3 and 4, located on either side of the intermediate block of channels 2.
  • Blocks 3 and 4 are suitable for distributing and collecting fluids f a and f b .
  • the block 3 is on the one hand connected to the conduit 5 for entering the fluid f a into the exchanger 1.
  • the block 3 is further connected to the conduit 6 fluid outlet f a, f through which the fluid has left the block 3 when treated.
  • FIG. 2 which is a cross-sectional view, along the line AA, of the intermediate block of channels 2, the latter comprises 6 sets of channels (also called “passes”) 21, 22, 23, 24, 25, 26 arranged in a matrix of 2 rows and 3 columns.
  • the sets of channels 21, 22, 23 are arranged successively along the X axis.
  • the sets of channels 24, 25, 26 are also successively arranged along the X axis of an orthonormal reference (X, Y, Z), under the respective channel assemblies 23, 22, 21, as shown in FIG. 2.
  • Each channel assembly 21, 22, 23, 24, 25, 26 comprises 24 channels, referenced 1 1.
  • Each channel 1 1 extends along the axis Y, between the end blocks 3 and 4.
  • Each channel 1 1 is of square section in the transverse plane (ie the plane (X, Z)) and is adapted to the circulation of fluid from one end of the channel to the other, under the effect of the pressure prevailing in the exchanger 2.
  • the channels 1 1 of each set 21, 22, 23, 24, 25, 26 are, in the embodiment considered with reference to the figures, arranged in a matrix of 6 rows and 4 columns in the plane (X, Z) as shown in Figure 2.
  • Each channel 1 1 thus has 4 side walls extending along the axis Y.
  • the end blocks 3 and 4 are adapted to implement the process steps indicated below.
  • the end blocks 3 and 4 are adapted to distribute the fluid f a exclusively at the inlet of certain channels of the intermediate block 2 (and to collect the fluid f a leaving these channels) and to distribute the fluid f b exclusively at the inlet other channels of the intermediate block 2 (and to collect the fluid f b at the outlet of these channels), so that each longitudinal wall of at least one circulation channel 1 1 of the fluid f has faced a longitudinal wall d 'a fluid circulation channel f b .
  • the end blocks 3 and 4 are adapted to distribute (and similarly collect) the fluids f a and f b alternately in the channels along the X axis and along the axis Z, both at the level of each set 21 to 26 and considering the global matrix 12 * 12 of the channels 1 1 of the intermediate block 2.
  • a fluid circulation channel f a has for direct neighbors located on either side of it along the axis X, two fluid circulation channels f b (or a single fluid circulation channel f b for the channels fluid circulation f a located at the edge of the intermediate block 2 and having only a neighboring channel along the axis X).
  • a fluid circulation channel f a thus has for direct neighbors situated on either side of it along the axis Z, two fluid circulation channels f b (or a single fluid circulation channel f b for the fluid circulation channels f a located at the edge of the intermediate block 2 and having only one neighbor along the axis Z).
  • a fluid circulation channel f b thus has direct neighbors located on either side of it along the axis X, two fluid circulation channels f a (or a single fluid circulation channel f a for the fluid circulation channels f a located at the edge of the intermediate block 2 and having only a neighboring channel along the axis X).
  • a fluid circulation channel f b thus has for direct neighbors situated on either side of it along the axis Z, two fluid circulation channels f a (or a single fluid circulation channel f a for the fluid circulation channels f a located at the edge of the intermediate block 2 and having only one neighbor along the axis Z).
  • the invention thus makes it possible to increase the heat exchange while guaranteeing high reliability of the exchanger.
  • the direction of circulation along the Y axis of the fluids as distributed by the end blocks 3 and 4 in the channels of the intermediate block 2 in the embodiment considered, is indicated in FIG. 2 and the following figures , by arrows in dotted lines for the fluid f b and in solid lines for the fluid f a .
  • the end block 3 is adapted to receive the fluid f a coming from the inlet duct 5 and to supply the fluid f a at the inlet of the fluid circulation channels f a (indicated in lines full in Figure 2) of the assembly 21 in the direction indicated by the arrow in solid lines.
  • the end block 3 is further adapted to collect the fluid f a at the outlet from the channels for circulation of the fluid f a (indicated in solid lines in FIG. 2) from the assembly 22 and to then supply it at the inlet of the channels. of circulation of the fluid f a (indicated in solid lines in FIG. 2) of the assembly 23 in the direction indicated by the arrow in solid line.
  • the end block 3 is further adapted to collect the fluid f a at the outlet from the channels for circulation of the fluid f a (indicated in solid lines in FIG. 2) from the assembly 24 and to then supply it at the inlet of the channels. of circulation of the fluid f a (indicated in solid lines in FIG. 2) of the assembly 25 in the direction indicated by the arrow in solid line.
  • the end block 3 is further adapted to collect the fluid f a at the outlet from the fluid circulation channels f a (indicated in solid lines in FIG. 2) of the assembly 26 and to then supply it at the inlet of the duct. output 6.
  • the end block 3 is adapted to collect the fluid f b at the outlet from the circulation channels of the fluid f b (indicated by dotted lines in FIG. 2) of the assembly 21 and for then supply it at the input of the fluid circulation channels f b of the assembly 22 in the direction indicated by the arrow in dotted lines.
  • the end block 3 is further adapted to collect the fluid f b at the outlet of the fluid circulation channels f b of the assembly 23 and to then supply it at the inlet of the fluid circulation channels f b of the assembly 24 in the direction indicated by the arrow in dotted lines.
  • the end block 3 is further adapted to collect the fluid f b at the outlet of the fluid circulation channels f b of the assembly 25 and to then supply it at the inlet of the fluid circulation channels f b (indicated in dotted lines) in FIG. 2) of the assembly 26.
  • the end block 4 is adapted to receive the fluid f b (coming from the inlet block 7 at the inlet of the channels of circulation of the fluid f b (indicated by dotted lines in FIG. 2) of the assembly 21 in the direction indicated by the arrow in dotted lines.
  • the end unit 4 is further adapted to collect the fluid f b at the outlet flow channels of the fluid f b of the assembly 22 and to provide the next entry in flow channels of the fluid f b of all 23.
  • the end block 4 is further adapted to collect the fluid f b at the outlet of the fluid circulation channels f b of the assembly 24 and to then supply it at the inlet of the fluid circulation channels f b of the assembly 25.
  • the end block 4 is further adapted to collect the fluid f b at the outlet of the fluid circulation channels f b of the assembly 26 and to then supply it at the inlet of the outlet block 8.
  • the end block 4 is adapted to collect the fluid f a at the outlet from the channels for circulation of the fluid f a (indicated in solid lines in FIG. 2) of the assembly 21 and for then supply it at the input of the fluid circulation channels f a of the assembly 22 in the direction indicated by the arrow in solid lines.
  • the end block 4 is further adapted to collect the fluid f a at the outlet of the fluid circulation channels f a of the assembly 23 and to then supply it at the inlet of the fluid circulation channels f a of the assembly 24.
  • the end block 4 is further adapted to collect the fluid f a at the outlet from the fluid circulation channels f a from the assembly 25 and to then supply it at the inlet to the fluid circulation channels f a from the assembly 26.
  • the end blocks 3 and 4 are adapted to carry out the “U-turn” movements, also called “turning” movements with the fluids allowing them to make 6 passes in the intermediate block 2, passing successively through each assembly 21 to 26.
  • the end blocks 3 and 4 have coiled channel boxes.
  • FIG. 3 is a view in the transverse plane (X, Z) of the box 31 with wound channels of the end block 3, in section at the level of the line BB shown in FIG. 2.
  • This box 31 (respectively the box 41) is suitable for making the turns of the fluid f a in the end block 3 (respectively in the end block 4) between the sets of channels 22 and 23, between the sets 24 and 25, successively taken by the fluid f a (respectively between the sets of channels 21 and 22, between the sets 23 and 24, and also between sets 25 and 26 successively taken by the fluid f a ).
  • the channel box 31 includes 6 sections 3 2I , 3 22, 3 23, 3 24, 3 25, 3 26 arranged in a matrix of 2 rows and 3 columns, each section corresponding to the set of channels respective of the intermediate block facing it. It further comprises partitions between passes 50, 51, preventing the communication of fluids between the two sides of the partition: the fluid f has left its channels is thus forced to make its U-turn between the passes included in the same area bounded by the partitions.
  • the circles surrounding a point designate a fluid circulating towards the reader, in the case of this figure, ie along the axis Y, while the circles surrounding a cross designate a fluid circulating along the axis Y toward the sheet away from the reader.
  • the arrows indicate directions of circulation of the fluid f a in the plane of the section.
  • the fluid circulation symbols relating to the fluid f b are shown in dotted lines while the fluid circulation symbols relating to the fluid f a are represented in solid lines.
  • the section of the channels of circulation of the fluid f b is transformed within the box with rolled channels 31, passing from a square section (from the interface with the intermediate block 2) to a diamond section by, as the Y axis progresses, rotate up to 1 ⁇ 4 of turn in the plane (X, Z) before gradually resuming a square section and returning arranged in an ordered matrix.
  • the channels are offset and their section is locally reduced in size in order to create preferential horizontal and vertical passages (ie along the X and Z axes) for the other fluid.
  • the bit rate in the different channels is the same.
  • a wound channel box according to the invention is produced without reduction in size of the channels and / or without offset.
  • the function can also be ensured by passing from the shape of the channels of the cross section (triangle, quadrilateral) to circular or ovoid channels in said portion. In this case, rotations are not necessary.
  • each end block 3 and 4 further comprises boxes of triangular channels for making the turns of the fluid f b at each end block. It will be noted that they are, in the embodiment considered, triangular, but that they can have other shapes in other embodiments, in particular shapes corresponding to other types of quadrilaterals.
  • each of the end blocks 3, 4 comprises two triangular boxes with horizontal bend (ie for bending the fluid f b to pass from a set of channels to the set close to channels along the X axis, ie between passes 21 and 22, between passes 22 and 23, between passes 24 and 25, then passes 25 and 26) and a triangular box with vertical turn (ie to make the turn of the fluid f b to pass from a set of channels to the neighboring set of channels along the Z axis, ie between passes 23 and 24).
  • horizontal bend ie for bending the fluid f b to pass from a set of channels to the set close to channels along the X axis, ie between passes 21 and 22, between passes 22 and 23, between passes 24 and 25, then passes 25 and 26
  • a triangular box with vertical turn ie to make the turn of the fluid f b to pass from a set of channels to the neighboring set of channels along the Z axis, ie between passes 23 and 24.
  • Figure 4 is a sectional view of the end block 3 in the XY plane and along the line DD shown in Figure 1 showing these bend boxes.
  • the partitions between passes are referenced therein 60, 50.
  • the fluid f b at the outlet of the pass 23 then having made a U-turn in the triangular box with vertical turn appearing to the left of the partition 60 in FIG. 4, then borrows the section 3 24 before borrowing the pass 24.
  • the zone d corresponds to the horizontal triangular box where the fluid f b makes a horizontal turn between the passes 25 and 26.
  • Figure 5 is a view in the transverse plane (X, Z) of the end block 4 showing the channel box wound in section at the line CC shown in Figure 1. Its operation is similar to that of the box with rolled channels described with reference to FIG. 3.
  • This box 41 is suitable for making the turns of the fluid f a in the end block 4 between the sets of channels 21 and 22, between the sets 23 and 24, and also between the sets 25 and 26 successively taken up by the fluid f a .
  • the channel box 41 includes 6 sections 4 2I , 4 22, 4 23, 4 24, 4 25, 4 26 arranged in a matrix of 2 rows and 3 columns, each section corresponding to the set of channels respective of the intermediate block facing it. It also includes partitions between passes (in bold black lines).
  • FIG. 6 is a sectional view of the end block 4 in the XY plane at the level of the line DD represented in FIG. 1, showing more precisely the triangular turning boxes of the end block 4, and the path, represented in dotted lines, fluid f b which turns around within these triangular boxes.
  • the shape of the triangle is "external" to the exchanger. This difference is due to the additive manufacturing method, in the case considered, of the exchanger.
  • the fluid f b comes from the pass 24, turns in the triangular box 10, then enters the pass 25. Not visible in FIG. 6, it makes a U-turn within the end block 3 to enter the pass 26. Finally, the fluid f b leaves the exchanger by the outlet 8.
  • the height h of the exchanger 1 is for example 200 mm.
  • the length of one side of a channel 1 1 is for example from 5 to 20 mm.
  • the exchanger 1 was manufactured in a single piece, by additive manufacturing, for example in 316L stainless steel, or titanium etc., without requiring welding, assembly, or seals.
  • the intermediate block 2 is manufactured by additive manufacturing or by extrusion and / or welding and / or machining; and or
  • the end blocks 3 or 4 are manufactured by additive manufacturing or by extrusion or by machining, then assembled for example by welding with an intermediate block 2.
  • the exchanger exchanged heat between two fluids
  • the exchanger is adapted to exchange heat between more fluids.
  • the exchanger included 6 sets of channels of 24 channels each.
  • the number of channels per set can be different from 6 and the number of sets can be any number greater than or equal to 1.
  • the direction of circulation of the fluids f a and f b in the intermediate block was opposite. In another embodiment, the direction of circulation is the same.
  • the fluid f a (similarly the fluid f b ) circulates successively in each of the blocks 21 to 26.
  • the fluid f a only performs '' a passage and is supplied simultaneously from the inlet duct 5 by an end block at the inlet of each fluid circulation channel f a of the intermediate block 2, then is collected by the other end block and is then routed to the outlet conduit (and / or the fluid f b performs only one passage and is supplied simultaneously by an end block at the inlet of each fluid circulation channel f b of the intermediate block 2, then in is collected by the other end block).
  • Any intermediate solution can also be implemented (for example, simultaneous supply of a fluid to 3 sets of channels, for example 21, 22, 23 for a first pass, then the fluid collected at the outlet of these channels 21, 22, 23 is redistributed for a second pass at the input of channels 26, 25, 24 respectively; or the simultaneous supply of a fluid to 2 sets of channels, for three successive passes ).
  • the channels have a rectangular, or round, or triangular cross section, etc. in the plane (X, Z).
  • the inlet and outlet blocks for the same fluid were on the same side of the intermediate block 2 and the inlet and outlet blocks for the fluid f a were opposite those of inlet and outlet of the fluid f b with respect to said intermediate block 2.
  • the inlet of the fluid f a is arranged next to the outlet of the fluid f b
  • the inlet of the fluid f b is disposed next to the outlet of the fluid f a : thus in the structure shown in FIG.
  • the block 7 would be used as the inlet block for the fluid f b, the block 8 as the outlet block for the fluid f a , the block 5 would be used as the fluid inlet block f a, block 6 as the fluid outlet block f b .

Abstract

Echangeur de chaleur (1) entre au moins un premier fluide et un deuxième fluide, comprenant : un ensemble (21) de canaux de circulation de fluide s'étendant chacun selon une direction longitudinale; et des moyens de distribution (3, 4) pour distribuer le premier fluide exclusivement dans des premiers canaux de circulation de l'ensemble et pour distribuer le deuxième fluide exclusivement dans des deuxièmes canaux de circulation de l'ensemble, au moins un premier canal étant disposé entre deux deuxièmes canaux selon un premier axe, ledit premier canal étant en outre disposé entre deux autres deuxièmes canaux selon un deuxième axe, trois au moins de l'ensemble desdits deux deuxièmes canaux et desdits deuxièmes autres canaux faisant partie des canaux les plus proches dudit premier canal.

Description

Echangeur de chaleur entre au moins un premier fluide et un deuxième fluide et procédé d’échange de chaleur correspondant.
La présente invention concerne le domaine des échangeurs de chaleur. Un échangeur de chaleur est un dispositif permettant de transférer de l'énergie thermique d'un fluide vers un autre.
La présente invention concerne plus spécifiquement un échangeur de chaleur entre au moins un premier fluide et un deuxième fluide, comprenant :
au moins un ensemble de canaux de circulation de fluide s’étendant chacun selon une direction longitudinale ; et
des moyens de distribution et collecte, adaptés pour distribuer le premier fluide et le deuxième fluide dans les canaux d’au moins ledit ensemble, les moyens de distribution et collecte étant adaptés pour distribuer le premier fluide exclusivement dans des premiers canaux de circulation de l’ensemble et pour distribuer le deuxième fluide exclusivement dans des deuxièmes canaux de circulation de l’ensemble.
Un tel échangeur de chaleur est par exemple décrit dans FR 3 023 494, dans lequel un seul fluide circule par strate.
Le principe de fabrication est un empilement de strates de plaques rainurées afin de créer des canaux. L’assemblage et l’étanchéité entre plaques se font par soudage par diffusion.
Il est souhaitable de parvenir à améliorer l’échange de chaleur entre deux fluides dans les échangeurs de chaleur, tout en respectant au maximum les contraintes liées à l’encombrement et à la masse de l’échangeur, à la complexité de fabrication, à l’encrassement des canaux. Il importe également de garantir la tenue à la pression interne et de limiter les pertes de charge. On améliore l’échange de chaleur par rapport à l’art antérieur en augmentant la surface des faces des canaux du premier fluide qui sont en contact avec les faces des canaux du second fluide
A cet effet, suivant un premier aspect, l’invention propose un échangeur de chaleur entre au moins un premier fluide et un deuxième fluide du type précité, caractérisé en ce qu’au moins un premier canal est disposé entre deux deuxièmes canaux selon un premier axe, ledit premier canal étant en outre disposé entre deux autres deuxièmes canaux selon un deuxième axe, trois au moins de l’ensemble desdits deux deuxièmes canaux et desdits deuxièmes autres canaux faisant partie des canaux les plus proches dudit premier canal.
L’invention permet ainsi d’augmenter la performance thermique dans un échangeur de chaleur tout en permettant un encombrement et une masse réduits. Dans des modes de réalisation, l’échangeur de chaleur suivant l’invention comporte en outre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
- les canaux sont disposés sous forme de matrice dans un plan perpendiculaire à la direction longitudinale, les lignes, respectivement colonnes de la matrice étant respectivement parallèles au premier, respectivement deuxième axe, et les premiers canaux étant disposés dans ledit plan en alternance avec les deuxièmes canaux le long desdits premier et deuxième axes ;
- la section des canaux dans ledit plan perpendiculaire à la direction longitudinale des canaux est carrée ;
- les moyens de distribution et collecte sont adaptés pour distribuer dans une direction le premier fluide dans les premiers canaux de l’ensemble et pour distribuer dans une direction opposée le deuxième fluide dans les deuxièmes canaux de l’ensemble ;
- l’échangeur de chaleur comprend au moins ledit ensemble de canaux de circulation de fluide et un autre ensemble de canaux de circulation de fluide disposés parallèlement similaire audit ensemble et les moyens de distribution et collecte sont adaptés :
- pour distribuer le premier fluide et le deuxième fluide dans les canaux dudit ensemble,
- pour collecter le premier fluide et le deuxième fluide lorsqu’ils sortent dudit ensemble,
- pour distribuer, dans l’autre ensemble et dans une direction opposée à la direction de distribution du premier fluide dans l’ensemble, le premier fluide collecté,
- pour distribuer, dans l’autre ensemble et dans une direction opposée à la direction de distribution du deuxième fluide dans l’ensemble, le deuxième fluide collecté ;
- les moyens de distribution et collecte comprennent au moins une boîte à canaux comprenant :
des premiers canaux de boîte de circulation du premier fluide connectés aux premiers canaux de l’ensemble de canaux et aux premiers canaux de l’autre ensemble de canaux et
des seconds canaux de boîte de circulation du deuxième fluide,
dans laquelle chaque deuxième canal de boîte se prolonge à une de ses extrémités en un deuxième canal de l’ensemble de canaux et à une autre de ses extrémité en un deuxième canal de l’autre ensemble de canaux, le deuxième canal effectuant une rotation dans le plan transversal dans sa portion entre lesdites extrémités et la section transversale du deuxième canal étant en outre réduite en taille dans ladite portion, les premiers canaux comprenant des espaces ainsi ménagés entre lesdits deuxièmes canaux par lesdites rotation, réduction de taille. Suivant un deuxième aspect, la présente invention propose un procédé d’échange de chaleur dans un échangeur de chaleur entre au moins un premier fluide et un deuxième fluide, comprenant :
au moins un ensemble de canaux de circulation de fluide s’étendant chacun selon une direction longitudinale ; et
des moyens de distribution et collecte, adaptés pour distribuer le premier fluide et le deuxième fluide dans les canaux d’au moins ledit ensemble ;
au moins un premier canal est disposé entre deux deuxièmes canaux selon un premier axe, ledit premier canal étant en outre disposé entre deux autres deuxièmes canaux selon un deuxième axe, trois au moins de l’ensemble desdits deux deuxièmes canaux et desdits deuxièmes autres canaux faisant partie des canaux les plus proches dudit premier canal.
le procédé étant caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes :
distribution, par les moyens de distribution et collecte, du premier fluide exclusivement dans des premiers canaux de circulation de l’ensemble et du deuxième fluide exclusivement dans des deuxièmes canaux de circulation de l’ensemble.
Dans des modes de réalisation, le procédé d’échange de chaleur suivant l’invention comporte en outre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
- les canaux sont disposés sous forme de matrice dans un plan perpendiculaire à la direction longitudinale, les lignes, respectivement colonnes de la matrice étant respectivement parallèles au premier, respectivement deuxième axe, et les premiers canaux étant disposés dans ledit plan en alternance avec les deuxièmes canaux le long desdits premier et deuxième axes ;
- la section des canaux dans ledit plan perpendiculaire à la direction longitudinale des canaux est carrée ;
- les moyens de distribution et collecte distribuent dans une direction le premier fluide dans les premiers canaux de l’ensemble et distribuent dans une direction opposée le deuxième fluide dans les deuxièmes canaux de l’ensemble.
Ces caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple, et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 représente une vue en perspective d’un échangeur de chaleur dans un mode de réalisation de l’invention ;
- la figure 2 est une vue en coupe transversale de l’échangeur de la figure 1 dans un mode de réalisation de l’invention ;
- la figure 3 est une vue en coupe du bloc d’extrémité 3 dans un mode de réalisation de l’invention ;
- la figure 4 est une vue en coupe du bloc d’extrémité 3 dans un mode de réalisation de l’invention ;
- la figure 5 est une vue en coupe du bloc d’extrémité 4 dans un mode de réalisation de l’invention ;
- la figure 6 est une vue en coupe du bloc d’extrémité 4 dans un mode de réalisation de l’invention.
La figure 1 représente une vue en perspective d’un échangeur de chaleur 1 entre deux fluides nommés l’un, « fluide fa », et l’autre, « fluide fb », dans un mode de réalisation de l’invention. Les fluides fa et fb sont liquides ou gazeux. Ils ne sont pas mélangés dans l’échangeur.
Dans le mode de réalisation considéré, l’échangeur 1 comprend un bloc intermédiaire de canaux 2, et deux blocs d’extrémité 3 et 4, situés de part et d’autre du bloc intermédiaire de canaux 2.
Les blocs 3 et 4 sont adaptés pour effectuer la distribution et la collecte des fluides fa et fb.
Le bloc 3 est d’une part connecté au conduit 5 d’entrée du fluide fa dans l’échangeur 1 . Le bloc 3 est d’autre part connecté au conduit 6 de sortie du fluide fa, par lequel le fluide fa quitte le bloc 3 une fois traité.
En référence à la figure 2 qui est une vue en coupe transversale, selon la ligne AA, du bloc intermédiaire de canaux 2, ce dernier comprend 6 ensembles de canaux (encore appelés « passes ») 21 , 22, 23, 24, 25, 26 disposés en une matrice de 2 lignes et 3 colonnes. Les ensembles de canaux 21 , 22, 23 sont disposés successivement le long de l’axe X. Les ensembles de canaux 24, 25, 26 sont également disposés successivement le long de l’axe X d’un repère orthonormé (X, Y, Z), sous les ensembles de canaux respectifs 23, 22, 21 , comme représenté en figure 2.
Chaque ensemble de canal 21 , 22, 23, 24, 25, 26 comprend 24 canaux, référencés 1 1 . Chaque canal 1 1 s’étend le long de l’axe Y, entre les blocs d’extrémité 3 et 4. Chaque canal 1 1 est de section carrée dans le plan transversal (i.e. le plan (X, Z)) et est adapté à la circulation de fluide d’un bout du canal à l’autre, sous l’effet de la pression régnant dans l’échangeur 2. Les canaux 1 1 de chaque ensemble 21 , 22, 23, 24, 25, 26 sont, dans le mode de réalisation considéré en référence aux figures, disposés selon une matrice de 6 lignes et 4 colonnes dans le plan (X, Z) comme représenté en figure 2. Chaque canal 1 1 comporte ainsi 4 parois latérales s’étendant le long de l’axe Y.
Les blocs d’extrémités 3 et 4 sont adaptés pour mettre en œuvre les étapes de processus indiquées ci-dessous.
Ainsi les blocs d’extrémités 3 et 4 sont adaptés pour distribuer le fluide fa exclusivement en entrée de certains canaux du bloc intermédiaire 2 (et pour collecter le fluide fa sortant de ces canaux) et pour distribuer le fluide fb exclusivement en entrée d’autres canaux du bloc intermédiaire 2 (et pour collecter le fluide fb en sortie de ces canaux), de façon que chaque paroi longitudinale d’au moins un canal de circulation 1 1 du fluide fa fait face à une paroi longitudinale d’un canal de circulation du fluide fb.
Dans le mode de réalisation considéré, les blocs d’extrémité 3 et 4 sont adaptés pour distribuer (et similairement collecter) les fluides fa et fb en alternance dans les canaux le long de l’axe X et le long de l’axe Z, tant au niveau de chaque ensemble 21 à 26 qu’en considérant la matrice globale 12*12 des canaux 1 1 du bloc intermédiaire 2.
Sur la figure 2, les canaux de circulation du fluide fb sont représentés en traits pointillés et les canaux de circulation du fluide fa sont représentés en traits pleins.
Ainsi un canal de circulation du fluide fa a pour voisins directs situés de part et d’autre de lui selon l’axe X, deux canaux de circulation du fluide fb (ou un seul canal de circulation du fluide fb pour les canaux de circulation du fluide fa situés en lisière du bloc intermédiaire 2 et n’ayant qu’un canal voisin selon l’axe X). Et un canal de circulation du fluide fa a ainsi pour voisins directs situés de part et d’autre de lui selon l’axe Z, deux canaux de circulation du fluide fb (ou un seul canal de circulation du fluide fb pour les canaux de circulation du fluide fa situés en lisière du bloc intermédiaire 2 et n’ayant qu’un voisin selon l’axe Z).
Similairement, un canal de circulation du fluide fb a ainsi pour voisins directs situés de part et d’autre de lui selon l’axe X, deux canaux de circulation du fluide fa (ou un seul canal de circulation du fluide fa pour les canaux de circulation du fluide fa situés en lisière du bloc intermédiaire 2 et n’ayant qu’un canal voisin selon l’axe X). Et un canal de circulation du fluide fb a ainsi pour voisins directs situés de part et d’autre de lui selon l’axe Z, deux canaux de circulation du fluide fa (ou un seul canal de circulation du fluide fa pour les canaux de circulation du fluide fa situés en lisière du bloc intermédiaire 2 et n’ayant qu’un voisin selon l’axe Z).
L’invention permet ainsi d’accroître l’échange de chaleur tout en garantissant une grande fiabilité de l’échangeur. Le sens de circulation le long de l’axe Y des fluides tels que distribués par les blocs d’extrémité 3 et 4 dans les canaux du bloc intermédiaire 2 dans le mode de réalisation considéré, est indiqué, sur la figure 2 et les figures suivantes, par des flèches en traits pointillés pour le fluide fb et en traits pleins pour le fluide fa.
Ainsi dans le mode de réalisation considéré, le bloc d’extrémité 3 est adapté pour recevoir le fluide fa provenant du conduit d’entrée 5 et pour fournir le fluide fa en entrée des canaux de circulation du fluide fa (indiqués en traits pleins sur la figure 2) de l’ensemble 21 dans le sens indiqué par la flèche en trait plein .
Le bloc d’extrémité 3 est en outre adapté pour recueillir le fluide fa en sortie des canaux de circulation du fluide fa (indiqués en traits pleins sur la figure 2) de l’ensemble 22 et pour le fournir ensuite en entrée des canaux de circulation du fluide fa (indiqués en traits pleins sur la figure 2) de l’ensemble 23 dans le sens indiqué par la flèche en trait plein.
Le bloc d’extrémité 3 est en outre adapté pour recueillir le fluide fa en sortie des canaux de circulation du fluide fa (indiqués en traits pleins sur la figure 2) de l’ensemble 24 et pour le fournir ensuite en entrée des canaux de circulation du fluide fa (indiqués en traits pleins sur la figure 2) de l’ensemble 25 dans le sens indiqué par la flèche en trait plein.
Le bloc d’extrémité 3 est en outre adapté pour recueillir le fluide fa en sortie des canaux de circulation du fluide fa (indiqués en traits pleins sur la figure 2) de l’ensemble 26 et pour le fournir ensuite en entrée du conduit de sortie 6.
Similairement, dans le mode de réalisation considéré, le bloc d’extrémité 3 est adapté pour recueillir le fluide fb en sortie des canaux de circulation du fluide fb (indiqués en traits pointillés sur la figure 2) de l’ensemble 21 et pour le fournir ensuite en entrée des canaux de circulation du fluide fb de l’ensemble 22 dans le sens indiqué par la flèche en traits pointillés.
Le bloc d’extrémité 3 est en outre adapté pour recueillir le fluide fb en sortie des canaux de circulation du fluide fb de l’ensemble 23 et pour le fournir ensuite en entrée des canaux de circulation du fluide fb de l’ensemble 24 dans le sens indiqué par la flèche en traits pointillés.
Le bloc d’extrémité 3 est en outre adapté pour recueillir le fluide fb en sortie des canaux de circulation du fluide fb de l’ensemble 25 et pour le fournir ensuite en entrée des canaux de circulation du fluide fb (indiqués en pointillés sur la figure 2) de l’ensemble 26.
Similairement, dans le mode de réalisation considéré, le bloc d’extrémité 4 est adapté pour recevoir le fluide fb (en provenance du bloc d’entrée 7 en entrée des canaux de circulation du fluide fb (indiqués en traits pointillés sur la figure 2) de l’ensemble 21 dans le sens indiqué par la flèche en traits pointillés.
Le bloc d’extrémité 4 est en outre adapté pour recueillir le fluide fb en sortie des canaux de circulation du fluide fb de l’ensemble 22 et pour le fournir ensuite en entrée des canaux de circulation du fluide fb de l’ensemble 23.
Le bloc d’extrémité 4 est en outre adapté pour recueillir le fluide fb en sortie des canaux de circulation du fluide fb de l’ensemble 24 et pour le fournir ensuite en entrée des canaux de circulation du fluide fb de l’ensemble 25.
Le bloc d’extrémité 4 est en outre adapté pour recueillir le fluide fb en sortie des canaux de circulation du fluide fb de l’ensemble 26 et pour le fournir ensuite en entrée du bloc de sortie 8.
Similairement, dans le mode de réalisation considéré, le bloc d’extrémité 4 est adapté pour recueillir le fluide fa en sortie des canaux de circulation du fluide fa (indiqués en traits pleins sur la figure 2) de l’ensemble 21 et pour le fournir ensuite en entrée des canaux de circulation du fluide fa de l’ensemble 22 dans le sens indiqué par la flèche en traits pleins.
Le bloc d’extrémité 4 est en outre adapté pour recueillir le fluide fa en sortie des canaux de circulation du fluide fa de l’ensemble 23 et pour le fournir ensuite en entrée des canaux de circulation du fluide fa de l’ensemble 24.
Le bloc d’extrémité 4 est en outre adapté pour recueillir le fluide fa en sortie des canaux de circulation du fluide fa de l’ensemble 25 et pour le fournir ensuite en entrée des canaux de circulation du fluide fa de l’ensemble 26.
Ainsi les blocs d’extrémité 3 et 4 sont adaptés pour effectuer les mouvements de « demi-tour », dits encore mouvements de « virage » aux fluides leur permettant de faire 6 passes dans le bloc intermédiaire 2, en passant successivement dans chaque ensemble 21 à 26.
Dans un mode de réalisation, les blocs d’extrémité 3 et 4 comportent des boîtes à canaux enroulés.
La figure 3 est une vue dans le plan transversal (X, Z), de la boîte 31 à canaux enroulés du bloc d’extrémité 3, en coupe au niveau de la droite BB représentée en figure 2.
Cette boîte 31 (respectivement la boîte 41 ) est adaptée pour effectuer les virages du fluide fa dans le bloc d’extrémité 3 (respectivement dans le bloc d’extrémité 4) entre les ensembles de canaux 22 et 23, entre les ensembles 24 et 25, successivement empruntés par le fluide fa (respectivement entre les ensembles de canaux 21 et 22, entre les ensembles 23 et 24, et également entre les ensembles 25 et 26 successivement empruntés par le fluide fa).
Comme représenté en figure 3, la boîte à canaux 31 comprend 6 sections 32I , 322, 323 , 324, 325, 326 disposées en matrice de 2 lignes et 3 colonnes, chaque section correspondant à l’ensemble de canaux respectif du bloc intermédiaire qui lui fait face. Elle comprend en outre des cloisons entre passes 50, 51 , empêchant la communication des fluides entre les deux côtés de la cloison : le fluide fa sorti de ses canaux est ainsi contraint d’effectuer son demi-tour entre les passes compris dans une même zone délimitée par les cloisons.
De façon standard, les ronds entourant un point désignent un fluide circulant vers le lecteur, dans le cas de cette figure, i.e. le long de l’axe Y, tandis que les ronds entourant une croix désignent un fluide circulant le long de l’axe Y vers la feuille en s’éloignant du lecteur. Les flèches indiquent des sens de circulation du fluide fa dans le plan de la coupe. Les symboles de circulation de fluide relatifs au fluide fb sont représentés en pointillés tandis que les symboles de circulation de fluide relatifs au fluide fa sont représentés en traits pleins. Afin de laisser circuler le fluide fa pendant que le fluide fb poursuit son chemin dans ses canaux pour effectuer le virage plus loin, au sein de boîtes triangulaires, la section des canaux de circulation du fluide fb se transforme au sein de la boîte à canaux enroulés 31 , passant d’une section carrée (depuis l’interface avec le bloc intermédiaire 2) à une section en losange en faisant, au fur et à mesure de la progression sur l’axe Y, une rotation jusqu’à ¼ de tour dans le plan (X, Z) avant de reprendre progressivement une section carrée et de revenir disposés selon une matrice ordonnée. De plus, les canaux sont décalés et leur section est localement réduite en taille afin de créer des passages préférentiels horizontaux et verticaux (i.e. selon les axes X et Z) pour l’autre fluide. Ainsi, le débit dans les différents canaux est bien le même.
Dans des modes de réalisation, une boîte à canaux enroulés selon l’invention, est réalisée sans réduction de taille des canaux et/ou sans décalage.
La fonction peut aussi être assurée en passant de la forme des canaux de la section droite (triangle, quadrilatère) à des canaux circulaires ou ovoïdes dans ladite portion. Dans ce cas, les rotations ne sont pas nécessaires.
Dans un mode de réalisation, chaque bloc d’extrémité 3 et 4 comporte en outre des boîtes de canaux triangulaires pour effectuer les virages du fluide fb au niveau de chaque bloc d’extrémité. On notera qu’elles sont, dans le mode de réalisation considérée, triangulaires, mais qu’elles peuvent avoir d’autres formes dans d’autres modes de réalisation, notamment des formes correspondant à d’autres types de quadrilatères. Plus spécifiquement, dans le mode de réalisation considéré, chacun des blocs d’extrémité 3, 4 comporte deux boîtes triangulaires à virage horizontal (i.e. pour effectuer le virage du fluide fb pour passer d’un ensemble de canaux à l’ensemble voisin de canaux selon l’axe X, i.e. entre les passes 21 et 22, entre les passes 22 et 23, entre les passes 24 et 25, puis les passes 25 et 26) et une boîte triangulaire à virage vertical (i.e. pour effectuer le virage du fluide fb pour passer d’un ensemble de canaux à l’ensemble voisin de canaux selon l’axe Z, i.e. entre les passes 23 et 24).
La figure 4 est une vue en coupe du bloc d’extrémité 3 dans le plan XY et selon la ligne DD représentée en figure 1 montrant ces boîtes à virage.
Les cloisons entre passes y sont référencées 60, 50.
Le fluide fb en sortie de la passe 23 puis ayant fait demi-tour dans la boîte triangulaire à virage vertical figurant à gauche de la cloison 60 sur la figure 4, emprunte ensuite la section 324 avant d’emprunter la passe 24.
La zone d correspond à la boîte triangulaire horizontale où le fluide fb fait un virage horizontal entre les passes 25 et 26.
La figure 5 est une vue dans le plan transversal (X, Z), du bloc d’extrémité 4 montrant la boîte à canaux enroulés en coupe au niveau de la droite CC représentée en figure 1. Son fonctionnement est similaire à celui de la boîte à canaux enroulés décrite en référence à la figure 3.
Cette boîte 41 est adaptée pour effectuer les virages du fluide fa dans le bloc d’extrémité 4 entre les ensembles de canaux 21 et 22, entre les ensembles 23 et 24, et également entre les ensembles 25 et 26 successivement empruntés par le fluide fa.
Comme représenté en figure 5, la boîte à canaux 41 comprend 6 sections 42I , 422, 423, 424, 425, 426 disposées en matrice de 2 lignes et 3 colonnes, chaque section correspondant à l’ensemble de canaux respectif du bloc intermédiaire qui lui fait face. Elle comprend en outre des cloisons entre passes (en traits noirs gras).
La figure 6 est une vue en coupe du bloc d’extrémité 4 dans le plan XY au niveau de la ligne DD représentée en figure 1 , montrant plus précisément les boîtes triangulaires à virage du bloc d’extrémité 4, et le trajet, représenté en pointillés, du fluide fb qui fait demi-tour au sein de ces boîtes triangulaires. Dans le cas considéré, contrairement aux boîtes triangulaires de demi-tour du bloc d’extrémité 3 (triangle interne à l’échangeur), dans le bloc d’extrémité 4, la forme du triangle est « externe » à l’échangeur. Cette différence est due au mode de fabrication additive, dans le cas considéré, de l’échangeur.
Dans le cas présent, le fluide fb vient de la passe 24, tourne dans la boîte triangulaire 10, puis rentre dans la passe 25. De façon non visible sur la figure 6, il fait un demi-tour au sein du bloc d’extrémité 3 pour rentrer dans la passe 26. Finalement, le fluide fb sort de l’échangeur par la sortie 8.
Dans le mode de réalisation considéré, la hauteur h de l’échangeur 1 est par exemple de 200 mm. Et la longueur d’un côté d’un canal 1 1 est par exemple de 5 à 20 mm.
Dans un mode de réalisation, l’échangeur 1 a été fabriqué en monobloc, par fabrication additive, exemple en inox 316L, ou en titane etc., sans nécessiter de soudure, d’assemblage, ni de joints.
Toutefois, dans d’autres modes de réalisation :
- le bloc intermédiaire 2 est fabriqué par fabrication additive ou par extrusion et/ou soudage et/ou usinage ; et/ou
- les blocs d’extrémité 3 ou 4 sont fabriqués par fabrication additive ou par extrusion ou par usinage, puis assemblés par exemple par soudage au bloc intermédiaire 2.
Dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, l’échangeur échangeait de la chaleur entre deux fluides, dans d’autres modes de réalisation, l’échangeur est adapté pour échanger la chaleur entre davantage de fluides.
Dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, l’échangeur comportait 6 ensembles de canaux de 24 canaux chacun. Bien évidemment, le nombre de canaux par ensemble peut être différent de 6 et le nombre d’ensembles peut être un nombre quelconque supérieur ou égal à 1 .
Dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, le sens de circulation des fluides fa et fb dans le bloc intermédiaire était opposé. Dans un autre mode de réalisation, le sens de circulation est le même.
Dans le mode de réalisation décrit, le fluide fa, (similairement le fluide fb) circule successivement dans chacun des blocs 21 à 26. Dans d’autres modes de réalisation de l’invention, le fluide fa, n’effectue qu’un passage et est fourni simultanément depuis le conduit d’entrée 5 par un bloc d’extrémité en entrée de chaque canal de circulation de fluide fa du bloc intermédiaire 2, puis en est collecté par l’autre bloc d’extrémité et est alors acheminé vers le conduit de sortie (et/ou le fluide fb n’effectue qu’un passage et est fourni simultanément par un bloc d’extrémité en entrée de chaque canal de circulation de fluide fb du bloc intermédiaire 2, puis en est collecté par l’autre bloc d’extrémité). Toute solution intermédiaire peut également être mise en oeuvre (par exemple, fourniture simultanée d’un fluide à 3 ensembles de canaux, par exemple 21 , 22, 23 pour une première passe, puis le fluide collecté en sortie de ces canaux 21 , 22, 23 est redistribué pour une deuxième passe en entrée des canaux 26, 25, 24 respectivement ; ou encore fourniture simultanée d’un fluide à 2 ensembles de canaux, pour trois passes successives...).
Dans un autre mode de réalisation, les canaux présentent une section transversale rectangulaire, ou ronde, ou triangulaire etc. dans le plan (X, Z).
Dans le mode de réalisation décrit en référence aux figures, les blocs d’entrée et sortie pour un même fluide était du même côté du bloc intermédiaire 2 et les blocs d’entrée et sortie du fluide fa étaient à l’opposé de ceux d’entrée et sortie du fluide fb par rapport audit bloc intermédiaire 2. Dans un autre mode de réalisation, l’entrée du fluide fa est disposée à côté de la sortie du fluide fb, et l’entrée du fluide fb est disposée à côté de la sortie du fluide fa : ainsi dans la structure représentée en figure 1 , le bloc 7 serait utilisé comme bloc d’entrée du fluide fb , le bloc 8 comme bloc de sortie du fluide fa, le bloc 5 serait utilisé comme bloc d’entrée du fluide fa , le bloc 6 comme bloc de sortie du fluide fb.

Claims

REVENDICATIONS
1 .- Echangeur de chaleur (1 ) entre au moins un premier fluide et un deuxième fluide, comprenant :
au moins un ensemble (21 ) de canaux de circulation de fluide s’étendant chacun selon une direction longitudinale ; et
des moyens de distribution et collecte (3, 4), adaptés pour distribuer le premier fluide et le deuxième fluide dans les canaux d’au moins ledit ensemble ;
les moyens de distribution et collecte étant adaptés pour distribuer le premier fluide exclusivement dans des premiers canaux de circulation de l’ensemble et pour distribuer le deuxième fluide exclusivement dans des deuxièmes canaux de circulation de l’ensemble, l’échangeur étant caractérisé en ce qu’au moins un premier canal est disposé entre deux deuxièmes canaux selon un premier axe, ledit premier canal étant en outre disposé entre deux autres deuxièmes canaux selon un deuxième axe, trois au moins de l’ensemble desdits deux deuxièmes canaux et desdits deuxièmes autres canaux faisant partie des canaux les plus proches dudit premier canal.
2.- Echangeur de chaleur (1 ) selon la revendication 1 , dans lequel les canaux sont disposés sous forme de matrice dans un plan perpendiculaire à la direction longitudinale, les lignes, respectivement colonnes de la matrice étant respectivement parallèles au premier, respectivement deuxième axe, et les premiers canaux étant disposés dans ledit plan en alternance avec les deuxièmes canaux le long desdits premier et deuxième axes.
3.- Echangeur de chaleur (1 ) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la section des canaux dans ledit plan perpendiculaire à la direction longitudinale des canaux est carrée.
4.- Echangeur de chaleur (1 ) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les moyens de distribution et collecte (3, 4) sont adaptés pour distribuer dans une direction le premier fluide dans les premiers canaux de l’ensemble et pour distribuer dans une direction opposée le deuxième fluide dans les deuxièmes canaux de l’ensemble.
5.- Echangeur de chaleur (1 ) selon l’une des revendications précédentes, comprenant au moins ledit ensemble de canaux de circulation de fluide et un autre ensemble de canaux de circulation de fluide disposés parallèlement similaire audit ensemble et les moyens de distribution et collecte (3,4) sont adaptés : - pour distribuer le premier fluide et le deuxième fluide dans les canaux dudit ensemble,
- pour collecter le premier fluide et le deuxième fluide lorsqu’ils sortent dudit ensemble,
- pour distribuer, dans l’autre ensemble et dans une direction opposée à la direction de distribution du premier fluide dans l’ensemble, le premier fluide collecté,
- pour distribuer, dans l’autre ensemble et dans une direction opposée à la direction de distribution du deuxième fluide dans l’ensemble, le deuxième fluide collecté.
6.- Echangeur de chaleur (1 ) selon la revendication 5, dans lequel les moyens de distribution et collecte (3,4) comprennent au moins une boîte à canaux comprenant :
des premiers canaux de boîte de circulation du premier fluide connectés aux premiers canaux de l’ensemble de canaux et aux premiers canaux de l’autre ensemble de canaux et
des seconds canaux de boîte de circulation du deuxième fluide,
dans laquelle chaque deuxième canal de boîte se prolonge à une de ses extrémités en un deuxième canal de l’ensemble de canaux et à une autre de ses extrémité en un deuxième canal de l’autre ensemble de canaux, le deuxième canal effectuant une rotation dans le plan transversal dans sa portion entre lesdites extrémités et la section transversale du deuxième canal étant en outre réduite en taille dans ladite portion, les premiers canaux comprenant des espaces ainsi ménagés entre lesdits deuxièmes canaux par lesdites rotation, réduction de taille.
7.- Procédé d’échange de chaleur dans un échangeur de chaleur (1 ) entre au moins un premier fluide et un deuxième fluide, comprenant :
au moins un ensemble (21 ) de canaux de circulation de fluide s’étendant chacun selon une direction longitudinale ; et
des moyens de distribution et collecte (3,4), adaptés pour distribuer le premier fluide et le deuxième fluide dans les canaux d’au moins ledit ensemble ;
au moins un premier canal est disposé entre deux deuxièmes canaux selon un premier axe, ledit premier canal étant en outre disposé entre deux autres deuxièmes canaux selon un deuxième axe, trois au moins de l’ensemble desdits deux deuxièmes canaux et desdits deuxièmes autres canaux faisant partie des canaux les plus proches dudit premier canal.
le procédé étant caractérisé en ce qu’ils comprend les étapes suivantes : distribution, par les moyens de distribution et collecte, du premier fluide exclusivement dans des premiers canaux de circulation de l’ensemble et du deuxième fluide exclusivement dans des deuxièmes canaux de circulation de l’ensemble.
8.- Procédé d’échange de chaleur selon la revendication 7, selon lequel les canaux sont disposés sous forme de matrice dans un plan perpendiculaire à la direction longitudinale, les lignes, respectivement colonnes de la matrice étant respectivement parallèles au premier, respectivement deuxième axe, et les premiers canaux étant disposés dans ledit plan en alternance avec les deuxièmes canaux le long desdits premier et deuxième axes.
9.- Procédé d’échange de chaleur selon la revendication 7 ou 8, selon lequel la section des canaux dans ledit plan perpendiculaire à la direction longitudinale des canaux est carrée.
10.- Procédé d’échange de chaleur selon l’une des revendications 7 à 9, selon lequel les moyens de distribution et collecte (3,4) distribuent dans une direction le premier fluide dans les premiers canaux de l’ensemble et distribuent dans une direction opposée le deuxième fluide dans les deuxièmes canaux de l’ensemble.
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Citations (6)

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