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FR3075341A1 - Echangeur de chaleur avec elements intercalaires a texturation de surface - Google Patents

Echangeur de chaleur avec elements intercalaires a texturation de surface Download PDF

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FR3075341A1
FR3075341A1 FR1762437A FR1762437A FR3075341A1 FR 3075341 A1 FR3075341 A1 FR 3075341A1 FR 1762437 A FR1762437 A FR 1762437A FR 1762437 A FR1762437 A FR 1762437A FR 3075341 A1 FR3075341 A1 FR 3075341A1
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FR1762437A
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FR3075341B1 (fr
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Frederic Crayssac
Raphael Faure
Nicolas Richet
Marc Wagner
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Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Original Assignee
Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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Abstract

L'invention concerne un échangeur de chaleur du type à plaques et ailettes brasées comprenant une pluralité de plaques agencées parallèlement entre elles de façon à définir une série de passages pour l'écoulement d'un premier fluide à mettre en relation d'échange thermique avec au moins un deuxième fluide, au moins un passage (33) étant formé entre une première et une deuxième plaque (6, 7) et comprenant au moins un premier élément intercalaire (221) et un deuxième élément intercalaire (222). Selon l'invention, le premier et le deuxième éléments intercalaires (221, 222) comprennent au moins une texturation de surface (23) sous la forme d'une structure poreuse ou de reliefs formés sur des surfaces du premier et du deuxième éléments intercalaires (221, 222), au moins un premier ensemble ailette ou jambe d'onde (123) et au moins un deuxième ensemble une ailette ou jambe d'onde (223), au moins une ailette ou jambes d'onde (123, 223) présentant la texturation de surface (23), au moins une première portion d'assemblage (121) du premier élément (221) étant exempte de texturation de surface (23) sur au moins celle (121a) des surfaces de la première paire orientée du côté de la première plaque (6) et au moins une deuxième portion d'assemblage (321) du deuxième élément (222) étant exempte de texturation de surface (23) sur au moins celle (321b) des surfaces de la deuxième paire orientée du côté de la deuxième plaque (7).

Description

La présente invention concerne un échangeur de chaleur du type à plaques et ailettes avec éléments intercalaires à texturation de surface, ainsi qu’un élément intercalaire adapté à un tel échangeur.
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 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 gaz calorigène, par exemple l’air ou l’azote.
Si l’échangeur de chaleur se trouve dans la cuve d’une colonne de distillation, il peut constituer un vaporiseur fonctionnant en thermosiphon pour lequel l’échangeur est immergé dans un bain de liquide descendant la colonne ou un vaporiseur fonctionnant en vaporisation à film alimenté directement par le liquide tombant de la colonne et/ou par une pompe de recirculation.
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.
La technologie couramment utilisée pour un échangeur est celle des échangeurs en aluminium à plaques et à ailettes ou ondes brasés, qui permettent d’obtenir des dispositifs très compacts offrant une grande surface d’échange.
Ces échangeurs comprennent des plaques séparatrices entre lesquelles sont insérées des structures d’échange thermique, généralement des structures ondulées ou ondes, formées d’une succession d’ailettes ou jambes d’onde, constituant ainsi un empilement de passages pour les différents fluides à mettre en relation d’échange thermique.
Les performances d’un échangeur sont liées au coefficient d’échange thermique des structures d’échange thermique se trouvant en contact avec les fluides. Le coefficient d’échange thermique d’une structure dépend notamment de la nature du matériau la constituant, de la porosité de ce matériau, de sa rugosité et du régime d’écoulement des fluides.
Il est possible de modifier le coefficient d’échange thermique d’une structure d’échange en modifiant la géométrie ou les propriétés physicochimiques de sa surface. Ceci permet d’augmenter la surface effective d’échange et/ou de modifier les interactions entre le fluide et la surface, en changeant des propriétés de la surface considérée comme sa mouillabilité ou sa capacité à intensifier l’ébullition d’un fluide. On parle alors de surfaces intensifiées.
Par exemple, on peut réaliser des dépôts de surface de revêtements poreux ou formant des reliefs à la surface des structures, ou bien créer de tels états de surfaces par des traitements mécaniques ou par attaque chimique.
On connaît du document WO-A-2005/075920 différentes techniques de dépôt de revêtements poreux ou de reliefs à la surface d’une onde pour échangeur de chaleur.
Le document WO-A-2004/109211 décrit un procédé de dépôt d’un revêtement poreux à la surface d’une plaque séparatrice d’un échangeur de chaleur.
Un problème qui se pose avec l’utilisation de surfaces intensifiées par texturation dans des échangeurs en aluminium brasés concerne l’assemblage d’éléments comportant de telles surfaces lors de la fabrication de l’échangeur.
En effet, la liaison des éléments constitutifs de l’échangeur est réalisée par brasage avec utilisation d’un métal d’apport, appelé brasure ou agent de brasage, l’assemblage étant obtenu par fusion et diffusion de l’agent de brasage au sein des pièces à braser, sans fusion de celles-ci.
Or, la présence d’un revêtement poreux ou de reliefs au niveau de la zone de liaison entre les pièces à assembler, puisqu’au jeu existant entre les pièces à assembler, s’ajoute la porosité ouverte du revêtement ou les cavités ménagées sur les surfaces texturées. Lors de sa fusion, le métal d’apport comble ces porosités ou cavités avant le jeu entre les pièces, ce qui peut engendrer des défauts dans le joint brasé, tels des porosités, un manque de brasure, voire une absence de joint. Ceci affecte les propriétés mécaniques et/ou thermiques du joint, et donc celles de l’échangeur qui sont directement liées à la qualité du joint brasé.
Pour tenter de remédier à ces inconvénients, une solution est de réaliser la texturation des structures d’échange thermique après que le brasage de ces structures dans l’échangeur a été réalisé.
Toutefois, il est difficile d’accéder aux canaux formés par les structures d’échange dans les passages de l’échangeur et il devient alors impossible d’utiliser des techniques de texturation mécanique ou de revêtement par projection thermique. D’autres techniques de traitement de surface sont difficiles à mettre en œuvre. Par exemple, pour les techniques impliquant des étapes préalables de traitement thermique ou de dépôt d’une couche d’imprégnation pour assurer l’adhésion du revêtement, c’est l’échangeur entier qu’il faut traiter. Il y a alors des risques de boucher les canaux, de débraser des pièces de l’échangeur ou de créer des phases métallurgiques fragiles et d’endommager la matrice brasée.
Par ailleurs, il a été proposé de réaliser des texturations de surface sur les plaques séparatrices avant brasage. Mais dans ce cas, il n’y a pas de structure d’échange thermique brasée aux plaques et il est nécessaire de procéder à un recuit des plaques. Or, les structures d’échange ont aussi un rôle d’entretoises. Elles contribuent à la rigidité des passages de l’échangeur et à leur résistance à la compression lors du brasage sous vide de l’échangeur. De plus, les plaques recuites perdent de leur résistance mécanique. Il est alors nécessaire d’agencer des barres de renfort supplémentaires dans les passages et de doubler l’épaisseur des plaques.
Une autre solution est de ne pas réaliser de texturation sur l’élément sur les portions de surface au niveau desquelles le joint brasé doit être formé. Toutefois, cela implique de modifier localement l’état de surface des pièces, ce qui complexifie le procédé de fabrication. On peut par exemple masquer les zones où le brasage doit avoir lieu ou retirer le revêtement de ces zones. Mais ces étapes supplémentaires entraînent une complexification et des difficultés de mise en œuvre.
La présente invention a pour but de résoudre en tout ou partie les problèmes mentionnés ci-avant, notamment d’améliorer la fabrication d’un échangeur de chaleur du type à plaques et ailettes brasés présentant des structures d’échanges à propriétés thermiques améliorées.
La solution selon l’invention est alors un échangeur de chaleur du type à plaques et ailettes brasées comprenant une pluralité de plaques agencées parallèlement entre elles de façon à définir une série de passages pour l’écoulement d’un premier fluide à mettre en relation d’échange thermique avec au moins un deuxième fluide, au moins un passage étant formé entre une première et une deuxième plaque et comprenant :
- au moins un premier élément intercalaire s’étendant en regard de la première plaque et comprenant au moins une première portion d’assemblage positionnée contre la première plaque, ladite première portion d’assemblage comprenant une première paire de surfaces opposées, l’une des surfaces de la première paire étant orientée du côté de la première plaque et l’autre des surfaces de la première paire étant orientée du côté de la deuxième plaque,
- au moins un deuxième élément intercalaire s’étendant en regard de la deuxième plaque et comprenant au moins une deuxième portion d’assemblage positionnée contre la deuxième plaque, ladite deuxième portion d’assemblage comprenant une deuxième paire de surfaces opposées, l’une des surfaces de la deuxième paire étant orientée du côté de la première plaque et l’autre des surfaces de la première paire étant orientée du côté de la deuxième plaque,
- le premier et le deuxième éléments intercalaires comprenant respectivement un premier ensemble d’ailettes ou jambes d’onde et un deuxième ensemble d’ailettes ou jambes d’onde s’étendant respectivement depuis ladite première portion d'assemblage et ladite deuxième portion d’assemblage de façon à délimiter respectivement, au sein du passage, un premier ensemble de canaux et un deuxième ensemble de canaux pour l’écoulement du premier fluide, caractérisé en ce que le premier et le deuxième éléments intercalaires comprennent au moins une texturation de surface sous la forme d’une structure poreuse ou de reliefs formés sur des surfaces du premier et du deuxième éléments intercalaires, au moins une ailette ou jambe d’onde du premier ensemble et au moins une ailette ou jambe d’onde du deuxième ensemble présentant ladite texturation de surface, et ladite première portion d’assemblage étant exempte de texturation de surface sur au moins celle des surfaces de la première paire orientée du côté de la première plaque et ladite deuxième portion d’assemblage étant exempte de texturation de surface sur au moins celle des surfaces de la deuxième paire orientée du côté de la deuxième plaque.
Selon le cas, l’échangeur selon l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques techniques suivantes :
- la première portion d’assemblage présente la texturation de surface sur la surface de la première paire orientée du côté de la deuxième plaque et la deuxième portion d’assemblage présente la texturation de surface sur la surface de la deuxième paire orientée du côté de la première plaque.
- la première portion d’assemblage du premier élément intercalaire est agencée entre deux ailettes ou jambes d’ondes successives du premier ensemble, la surface de la première paire orientée du côté de la deuxième plaque ayant deux extrémités reliées chacune à une surface de liaison de chacune des deux ailettes ou jambes d’ondes, la surface de la première paire et lesdites surfaces de liaison présentant la texturation de surface.
- la deuxième portion d’assemblage du deuxième élément intercalaire est agencée entre deux ailettes ou jambes d’ondes du deuxième ensemble, la surface de la deuxième paire orientée du côté de la première plaque ayant deux extrémités reliées chacune à une surface de liaison de chacune des deux ailettes ou jambes d’ondes, ladite surface de la deuxième paire et lesdites surfaces de liaison présentant la texturation de surface.
- les ailettes ou jambes d’ondes du premier ensemble et les ailettes ou jambes d’ondes du deuxième ensemble se succèdent suivant une direction latérale parallèle aux première et deuxième plaque, les ailettes ou jambes d’onde du deuxième ensemble étant positionnée en décalage suivant la direction latérale par rapport aux ailettes ou jambes d’onde du premier ensemble.
- au moins une ailette ou jambe d’onde du deuxième ensemble fait saillie au moins partiellement dans un canal formé entre deux ailettes ou jambes d’onde successives du premier ensemble et/ou au moins une ailette ou jambe d’onde du premier ensemble fait saillie au moins partiellement dans un canal formé entre deux ailettes ou jambes d’onde successives du deuxième ensemble.
- les premier et deuxième éléments intercalaires sont sous la forme respectivement d’un premier et d’un deuxième produits ondulés comprenant respectivement un premier et un deuxième ensemble de jambes d’onde reliées alternativement par des sommets d’onde et des bases d’onde, au moins un sommet d’onde du premier produit ondulé formant ladite première portion d’assemblage et au moins un sommet d’onde du deuxième produit ondulé formant ladite deuxième portion d’assemblage.
- ledit sommet d’onde du premier produit ondulé présente la texturation de surface sur sa surface orientée du côté de la deuxième plaque et ledit sommet d’onde du deuxième produit ondulé présente la texturation de surface sur la surface de la deuxième paire orientée du côté de la première plaque.
- au moins une base d’onde du premier produit ondulé comprend une troisième paire de surfaces opposées dont l’une orientée du côté de la première plaque est exempte de texturation de surface et l’autre orientée du côté de la deuxième plaque présente la texturation de surface.
- au moins une base d’onde du deuxième produit ondulé comprend une quatrième paire de surfaces opposées dont l’une orientée du côté de la première plaque présente la texturation de surface et l’autre orientée du côté de la deuxième plaque est exempte de texturation de surface.
- les jambes d’onde du premier ensemble présentent des surfaces de liaison reliées à la surface d’un sommet d’onde du premier produit ondulé orientée du côté de la deuxième plaque et les jambes d’onde du deuxième ensemble présentent des surfaces de liaison reliées à la surface d’un sommet d’onde du deuxième produit ondulé orientée du côté de la première plaque, lesdites surfaces de liaison présentant la texturation de surface et les surfaces opposées auxdites surfaces de liaison étant exemptes de texturation de surface.
- les sommets d’onde et les bases d’onde des premier et deuxième produits ondulés se succèdent suivant une direction latérale, les sommets d’onde du deuxième produit ondulé étant positionnés en décalage suivant la direction latérale par rapport aux sommets d’onde du premier produit ondulé.
- les jambes d’onde des premier et deuxième produits ondulés sont dimensionnés de sorte que les sommets d’onde du premier produit ondulé sont au moins en partie en contact ou quasi-contact avec les bases d’onde du deuxième produit ondulé.
- les jambes d’onde des premier et deuxième produits ondulés sont dimensionnés de sorte que les sommets d’onde du deuxième produit ondulé sont au moins en partie en contact ou quasi-contact avec les bases d’onde du premier produit ondulé.
Selon un autre aspect, l’invention concerne un élément intercalaire pour échangeur de chaleur du type à plaques et ailettes brasés, ledit élément intercalaire étant sous la forme d’un produit ondulé comprenant une succession de jambes d’onde reliées alternativement par des sommets d'onde et des bases d’onde, caractérisé en ce que ledit produit ondulé est formé à partir d’un produit plat comprenant deux faces opposées et au moins une texturation de surface sous la forme d’une structure poreuse ou de reliefs formés sur une surface du produit plat, l’une seulement desdites faces opposées présentant sur sa totalité ou sa quasi-totalité ladite texturation de surface.
La texturation de surface peut être sous la forme d’une structure poreuse ayant une porosité ouverte comprise entre 15 et 60 % en volume, de préférence une porosité ouverte comprise entre 20 et 45 % ou sous la forme de reliefs définissant, en coupe transversale, des cavités ouvertes à la surface des premier et deuxième éléments intercalaires.
De préférence, les jambes d’onde se succèdent suivant une direction latérale, chaque sommet d’onde présentant deux extrémités reliées à des jambes d’onde respectives séparées par une première largeur L1, mesurée suivant la direction latérale, et chaque base d’onde présentant deux extrémités reliées à des jambes d’onde respectives séparées par une deuxième largeur L2, mesurée suivant la direction latérale, le rapport L2/L1 entre la deuxième largeur et la première largeur étant inférieur à 1, de préférence compris entre 0,1 et 0,4, de préférence encore compris entre 0,1 et 0,35.
La présente invention va maintenant être mieux comprise grâce à la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux schémas ci-annexés, parmi lesquels :
la Figure 1 illustre un exemple d'échangeur de chaleur selon l’invention ;
la Figure 2 est une vue schématique partielle d’un exemple de configuration de brasage dans un échangeur selon l’invention ;
la Figure 3 illustre un assemblage d’éléments intercalaires dans un passage d’un échangeur selon un mode de réalisation de l’invention ;
les Figures 4 et 5 illustrent des éléments intercalaires selon un mode de réalisation de l’invention ;
la Figure 6 illustre, avant leur mise en forme des éléments intercalaires selon l’invention.
De façon connue en soi, un échangeur de chaleur comprend un empilement de plaques disposées parallèlement l’une au-dessus de l’autre avec espacement et formant ainsi plusieurs séries de passages de forme parallélépipédique et plate pour l’écoulement d’un premier fluide et d’au moins un deuxième fluide à mettre en relation d’échange de chaleur indirect via les plaques. De préférence, le premier fluide comprend un liquide frigorigène à vaporiser au moins partiellement.
La Figure 1 illustre de façon schématique un exemple de passage 33 d’un échangeur 1 du type vaporiseur-condenseur alimenté en oxygène liquide. Ce vaporiseur-condenseur vaporise l'oxygène liquide OL sous basse pression (typiquement légèrement supérieure à la pression atmosphérique) recueilli en bas d'une colonne, par condensation d'azote moyenne pression (typiquement de 5 à 6 bars absolus) circulant dans des passages adjacents des passages 33 (non illustrés) dédiés à la circulation d'oxygène. L'azote moyenne pression est le plus souvent prélevé à l'état gazeux en tête d'une colonne de distillation d'air à moyenne pression à laquelle la colonne basse pression citée ci-dessus est connectée. Après son passage et sa condensation au moins partielle dans le vaporiseur-condenseur, cet azote est renvoyé dans la colonne moyenne pression.
En particulier, l’invention peut concerner un procédé d’échange de chaleur entre un premier fluide et au moins un deuxième fluide dans un échangeur de chaleur selon l’invention, ledit premier fluide s’écoulant dans le passage 33 à une pression inférieure ou égale à 5 bar, de préférence une pression comprise entre 1 et 2 bar.
C'est plus spécifiquement dans le cadre de cette application que l'invention sera décrite par la suite, étant entendu que son application peut être envisagée dans d'autres contextes, notamment avec des fluides d’une autre nature. Ainsi, l’échangeur 1 peut vaporiser 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.
Tout ou partie des passages de vaporisation 33 de l’échangeur 1 sont pourvus d’éléments intercalaires 221 définissant, au sein des passages 33, des canaux 26 pour la circulation de l’oxygène liquide et pouvant revêtir différentes formes.
Les éléments intercalaires 221 peuvent avoir des formes ondulées, comme montré sur la Figure 7, et comprendre des jambes d’onde 123 reliées alternativement par des sommets d’onde 121 et des bases d’onde 122. Dans ce cas, on appelle « ailettes » les jambes d’onde qui relient les sommets et les bases successifs de l’onde.
Les éléments intercalaires 221 peuvent 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 entre les surfaces primaires d’échange thermique, c’est-à-dire les plaques de l’échangeur, dans les passages de l’échangeur.
Les éléments intercalaires 221 sont liés par brasage aux plaques séparatrices de l’échangeur. Avantageusement, la liaison est réalisée par brasage sous vide avec utilisation d’un métal d’apport 30, appelé brasure ou agent de brasage, l’assemblage étant obtenu par fusion et diffusion d’agent de brasage 30 au sein des pièces à braser, c’est-à-dire dans le métal de base, sans fusion de celles-ci.
La Figure 2 est une vue partielle d’un premier élément intercalaire 221 assemblé à une première plaque 6 adaptée pour définir, en association avec une autre deuxième plaque 7 parallèle (non illustrée), un passage 33 de l’échangeur
1.
Le premier élément intercalaire 221 et la plaque 6 comportent respectivement des portions d’assemblage 121, 60 destinées à être brasées l’une avec l’autre. Les portions d’assemblage 121,60 sont positionnées l’une contre l’autre, de préférence avec un faible jeu entre elles afin d’y interposer l’agent de brasage 30. Typiquement les portions d’assemblage 121,60 peuvent être celles où le jeu entre les pièces 221, 6 est le plus faible, typiquement les portions au niveau desquelles les pièces 221, 6 sont en contact l’une avec l’autre ou en quasi-contact, c’est-à-dire avec un jeu très faible existant entre tout ou partie desdites portions, l’une avec l’autre.
De préférence, les plaques 6, 7 de l’échangeur sont des plaques colaminées comprenant une feuille centrale 40 dont chaque face est revêtue d’une couche 30. Selon un autre mode de réalisation, l'agent de brasage 30 peut prendre la forme d’un feuillard ou d’une couche de revêtement de surface 30. La couche de revêtement 30 peut être déposée par pulvérisation ou par application au pinceau de l’agent de brasage 30 sous forme d’une suspension de poudre contenant la poudre, un dispersant, un liant, des additifs pour contrôler la viscosité.
De préférence, l’agent de brasage 30 a une épaisseur e comprise entre 50 et 300 pm, de préférence comprise entre 100 et 250 pm.
L’agent de brasage 30 est de préférence formé d’un matériau métallique ayant une température de fusion inférieure à celle des matériaux constitutifs des pièces 6, 221. Les pièces 6, 221 et 30 sont de préférence formées d’alliage d’aluminium. Les plaques 6 et les éléments 221 de l’échangeur sont avantageusement formées d’un premier alliage d’aluminium de la famille 3XXX, de préférence du type 3003 (norme ASME SB-2019 SECTION 2-B). L’agent de brasage 30 est formé d’un deuxième alliage d’aluminium, de préférence un alliage du type 4XXX (norme ASME SB-2019 SECTION 2-B), en particulier du type 4004.
Comme on le voit en coupe transversale sur la Figure 4, le premier élément intercalaire 221 comprend un premier ensemble d’ailettes ou jambes d’onde 123 délimitant entre elles une pluralité de canaux 26 pour l’écoulement du premier fluide.
Le premier élément 221 est agencé dans au moins un passage 33 formé entre une première et une deuxième plaques 6, 7 avec au moins une première portion d’assemblage 121 positionnée contre la première plaque 6 (non illustrée sur la Figure 4). La première portion d’assemblage 121 comprend une première paire de surfaces 121a, 121b opposées, l’une 121a orientée du côté de la première plaque 6 et l’autre 121 b orientée du côté de la deuxième plaque 7.
Ledit passage 33 comprend en outre au moins un deuxième élément intercalaire 222 comprenant au moins une deuxième portion d’assemblage 321 positionnée contre la deuxième plaque 7 et comprenant une deuxième paire de surfaces 321 a, 321 b opposées, l’une 321 a étant orientée du côté de la première plaque 6 et l’autre 321 b étant orientée du côté de la deuxième plaque 7.
Notons que les termes « positionnée contre », s’entendent d’une portion d’assemblage juxtaposée à une plaque, avec ou sans jeu existant entre tout ou partie de la portion et la plaque.
Le deuxième élément intercalaire 222 comprend un deuxième ensemble d’ailettes ou jambes d’onde 223 formant, au sein du passage 33, un deuxième ensemble de canaux 27 pour l’écoulement du premier fluide, comme montré dans l’exemple de la Figure 5.
Selon l’invention, le premier et le deuxième éléments intercalaires 221, 222 comprennent au moins une texturation de surface 23 sous la forme d’une structure poreuse ou de reliefs formés sur des surfaces du premier et du deuxième éléments intercalaires 221,222.
Il est à noter que les éléments intercalaires peuvent présenter une ou plusieurs formes prédéterminées de texturation de surface réparties sur différentes zones de sa surface, étant entendu qu’une texturation de surface peut aussi bien être réalisée dans les surface du matériau constitutif des éléments intercalaires qu’y être déposée, c’est-à-dire résulter d’un apport de matière supplémentaire sur les surfaces des éléments intercalaires. De préférence, les premier et deuxième éléments intercalaires 221, 222 comprennent des substrats massifs, en particulier des substrats non-poreux, sur lesquels on forme ladite texturation de surface 23.
En outre, au moins une ailette ou jambe d’onde 123 du premier ensemble et au moins une ailette ou jambe d’onde 223 du deuxième ensemble présentant ladite texturation de surface 23, la première portion d’assemblage 121 étant exempte de texturation 23 au moins sur sa surface 121a orientée du côté de la première plaque 6 et ladite deuxième portion d’assemblage 321 étant exempte de texturation 23 au moins sur sa surface 321b orientée du côté de la deuxième plaque 7.
Ainsi, on préserve la mouillabilité et la bonne brasabilité des surfaces des premier et deuxième éléments intercalaires destinées à être positionnées contre les plaques adjacentes pour y être assemblées par brasage. Au cours du brasage, la répartition de l’agent de brasage au niveau du joint peut être contrôlée, ce qui conduit à un joint ayant de bonnes propriétés mécaniques et thermiques. Il est ainsi possible d’utiliser les procédés traditionnels de fabrication d’échangeurs à plaques et ailettes brasés.
En outre, le fait de disposer tête-bêche deux éléments intercalaires 221,222 distincts dans le passage 33 de l’échangeur, l’un s’étendant en regard de la première plaque 6, et l’autre s’étendant en regard de la deuxième plaque 7, offre un plus grand degré de liberté quant aux surfaces des éléments qui peuvent présenter la texturation de surface 23. En particulier, les surfaces de chaque élément qui sont situées à l’opposé de la plaque à laquelle cet élément doit être assemblé peuvent, en tout ou partie, présenter une texturation de surface.
Cela permet de maximiser la part de surface interne des canaux 26, 27 formés au sein du passage 33 qui peut présenter une texturation de surface, sans que cela n’affecte la qualité de brasage puisque les joints sont brasés au niveau de surfaces sans texturation.
De préférence, les surfaces 6a, 6b, et 7a, 7b des plaques 6, 7 sont exemptes de texturation de surface. On préserve ainsi la qualité des joints de brasage formés avec les plaques.
Avantageusement, la première portion d’assemblage 121 présente la texturation de surface 23 sur sa surface 121b orientée du côté de la deuxième plaque 7, de préférence sur la totalité ou la quasi-totalité de ladite surface 121 b, et la deuxième portion d’assemblage 221 présente la texturation de surface 23 sur sa surface 321 a orientée du côté de la première plaque 6, de préférence sur la totalité ou la quasi-totalité de ladite surface 321a.
De préférence, la première portion d’assemblage 121 du premier élément intercalaire 221 est agencée entre deux ailettes ou jambes d’ondes 123 successives du premier ensemble, la surface 121b orientée du côté de la deuxième plaque 7 ayant deux extrémités reliées chacune à une surface de liaison 123a de chacune des deux ailettes ou jambes d’ondes 123. La surface 121 b de la première paire et lesdites surfaces de liaison 123a, 123a présentant la texturation de surface 23. De préférence, lesdites surfaces de liaison 123a, 123a présentant la texturation de surface 23 sur leur totalité ou quasi-totalité.
Ainsi, les ailettes ou jambes d’onde 123 délimitent entre elles un canal dont le fond, formé par la première portion d’assemblage, et les parois latérales, formées par les deux ailettes 123, présente des surfaces internes à coefficient d’échange thermique amélioré.
De même, la deuxième portion d’assemblage 321 du deuxième élément intercalaire 222 peut être agencée entre deux ailettes ou jambes d’ondes 223 du deuxième ensemble, la surface 321a de la deuxième paire orientée du côté de la première plaque 6 ayant deux extrémités reliées chacune à une surface de liaison 223a, 223b de chacune des deux ailettes ou jambes d’ondes 223, ladite surface 321a de la deuxième paire et lesdites surfaces de liaison 223a présentant la texturation de surface 23.
Ainsi, les ailettes ou jambes d’onde 223 délimitent entre elles un canal dont le fond, formé par la première portion d'assemblage 121, et les parois latérales, formées par les deux ailettes 223, présente des surfaces internes à coefficient d’échange thermique amélioré.
Selon un mode de réalisation de l’invention, les ailettes ou jambes d’ondes 123 du premier ensemble et les ailettes ou jambes d’ondes 123 du deuxième ensemble se succèdent suivant une direction latérale x parallèle aux première et deuxième plaque 6, 7, les ailettes ou jambes d’onde 223 du deuxième ensemble étant positionnée en décalage suivant la direction latérale x par rapport aux ailettes ou jambes d’onde 123 du premier ensemble.
Avantageusement, au moins une ailette ou jambe d’onde 223 du deuxième ensemble fait saillie au moins partiellement dans un canal 26 formé entre deux ailettes ou jambes d’onde 223 successives du premier ensemble et/ou au moins une ailette ou jambe d’onde 123 du premier ensemble fait saillie au moins partiellement dans un canal 27 formé entre deux ailettes ou jambes d’onde 223 successives du deuxième ensemble.
Un tel agencement permet d’augmenter encore la part de surface interne des canaux 26, 27 présentant une texturation de surface 23.
Selon un mode de réalisation particulier, les premier et deuxième éléments intercalaires 221,222 sont des produits ondulés comprenant chacun une succession de jambes d’onde 123, 223 reliées alternativement par des sommets d’onde 121,321 et des bases d’onde 122, 322. Au moins un sommet d’onde 121 du premier produit ondulé 221 forme une première portion d’assemblage 121 selon l’invention et au moins un sommet d’onde 321 du deuxième produit ondulé 222 forme ladite deuxième portion d’assemblage 321.
Les explications qui suivent sont faites en référence aux Figures 3 à 7, étant entendu que les éléments intercalaires 221,222 peuvent revêtir toute autre forme adéquate et n’incluent pas nécessairement toutes les caractéristiques détaillées ci-après.
Les Figures 4 et 5 montrent des vues en coupe transversale de produits ondulés 221, 222. Chacun des produits ondulés 221, 222 comprennent plusieurs jambes d’onde 123, 223 de forme longiligne qui s’étendent parallèlement entre elles et globalement suivant une direction longitudinale z. Les jambes d’onde se succèdent suivant une direction latérale x, qui est perpendiculaire à la direction longitudinale z, et sont reliées alternativement par des sommets d’onde 121,321 et des bases d’onde 122, 322.
Selon l’exemple illustré sur les Figures 4 et 5, les sommets et les bases d’onde des premier et deuxième produits ondulés sont de forme plane et s’étendent parallèlement entre eux et perpendiculairement aux jambes d’onde 123, 223. Les canaux 26, 27 pour le premier fluide, qui sont formés entre deux jambes d’onde successives et un sommet ou une base agencé entre lesdites jambes d’onde successive de chaque produit ondulé, présentent ainsi des sections transversales de forme générale rectangulaire.
Les Figures 4 et 5 illustrent des ondes droites présentant des jambes d’onde 123, 223 à surfaces planes. D’autre configurations d’éléments intercalaires 221, 222 sont bien sûr envisageables, notamment des configurations du type onde droite perforée, onde à décalage partiel, onde à vagues ou à arête de hareng (« herringbone » en anglais).
Les premier et deuxième produits ondulés 221, 222 selon les Figures 4 et 5 sont visibles sur la Figure 3 à l’état monté, c’est-à-dire montés entre une première et une deuxième plaque 6, 7 directement voisines formant un passage 33 d’échangeur. Le passage 33 est de forme globalement parallélépipédique et configuré pour canaliser le premier fluide parallèlement à la direction longitudinale z.
En fonctionnement, le premier fluide s’écoule sur la largeur du passage 33, mesurée suivant la direction latérale x, entre une entrée et une sortie du passage 33 situées à deux extrémités opposées suivant la longueur du passage 33, mesurée suivant la direction longitudinale z. Les jambes d’onde 123, 223 délimitent, au sein du passage 33, une pluralité de canaux 26, 27 qui s’étendent parallèlement à la direction longitudinale z.
De préférence, les produits ondulés 221, 222 sont disposés en configuration dite << easyway » dans le passage 33, c’est-à-dire que les jambes d’onde 123, 223 s’étendent globalement suivant la direction d’écoulement du premier fluide dans le passage 33. A noter qu’en service, la direction d’écoulement du premier fluide est de préférence verticale, le sens d’écoulement pouvant être ascendant ou descendant.
Avantageusement, on pourra agencer des produits ondulés 221, 222 selon l’invention dans une zone 3 d’un passage 33 de l’échangeur dans laquelle pénètre l’oxygène montant, les produits ondulés présentant ainsi en surface des porosités ou reliefs multipliant les sites d’amorçage pour la formation du bulles d’oxygène gazeux OG.
Le premier produit ondulé 221 s’étend globalement parallèlement à la première plaque 6 et présente des sommets d’onde 121 assemblés avec la première plaque 6. Le deuxième produit ondulé 222 s’étend globalement parallèlement à la deuxième plaque 7 et présente des sommets d’onde 321 assemblés avec la deuxième plaque 7.
Pour chaque produit ondulé 221,222, plusieurs paires de jambes d’onde 123, 223 s’étendent depuis deux sommets d’onde 121, 321 adjacents et sont reliées entre elles par des bases d’onde 122, 322.
Les sommets d’onde 121 du premier produit ondulé 221 sont exempts de texturation de surface 23 sur leur surface 121a orientée du côté de la première plaque 6, ce qui permet de les braser solidement à une portion d’assemblage réciproque sur la première plaque 6 lors de la fabrication de l’échangeur, mais présentent la texturation de surface 23 sur leur surface 121b orientée du côté de la deuxième plaque 7, ce qui favorise les performances thermiques de l’échangeur.
Les sommets d’onde 321 du deuxième produit ondulé 222 sont exempts de texturation de surface 23 sur leur surface 321b orientée du côté de la deuxième plaque 7, ce qui permet de les braser solidement à une portion d’assemblage réciproque sur la deuxième plaque 7 lors de la fabrication de l’échangeur, mais présentent la texturation de surface 23 sur la surface 321 a de la deuxième paire orientée du côté de la première plaque 6, ce qui favorise les performances thermiques de l’échangeur.
De préférence, chaque sommet d’onde 121, 321 des premier et deuxième produits ondulés forment respectivement une première et une deuxième portions d’assemblage 121,321 selon l’invention.
Comme visible plus distinctement sur les Figures 4 et 5, les produits ondulés 221,222 comprennent des bases d’onde 122, 322 présentant chacune des surfaces opposées 122a, 122b, 322a, 322b.
Selon le mode de réalisation illustré sur la Figure 3, chaque produit ondulé 221, 222 est assemblé seulement à l’une des première et deuxième plaques 6, 7 par ses sommets d’onde 121, 122 respectifs.
Ainsi, les bases d’onde 122, 322 des premier et deuxième produits ondulés 221,222 ne sont pas destinées à être brasées avec les plaques 6, 7 et peuvent présenter avantageusement une texturation de surface 23 sur leurs surfaces 122b orientées du côté de la deuxième plaque 7 en ce qui concerne le premier produit ondulé 221, et sur leurs surfaces orientées 322a orientées du côté de la première plaque 6 en ce qui concerne le deuxième produit ondulé 222. Cela permet de maximiser la superficie des surfaces à texturation de surface 23 présente dans le passage 23 et donc de maximiser l’efficacité de transfert thermique au sein dudit passage 33.
Tout ou partie des jambes d’onde 123 du premier ensemble, de préférence la totalité, présente des surfaces de liaison 123a reliées à la surface 121 b d’un sommet d’onde 121 du premier produit ondulé 221 orientée du côté de la deuxième plaque 7. De même, des jambes d’onde 223 du deuxième ensemble présentent des surfaces de liaison 223a reliées à la surface 321 a d’un sommet d’onde 321 du deuxième produit ondulé 222 orientée du côté de la première plaque 6.
Dans ce contexte, le terme « reliées » signifie que la surface de liaison considérée et la surface de sommet d’onde à laquelle elle est reliée définissent ensemble des surfaces internes d’un même canal 26, 27 du premier ou du deuxième élément intercalaire 221,222.
Avantageusement, lesdites surfaces de liaison 123a, 223a présentent la texturation de surface 23 et les surfaces 123b, 223b opposées auxdites surfaces de liaison 123a, 223a sont exemptes de texturation de surface 23.
En outre, les surfaces 122a des bases d’onde 122 du premier produit ondulé 221 qui sont orientées vers la première plaque 6, et les surfaces 322b des bases d’onde du deuxième produit ondulé 222 qui sont orientées vers la deuxième plaque 7 sont de préférence exemptes de texturation de surface.
De préférence, les autres surfaces 122b et 322a présentent la texturation de surface 23, de préférence sur leur totalité ou quasi-totalité.
Ainsi, selon un mode de réalisation illustré sur la Figure 6, les premier et deuxième produits ondulés 221, 222 peuvent chacun être formé à partir d’un produit plat. Avant sa mise en forme, le produit plat comprend deux faces opposées 221a, 221b ou 222a, 222b. La texturation de surface 23 est d’abord formée sur le produit plat, puis le produit plat est mis en forme, généralement par emboutissage. De préférence le produit plat, par exemple une tôle ou feuillard, a une épaisseur d’au moins 0,15 mm, de préférence comprise entre 0,2 et 0,5 mm.
Avantageusement, on forme au moins une texturation de surface 23 sur l’une seulement desdites faces opposées 221a, 221b ou 222a, 222b. De préférence, les faces opposées 221b, 222a sur lesquelles la texturation de surface 23 est formée présentent ladite texturation, sur leur totalité ou leur quasi-totalité. La face 221b sur laquelle la texturation est formée donne lieu, après mise en forme, aux surfaces 123a, 121 b, 122b du premier produit ondulé identifiées ci-dessus. La face 222a sur laquelle la texturation est formée donne lieu, après mise en forme, aux surfaces 123a, 321a, 322a du deuxième produit ondulé identifiées ci-dessus.
A noter que dans la cadre de la présente invention, la quasi-totalité d’une surface, d’une face ou d’un élément s’entend d’une portion représentant au moins 90%, de préférence au moins 95%, de préférence encore au moins 98% de la superficie de cette surface ou face ou de la superficie totale de cet élément.
De préférence, dans le cadre de l’invention, toutes les surfaces du premier élément intercalaire 221 situées, à l’état monté, du côté de la deuxième plaque 7 présentent donc une texturation de surface 23 et toutes les surfaces du premier élément intercalaire 221 situées, à l’état monté, du côté de la première plaque 6 sont exemptes de texturation de surface 23. De même, toutes les surfaces du deuxième élément intercalaire 222 situées, à l’état monté, du côté de la première plaque 6 présentent une texturation de surface 23 et toutes les surfaces du deuxième élément intercalaire 222 situées, à l’état monté, du côté de la deuxième plaque 7 sont exemptes de texturation de surface 23.
Ainsi, on simplifie le procédé de fabrication puisque la texturation de surface peut être formée ou déposée sur une face entière des éléments intercalaires sans nécessiter d’étape supplémentaire de masquage ou de posttraitement visant à éliminer la texturation de surface des portions à assembler puisque cette face n'est pas destinée à former des portions d’assemblage avec une plaque. Aucune texturation n’est réalisée sur l’autre face des éléments intercalaires de manière à préserver la qualité des joints de brasage des éléments intercalaires avec les plaques.
Il n’est pas nécessaire de réaliser de texturation de surface après montage des éléments intercalaires 221,222 dans l’échangeur puisque ceux ci présentent déjà la texturation sur les zones souhaitées des ailettes. On peut ainsi incorporer une structure d’échange thermique à surface intensifiée dans l’échangeur tout en préservant l’intégrité structurelle de la matrice de l’échangeur et de ses canaux internes.
Selon le mode de réalisation illustré en Figure 3, les sommets d’onde 321 du deuxième produit ondulé 222 sont positionnés en décalage suivant la direction latérale x par rapport aux sommets d’onde 121 du premier produit ondulé 221.
Selon un mode de réalisation particulier, on peut adapter la hauteur des jambes d’onde 123, 223 des éléments intercalaires 221, 222, lesdites hauteurs étant mesurées perpendiculairement aux plaques 6,7, de sorte qu’au moins une base d’onde 122 du premier produit ondulé 221 fasse saillie dans un canal 27 dont le fond est formé par un sommet 321 du deuxième produit ondulé 222 et qu’au moins une base d’onde 322 du deuxième produit ondulé 222 fasse saillie dans un canal 26 dont le fond est formé par un sommet 121 du premier produit ondulé 221.
De préférence, comme c’est le cas sur la Figure 3, les sommets d’onde 121 du premier produit ondulé sont au moins en partie en contact ou quasicontact avec les bases d’onde 322 du deuxième produit ondulé 222 et/ou les sommets d’onde 321 du deuxième produit ondulé 222 sont au moins en partie en contact ou quasi-contact avec les bases d’onde 122 du premier produit ondulé 221.
Par « quasi-contact », on entend qu’il existe un jeu très faible entre tout ou partie desdits sommets et bases d’onde, de préférence un jeu compris entre 0 et 0,1 mm, de préférence encore compris entre 0 et 0,05 mm.
Une telle configuration améliore encore et la rigidité du passage 33 du fait que les premier et/ou deuxième produits ondulés 221, 222 peuvent jouer le rôle d’entretoises entre les plaques 6, 7.
Etant noté que les sommets et les bases peuvent seulement être mis en contact sans nécessiter de brasage. C’est le cas notamment lorsqu’en fonctionnement, les canaux 26, 27 canalisent un premier fluide dont la pression est relativement faible, typiquement inférieure ou égale à 5 bar, de préférence une pression comprise entre 1 et 2 bar, comme c’est le cas dans les passages pour l’oxygène du vaporiseur-condenseur précédemment décrit.
De préférence, les premier et deuxième produits ondulés 221,222 ont des densités, définies comme le nombre de jambes d’onde par unité de longueur mesuré le long de la direction latérale x, inférieure à 18 jambes par 2,54 centimètres, de préférence inférieure à 10 jambes d’onde par 2,54 centimètres, de préférence encore inférieure ou égale à 5 jambes par 2,54 centimètre. Avantageusement, la densité peut être comprise entre 1 et 5 jambes par 2,54 centimètres. A noter que ces valeurs de densités sont applicables à des éléments intercalaires qui ne sont pas nécessairement des produits ondulés, les ailettes se succédant selon la direction latérale x et la densité étant alors définie comme le nombre d’ailettes par unité de longueur, mesuré suivant la direction latérale x.
L’utilisation d’une densité relativement faible permet de faciliter la phase de dépôt de la texturation de surface sur les ailettes ou jambes d’onde, leur surface étant plus accessible. En outre, l’utilisation d’éléments intercalaires de densité plus faible facilite l'élimination des bulles créées au niveau de la texturation de surface.
Selon un mode de réalisation, pour chacun des premier et deuxième produits ondulés 221, 222, les sommets d’onde 121, 321 présentent deux extrémités reliées à des jambes d’onde 123, 223 respectives séparées par une première largeur L1, mesurée suivant la direction latérale x. Les bases d’onde 122, 322 présentent deux extrémités reliées à des jambes d’onde 123, 223 respectives séparées par une deuxième largeur L2, mesurée suivant la direction latérale x. Etant noté que les largeurs L1, L2 correspondent à l’écartement entre deux jambes d’onde successives, mesuré suivant la direction latérale x, typiquement en section dans un plan médian de l’onde qui est parallèle aux plaques
De préférence, on configure les premier et deuxième produits ondulés de sorte que le rapport L2/L1 soit strictement inférieur à 1, de préférence compris entre 0,1 et 0,4, de préférence encore compris entre 0,1 et 0,35.
Il est aussi possible que les largeurs L1, L2 soient égales entre elles.
Ainsi, le premier ensemble de jambes d’onde 123 et le deuxième ensemble de jambes d’onde 223 comprennent chacun un agencement périodique de paires de jambes d’onde, la période de cete agencement correspondant à la distance L1+L2. Une paire de jambes d’onde d'un ensemble peut être intercalée entre deux paires de jambes d’onde de l’autre ensemble, la surperficie de surface interne des canaux 26, 27 qui peut présenter une texturation de surface étant maximisée, tout en gardant la possibilité de former la texturation de surface sur la seule face de l’élément qui n’est pas destinée à se situer du côté d’une plaque de l'échangeur.
De préférence, la première largeur L1 est comprise entre 3 et 20 mm, de préférence entre 5 et 15 mm, et la deuxième largeur L2 est comprise entre 1,2 et 7 mm, de préférence entre 2 et 5 mm.
Etant précisé que le premier produit ondulé peut présenter des largeurs L1, L2 et/ou des hauteurs identiques à celles du deuxième produit ondulé, mais pas nécessairement.
De préférence, les éléments intercalaires 221,222 comprennent chacun un substrat massif, en particulier un substrat non-poreux, sur lequel la texturation 23 est formée. Selon les structures des éléments intercalaires, les substrats peuvent comprendre une ou plusieurs premières et/ou deuxièmes portions d’assemblage, les ailettes ou jambes d’onde.
A noter que chaque élément intercalaire est de préférence monobloc, c’est-à-dire formé d’une seule pièce.
Dans le cadre de l’invention, la texturation de surface 23 peut résulter d’un revêtement de surface déposé sur l’élément ou bien d’une modification de l’état de surface dudit élément pièces.
En particulier, la texturation de surface 23 peut résulter d’un revêtement de surface déposé sur les substrats des éléments intercalaires, en particulier un revêtement déposé par voie liquide, notamment par trempage, pulvérisation ou par voie électrolytique, par voie sèche, notamment par dépôt chimique en phase vapeur (en anglais Chemical Vapor Déposition ou CVD) ou dépôt physique en phase vapeur (en anglais Physical Vapor Déposition ou CVD), ou par projection thermique, en particulier par flamme ou par plasma.
La modification de l’état de surface desdites pièces pourra être obtenu par un traitement chimique ou par un traitement mécanique, par exemple par sablage, rainurage....
De préférence, la texturation de surface est formée d'aluminium ou d’un alliage d’aluminium comprenant, pour 100% de sa masse, au moins 80% en masse d’aluminium, de préférence au moins 90%, de préférence encore au moins 99% d’aluminium.
Selon un mode préféré de réalisation, la texturation de surface 23 est sous la forme d’une structure poreuse, de préférence une couche poreuse. La structure poreuse peut par exemple être formée d’un dépôt de particules d’aluminium légèrement frittées, de filaments d’aluminium enchevêtrés, de particules d’aluminium semi fondues collées les unes aux autres, telles les particules d’aluminium qui sont obtenues après projection que l’on obtient en projection thermique par flamme.
De préférence, la texturation de surface 23 présente avant brasage une porosité ouverte comprise entre 15 et 60%, de préférence entre 20 et 45%, de préférence encore une porosité ouverte initiale comprise entre 25 et 35% (% en volume). A noter que la porosité ouverte est définie comme le rapport entre le volume des pores ouverts, c’est-à-dire les pores communiquant fluidiquement avec l’environnement extérieur dans lequel se situe l’élément intercalaire considéré, et le volume total de la structure poreuse.
Les pores de la structure poreuse 23 ont de préférence un diamètre compris entre 1 et 200 pm, de préférence compris entre 5 et 100 pm. Etant noté que les pores ne sont pas nécessairement de section circulaire mais peuvent présenter des formes irrégulières. Le terme « diamètre », couvre donc également un diamètre hydraulique équivalent qui peut être calculé à partir de mesure de la perte de charge subit par un écoulement gazeux à travers la structure poreuse et en supposant que les pores ont une forme régulière, notamment sphérique, cylindrique, ...
On pourra également caractériser la dimension des pores par leur volume. De préférence, les pores de la structure poreuse 23 ont un volume compris entre 1000 et 1 000 000 pm3. Le volume des pores pourra par exemple être déterminé par tomographie ou par analyse d’images de sections polies d’échantillons prises dans une multitude de directions dans l’espace.
De façon alternative, la texturation de surface 23 peut être sous la forme de reliefs, ou motifs, imprimés ou réalisés dans ou sur le matériau 5 constitutif du substrat d’un élément intercalaire. De préférence, ces reliefs définissent, en coupe transversale, des cavités ouvertes à la surface de l’élément. Par exemple, des micro-reliefs ou taille ou morphologie diverses, tels des gorges, discrètes ou ininterrompues, des stries, des protubérances, ... pourront être formés ou déposés à la surface de l’élément considéré. En 10 particulier, les reliefs formant la texturation de surface 23 peuvent être réalisés par usinage laser ou mécanique et/ou chimique.

Claims (15)

1. Echangeur de chaleur du type à plaques et ailettes brasées comprenant une pluralité de plaques agencées parallèlement entre elles de façon à définir une série de passages pour l’écoulement d’un premier fluide à mettre en relation d’échange thermique avec au moins un deuxième fluide, au moins un passage (33) étant formé entre une première et une deuxième plaque (6, 7) et comprenant :
- au moins un premier élément intercalaire (221 ) s’étendant en regard de la première plaque (6) et comprenant au moins une première portion d’assemblage (121) positionnée contre la première plaque (6), ladite première portion d’assemblage (121) comprenant une première paire de surfaces (121a, 121b) opposées, l’une (121a) des surfaces de la première paire étant orientée du côté de la première plaque (6) et l’autre (121b) des surfaces de la première paire étant orientée du côté de la deuxième plaque (7),
- au moins un deuxième élément intercalaire (222) s’étendant en regard de la deuxième plaque (7) et comprenant au moins une deuxième portion d’assemblage (321) positionnée contre la deuxième plaque (7), ladite deuxième portion d’assemblage (321 ) comprenant une deuxième paire de surfaces (321 a, 321b) opposées, l’une (321a) des surfaces de la deuxième paire étant orientée du côté de la première plaque (6) et l’autre (321b) des surfaces de la première paire étant orientée du côté de la deuxième plaque (7),
- le premier et le deuxième éléments intercalaires (221, 222) comprenant respectivement un premier ensemble d’ailettes ou jambes d’onde (123) et un deuxième ensemble d’ailettes ou jambes d’onde (223) s’étendant respectivement depuis ladite première portion d’assemblage (121) et ladite deuxième portion d’assemblage (321) de façon à délimiter respectivement, au sein du passage (33), un premier ensemble de canaux (26) et un deuxième ensemble de canaux (27) pour l’écoulement du premier fluide, caractérisé en ce que le premier et le deuxième éléments intercalaires (221, 222) comprennent au moins une texturation de surface (23) sous la forme d’une structure poreuse ou de reliefs formés sur des surfaces du premier et du deuxième éléments intercalaires (221,222), au moins une ailette ou jambe d’onde (123) du premier ensemble et au moins une ailette ou jambe d'onde (223) du deuxième ensemble présentant ladite texturation de surface (23), et ladite première portion d’assemblage (121) étant exempte de texturation de surface (23) sur au moins celle (121a) des surfaces de la première paire orientée du côté de la première plaque (6) et ladite deuxième portion d’assemblage (321) étant exempte de texturation de surface (23) sur au moins celle (321 b) des surfaces de la deuxième paire orientée du côté de la deuxième plaque (7).
2. Echangeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première portion d’assemblage (121 ) présente la texturation de surface (23) sur la surface (121b) de la première paire orientée du côté de la deuxième plaque (7) et la deuxième portion d’assemblage (221 ) présente la texturation de surface (23) sur la surface (321a) de la deuxième paire orientée du côté de la première plaque (6).
3. Echangeur selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la première portion d’assemblage (121) du premier élément intercalaire (221) est agencée entre deux ailettes ou jambes d’ondes (123) successives du premier ensemble, la surface (121b) de la première paire orientée du côté de la deuxième plaque (7) ayant deux extrémités reliées chacune à une surface de liaison (123a) de chacune des deux ailettes ou jambes d’ondes (123), la surface (121b) de la première paire et lesdites surfaces de liaison (123a) présentant la texturation de surface (23).
4. Echangeur selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la deuxième portion d’assemblage (321) du deuxième élément intercalaire (222) est agencée entre deux ailettes ou jambes d’ondes (223) du deuxième ensemble, la surface (321a) de la deuxième paire orientée du côté de la première plaque (6) ayant deux extrémités reliées chacune à une surface de liaison (223a) de chacune des deux ailettes ou jambes d’ondes (223), ladite surface (321 a) de la deuxième paire et lesdites surfaces de liaison (223a) présentant la texturation de surface (23).
5. Echangeur selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les ailettes ou jambes d’ondes (123) du premier ensemble et les ailettes ou jambes d’ondes (123) du deuxième ensemble se succèdent suivant une direction latérale (x) parallèle aux première et deuxième plaque (6, 7), les ailettes ou jambes d’onde (223) du deuxième ensemble étant positionnée en décalage suivant la direction latérale (x) par rapport aux ailettes ou jambes d’onde (123) du premier ensemble.
6. Echangeur selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’au moins une ailette ou jambe d’onde (223) du deuxième ensemble fait saillie au moins partiellement dans un canal (26) formé entre deux ailettes ou jambes d’onde (223) successives du premier ensemble et/ou au moins une ailette ou jambe d’onde (123) du premier ensemble fait saillie au moins partiellement dans un canal (27) formé entre deux ailettes ou jambes d’onde (223) successives du deuxième ensemble.
7. Echangeur selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les premier et deuxième éléments intercalaires sont sous la forme respectivement d’un premier et d’un deuxième produits ondulés (221, 222) comprenant respectivement un premier et un deuxième ensemble de jambes d'onde (123, 223) reliées alternativement par des sommets d’onde (121, 321 ) et des bases d’onde (122, 322), au moins un sommet d’onde (121 ) du premier produit ondulé (221) formant ladite première portion d’assemblage (121) et au moins un sommet d'onde (321) du deuxième produit ondulé (222) formant ladite deuxième portion d’assemblage (321).
8. Echangeur selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit sommet d’onde (121) du premier produit ondulé (221) présente la texturation de surface (23) sur sa surface (121 b) orientée du côté de la deuxième plaque (7) et ledit sommet d’onde (321) du deuxième produit ondulé (222) présente la texturation de surface (23) sur la surface (321 a) de la deuxième paire orientée du côté de la première plaque (6).
9. Echangeur selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’au moins une base d’onde (122) du premier produit ondulé (221) comprend une troisième paire de surfaces opposées (122a, 122b) dont l’une (122a) orientée du côté de la première plaque (6) est exempte de texturation de surface (23) et l’autre (122b) orientée du côté de la deuxième plaque (7) présente la texturation de surface (23) et en ce qu’au moins une base d’onde (322) du deuxième produit ondulé (222) comprend une quatrième paire de surfaces opposées (322a, 322b) dont l’une (322a) orientée du côté de la première plaque (6) présente la texturation de surface (23) et l’autre (322b) orientée du côté de la deuxième plaque (7) est exempte de texturation de surface (23).
10. Echangeur selon l’une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que les jambes d’onde (123) du premier ensemble présentent des surfaces de liaison (123a) reliées à la surface (121b) d’un sommet d’onde (121) du premier produit ondulé (221 ) orientée du côté de la deuxième plaque (7) et les jambes d’onde (223) du deuxième ensemble présentent des surfaces de liaison (223a) reliées à la surface (321a) d’un sommet d’onde (321) du deuxième produit ondulé (222) orientée du côté de la première plaque (6), lesdites surfaces de liaison (123a, 223a) présentant la texturation de surface (23) et les surfaces (123b, 223b) opposées auxdites surfaces de liaison (123a, 223a) étant exemptes de texturation de surface (23).
11. Echangeur selon l’une des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que les sommets d’onde (121, 321) et les bases d’onde (122, 322) des premier et deuxième produits ondulés (221, 222) se succèdent suivant une direction latérale (x), les sommets d’onde (321) du deuxième produit ondulé (222) étant positionnés en décalage suivant la direction latérale (x) par rapport aux sommets d’onde (121 ) du premier produit ondulé (221 ).
12. Echangeur selon la revendication 11, caractérisé en ce que les jambes d’onde (123, 223) des premier et deuxième produits ondulés sont dimensionnés de sorte que les sommets d’onde (121 ) du premier produit ondulé (221 ) sont au moins en partie en contact ou quasi-contact avec les bases d’onde (322) du deuxième produit ondulé (222) et les sommets d’onde (321) du deuxième produit ondulé (222) sont au moins en partie en contact avec les bases d’onde (122) du premier produit ondulé (221).
13. Elément intercalaire pour échangeur de chaleur du type à plaques et ailettes brasés, ledit élément intercalaire étant sous la forme d'un produit ondulé (221) comprenant une succession de jambes d’onde (123) reliées alternativement par des sommets d’onde (121) et des bases d’onde (122), caractérisé en ce que ledit produit ondulé (221) est formé à partir d’un produit plat comprenant deux faces opposées (221a, 221b) et au moins une texturation de surface (23) sous la forme d’une structure poreuse ou de reliefs formés sur une surface du produit plat, l’une seulement desdites faces opposées présentant sur sa totalité ou sa quasi-totalité ladite texturation de surface (23).
14. Elément selon la revendication 13, caractérisé en ce que la texturation de surface (23) est sous la forme d’une structure poreuse ayant une porosité ouverte comprise entre 15 et 60 %, de préférence une porosité ouverte comprise entre 20 et 45 % (% en volume) ou sous la forme de reliefs définissant, en coupe transversale, des cavités ouvertes à la surface des premier et deuxième éléments intercalaires (221,222).
15. Elément selon l’une des revendications 13 ou 14, caractérisé en ce que les jambes d’onde (123) se succèdent suivant une direction latérale (x), chaque sommet d’onde (121) présentant deux extrémités reliées à des jambes d’onde (123) respectives séparées par une première largeur (L1), mesurée suivant la direction latérale (x), et chaque base d’onde (122) présentant deux extrémités reliées à des jambes d’onde (123) respectives séparées par une deuxième largeur (L2), mesurée suivant la direction latérale (x), le rapport (L2/L1) entre la deuxième largeur et la première largeur étant inférieur à 1, de préférence compris entre 0,1 et 0,4, de préférence encore compris entre 0,1 et 0,35.
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