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FR2688582A1 - HEAT EXCHANGER WITH CURRENT CROSSES. - Google Patents

HEAT EXCHANGER WITH CURRENT CROSSES. Download PDF

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FR2688582A1 FR9202953A FR9202953A FR2688582A1 FR 2688582 A1 FR2688582 A1 FR 2688582A1 FR 9202953 A FR9202953 A FR 9202953A FR 9202953 A FR9202953 A FR 9202953A FR 2688582 A1 FR2688582 A1 FR 2688582A1
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Abstract

Echangeur de chaleur du type à courants croisés, comportant un empilage d'éléments A, B, C identiques maintenus entre des poteaux P et constitués chacun d'une plaque ondulée 1 à ondulations parallèles entre elles, définissant ainsi des canaux, et d'une plaque plane 2. Chaque plaque plane 2 comporte à deux de ses extrémités opposées deux lignes de pliage 3, 4 parallèles à la direction des ondulations de la plaque ondulée 1 correspondante, de sorte à constituer à ces deux extrémités un rabat 5, les rabats 5 de la plaque plane 2 de chaque élément B, A étant fixés selon toute leur longueur, sans solution de continuité, sur les zones extrêmes de largeur correspondante 6 de la plaque plane 2 de l'élément voisin C, B.Cross-flow type heat exchanger, comprising a stack of identical elements A, B, C held between poles P and each consisting of a corrugated plate 1 with corrugations parallel to each other, thus defining channels, and of a flat plate 2. Each flat plate 2 has at two of its opposite ends two fold lines 3, 4 parallel to the direction of the corrugations of the corresponding corrugated plate 1, so as to constitute at these two ends a flap 5, the flaps 5 of the flat plate 2 of each element B, A being fixed along their entire length, without any break in continuity, on the extreme zones of corresponding width 6 of the flat plate 2 of the neighboring element C, B.

Description

Echangeur de chaleur à courants croisés.Cross flow heat exchanger.

La présente invention concerne un échangeur de chaleur du type à courants croisés, comportant un empilage d'éléments identiques maintenus entre des poteaux et constitués chacun d'une plaque ondulée à ondulations parallèles entre elles, définissant ainsi des canaux, et d'une plaque plane en contact d'un côté avec les fonds des ondulations précitées, et de l'autre côté avec les sommets des ondulations de la plaque ondulée suivante, ces dernières ondulations, également parallèles entre elles, s'étendant dans une direction perpendiculaire à celle des ondulations  The present invention relates to a heat exchanger of the cross-flow type, comprising a stack of identical elements held between posts and each consisting of a corrugated plate with corrugations parallel to each other, thus defining channels, and a flat plate. in contact on one side with the bottoms of the aforementioned corrugations, and on the other side with the peaks of the corrugations of the following corrugated plate, the latter corrugations, also parallel to each other, extending in a direction perpendicular to that of the corrugations

de la plaque ondulée précédente.of the previous corrugated plate.

Dans ces échangeurs, les plaques ondulées et les plaques planes peuvent être par exemple en feuilles minces d'acier ou d'aluminium On comprend que les ondulations ménagent entre elles des canaux ouverts à leurs extrémités mais qui sont fermés d'un côté et d'autre par les plaques planes, ces dernières empêchant ainsi que les flux chaud et froid ne se mélangent Cependant un risque de communication  In these exchangers, the corrugated plates and the flat plates may be for example thin sheets of steel or aluminum It is understood that the corrugations between them open channels at their ends but which are closed on one side and other by the flat plates, the latter thus preventing hot and cold flows from mixing However a risk of communication

entre ces deux flux subsiste aux extrémités de ces canaux.  between these two flows remains at the ends of these channels.

En effet, dans le cas, par exemple, d'un bord de plaque plane s'étendant en biais, c'est-à-dire qui n'est pas  Indeed, in the case, for example, of a flat plate edge extending obliquely, that is to say which is not

parfaitement parallèle aux ondulations de l'élément cor-  perfectly parallel to the corrugations of the element cor-

respondant, l'un des fluides peut passer du canal adjacent à ce bord biais dans les extrémités des canaux de l'élément voisin, ce qui permet une communication entre les fluides  respondant, one of the fluids can pass from the adjacent channel to this edge skew in the ends of the channels of the neighboring element, which allows a communication between the fluids

froid et chaud.cold and hot.

Cela est évidemment préjudiciable au rendement de l'échangeur, et est même inacceptable dans certaines applications, par exemple pour le conditionnement d'air dans  This is obviously detrimental to the efficiency of the exchanger, and is even unacceptable in some applications, for example for the air conditioning in

les hôpitaux, o l'isolation entre les différents écoule-  hospitals, where isolation between the different

ments doit être parfaite pour des raisons d'hygiène.  must be perfect for reasons of hygiene.

Le but de la présente invention est de résoudre ce  The object of the present invention is to solve this

problème, et à cet effet, un échangeur conforme à l'inven-  problem, and for this purpose an interchange according to the invention

tion, du type général défini au début, est caractérisé en ce que chaque plaque plane comporte à deux de ses extrémités opposées deux lignes de pliage parallèles à la  tion, of the general type defined at the beginning, is characterized in that each flat plate has at two of its opposite ends two fold lines parallel to the

direction des ondulations de la plaque ondulée correspon-  direction of the undulations of the corrugated plate correspon-

dante, de sorte à constituer à ces deux extrémités un rabat recouvrant une ou plusieurs des ondulations extrêmes de cette dernière plaque, et en ce que les rabats de la plaque  dante, so as to constitute at these two ends a flap covering one or more extreme corrugations of the latter plate, and in that the flaps of the plate

plane de chaque élément sont fixés selon toute leur lon-  of each element are fixed in all their length.

gueur, sans solution de continuité, sur les zones extrêmes de largeur correspondante de la plaque plane de l'élément  without continuity solution, on the extreme zones of corresponding width of the plane plate of the element

voisin.neighbour.

Ainsi ces rabats empêcheront toute fuite entre un canal extrême de la plaque plane d'un élément de l'empilage, et les extrémités des canaux de l'élément voisin Ils contribueront aussi à assurer une excellente rigidité et un  Thus these flaps prevent leakage between an extreme channel of the flat plate of a stack element, and the ends of the channels of the neighboring element They will also contribute to ensure excellent rigidity and a

très bel aspect à l'ensemble de l'empilage.  very nice aspect to the whole stack.

De préférence, les deux pliages précités s'effec-  Preferably, the two folds mentioned above are

tuent chacun à 90 , de sorte que lesdits rabats s'étendent parallèlement à la plaque plane correspondante Bien entendu, on fera en sorte que l'espacement entre les deux dites lignes de pliage d'un rabat ne soit que très peu  each of them at 90, so that said flaps extend parallel to the corresponding flat plate Of course, it will be ensured that the spacing between the two so-called folding lines of a flap is only very little

supérieur à la hauteur desdites ondulations.  greater than the height of said undulations.

La fixation des rabats de la plaque plane d'un élément sur les zones extrêmes de largeur correspondante de la plaque plane de l'élément voisin peut se faire par tout moyen approprié, de préférence par collage, mais on peut  Fixing the flaps of the flat plate of an element on the extreme zones of corresponding width of the flat plate of the neighboring element can be done by any appropriate means, preferably by gluing, but it is possible to

également envisager un masticage de type à haute températu-  also consider a high temperature type filler

re, ou un soudage.re, or welding.

Pour éliminer totalement les risques de fuites entre canaux d'éléments voisins, on peut encore prévoir que les extrémités du ou des canaux qui sont recouverts par un rabat  To completely eliminate the risk of leakage between channels of neighboring elements, it is also possible that the ends of the channel or channels that are covered by a flap

sont obturées, par exemple par un masticage.  are closed, for example by a putty.

Un mode d'exécution de l'invention va maintenant être décrit ci-dessous à titre d'exemple nullement limitatif avec référence aux figures du dessin annexé dans lequel: la figure 1 représente trois éléments d'un empilage en vue en perspective éclatée; et la figure 2 montre un échangeur de chaleur conforme à l'invention après montage et serrage des éléments  An embodiment of the invention will now be described below by way of non-limiting example with reference to the figures of the accompanying drawing in which: Figure 1 shows three elements of a stack in exploded perspective view; and FIG. 2 shows a heat exchanger according to the invention after assembly and tightening of the elements

entre les poteaux.between the poles.

Un échangeur de chaleur conforme à l'invention peut théoriquement être constitué par un empilage d'un nombre quelconque d'éléments A, B, C Sur la figure 1, on n'en a représenté que trois, ce qui est suffisant pour expliquer l'invention. Chacun de ces éléments est constitué d'une plaque ondulée 1 à ondulations parallèles entre elles, et d'une  A heat exchanger according to the invention can theoretically be constituted by a stack of any number of elements A, B, C In FIG. 1, only three have been represented, which is sufficient to explain the 'invention. Each of these elements consists of a corrugated plate 1 with corrugations parallel to each other, and a

plaque plane 2 en contact avec les fonds f de ces ondula-  flat plate 2 in contact with the funds f of these corrugated

tions Les sommets S de ces mêmes ondulations viennent en contact avec la plaque plane 2 de l'élément voisin lorsque tous les éléments de l'empilage sont serrés entre des plaques d'extrémité E, pour constituer le bloc compact  The vertices S of these same corrugations come into contact with the plane plate 2 of the neighboring element when all the elements of the stack are clamped between end plates E, to form the compact block.

visible à la figure 2 Pour favoriser les échanges thermi-  visible in Figure 2 to promote thermal exchanges

ques entre plaques planes 2 et plaques ondulées 1, les ondulations de ces dernières ont un profil trapézoïdal, c'est-à-dire que les fonds f et les sommets S sont plats et  Between flat plates 2 and corrugated plates 1, the corrugations of the latter have a trapezoidal profile, that is to say that the bottoms f and the vertices S are flat and

constituent la petite base de chaque trapèze.  constitute the small base of each trapeze.

Les extrémités des plaques planes 2 dont les bords  The ends of flat plates 2 whose edges

sont parallèles aux ondulations de la plaque 1 correspon-  are parallel to the corrugations of the plate 1 correspon-

dante sont pliées vers l'intérieur, deux fois à angle droit, selon les lignes de pliage 3 et 4, de sorte à constituer des rabats 5 La distance entre les lignes 3 et 4 n'est que très légèrement supérieure à la hauteur des trapèzes précités, de sorte que les rabats 5 restent parallèles au plan des plaques planes 2 Les rabats 5 sont suffisamment larges pour couvrir une ou plusieurs ondulations Avant serrage des différents éléments A, B, C, on enduit toute la surface des rabats 5 d'une colle appropriée, ou de tout autre moyen de fixation, ce qui fixera, sans solution de continuité, ces rabats 5 aux zones extrêmes correspondantes 6 du dos de la plaque plane 2 de l'élément voisin On obtiendra ainsi une parfaite isolation entre éléments successifs, sans fuites possibles, d'un élément à l'autre, au niveau des canaux extrêmes (ceux situés sous les rabats) Pour diminuer encore le risque de communication entre éléments voisins, on peut obturer les extrémités d'un ou de plusieurs de ces canaux extrêmes, par exemple à l'aide d'un mastic 7 Après montage, ces extrémités mastiquées des canaux se trouveront en outre recouvertes et protégées par les poteaux P. Enfin on peut noter que pour éviter les problèmes dus aux dilatations et aux tolérances de fabrication, les dimensions des plaques ondulées 1, vues en plan, sont choisies de façon à être légèrement inférieures à celles des  The distance between the lines 3 and 4 is only slightly greater than the height of the trapeziums, which are folded inwards, twice at a right angle, along the fold lines 3 and 4, so as to constitute flaps. The flaps 5 are sufficiently wide to cover one or more corrugations. adhesive, or any other means of attachment, which will fix, without interruption, these flaps 5 to the corresponding extreme areas 6 of the back of the flat plate 2 of the neighboring element will thus obtain a perfect insulation between successive elements, without leaks, from one element to another, at the extreme channels (those located under the flaps) To further reduce the risk of communication between neighboring elements, we can close the ends of a u After mounting, these masticated ends of the channels will be further covered and protected by the posts P. Finally, it can be noted that to avoid the problems due to dilatations and manufacturing tolerances, the dimensions of the corrugated plates 1, seen in plan, are chosen so as to be slightly smaller than those of the

plaques planes 2.flat plates 2.

Claims (8)

REVENDICATIONS 1 Echangeur de chaleur du type à courants croisés, comportant un empilage d'éléments (A, B, C) identiques maintenus entre des poteaux (P) et constitués chacun d'une plaque ondulée ( 1) à ondulations parallèles entre elles, définissant ainsi des canaux, et d'une plaque plane ( 2) en contact d'un côté avec les fonds (f) des ondulations précitées, et de l'autre côté avec les sommets (s) des ondulations de la plaque ondulée ( 1) suivante, ces dernières ondulations, également parallèles entre elles, s'étendant dans une direction perpendiculaire à celle des ondulations de la plaque ondulée ( 1) précédente, caractérisé en ce que chaque plaque plane ( 2) comporte à deux de ses extrémités opposées deux lignes de pliage ( 3, 4) parallèles à la  A cross-flow type heat exchanger comprising a stack of identical elements (A, B, C) held between posts (P) and each consisting of a corrugated plate (1) with corrugations parallel to one another, thereby defining channels, and a flat plate (2) in contact on one side with the bottoms (f) of the aforementioned corrugations, and on the other side with the vertices (s) of the corrugations of the corrugated plate (1) next , these last undulations, also parallel to each other, extending in a direction perpendicular to that of the corrugations of the corrugated plate (1) above, characterized in that each flat plate (2) comprises at two of its opposite ends two lines of folding (3, 4) parallel to the direction des ondulations de la plaque ondulée ( 1) cor-  direction of the undulations of the corrugated plate (1) cor- respondante, de sorte à constituer à ces deux extrémités un rabat ( 5) recouvrant une ou plusieurs des ondulations extrêmes de cette dernière plaque, et en ce que les rabats ( 5) de la plaque plane ( 2) de chaque élément (B, A) sont  corresponding, so as to constitute at these two ends a flap (5) covering one or more extreme corrugations of the latter plate, and in that the flaps (5) of the flat plate (2) of each element (B, A ) are fixés selon toute leur longueur, sans solution de conti-  fixed along their entire length, without any solution of con- nuité, sur les zones extrêmes de largeur correspondante ( 6)  night, on the extreme zones of corresponding width (6) de la plaque plane ( 2) de l'élément voisin (C, B).  of the plane plate (2) of the neighboring element (C, B). 2 Echangeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux pliages précités s'effectuent chacun à  2 exchanger according to claim 1, characterized in that the two folds mentioned above are each carried out at 90 , de sorte que lesdits rabats ( 5) s'étendent parallèle-  90, so that said flaps (5) extend parallel to each other ment à la plaque plane ( 2) correspondante.  to the corresponding flat plate (2). 3 Echangeur selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'espacement entre les deux dites lignes de pliage ( 3, 4) d'un rabat ( 5) n'est que très peu supérieur à la  3 exchanger according to claim 2, characterized in that the spacing between the two said folding lines (3, 4) of a flap (5) is only slightly greater than the hauteur desdites ondulations.height of said undulations. 4 Echangeur selon l'une quelconque des revendica-  4 Exchanger according to any one of the claims tions précédentes, caractérisé en ce que la fixation des rabats de la plaque plane d'un élément sur les zones extrêmes de largeur correspondante de la plaque plane de  characterized in that the flaps of the flat plate of an element are attached to the end regions of corresponding width of the flat plate of l'élément voisin est réalisée par collage.  the neighboring element is made by gluing. Echangeur selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce que la fixation des rabats de la plaque plane d'un élément sur les zones extrêmes de largeur correspondante de la plaque plane de l'élément  Exchanger according to any one of Claims 1 to 3, characterized in that the fastening of the flaps of the flat plate of an element to the end zones of corresponding width of the plane plate of the element voisin est réalisée par un masticage à haute température.  neighbor is made by a high temperature filler. 6 Echangeur selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce que la fixation des rabats de la plaque plane d'un élément sur les zones extrêmes de largeur correspondante de la plaque plane de l'élément  6. Exchanger according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the fixing of the flaps of the flat plate of an element on the end zones of corresponding width of the flat plate of the element voisin est réalisée par soudage.neighbor is made by welding. 7 Echangeur selon l'une quelconque des revendica-  Exchanger according to any one of the claims tions précédentes, caractérisé en ce que les extrémités du ou des canaux qui sont recouverts par un rabat sont obturées.  preceding, characterized in that the ends of the channel or channels which are covered by a flap are closed. 8 Echangeur selon l'une quelconque des revendica-  8 Exchanger according to any one of the claims tions précédentes, caractérisé en ce que le profil desdites  tions, characterized in that the profile of said ondulations est trapézoïdal.ripples is trapezoidal.
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