Nappe de circulation de fluide, procédé pour réaliser une telle nappe, et échangeur thermique comportant au moins une telle nappe

La présente invention concerne les nappes de circulation de fluide, les procédés pour réaliser de telles nappes et les échangeurs thermiques comportant de telles nappes, en soulignant que ces échangeurs thermiques trouvent une application particulièrement avantageuse dans le cadre d'échanges thermiques à l'aide de fluides gazeux, comme de l'air ou analogue. II existe des échangeurs thermiques qui comportent une pluralité de nappes au contact les unes des autres définissant chacune une circulation fluidique, chaque nappe comportant au moins deux plaques ou feuilles pleines réalisées en un matériau étanche au fluide et maintenues à distance l'une de l'autre par des moyens d'entretoises de différents types. Cependant, les échangeurs connus de ce type ont un prix de revient relativement élevé et en outre ne sont pas très performants, ce qui ne leur permet pas d'être vulgarisés et utilisés dans tous domaines techniques, par exemple dans la ventilation des immeubles d'habitation et/ou industriels et/ou commerciaux pour la récupération de l'énergie calorifique véhiculée comme, par exemple, dans les appareils connus sous le sigle VMC.

On connaît par exemple le document WO 2005/033607, qui se rapporte à un échangeur de chaleur comprenant une pluralité de plaques empilées et espacées les unes des autres grâce à une pluralité de broches, disposées entre deux plaques juxtaposées. Les broches d'écartement de deux plaques traversent les deux plaques et s'étendent de part et d'autre de chacune des deux plaques sur une certaine longueur. Les broches sont soudées aux plaques dans la zone de contact avec celles-ci.

On connaît en outre le document DE 100 25 486, qui se rapporte à un échangeur de chaleur, à haute résistance à la pression et haut pouvoir échangeur de chaleur. Le bloc échangeur de chaleur comporte une rangée de parois définissant entre les parois, des chambres pour l'écoulement d'un premier fluide et d'un second fluide à mettre en contact thermique avec lui, et une pluralité de tiges conductrices de chaleur s'étendant de façon

continue à travers la rangée de parois, les parois échangeuses de chaleur étant formées de tronçons de tube plat qui sont disposés selon la direction de la rangée et maintenus écartés les uns des autres grâce aux tiges conductrices, et dont les espaces intérieurs forment des premières chambres d'écoulement du fluide caloporteur pour le premier fluide caloporteur alors que les espaces situés entre les tubes plats forment des secondes chambres d'écoulement du fluide caloporteur pour le second fluide caloporteur.

Aussi, la présente invention a-t-elle pour but de réaliser une nappe de circulation de fluide qui pallie au moins en grande partie les inconvénients mentionnés ci-dessus des nappes constituant les échangeurs thermiques de l'art antérieur, pour réaliser des échangeurs thermiques d'une plus faible masse que les échangeurs de l'art antérieur, ayant une perte de charge réduite dans les circulations fluidiques et un faible coût de fabrication, tout en améliorant les échanges thermiques entre les nappes, en s'affranchissant des limites dimensionnelles propres aux techniques de l'art antérieur et en augmentant la résistance aux différences de pression entre les nappes de circulations fluidiques.

La présente invention a aussi pour but de mettre en oeuvre un procédé pour réaliser une telle nappe.

La présente invention a aussi pour but de réaliser des échangeurs thermiques comportant au moins deux nappes de circulation de fluide selon l'invention.

Plus précisément, la présente invention a pour objet une nappe de circulation de fluide comportant au moins :

• deux feuilles en un matériau étanche au dit fluide, et

• des moyens d'entretoises pour maintenir les deux dites feuilles à distance l'une de l'autre pour délimiter un espace de circulation du fluide entre les deux feuilles, caractérisée par le fait que les moyens d'entretoises sont constitués par :

• une pluralité d'aiguilles entretoises traversant les deux feuilles par des orifices réalisés dans lesdites feuilles,

• des moyens pour étancher le passage entre le bord desdits orifices

et la paroi latérale des aiguilles entretoises, et

• des moyens pour solidariser lesdites aiguilles entretoises avec lesdites feuilles,

• lesdites deux feuilles étant réalisées dans une feuille unique pliée pour former un pli.

Une telle solution permet de diminuer considérablement le coût de revient d'une nappe de circulation de fluide et d'un échangeur comportant au moins deux telles nappes, tout en utilisant les plis de la feuille unique comme participant au maintien mécanique des feuilles entre elles formant chaque nappe de circulation de fluide et à l'échange thermique entre les nappes. La synergie conférée par la combinaison des plis de la feuille unique et des aiguilles procure à la nappe et à l'échangeur comportant de telles nappes, une excellente résistance mécanique tout en permettant de minimiser l'épaisseur de la feuille unique, les aiguilles offrant en outre un moyen d'activer les échanges thermiques en provoquant des turbulences dans les écoulements.

Selon une caractéristique avantageuse, lesdites feuilles formant entre elles un angle différent de quatre-vingt-dix degrés.

Selon une caractéristique avantageuse, les moyens d'étanchéité et les moyens de solidarisation sont constitués par des moyens réalisant à la fois l'étanchéité et la solidarisation.

Selon une caractéristique avantageuse, ladite feuille unique pliée est disposée entre un mandrin et un manchon, tous deux de forme sensiblement cylindrique de révolution autour d'un même axe, de façon que l'extrémité du pli soit au contact de l'une des deux parois respectivement intérieure du manchon et extérieure du mandrin, et que les deux bords libres du pli soient tous les deux au contact de l'une des deux parois respectivement extérieure du mandrin et intérieure du manchon.

Selon une caractéristique avantageuse, lesdites deux feuilles forment entre elles un angle sensiblement égal à zéro degré.

Selon une caractéristique avantageuse, lesdites feuilles sont réalisées dans l'un des matériaux suivants: aluminium, titane, cuivre, et ont une épaisseur sensiblement comprise entre 0,03 et 1 millimètre, de

préférence entre 0,05 et 0,5 millimètre.

Selon une caractéristique avantageuse, lesdites aiguilles entretoises sont réalisées dans l'un des matériaux suivants : aluminium, titane, cuivre, matière plastique, et ont une épaisseur comprise entre 0,2 et 2 millimètres, de préférence entre 0,4 et 1 millimètre.

La présente invention a aussi pour objet un procédé pour réaliser une nappe comme celle définie ci-dessus, caractérisé par le fait qu'il consiste à :

• réaliser des orifices en correspondance dans deux feuilles en un matériau étanche au dit fluide, lesdites deux feuilles étant réalisées dans une feuille unique pliée pour former un pli,

• positionner les deux feuilles à distance l'une de l'autre pour délimiter un espace de circulation du fluide entre elles,

• introduire des aiguilles entretoises dans les orifices en correspondance, de façon que lesdites aiguilles entretoises au moins affleurent au niveau des faces des deux dites feuilles opposées à celles définissant ledit espace de circulation du fluide,

• étancher les passages entre le bord des orifices et la paroi latérale des aiguilles entretoises, et à

• solidariser les aiguilles entretoises avec lesdites feuilles. Selon une caractéristique avantageuse, la réalisation des orifices en correspondance dans les feuilles est obtenue par perçage de chaque feuille avant de les positionner l'une par rapport à l'autre.

Selon une caractéristique avantageuse, la réalisation des orifices en correspondance dans les feuilles est effectuée au moyen d'au moins l'un des éléments suivants : une matrice d'aiguilles de perçage, un faisceau de rayonnement d'énergie.

Selon une caractéristique avantageuse, lors de la réalisation desdits orifices, il est réalisé des cuvettes aptes à recevoir un liant.

Selon une caractéristique avantageuse, la réalisation des orifices en correspondance dans les feuilles est obtenue par perçage desdites feuilles lors de l'introduction des aiguilles entretoises dans lesdites feuilles.

Selon une caractéristique avantageuse, la réalisation de l'étanchéité des passages entre le bord des orifices et la paroi latérale des aiguilles

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entretoises, et la solidarisation des aiguilles entretoises avec lesdites feuilles, sont simultanées.

Selon une caractéristique avantageuse, l'étanchéité des passages entre le bord des orifices et la paroi latérale des aiguilles entretoises, et la solidarisation des aiguilles entretoises avec lesdites feuilles, sont obtenues de façon simultanée :

• en déposant un liant ayant des propriétés à la fois d'étanchéité et de solidarisation sous un effet physique donné, sur au moins l'un des éléments suivants : au moins l'une des deux faces de chaque feuille, la surface latérale des aiguilles entretoises, et

• en soumettant au dit effet physique donné l'ensemble des deux feuilles et des aiguilles entretoises après leur introduction dans les orifices.

Selon une caractéristique avantageuse, ledit liant est l'un des produits suivants : un polymère, une colle, un matériau pour brasure, un matériau pour soudure, et l'effet physique donné est un rayonnement, un chauffage à une température déterminée pendant un temps donné en fonction du produit choisi.

Selon une caractéristique avantageuse, le procédé selon l'invention consiste, successivement : • à plier une feuille unique pour former un pli, les deux pans du pli constituant les deux dites feuilles,

• à introduire lesdites aiguilles entretoises dans des orifices réalisés en correspondance dans la feuille unique,

• à disposer ladite feuille unique pliée entre une première plaque et une deuxième plaque, de façon que l'extrémité du pli soit au contact de l'une des deux parois de la première ou deuxième plaque, et que les deux bords libres du pli soient tous les deux au contact de l'autre des deux parois de la deuxième ou première plaque, et

• à étancher le passage entre le bord desdits orifices et la paroi latérale des aiguilles entretoises, et solidariser lesdites aiguilles entretoises avec lesdites feuilles.

Selon une alternative à la caractéristique précédente, le procédé selon l'invention consiste, successivement :

• à plier une feuille unique pour former un pli, les deux pans du pli constituant les deux dites feuilles,

• à introduire lesdites aiguilles entretoises dans des orifices réalisés en correspondance dans la feuille unique, • à disposer ladite feuille unique pliée entre un mandrin et un manchon tous deux de forme sensiblement cylindrique de révolution autour d'un même axe, de façon que l'extrémité du pli soit au contact de l'une des deux parois respectivement intérieure du manchon et extérieure du mandrin, et que les deux bords libres du pli soient tous les deux au contact de l'une des deux parois respectivement extérieure du mandrin et intérieure du manchon, et

• à étancher le passage entre le bord desdits orifices et la paroi latérale des aiguilles entretoises, et solidariser lesdites aiguilles entretoises avec lesdites feuilles. La présente invention a aussi pour objet un échangeur thermique caractérisé par le fait qu'il comprend au moins deux nappes selon l'invention, lesdites au moins deux nappes étant positionnées l'une contre l'autre en ayant en commun l'une de leurs feuilles, pour délimiter deux espaces de circulation du fluide contigus, les trois feuilles étant maintenues à distance les unes des autres par une pluralité d'aiguilles entretoises, chaque aiguille entretoise traversant les trois feuilles, les trois feuilles étant réalisées dans une seule feuille unique pliée en au moins deux plis consécutifs, et ayant une face commune, pour former les deux espaces de circulation de fluide contigus. Selon une caractéristique avantageuse, la feuille unique pliée est disposée entre une première plaque et une deuxième plaque, de façon que les deux extrémités des deux plis consécutifs, soient au contact de l'une des deux parois de la première ou deuxième plaque, et que les deux bords libres de ladite feuille unique pliée soient au contact de l'autre des deux parois de la deuxième ou première plaque.

Selon une caractéristique avantageuse, la feuille unique pliée est disposée entre un mandrin et un manchon tous deux de forme sensiblement cylindrique de révolution autour d'un même axe, de façon que les deux

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extrémités des deux plis consécutifs, et les deux bords libres de ladite feuille unique pliée soient respectivement au contact de la paroi extérieure du mandrin et de la paroi intérieure du manchon.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante donnée en regard des dessins annexés à titre illustratif mais nullement limitatif, dans lesquels :

Les figures 1 et 2 représentent deux vues schématiques respectivement de côté et de dessus d'un mode de réalisation d'une pluralité de nappes selon l'invention, dans une application à un échangeur thermique fluidique selon l'invention, la figure 1 permettant en outre d'expliciter le procédé pour la réalisation d'une nappe selon l'invention, et

Les figures 3 à 5 représentent trois vues schématiques d'un autre mode de réalisation d'une pluralité de nappes selon l'invention, dans une application à des échangeurs thermiques fluidiques selon l'invention, les figures 3 et 4 représentant respectivement une vue de côté et une vue de dessus de la pluralité de nappes dans sa configuration lors d'une étape du procédé mis en œuvre pour la réalisation d'un échangeur thermique fluidique selon l'invention, par exemple selon la figure 5.

Il est tout d'abord précisé que, sur les figures, les mêmes références désignent les mêmes éléments, quelle que soit la figure sur laquelle elles apparaissent et quelle que soit la forme de représentation de ces éléments. De même, si des éléments ne sont pas spécifiquement référencés sur l'une des figures, leurs références peuvent être aisément retrouvées en se reportant à une autre figure. II est aussi précisé que les figures représentent essentiellement deux modes de réalisation de l'objet selon l'invention, mais qu'il peut exister d'autres modes de réalisation qui répondent à la définition de cette invention.

Il est en outre précisé que, lorsque, selon la définition de l'invention, l'objet de l'invention comporte "au moins un" élément ayant une fonction donnée, le mode de réalisation décrit peut comporter plusieurs de ces éléments. Réciproquement, si le mode de réalisation de l'objet selon l'invention tel qu'illustré comporte plusieurs éléments de fonction identique et

si, dans la description, il n'est pas spécifié que l'objet selon cette invention doit obligatoirement comporter un nombre particulier de ces éléments, l'objet de l'invention pourra être défini comme comportant "au moins un" de ces éléments. II est enfin précisé que lorsque, dans la présente description, une expression définit à elle seule, sans mention particulière spécifique la concernant, un ensemble de caractéristiques structurelles, ces caractéristiques peuvent être prises, pour la définition de l'objet de la protection demandée, quand cela est techniquement possible, soit séparément, soit en combinaison totale et/ou partielle.

La présente invention concerne une nappe de circulation de fluide 1 , 2, 3, ... avantageusement gazeux, qui comporte au moins deux feuilles 11 , 12 en un matériau étanche au fluide et des moyens d'entretoises 20 pour maintenir les deux feuilles à distance l'une de l'autre pour délimiter un espace de circulation de ce fluide Esp entre les deux feuilles.

Selon une caractéristique essentielle de l'invention, ces moyens d'entretoises 20 sont constitués d'une pluralité d'aiguilles entretoises 21 traversant les deux feuilles 11 , 12 par des orifices 13, 14 réalisés dans ces feuilles, de moyens 31 pour étancher le passage entre le bord des orifices et la paroi latérale des aiguilles entretoises 21 , et de moyens 32 pour solidariser ces aiguilles entretoises 21 avec ces feuilles 11 , 12.

Il est précisé que, par "feuille" au sens de la présente description, il est compris une feuille proprement dite, mais aussi une plaque ou une tôle qui présente des faces sensiblement planes et parallèles, d'une épaisseur relativement faible comme explicité ci-après.

De même, par "aiguille", il est compris une aiguille proprement dite, mais aussi une tige, une bande, etc., de forme oblongue, quelle que soit la forme de sa section transversale, carrée, ronde, elliptique, polygonale, etc., qui puisse relativement facilement subir une déformation plastique sans se rompre, pour par exemple former une ligne continue brisée, mais qui ait une déformation à la compression et/ou à la traction selon son axe longitudinal relativement faible, et qui comporte avantageusement une extrémité suffisamment peu épaisse, par exemple en pointe ou en biseau, dans le but

de pouvoir plus facilement passer dans les orifices 13, 14 et, éventuellement si nécessaire, percer les feuilles définies ci-dessus.

Selon une autre caractéristique essentielle de l'invention, les deux feuilles 11 , 12 sont obtenues et formées à partir d'une feuille unique pliée 40 pour former un pli 41 , ce dernier comportant par exemple sensiblement un dièdre d'angle non nul, ou un arrondi, ou encore toute forme appropriée de retour permettant de disposer l'une des feuilles 11 ou 12 au-dessus de l'autre 12 ou 11 respectivement.

Ceci ayant été précisé, selon une réalisation avantageuse et préférentielle, les moyens d'étanchéité 31 et les moyens de solidarisation 32 sont constitués par des moyens réalisant à la fois cette étanchéité et cette solidarisation.

Il est aussi mentionné que les feuilles 11 , 12 peuvent former entre elles un angle de préférence, mais non exclusivement, différent de quatre- vingt-dix degrés.

C'est ainsi que, dans le mode de réalisation selon les figures 1 et 2, les deux feuilles 11 , 12 obtenues à partir d'une feuille unique, forment entre elles un angle sensiblement égal à zéro degré, c'est-à-dire qu'elles sont sensiblement parallèles entre elles. Cependant, les deux feuilles 11, 12 seront avantageusement, comme illustré sur les figures 3 à 5, réalisées dans une feuille unique pliée 40 en formant de ce fait un pli 41 en accordéon ou analogue, c'est-à-dire avantageusement en forme sensiblement de dièdre dont l'angle au sommet non nul est avantageusement inférieur à quatre-vingt-dix degrés. Comme représenté sur la figure 2, les circulations de fluide 5, 6 entre deux nappes juxtaposées, par exemple 1 et 2, se font avantageusement à contre-courant afin de participer à l'amélioration des performances d'échange thermique entre les deux nappes.

La circulation des fluides à contre-courant entre deux nappes juxtaposées ou successives, par exemple les nappes 1 et 2, est avantageusement établie dans la direction des lignes immatérielles correspondant et parallèles aux bords libres 48, 49 et aux extrémités 45 des plis 41 de la feuille unique 40.

Comme représenté sur la figure 2, le caractère à contre-courant de la circulation relative des deux fluides de deux nappes adjacentes, est obtenu, en coopération avec le guidage du flux des fluides dans les plis 41 de la feuille unique 40, par des entrées et sorties symétriques entre les deux nappes, par rapport à un plan perpendiculaire aux plis 41 de la feuille unique 40 : par exemple, sur la figure 2, l'entrée 5 _en du fluide 5 dans une nappe 1 se fait en bas à droite de la surface de la nappe 1 et la sortie 5 _S0 en haut à gauche de la surface de la nappe 1 ; et l'entrée 6 _en du fluide 6 dans une nappe 2 adjacente se fait en haut à droite de la nappe 2 et la sortie 6 _S0 en bas à gauche de la nappe 2 (les références de position sont faites par rapport à la vue de la figure 2).

Il est à noter que, de manière connue, le caractère à contre courant de la circulation des fluides entre deux nappes adjacentes, sera d'autant plus efficace que, en regard de la figure 2 par exemple, la distance entre les entrées 5 _en et 6 _en sur la droite ou entre les sorties 5 _S0 et 6 _S0 sur la gauche de la figure, sera grande devant la distance entre l'entrée 5 _en et la sortie 6 _S0 sur le bas de la figure ou entre l'entrée 6 _en et la sortie 5 _S0 sur le haut de celle-ci, en sorte que la longueur des canaux de circulation de fluide définis par la longueur d'un pli 41 soit grande devant la largeur de la nappe définie par la largeur du pli, ou la distance séparant l'extrémité 45 d'un pli des bords libre 48, 49.

Avec une telle réalisation en forme de pli 41 dont les deux pans constituent les deux feuilles 11 , 12, il est par exemple avantageux, afin de réaliser un échangeur thermique cylindrique, comme représenté sur la figure 5, que la feuille unique pliée 40 soit disposée entre un mandrin 42 et un manchon 43 tous deux avantageusement de forme sensiblement cylindrique de révolution autour d'un même axe 44, de façon que, comme illustré dans la zone Zi de cette figure 5, l'extrémité 45 du pli 41 , dans l'exemple avantageusement l'arête 45 du dièdre, soit au contact de l'une des deux parois 46, 47 respectivement intérieure du manchon 43 et extérieure du mandrin 42, et que les deux bords libres 48, 49 du pli 41 soient tous les deux au contact de l'une des deux parois 47, 46 respectivement extérieure du mandrin 42 et intérieure du manchon 43.

Sur les figures 3 et 4, il n'est représenté qu'une seule rangée d'une pluralité d'aiguilles entretoises 21 pour la ou les nappes 1, 2, 3. Mais il est bien précisé que cette réalisation de nappes peut comporter plusieurs rangées d'aiguilles entretoises, dont le nombre sera fonction notamment de la profondeur du pli 41. Comme représenté sur la figure 3 ou 5, une aiguille unique 21 monobloc traverse avantageusement tous les plis 41 d'une feuille unique 40 pliée entrant dans la constitution d'une pluralité de nappes de circulation 1 , 2, 3 ... d'un échangeur selon l'invention. Plusieurs aiguilles 21 , par exemple disposées de manière parallèle, peuvent chacune traverser tous les plis selon la surface des feuilles 11 , 12, comme représenté sur la figure 2 ou 4.

Les feuilles 11, 12 peuvent être réalisées en de nombreux matériaux.

Mais, de façon avantageuse, elles sont réalisées dans l'un des trois matériaux suivants : aluminium, titane, cuivre, et ont une épaisseur sensiblement comprise entre 0,03 et 1 millimètre, de préférence entre 0,05 et 0,5 millimètre.

En fonction de la nature des feuilles définie ci-dessus, les aiguilles entretoises sont, elles aussi réalisées dans l'un des matériaux suivants : aluminium, titane, cuivre, matière plastique, et ont une épaisseur comprise entre 0,2 et 2 millimètres, de préférence entre 0,4 et 1 millimètre.

La présente invention a aussi pour objet de mettre en œuvre un procédé pour réaliser une nappe de circulation de fluide 1, 2, 3, ... telle que celle décrite ci-dessus.

Le procédé selon l'invention consiste à réaliser, dans chaque feuille 11 , 12, les orifices 13, 14, au moyen par exemple d'une matrice d'aiguilles de perçage spécialement agencées pour la réalisation de ces orifices, c'est- à-dire suffisamment solides pour pouvoir percer ces feuilles sans qu'elles ne se plient. Mais ces orifices peuvent aussi être obtenus par perçage au moyen d'un faisceau de rayonnement d'énergie piloté comme un faisceau laser ou analogue.

Simultanément à la réalisation de ces orifices, peuvent aussi être réalisées des cuvettes 61 entourant ces orifices, qui soient aptes à recevoir

un liant 60, comme il sera explicité ci-après. Une telle cuvette 61 est représentée dans le cercle C, figure 1 , qui est une représentation par effet de loupe de la partie de la figure 1 entourée par le cercle C

Le procédé consiste ensuite à positionner les deux feuilles 11 , 12 à distance l'une de l'autre, par exemple au moyen de cales, pinces ou analogue schématiquement représentées en Ca sur la figure 1 , de façon que les orifices 13, 14 de l'une soient en correspondance avec les orifices 13, 14 de l'autre. Ces cales Ca peuvent même être constituées par un repli (ou plusieurs) des bords des feuilles l'un vers l'autre, en soulignant que ce ou ces replis pourront même être avantageusement laissés en place et que les entrées et sorties des espaces de circulation de fluide Esp pourront y être réalisées. De préférence, ces deux feuilles sont pliées l'une par rapport à l'autre à partir de la feuille unique 40 dans la position qu'elles devront avoir quand la nappe 1 , 2, 3, ... sera définitivement formée. Les orifices 13, 14 ainsi réalisés et les feuilles 11 , 12 ainsi positionnées, le procédé consiste ensuite à introduire les aiguilles entretoises 21 dans les orifices 13, 14 en correspondance, de façon qu'au moins elles affleurent au niveau des faces 18, 19, figures 1 , 3 et 5, des deux feuilles opposées à celles définissant l'espace de circulation du fluide, puis à étancher les passages entre le bord des orifices 13, 14 et la paroi latérale des aiguilles entretoises 21 , et à solidariser les aiguilles entretoises 21 avec les feuilles 11 , 12.

Cependant, selon une mise en œuvre possible du procédé, la réalisation des orifices 13, 14 en correspondance dans les feuilles 11 , 12 de la feuille unique 40 pliée, peut être obtenue par perçage des feuilles 11, 12 lors de l'introduction des aiguilles entretoises 21 dans les feuilles après que ces dernières aient été pliées et positionnées l'une par rapport à l'autre pour former les nappes de circulation de fluide 1 , 2, 3, ce perçage étant obtenu par l'extrémité perçante décrite ci-avant des aiguilles entretoises sur lesquelles est appliquée une force d'une intensité fonction de la nature des matériaux et des épaisseurs des feuilles et des aiguilles entretoises.

Selon un tel mode de réalisation, les aiguilles peuvent être creuses, par exemple des tubes métalliques, et être utilisées comme moyens de

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perçage des feuilles, puis retirées après perçage. à cet effet, l'extrémité perçante de chaque aiguille creuse est formée par exemple en pointe double obtenue par une rainure en V transversale réalisée en bout d'aiguille, les branches supérieures du V définissant l'extrémité perçante d'une aiguille. Une aiguille permet de traverser toutes les feuilles pliées à partir de la feuille unique, et de réaliser des orifices alignés suivant la direction de l'aiguille creuse, dans toutes les feuilles. L'ensemble des aiguilles peut être maintenu sur un support que l'on déplace pour réaliser les orifices, et la formation des aiguilles de liaison des feuilles, comme expliqué ci-dessous. Selon ce mode de réalisation avec aiguilles creuses, lors du retrait des aiguilles creuses, une matière durcissable, circulant dans le conduit creux de chaque aiguille, est déposée tout le long du chemin de retrait de chaque aiguille, à l'état liquide ou semi-liquide, par l'extrémité de celle-ci ayant servi au perçage. Cette matière durcissable, par exemple une matière plastique comme un époxyde, un polyuréthane, un silicone, un caoutchouc, un polymère, ou analogue, peut être contenue au préalable dans chaque aiguille, et expulsée progressivement de celles-ci, sous pression, lors du retrait simultané des aiguilles creuses, en sorte que cette matière plastique constitue elle-même, après retrait des aiguilles creuses, et durcissement, une pluralité d'aiguilles solidarisant et étanchant les feuilles via les orifices formés par la pluralité d'aiguilles creuses. La matière plastique se solidifie ou se polymérise après son extraction hors du conduit de chaque aiguille creuse, et sa mise en place à travers les feuilles, soit naturellement à l'air ambiant, soit à la chaleur. De manière alternative, la matière durcissable peut ne pas être présente dans les aiguilles lors de la réalisation des orifices, et être injectée dans les aiguilles creuses, et par l'extrémité perçante de ces dernières, sous pression, simultanément au retrait de celles-ci.

Il est en outre envisageable, selon le mode de réalisation décrit ci- dessus, qu'une âme rigide soit introduite dans le conduit creux de chaque aiguille, cette âme rigide restant en place à travers les feuilles et les orifices, à l'instar de la matière liquide expulsée hors du conduit lors du retrait des aiguilles creuses. Une âme rigide est donc immergée dans la matière

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plastique liquide ou semi-liquide circulant dans un conduit d'aiguille creuse. Les aiguilles de liaison ainsi obtenues après retrait des aiguilles creuses ayant servi à réaliser les orifices dans les feuilles, sont formées chacune d'une âme rigide, par exemple en matériau métallique ou analogue, entourée d'une matière solidifiée, par exemple une résine, une brasure liquide ou analogue, formant à la fois la solidarisation et l'étanchéité entre lesdites aiguilles de liaison et les feuilles via les orifices réalisés par les aiguilles creuses retirées. Un couteau approprié vient couper les âmes rigides après retrait des aiguilles creuses. Selon un autre mode de mise en œuvre particulièrement avantageux du procédé, l'étanchéité des passages entre le bord des orifices et la paroi latérale des aiguilles entretoises 21 , et la solidarisation des aiguilles entretoises 21 avec les feuilles 11 , 12, sont réalisées de façon simultanée, par exemple de la façon avantageuse suivante. Avant l'introduction des aiguilles entretoises dans les orifices 13, 14, un liant 60 ayant des propriétés à la fois d'étanchéité et de solidarisation sous un effet physique donné est déposé, sur l'une des deux faces de chaque feuille 11 , 12, avantageusement dans les cuvettes 61 réalisées comme explicité auparavant, et/ou sur la surface latérale des aiguilles entretoises 21 , puis l'ensemble des deux feuilles 11 , 12 et des aiguilles entretoises 21 après leur introduction dans les orifices 13, 14 est soumis à l'effet physique donné.

De façon préférentielle, le liant 60 est au moins l'un des produits suivants : un polymère, une colle, un matériau pour brasure, un matériau pour soudure, et l'effet physique donné est un rayonnement, par exemple un rayonnement UV, un chauffage à une température déterminée pendant un temps donné en fonction du produit choisi. La détermination de cette température et la durée d'application du rayonnement ou du chauffage sont du domaine de l'homme du métier et ne seront donc pas plus amplement définies ici.

Dans une autre mise en œuvre avantageuse pour certaines utilisations, par exemple pour des échangeurs thermiques plats ou cylindriques, le procédé selon l'invention consiste tout d'abord à plier une

feuille unique 40 pour former un pli 41 en forme de dièdre d'angle non nul, les deux pans du pli 41 constituant respectivement les deux feuilles 11 , 12, à introduire les aiguilles entretoises 21 dans des orifices 13, 14 réalisés en correspondance dans la feuille unique 40, ou à réaliser des orifices 13, 14 en correspondance dans la feuille unique 40 pliée par perçage des feuilles 11 , 12 lors de l'introduction des aiguilles entretoises 21 dans la feuille après que cette dernière ait été pliée pour former la nappe de circulation de fluide 1 , 2, 3.

Dans le cas de la réalisation d'un échangeur thermique à plat selon l'invention, non représenté mais possible à partir d'une pluralité de nappes 1 , 2, 3 comme représenté sur la figure 3, le procédé selon l'invention consiste ensuite à disposer la feuille unique pliée 40 et formant un accordéon à plat, entre une première plaque (non représentée) et une deuxième plaque (non représentée), de façon que les extrémités 45 d'un pli 41 , soient au contact de l'une des deux parois de la première ou deuxième plaque, et que les deux bords libres 48, 49 du pli, soient tous les deux au contact de l'autre des deux parois de la deuxième ou première plaque.

Dans le cas de la réalisation d'un échangeur cylindrique, comme représenté sur la figure 5, le procédé selon l'invention consiste ensuite à disposer la feuille unique pliée 40 entre un mandrin 42 et un manchon 43 tous deux de forme sensiblement cylindrique de révolution autour d'un même axe 44, de façon que l'extrémité 45 du pli 41 , dans l'exemple avantageusement l'arête 45 du dièdre soit au contact de l'une des deux parois 46, 47 respectivement intérieure du manchon 43 et extérieure du mandrin 42 et que les deux bords libres 48, 49 du pli 41 soient tous les deux au contact de l'une des deux parois 47, 46 respectivement extérieure du mandrin 42 et intérieure du manchon 43, à étancher 31 le passage entre le bord des orifices et la paroi latérale des aiguilles entretoises, et enfin à solidariser les aiguilles entretoises 21 avec les feuilles 11 , 12. Les figures 3 à 5 illustrent le résultat obtenu avec les modes de mise en œuvre du procédé selon l'invention tels que décrits ci-dessus, pour la réalisation d'une nappe de circulation de fluide 1 , 2, 3 ... avec deux feuilles 11 , 12 formées à partir d'une feuille unique 40 pliée.

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Ces figures illustrent la réalisation d'une pluralité de nappes avec une pluralité de feuilles réalisées par pliage d'une seule feuille unique 40. Les figures 3 et 4 représentant la pluralité de nappes disposées en ligne, la figure 5 représente cette pluralité de nappes enroulée autour du mandrin 42 par déformation en forme de "cylindre creux".

Il est à remarquer que, lors de l'enroulement de la pluralité de nappes en la faisant passer de sa configuration selon les figures 3 et 4 à celle selon la figure 5, les aiguilles entretoises 21 doivent pouvoir coulisser librement dans les orifices 13, 14 pour compenser l'allongement ou le raccourcissement de la distance qui se produit entre deux orifices correspondants 13, 14 de deux feuilles consécutives d'un même pli 41.

Lors de cet enroulement, les aiguilles entretoises 21 doivent aussi pouvoir se plier facilement par déformation plastique, pour prendre une forme générale de ligne brisée continue comme celle qui est illustré sur la figure 5. C'est d'ailleurs pour cette raison que les aiguilles entretoises 21 doivent avoir les caractéristiques qui ont été définies ci-avant dans la présente description.

C'est aussi pour cette raison, que lors de la mise en œuvre du procédé selon l'invention, la réalisation de l'étanchéité du passage entre le bord des orifices 13, 14 et la paroi latérale des aiguilles entretoises 21 , et la solidarisation de ces aiguilles entretoises 21 avec les feuilles 11 , 12, doivent s'effectuer préférentiellement après qu'une nappe, ou en général une pluralité de nappes, ait été positionnée par enroulement sur le mandrin 42, la mise en place du manchon 43 pouvant éventuellement être effectuée ultérieurement.

La présente invention a aussi pour objet l'utilisation de nappes comme celle définie ci-dessus en un nombre au moins égal à deux, à la réalisation d'un échangeur thermique Eth de tout type par exemple à plat comme illustré sur les figures 1 et 2, ou en cylindre comme illustré sur la figure 5.

La description d'un tel échangeur selon l'invention sera faite ci-après avec deux nappes, mais la réalisation d'un échangeur à un plus grand nombre de nappes ne posera pas de difficulté à un homme du métier

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connaissant la description de ce mode de réalisation avec deux nappes selon la présente invention.

La présente invention a donc pour objet une utilisation d'au moins deux nappes de circulation de fluide 1 , 2, 3, ... comme celle définie ci- dessus pour la réalisation d'un échangeur thermique, qui consiste à positionner ces deux nappes l'une contre l'autre en ayant en commun l'une de leurs feuilles 11 , 12, ... pour délimiter deux espaces de circulation du fluide contigus Esp, et à maintenir les trois feuilles à distance les unes des autres par une pluralité d'aiguilles entretoises 21 , chaque aiguille traversant les trois feuilles.

Les aiguilles entretoises 21 permettent en outre de fractionner le flux du fluide en circulation sans une grande perte de charge pour mieux contribuer aux échanges thermiques via les feuilles 11 , 12, ... entre les deux fluides circulant dans deux nappes consécutives. Les caractéristiques ci-dessus sont communes aux deux réalisations, respectivement pour un échangeur du type à plat, figure 1 , et un échangeur du type enroulé en cylindre creux, figure 5.

Cependant, dans le cas d'un échangeur du type cylindrique comme représenté sur la figure 5, ou d'un échangeur du type à plat réalisé à partir d'une pluralité de nappes comme représenté par exemple sur la figure 3, les trois feuilles 11 , 12, ... sont réalisées dans une feuille unique pliée 40 en au moins deux plis 41-1 , 41-2 formant par exemple et de préférence deux dièdres consécutifs d'arêtes non confondues et ayant une face commune, pour former les deux espaces de circulation de fluide contigus Esp. La feuille unique pliée 40 est ensuite avantageusement disposée dans le cas d'un échangeur cylindrique, entre un mandrin 42 et un manchon 43 tous deux de forme sensiblement cylindrique de révolution autour d'un même axe 44, de façon que, comme représenté dans la zone Z ₂ sur la figure 5, les deux extrémités des plis 45-1 , 45-2 consécutifs, dans l'exemple avantageusement des arêtes 45-1 , 45-2 des deux dièdres consécutifs et les deux bords libres 48-1 , 48-2 de la feuille unique pliée 40 soient respectivement au contact de la paroi extérieure 47 du mandrin 42 et de la paroi intérieure 46 du manchon 43.

II est précisé que, dans le cas d'un échangeur thermique Eth en cylindre, quand la feuille unique pliée 40 comporte un grand nombre de plis 41 , la réalisation de l'étanchéité du passage entre les bords des orifices 13, 14 et la paroi latérale des aiguilles entretoises 21 , et la solidarisation de ces aiguilles entretoises 21 avec les feuilles 11 , 12, ..., sont réalisées après que la feuille unique 40 ait au moins été enroulée sur le mandrin 42, et éventuellement entourée par le manchon 43 pour donner en finale une forme comme celle qui est illustrée sur la figure 5.

Il est à noter que l'étanchéité entre les arêtes et les parois respectivement intérieure et extérieure respectivement du manchon 43 et du mandrin 42, n'est pas nécessaire, et que, seule, est réalisée l'étanchéité au niveau des orifices, entre leurs bords et la paroi latérale des aiguilles entretoises 21.

Cependant, il peut être prévu une telle étanchéité au niveau des arêtes. Dans ce cas, du liant 60 est déposé sur les sommets des arêtes de la feuille unique pliée 40, pour que l'étanchéité et la solidarisation entre ces arêtes 45 et les parois extérieure 46 et intérieure 47 respectivement du mandrin et du manchon, s'effectuent en même temps que l'étanchéité et la solidarisation entre les aiguilles entretoises 21 et les bords des orifices 13, 14.

A la description faite ci-dessus, il apparaît que la nappe de circulation de fluide selon l'invention peut être réalisée de façon économique, avec très peu de matière et parce que presque toutes les étapes de son procédé de réalisation peuvent être facilement automatisées, par exemple au moyen de robots à organes de préhension (ventouses à vide) notamment pour manipuler les feuilles 11 , 12, de robots pour manipuler les aiguilles de perçage et les aiguilles entretoises, pour la dépose du liant, etc.

Il en est de même pour la réalisation d'un échangeur thermique fluidique, à plat ou cylindrique, à plusieurs nappes.