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Title:
PLATE FOR A PLATE HEAT EXCHANGER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/069880
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a heat exchanger plate (A; B) comprising a central panel (A0; B0) with at least four sides (A1, A2, A3, A4; B1, B2, B3, B4), said central panel preferably being quadrilateral or quadrilateral with truncated corners, said plate having: - a first side (A1; B1) of the central panel which is inclined in relation to the central panel (A0; B0) and which forms a first junction panel (JA; JB), - the opposite side (A3; B3) from the first side (A1; B1) which is flat.

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Inventors:
NEEFS HENRICUS (FR)
POPESCU CONSTANTIN (FR)
Application Number:
EP2019/075267
Publication Date:
April 09, 2020
Filing Date:
September 20, 2019
Export Citation:
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Assignee:
AXENS (FR)
International Classes:
F28D9/00; F28D21/00
Domestic Patent References:
WO2014178472A12014-11-06
Foreign References:
EP2669027A12013-12-04
US20110017436A12011-01-27
GB361780A1931-11-26
EP0165179A11985-12-18
US20100006274A12010-01-14
CZ298773B62008-01-23
Attorney, Agent or Firm:
IFP ENERGIES NOUVELLES (FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1 . Plaque d'échangeur de chaleur (A ; B) comprenant un panneau central (A0 ; B0) avec au moins quatre côtés (A A2, A3, A4 ; B B2, B3, B4), ledit panneau central étant de préférence quadrilatéral ou quadrilatéral avec des coins tronqués, caractérisée en ce que :

- un premier côté ( A ! ; B^ du panneau central est incliné par rapport audit panneau central (A0 ; B0) et forme un premier panneau de jonction (JA ; J B),

- le côté opposé (A3 ; B3) dudit premier côté (A^ ; B^ est plan.

2. Plaque d'échangeur de chaleur (A ; B) selon la revendication 1 , dans laquelle ledit premier panneau de jonction (JA ; JB) comprend une première partie, notamment une partie unique, ladite première partie formant un angle (a) avec ledit panneau central.

3. Plaque d’échangeur de chaleur (A ; B) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle ledit premier panneau de jonction (JA ; JB) est fabriqué à partir d'une première partie (A5 ; B5) et d'une deuxième partie (A6 ; B6) s'étendant depuis ladite première partie, ladite première partie formant un angle (a) avec le panneau central (A0 ; B0) et ladite deuxième partie étant parallèle au panneau central.

4. Plaque d’échangeur de chaleur (A ; B) selon l'une des revendications 2 ou 3, dans laquelle ledit angle (a) entre la première partie (A5 ; B5) du premier panneau de jonction et le panneau central (A0 ; B0) est compris entre 10° et 90°, de préférence entre 20° et 60°, et plus préférablement entre 30° et 50°.

5. Plaque d’échangeur de chaleur (A ; B) selon l'une des revendications précédentes, dans

laquelle :

- un deuxième côté (A2 ; B2) du panneau central (A0 ; B0) est incliné par rapport au panneau central, ledit deuxième côté étant adjacent au premier côté ( A ! ; B^ et ledit deuxième côté forme un deuxième panneau de jonction (KA ; KB) incliné dans le sens opposé par rapport au premier panneau de jonction (JA ; JB),

- le côté opposé (A4 ; B4) dudit deuxième côté (A2 ; B2) est soit plan soit incliné de manière à former un troisième panneau de jonction, ledit troisième panneau de jonction étant une image en miroir dudit deuxième panneau de jonction.

6. Plaque d’échangeur de chaleur (A ; B) selon la revendication 5, dans laquelle ledit deuxième panneau de jonction (A7) comprend une première partie, notamment une partie unique (A7 ; B7), ladite première partie formant un angle (b) avec le panneau central.

7. Plaque d’échangeur de chaleur (A ; B) selon la revendication 6, dans laquelle ledit deuxième panneau de jonction (A7) est fabriqué à partir d'une première partie (A7 ; B7) et d'une deuxième partie (A8 ; B8) s'étendant depuis ladite première partie, ladite première partie formant un angle (b) avec le plan du panneau central (A0 ; B0) et ladite deuxième partie étant parallèle au panneau central.

8. Plaque d’échangeur de chaleur (A ; B) selon l'une des revendications 6 ou 7, dans laquelle ledit angle (b) entre la première partie (A7 ; B7) du deuxième panneau de jonction et le panneau central (A0 ; B0) est compris entre 10° et 120°, de préférence entre 20° et 110°, et plus préférablement entre 30° et 100° ou notamment est de 45° ou 90°.

9. Paire de plaques d'échangeur de chaleur (A, B), comprenant deux plaques d'échangeur de chaleur espacées selon l'une des revendications précédentes, désignées première (A) et deuxième (B) plaque d'échangeur de chaleur, dont les panneaux centraux (A0, B0) sont parallèles l'un à l'autre, dans laquelle :

- le premier panneau de jonction (JA) de ladite première plaque d'échangeur de chaleur (A) et le premier panneau de jonction (JB) de ladite deuxième plaque d'échangeur de chaleur (B) sont disposés de manière à se faire face,

- le premier panneau de jonction (JA) de ladite première plaque d'échangeur de chaleur (A) est fixé directement au panneau central (B0) de ladite deuxième plaque d'échangeur de chaleur (B) sur ledit côté plan opposé (B3),

- le premier panneau de jonction (JB) de ladite deuxième plaque d'échangeur de chaleur (B) est fixé directement au panneau central (A0) de ladite première plaque d'échangeur de chaleur (A) sur ledit côté plan opposé (A3),

- l'espace entre lesdites première (A) et deuxième (B) plaques d'échangeur de chaleur forme un premier canal pour recevoir un premier écoulement de fluide (FT ).

10. Empilement de paires de plaques d'échangeur de chaleur comprenant deux paires de plaques successives espacées selon la revendication précédente, , désignées par première paire de plaques d'échangeur de chaleur et deuxième paire de plaques d'échangeur de chaleur, dans lequel :

ladite première paire et ladite deuxième paire sont disposées parallèlement l'une à l'autre, l'espace entre la première et la deuxième paire de plaques d'échangeur de chaleur forme un deuxième canal pour recevoir un deuxième écoulement de fluide, préférentiellement, ladite deuxième paire est identique à ladite première paire ou ladite deuxième paire est une image en miroir de ladite première paire.

11. Empilement de paires de plaques d'échangeur de chaleur (A, B) selon la revendication précédente, formant un deuxième canal pour recevoir un deuxième écoulement de fluide, dans lequel lesdites deux paires espacées successives sont reliées latéralement par des moyens de fermeture (C ; D), lesdits moyens de fermeture comprenant de préférence un barreau latéral, une plaque de recouvrement avec un profil en C ou en U, ou une plaque de recouvrement plane de forme hexagonale ou pentagonale.

12. Empilement de paires de plaques d'échangeur de chaleur (A, B) selon la revendication 10, ladite deuxième paire étant préférentiellement identique à ladite première paire, comprenant des plaques d'échangeur de chaleur telles qu'un deuxième côté (A2, B2) de leur panneau central soit incliné par rapport au panneau central (A0, B0), ledit deuxième côté (A2, B2) étant adjacent au premier côté (A B^ et ledit deuxième côté formant un deuxième panneau de jonction (KA ; KB) incliné dans la direction opposée par rapport au premier panneau de jonction (JA ; JB), et le côté opposé (A4 ; B4) dudit deuxième côté (A2 ; B2) étant plan, dans lequel :

- le deuxième panneau de jonction de la deuxième plaque d'échangeur de chaleur de la première paire est fixé directement au panneau central de la première plaque d'échangeur de chaleur de la deuxième paire et le deuxième panneau de jonction de la première plaque d'échangeur de chaleur de la deuxième paire est fixé directement au panneau central de la deuxième plaque d'échangeur de chaleur de la première paire,

- en option, soit des moyens de fermeture relient latéralement lesdites deux paires sur le côté des deuxième panneaux de jonction, soit la zone de coin à l'intersection entre le premier et le deuxième panneau de jonction est formée de manière à relier mécaniquement lesdites deux paires.

13. Empilement de paires de plaques d'échangeur de chaleur selon la revendication précédente, comprenant des plaques d'échangeur de chaleur dans lesquelles ledit deuxième panneau de jonction de chaque plaque de l'empilement comprend une partie, notamment une partie unique, ladite partie formant un angle (b) avec le panneau central ou dans lesquelles ledit deuxième panneau de jonction de chaque plaque de l'empilement est fabriqué à partir d'une première partie et d'une deuxième partie s'étendant depuis ladite première partie, ladite première partie formant un angle (b) avec le panneau central et ladite deuxième partie étant parallèle au panneau central.

14. Échangeur de chaleur à plaques comprenant des plaques d'échangeur de chaleur et/ou des paires de plaques d'échangeur de chaleur ou des empilements de paires de plaques d'échangeur de chaleur selon l'une des revendications précédentes, lesdites plaques ou paires ou empilement étant disposés dans un châssis approprié.

15. Procédé de fabrication d'une paire de plaques d'échangeur de chaleur selon la revendication 9, ledit procédé comprenant les étapes suivantes:

préparer deux panneaux centraux, de préférence quadrilatéraux, éventuellement tronqués, comportant un premier côté et un deuxième côté adjacent au premier, pour chacun desdits panneaux centraux, plier ledit premier côté de manière à former un premier panneau de jonction, ledit premier panneau de jonction comprenant une première partie, notamment une partie unique, ladite première partie formant un angle (a) avec le panneau central (A0 ; B0),

optionnellement, pour chacun desdits panneaux centraux, plier ledit deuxième côté de manière à former un deuxième panneau de jonction, ledit deuxième panneau de jonction comprenant une première partie, notamment une partie unique, ladite première partie formant un angle b avec le panneau central,

disposer les deux plaques d’échangeur de chaleur de telle sorte que leurs premiers panneaux de jonction soient en regard l'un de l'autre et que leurs plaques centrales soient parallèles l'une à l'autre,

joindre les deux plaques d'échangeur de chaleur de manière à former une paire de plaques, l'espace entre les deux plaques formant un premier canal de fluide,

fixer mécaniquement les deux plaques le long de leurs premiers panneaux de jonction.

16. Procédé de fabrication d'un empilement de paires de plaques d'échangeur de chaleur selon l'une des revendications 10 à 13, ledit procédé comprenant les étapes suivantes:

préparer au moins quatre panneaux centraux, de préférence quadrilatéraux, éventuellement tronqués, comportant un premier côté et un deuxième côté adjacent au premier,

pour chacun desdits panneaux centraux, plier ledit premier côté du panneau central de manière à former un premier panneau de jonction, ledit premier panneau de jonction comprenant une première partie, notamment une partie unique, ladite première partie formant un angle avec le panneau central,

optionnellement, pour chacun desdits panneaux centraux, plier ledit deuxième côté de manière à former un deuxième panneau de jonction, ledit deuxième panneau de jonction comprenant une première partie, notamment une partie unique, ladite première partie formant un angle b avec le panneau central,

disposer les plaques d’échangeur de chaleur par paires de telle sorte que leurs premiers panneaux de jonction soient en regard l'un de l'autre et que leurs plaques centrales soient parallèles l'une à l'autre,

joindre les plaques d'échangeur de chaleur de manière à former au moins deux paires de plaques, l'espace entre les deux plaques formant un premier canal de fluide, fixer mécaniquement les deux plaques de chaque paire le long de leurs premiers panneaux de jonction,

empiler les au moins deux paires de plaques, l'espace entre les paires de plaques d'échangeur de chaleur formant un deuxième canal de fluide,

- Optionnellement, fixer mécaniquement les deux paires de plaques le long de leurs deuxièmes panneaux de jonction.

Description:
PLAQUE POUR UN ÉCHANGEUR DE CHALEUR À PLAQUES

DOMAINE DE L'INVENTION

L'invention concerne le domaine des échangeurs de chaleur à plaques utilisés notamment pour l'échange de chaleur entre deux gaz, mais également entre deux liquides ou entre un liquide et un gaz.

Les échangeurs de chaleur particulièrement intéressants pour l'invention sont les échangeurs gaz-gaz qui fonctionnent avec de grands ou de petits volumes d'écoulement à des pressions relativement basses, par exemple de 0,1 à 1 ,5 MPa. Ils peuvent être utilisés par exemple sous forme de préchauffeurs d'air pour des fours ou peuvent faire partie d'installations de réduction des NOx (dispositifs « DeNOx »).

Les échangeurs de chaleur ont pour fonction de mettre en oeuvre un échange thermique entre un fluide à haute température et un fluide à basse température sans les mélanger. Les échangeurs de chaleur à plaques ont de bonnes performances thermiques grâce à leur grande surface d'échange, tout en étant compacts.

Les échangeurs de chaleur à plaques récupèrent la chaleur en disposant une pluralité de plaques empilées parallèlement les unes aux autres à intervalles prédéterminés. Lesdites plaques sont espacées de telle sorte que l'espace entre deux plaques adjacentes forme un canal à travers lequel peut s'écouler un fluide. Un fluide à haute température et un fluide à basse température sont fournis en alternance aux canaux successifs de manière à effectuer un transfert thermique entre le fluide à haute température et le fluide à basse température par le biais de chaque plaque.

ETAT DE LA TECHNIQUE :

Le brevet EP165179B1 décrit un échangeur de chaleur à plaques caractérisé en ce que les canaux sont définis par l'espace inclus entre des plaques quadrilatérales pressées. Lesdites plaques pressées comprennent deux paires de bords opposés recourbés à 90° dans des directions opposées : une paire vers le haut et une paire vers le bas si l'on considère les plaques dans un plan horizontal. Les plaques pressées sont montées symétriquement et sont associées les unes aux autres par soudage de leurs bords verticaux. Dans un tel échangeur de chaleur, l'entrée et la sortie de chaque canal sont identiques. Chaque plaque pressée requiert au moins quatre opérations de pliage pour sa fabrication.

La demande de brevet US2010/0006274A1 décrit un échangeur de chaleur à plaques constitué de plaques quadrilatérales ayant au moins deux bords opposées recourbées par rapport à la surface de transfert thermique. Les canaux de fluide sont définis par l'espace entre une paire de plaques identiques qui sont positionnées en étant une image en miroir l'une par rapport à l'autre. Par conséquent, les deux bords recourbés d'une plaque sont en contact avec les deux bords recourbés de la plaque symétrique. Ainsi, les plaques sont recourbées sur au moins deux bords opposées.

L'invention a pour objet de fournir un échangeur de chaleur à plaques amélioré, notamment avec une conception de plaques garantissant un nombre réduit d'opérations de fabrication et/ou un temps de fabrication réduit, et de préférence sans affecter la performance du transfert thermique et la résistance à la corrosion, notamment la résistance à la corrosion par fissuration.

RÉSUMÉ DE L'INVENTION :

La plaque d'échangeur de chaleur selon l'invention, comprenant un panneau central avec au moins quatre côtés, ledit panneau central étant de préférence quadrilatéral ou quadrilatéral avec des coins tronqués, peut être définie comme suit :

- un premier côté du panneau central est incliné par rapport audit panneau central et forme un premier panneau de jonction

- le côté opposé dudit premier côté est plan.

On précise qu’un côté « plan » au sens de l’invention est à comprendre avec son acception habituelle, à savoir que le côté est entièrement plan, d’une extrémité à l’autre du bord en question, et il ne comprend donc pas de portion qui ne le serait pas, et, qui, par exemple serait inclinée.

Par comparaison avec les plaques d'échangeur de chaleur déjà connues, la plaque selon l'invention est produite avec un nombre réduit d'opérations, dans la mesure où seulement une opération de pliage est requise pour fabriquer la plaque. La plaque d'échangeur de chaleur présente une performance de transfert thermique similaire à celle des plaques d'échangeur de chaleur conventionnelles.

Par comparaison avec les plaques d'échangeur de chaleur déjà connues, un unique panneau de jonction sur deux plaques d'échangeur de chaleur successives est éventuellement suffisant pour les relier mécaniquement.

Par comparaison avec les plaques d'échangeur de chaleur déjà connues, la résistance à la corrosion de la plaque d'échangeur de chaleur selon l'invention est améliorée. La plaque selon l'invention permet de maintenir la température de la paroi de la plaque au-dessus du point de rosée du fluide, tandis qu'un gaz chaud s'écoule au niveau de l'entrée et de la sortie du canal de l'échangeur de chaleur, ce qui réduit le risque de corrosion sous l'effet d'acides condensés. De plus, la conception de l'entrée et de la sortie du canal présente une géométrie présentant un moindre risque de corrosion par fissuration dans la mesure où le nombre de bords recourbés est réduit. Par comparaison avec les plaques d'échangeur de chaleur déjà connues, la plaque selon l'invention peut être soudée de manière telle qu'il ne soit pas nécessaire de compenser la dilatation des coins de la plaque et qu'il ne soit pas nécessaire d'utiliser un dispositif de dilatation dédié dans le châssis (« casing » selon la terminologie anglo-saxonne) de l'échangeur de chaleur.

Avantageusement, le premier panneau de jonction de la plaque d'échangeur de chaleur selon l'invention comprend une première partie, notamment une partie unique, ladite première partie formant un angle a avec ledit panneau central. De cette manière, la plaque est très facile à fabriquer.

Avantageusement, le premier panneau de jonction de la plaque d'échangeur de chaleur selon l'invention est fabriqué à partir d'une première partie et d'une deuxième partie s'étendant depuis ladite première partie, ladite première partie formant un angle a avec le panneau central et ladite deuxième partie étant parallèle au panneau central. Le premier panneau de jonction peut être fabriqué avec les deux parties en une seule opération de pliage. La deuxième partie peut avantageusement être utilisée pour souder le premier panneau de jonction à une autre plaque d'échangeur de chaleur. Ainsi, la plaque avec un seul panneau de jonction peut être fabriquée en une seule opération de pliage. De ce fait, la plaque est très facile à fabriquer et peut être très facilement assemblée à une autre plaque.

Dans ces deux derniers cas, l'angle a entre la première partie du premier panneau de jonction et le panneau central est de préférence compris entre 10° et 90°, de préférence entre 20° et 60°, et plus préférablement entre 30° et 50°.

Selon un premier mode de réalisation de l’invention, un deuxième côté du panneau central de la plaque d'échangeur de chaleur selon l'invention peut être incliné par rapport au panneau central, ledit deuxième côté étant adjacent au premier côté et ledit deuxième côté formant un deuxième panneau de jonction incliné dans le sens opposé par rapport au premier panneau de jonction. En outre, le côté opposé dudit deuxième côté peut être soit plan soit incliné de manière à former un troisième panneau de jonction, ledit troisième panneau de jonction étant une image en miroir dudit deuxième panneau de jonction.

Dans ce premier mode de réalisation, le deuxième panneau de jonction peut être utilisé pour relier mécaniquement le panneau central de ladite plaque d'échangeur de chaleur à une autre plaque d'échangeur de chaleur.

Dans ce premier mode de réalisation, soit le côté opposé dudit deuxième côté est plan et les deux panneaux de jonction de la plaque d'échangeur de chaleur selon ce mode de réalisation peuvent être reliés mécaniquement à deux plaques d'échangeur de chaleur comportant deux panneaux de jonction, chacun des panneaux de jonction étant relié à l'une des deux plaques. Soit, en variante, le côté opposé dudit deuxième côté est incliné de manière à former un troisième panneau de jonction qui est une image en miroir dudit deuxième panneau de jonction, c’est-à-dire que le bord opposé au deuxième panneau de jonction est incliné dans la même direction que le deuxième panneau de jonction. La plaque d'échangeur de chaleur avec trois panneaux de jonction peut être reliée mécaniquement à deux autres plaques d'échangeur de chaleur ayant seulement un premier panneau de jonction, le premier panneau de jonction étant relié à une plaque et le deuxième et le troisième panneau de jonction étant reliés à l'autre plaque.

Avantageusement, dans ce premier mode de réalisation de l'invention, le deuxième panneau de jonction de la plaque d'échangeur de chaleur selon l'invention comprend une première partie, notamment une partie unique, ladite première partie formant un angle b avec le panneau central. De cette manière, la plaque est très facile à fabriquer.

Avantageusement, dans ce premier mode de réalisation de l'invention, le deuxième panneau de jonction de la plaque d'échangeur de chaleur selon l'invention est fabriqué à partir d'une première partie et d'une deuxième partie s'étendant depuis ladite première partie, ladite première partie formant un angle b avec le panneau central et ladite deuxième partie étant parallèle au panneau central. Le deuxième panneau de jonction peut être fabriqué avec les deux parties en une seule opération de pliage, de telle sorte que la plaque avec deux panneaux de jonction peut être fabriquée en deux opérations de pliage. La deuxième partie du panneau de jonction peut être utilisée pour souder le deuxième panneau de jonction à une autre plaque d'échangeur de chaleur. De ce fait, la plaque est très facile à fabriquer et très facile à assembler avec deux autres plaques comportant deux panneaux de jonction. Le troisième panneau de jonction, le cas échéant, est une image en miroir du deuxième panneau de jonction et requiert une troisième opération de pliage. Toutefois, la plaque avec trois panneaux de jonction peut être assemblée avec deux plaques ayant seulement un premier panneau de jonction de sorte que dans l'ensemble, la fabrication d'une paire de plaques ne requiert que quatre opérations de pliage.

Avantageusement, dans les deux derniers cas du premier mode de réalisation, ledit angle b entre la première partie du deuxième panneau de jonction et le panneau central est compris entre 10° et 120°, de préférence entre 20° et 1 10°, et plus préférablement entre 30° et 100° ou, notamment, est de 45° ou 90°.

Un autre objet de la présente invention est une paire de plaques d'échangeur de chaleur comprenant deux plaques d'échangeur de chaleur espacées, telles que décrites ci-dessus, c'est-à-dire une première et une deuxième plaque d'échangeur de chaleur, dont les panneaux centraux sont parallèles l'un à l'autre, dans laquelle

- le premier panneau de jonction de la première plaque d'échangeur de chaleur et le premier panneau de jonction de la deuxième plaque d'échangeur de chaleur sont disposés de manière à se faire face, en regard l’un de l’autre, - le premier panneau de jonction de ladite première plaque d'échangeur de chaleur est fixé directement au panneau central de la deuxième plaque d'échangeur de chaleur sur ledit côté plan opposé,

-le premier panneau de jonction de ladite deuxième plaque d'échangeur de chaleur est fixé directement au panneau central de la première plaque d'échangeur de chaleur sur ledit côté plan opposé,

-l'espace entre la première et la deuxième plaque d'échangeur de chaleur forme un premier canal pour recevoir un premier fluide.

Les deux plaques de la paire de plaques selon l'invention sont assemblées par leurs premiers panneaux de jonction. L'espace entre les deux plaques forme le premier canal pour recevoir un premier fluide. Le premier canal présente une section trapézoïdale qui reste identique sur toute sa longueur. La vitesse du fluide est sensiblement constante sur toute la longueur du canal, ce qui peut être avantageux en fonction de la nature des fluides.

Comme le temps de fabrication de chaque plaque d'échangeur de chaleur est réduit par rapport à celui de plaques d'échangeur de chaleur conventionnelles, le temps de fabrication de la paire de plaques est également réduit.

Un autre objet de la présente invention est un empilement de paires de plaques d'échangeur de chaleur, comprenant deux paires de plaques espacées successives telles que décrites ci-dessus, une première paire de plaques d'échangeur de chaleur et une deuxième paire de plaques d'échangeur de chaleur, dans lequel :

ladite première paire et ladite deuxième paire sont disposées parallèlement l'une à l'autre, l'espace entre la première et la deuxième paire de plaques d'échangeur de chaleur forme un deuxième canal pour recevoir un deuxième fluide,

préférentiellement, ladite deuxième paire est identique à ladite première paire, ou ladite deuxième paire estune image en miroir de ladite première paire.

L'empilement de deux paires de plaques successives espacées selon l'invention permet de former le deuxième canal pour recevoir un deuxième fluide. Le deuxième canal présente une section qui varie sur la longueur du deuxième canal. La vitesse du fluide varie sur la longueur du canal, ce qui peut être avantageux en fonction de la nature des fluides. Le temps de fabrication de chaque paire de plaques d'échangeur de chaleur est réduit par rapport à celui de paires de plaques d'échangeur de chaleur conventionnelles, de sorte que le temps de fabrication de l'empilement de paires de plaques est également réduit.

Avantageusement, les deux paires successives de l'empilement de paires de plaques selon l'invention sont reliées latéralement par des moyens de fermeture, lesdits moyens de fermeture comprenant de préférence un barreau latéral, une plaque de recouvrement avec un profil en C ou en U, ou une plaque de recouvrement plane de forme hexagonale ou pentagonale.

Selon un premier mode de réalisation de l'invention, appelé mode à « panneau de jonction unique » dans tout le présent texte, les plaques d'échangeur de chaleur selon l'invention n'ont pas de deuxième panneau de jonction.

Selon un autre mode de réalisation de l'invention, appelé mode à « deux panneaux de jonction » dans tout le présent texte, l'empilement de paires de plaques d'échangeur de chaleur tel que décrit ci- dessus ladite deuxième paire étant préférentiellement identique à ladite première paire, comprend des plaques d'échangeur de chaleur telles qu'un deuxième côté du panneau central est incliné par rapport au panneau central, ledit deuxième coté étant adjacent au premier côté et ledit deuxième côté formant un deuxième panneau de jonction étant incliné dans la direction opposée par rapport au premier panneau de jonction, et le côté opposé dudit deuxième côté est plan. L’empilement selon l’invention est alors tel que :

- avantageusement, le deuxième panneau de jonction de la deuxième plaque d'échangeur de chaleur de la première paire est fixé directement au panneau central de la première plaque d'échangeur de chaleur de la deuxième paire et le deuxième panneau de jonction de la première plaque d'échangeur de chaleur de la deuxième paire est fixé directement au panneau central de la deuxième plaque d'échangeur de chaleur de la première paire,

- en option, soit des moyens de fermeture peuvent relier latéralement lesdites deux paires, sur le côté des deuxièmes panneaux de jonction, soit la zone de coin au niveau de l'intersection entre le premier et le deuxième panneau de jonction peut être mise en forme de manière à relier mécaniquement lesdites deux paires.

L'empilement de deux paires de plaques successives espacées selon ce mode de réalisation de l'invention permet d'utiliser le premier et le deuxième panneau de jonction pour relier mécaniquement les plaques d'échangeur de chaleur. Le temps de fabrication de chaque paire de plaques d'échangeur de chaleur est réduit par rapport à celui de paires conventionnelles de plaques d'échangeur de chaleur, et le temps de fabrication de l'empilement de paires de plaques est également réduit.

Lorsque la zone de coin au niveau de l'intersection du premier et du deuxième panneau de jonction est formée de manière à relier mécaniquement les deux paires de plaques, il peut ne pas être nécessaire d'utiliser des plaques de recouvrement.

Dans le mode à « deux panneaux de jonction », l'empilement de paires de plaques d'échangeur de chaleur peut comprendre avantageusement des plaques d'échangeur de chaleur dans lesquelles ledit deuxième panneau de jonction de chaque plaque de l'empilement comprend une première partie, notamment une partie unique, ladite première partie formant un angle b avec le panneau central, ou dans lesquelles ledit deuxième panneau de jonction de chaque plaque de l'empilement est fabriqué à partir d'une première partie et d'une deuxième partie s'étendant depuis ladite première partie, ladite première partie formant un angle b avec le panneau central et ladite deuxième partie étant parallèle au panneau central.

Un autre objet de l'invention est un échangeur de chaleur à plaques comprenant les plaques d'échangeur de chaleur et/ou des paires de plaques d'échangeur de chaleur et/ou un empilement de paires de plaques d'échangeur de chaleur comme décrit précédemment, disposés dans un châssis (« casing » selon la terminologie anglo-saxonne) approprié.

La présente invention concerne également un procédé de fabrication d'une paire de plaques d'échangeur de chaleur comme décrite ci-dessus, ledit procédé comprenant les étapes suivantes:

préparer deux panneaux centraux, de préférence quadrilatéraux, éventuellement tronqués, comportant un premier côté et un deuxième côté adjacent au premier, pour chacun desdits panneaux centraux, plier ledit premier côté de manière à former un premier panneau de jonction, ledit premier panneau de jonction comprenant une première partie, notamment une partie unique, ladite première partie formant un angle a avec le panneau central,

optionnellement, pour chacun desdits panneaux centraux, plier ledit deuxième côté de manière à former un deuxième panneau de jonction, ledit deuxième panneau de jonction comprenant une première partie, notamment une partie unique, ladite première partie formant un angle b avec le panneau central,

disposer les deux plaques d’échangeur de chaleur de telle sorte que leurs premiers panneaux de jonction soient en regard l'un de l'autre et que leurs panneaux centraux soient parallèles l'un à l'autre,

joindre les deux plaques d'échangeur de chaleur de manière à former une paire de plaques, l'espace entre les deux plaques formant un premier canal de fluide, fixer mécaniquement les deux plaques le long de leurs premiers panneaux de jonction.

L'assemblage de la paire de plaques d'échangeur de chaleur est facile et présente un nombre réduit d'opérations de pliage, ce qui réduit les coûts et le temps de fabrication.

La présente invention concerne également un procédé de fabrication d'un empilement de paires de plaques d'échangeur de chaleur comme décrit ci-dessus, ledit procédé comprenant :

préparer au moins quatre panneaux centraux, de préférence quadrilatéraux, éventuellement tronqués, comportant un premier côté et un deuxième côté adjacent au premier,

pour chacun desdits panneaux centraux, plier ledit premier côté de manière à former un premier panneau de jonction, ledit premier panneau de jonction comprenant une première partie, notamment une partie unique, ladite première partie formant un angle avec le panneau central, optionnellement, pour chacun desdits panneaux centraux, plier ledit deuxième côté de manière à former un deuxième panneau de jonction, ledit deuxième panneau de jonction comprenant une première partie, notamment une partie unique, ladite première partie formant un angle b avec le panneau central,

disposer les plaques d’échangeur de chaleur par paires de telle sorte que leurs premiers panneaux de jonction soient en regard l'un de l'autre, en se faisant face, et que leurs panneaux centraux soient parallèles l'une à l'autre,

joindre les plaques d'échangeur de chaleur de manière à former au moins deux paires de plaques, l'espace entre les deux plaques formant un premier canal de fluide, fixer mécaniquement les deux plaques de chaque paire le long de leurs premiers panneaux de jonction,

empiler les au moins deux paires de plaques, l'espace entre les paires de plaques d'échangeur de chaleur formant un deuxième canal de fluide,

Optionnellement, fixer mécaniquement les deux paires de plaque le long de leurs deuxièmes panneaux de jonction.

Dans le mode de réalisation de l’invention à « panneau de jonction unique », les plaques de l'échangeur de chaleur peuvent être sensiblement identiques, et sont de préférence identiques, ce qui rend l'assemblage plus facile et réduit les coûts de fabrication : pour former un empilement de paires, il suffit seulement, par exemple, de préparer une première pile de plaques, et une deuxième pile de plaques dans lesquelles les plaques, notamment toutes identiques, ont subi une rotation de 180° et ont été retournées. Ensuite, les plaques sont prises en alternance depuis les deux piles pour fabriquer au fur et à mesure l'empilement. Le processus peut être automatisé.

Dans le mode de réalisation de l’invention à « deux panneaux de jonction », les plaques de l'échangeur de chaleur peuvent être sensiblement similaires : le deuxième panneau de jonction se situe en alternance d’un côté et de l’autre du premier panneau de jonction, pour deux plaques qui se suivent dans l’empilement de plaques. En effet, les deuxièmes panneaux de jonction peuvent ainsi être en regard l’un de l’autre lorsque deux paires successives sont assemblées. Cela rend l'assemblage facile et réduit les coûts de fabrication : pour former un empilement de paires, il suffit seulement, par exemple, de préparer une première pile de plaques du premier type et une deuxième pile de pour fabriquer l'empilement. Le processus peut être automatisé.

DESCRIPTION

Dans l'ensemble du présent texte, les termes « alimentation » ou « entrée » et « sortie » ou « évacuation » et « dans » ou « hors de » sont utilisés en référence au sens d'écoulement des fluides. Dans l'ensemble du présent texte, le terme « côté » du panneau central est utilisé en référence à la périphérie du panneau central, sur une certaine largeur, par exemple jusqu'à 5 % de la largeur de la plaque.

Dans l’ensemble du présent texte, le terme « image en miroir » signifie une symétrie par rapport à un plan situé au milieu de l’espace séparant l’objet de son image.

L'invention peut être utilisée par exemple pour des échangeurs de chaleur à plaques fonctionnant selon le principe à écoulement croisé dans lequel les fluides s'écoulant sur les deux faces de chaque plaque sont dirigés sensiblement perpendiculairement l'un à l'autre. L'invention peut également être utilisée pour des échangeurs de chaleur à plaques fonctionnant selon un principe à contre-courant, dans lequel les fluides s'écoulant sur les deux faces de chaque plaque sont dirigés sensiblement dans des directions opposées. L'invention peut également être utilisée pour des échangeurs de chaleur à plaques fonctionnant selon un principe d'écoulement en co-courant dans lequel les fluides s'écoulant sur les deux faces de chaque plaque sont dirigés sensiblement dans la même direction. L'invention peut également être utilisée pour des échangeurs de chaleur de type à plaques fonctionnant selon d'autres principes d'écoulement.

L'invention est particulièrement adaptée pour l'échange entre deux fluides, notamment deux gaz, mais peut également être utilisée pour échanger de la chaleur entre deux liquides ou entre un liquide et un gaz.

L'invention est plus particulièrement adaptée pour l'échange entre deux gaz, notamment des flux de gaz à l’entrée et à la sortie d’un équipement unique, comme par exemple l'air devant être acheminé à un four et les fumées du même four ou de manière similaire, le courant chaud provenant d'un système de réduction des NOx et le courant froid allant au même système de réduction des NOx.

Un échangeur de chaleur à plaques selon l'invention peut être utilisé pour des fluides fonctionnant à une pression allant de la pression de vide total jusqu'à 1 ,5 MPa, de préférence de 0,1 à 1 ,0 MPa, plus préférablement de 0,1 à 0,6 MPa.

Un échangeur de chaleur à plaques selon l'invention peut être constitué soit de canaux de hauteur uniforme, soit de canaux de hauteurs différentes sur chaque circuit. De manière correspondante, la hauteur du premier panneau de jonction et les hauteurs du deuxième et du troisième panneau de jonction, le cas échéant, peuvent être similaires ou différentes.

La hauteur des canaux (l'espacement entre deux plaques consécutives) peut être déterminée en fonction des conditions de service. Typiquement, elle peut être de 5 à 30 mm, notamment de 5 mm, 10 mm, 15 mm, 20 mm, 30 mm ou toute hauteur appropriée quelconque.

La largeur de la plaque d'échangeur de chaleur selon l'invention peut être typiquement comprise entre 1 000 mm et 2 000 mm, de préférence entre 1 300 mm et 1 700 mm. La longueur de la plaque d'échangeur de chaleur selon l'invention peut être typiquement comprise entre 1 000 mm et 7 500 mm, de préférence entre 1 500 mm et 7 000 mm. L'épaisseur de la plaque peut être comprise entre 0,6 mm et 6 mm, de préférence entre 1 ,5 mm et 2,0 mm.

Le panneau central de la plaque d'échangeur de chaleur selon l'invention peut avoir une forme quelconque appropriée, par exemple trapézoïdale, hexagonale ou quadrilatérale. Le panneau central est le plus préférablement quadrilatéral, notamment rectangulaire ou carré, éventuellement avec des coins tronqués.

Le panneau central comprend une première face (ou face inférieure) et une deuxième face (ou face supérieure) opposée à la première face. La première et la deuxième face peuvent être planes mais peuvent également comporter localement des reliefs, des cannelures ou des excroissances.

Avantageusement, des excroissances (« dimples » selon la terminologie anglo-saxonne) peuvent être ajoutées ou pressées dans le panneau central des plaques. Des excroissances peuvent être mises en œuvre sur une face de la plaque ou sur les deux faces de la plaque avec plusieurs agencements en fonction des caractéristiques de la plaque et de l'utilisation desdits excroissances. Les excroissances peuvent être utilisées en tant qu'éléments d'espacement et sont prévues pour minimiser les déformations des plaques lorsqu'elles sont empilées les unes sur les autres. Des excroissances simples ou doubles sont typiquement réparties sur la surface du panneau central des plaques d’échangeur de chaleur.

Éventuellement, des ailettes en épingle ou en picot (« pin fins » selon la terminologie anglo-saxonne) peuvent également être soudées sur le panneau central de la plaque d'échangeur de chaleur selon l'invention en utilisant le soudage par résistance.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, l'échangeur de chaleur selon l'invention est tel que:

- le premier canal est situé entre les deux plaques d'échangeur de chaleur d'une seule paire de plaques selon l'invention. Lesdites deux plaques sont reliées mécaniquement par leurs premiers panneaux de jonction de chaque côté. Le premier canal présente une section transversale trapézoïdale et ladite section conserve la même dimension sur toute la longueur du canal. Le fluide entre directement à une vitesse donnée dans le canal. Ensuite, la vitesse de l'écoulement du fluide est constante sur toute la longueur du canal. Le fluide sort également à la même vitesse. Par conséquent, on dit que le premier canal présente des zones d'entrée et de sortie « directes » (« bluff » dans la terminologie anglo-saxonne), contrairement au deuxième canal.

- au contraire, le deuxième canal est situé entre deux paires successives espacées de deux plaques. La section du canal n'est pas constante sur toute la longueur du canal. En effet, une section transversale du deuxième canal montre que les zones d'entrée et de sortie sont plus grandes que la section centrale rectangulaire du canal. Par conséquent, la vitesse du fluide varie sur la longueur du deuxième canal : elle augmente lorsque la section de canal diminue dans la première partie du canal (l'entrée) et elle diminue lorsque la section du canal augmente dans la dernière partie du canal (la sortie). Par conséquent, on dit que le deuxième canal présente une zone d'entrée et de sortie «vives» (« Sharp » dans la terminologie anglo-saxonne), contrairement au premier canal.

Dans le reste du présent texte, le premier canal avec une entrée et une sortie « directes » est appelé « canal direct » et le deuxième canal avec l'entrée et la sortie « vives » est appelé « canal vif ».

Selon un premier mode de fonctionnement de l'invention, le fluide chaud devant être traité dans l'échangeur de chaleur à plaques sur le côté chaud peut être envoyé aux « canaux directs » et le fluide froid devant être traité sur le côté froid peut être envoyé aux « canaux vifs ».

Selon un deuxième mode de fonctionnement de l'invention, le fluide froid devant être traité dans l'échangeur de chaleur à plaques sur le côté froid peut être envoyé aux « canaux directs » et le fluide chaud devant être traité sur le côté chaud peut être envoyé aux « canaux vifs ».

Lorsque le fluide chaud s'écoule dans le « canal direct », le profil de la plaque d'échangeur de chaleur est favorable à la condensation de la vapeur du fluide chaud. Au contraire, lorsque le fluide chaud s'écoule dans le « canal vif », le profil de la plaque d'échangeur de chaleur est favorable pour éviter la condensation du fluide chaud.

Avantageusement, des moyens de fermeture peuvent être utilisés le cas échéant pour fermer les côtés latéraux du deuxième canal et assurer l'étanchéité du canal. Avantageusement, lesdits moyens de fermeture peuvent être reliés mécaniquement aux plaques par n'importe quel moyen connu de l'homme du métier, par exemple par soudage, notamment par soudage à molette (« seam welding » selon la terminologie anglo-saxonne) ou par boulonnage.

Dans un empilement de paires de plaques selon le mode à « panneau de jonction unique », dans lequel les plaques d'échangeur de chaleur n'ont pas de deuxième panneau de jonction, le deuxième canal est avantageusement pourvu de moyens pour fermer son côté latéral entre deux paires de plaques successives. Lesdits moyens de fermeture peuvent être des barreaux latéraux (« edge bars » selon la terminologie anglo-saxonne) ou des plaques de recouvrement dédiées (« cover parts » dans la terminologie anglo-saxonne) ou n'importe quels moyens équivalents. Les plaques de recouvrement peuvent être fabriquées en une ou plusieurs pièces, certaines ayant une forme en C, ou une forme en U ou un profil quelconque permettant d'assembler la deuxième plaque de la première paire et la première plaque de la deuxième paire. La forme de la plaque de recouvrement peut également être octogonale de manière à s'ajuster d'une seule pièce avec la section transversale du deuxième canal. Des moyens de fermeture peuvent être disposés longitudinalement suivant la direction d'écoulement du deuxième fluide au niveau de l'entrée et de la sortie du deuxième canal. Dans un empilement de paires de plaques selon le « mode à deux panneaux de jonction », dans lequel des plaques d'échangeur de chaleur ont deux panneaux de jonction, les paires successives sont assemblées par le deuxième panneau de jonction de la deuxième plaque de la première paire sur un côté et par le deuxième panneau de jonction de la première plaque de la deuxième paire sur l'autre côté.

Dans ce cas, soit, des moyens de fermeture peuvent être, avantageusement, disposés longitudinalement suivant la direction d'écoulement du deuxième fluide au niveau de l'entrée et au niveau de la sortie du deuxième canal. Lesdits moyens de fermeture peuvent de préférence être une plaque de recouvrement polygonale ayant une forme quadrilatérale ou pentagonale.

Soit, la zone de coin au niveau de l'intersection entre les premier et deuxième panneaux de jonction peut être avantageusement pressée ou formée de telle sorte que ladite zone de coin soit utilisée pour relier mécaniquement la deuxième plaque de la première paire et la première plaque de la deuxième paire, de sorte qu'il n'est pas nécessaire d'utiliser des moyens de fermeture. Typiquement, ladite zone de coin peut être estampée, gaufrée, pressée, martelée et agrandie suffisamment pour être soudée aux panneaux de plaques adjacents.

Les premier et deuxième canaux, notamment le deuxième canal, peuvent être soit complètement vides (canal libre), soit peuvent comprendre un type quelconque d'élément de renforcement tel que des barreaux de connexion (« connecting bars » selon la terminologie anglo-saxonne).

Avantageusement, des éléments d'espacement (« spacers » selon la terminologie anglo-saxonne) fabriqués par exemple à partir de bandes (« strips » selon la terminologie anglo-saxonne), profilés, excroissances ou ailettes à épingle, peuvent être insérés dans le canal afin de garantir l'espacement entre les plaques. Ils peuvent être lâches ou peuvent être soudés par points ou peuvent être maintenus en place en utilisant des pinces (« clamps » dans la terminologie anglo-saxonne) profilées en U au niveau de l’alimentation et de l’évacuation.

Avantageusement, le premier et le deuxième panneau de jonction, comprenant une partie, notamment une partie unique, ou fabriqués à partir de deux parties, sont constitués de plaques planes ou sensiblement planes.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le premier panneau de jonction ou le deuxième panneau de jonction peuvent être fixés mécaniquement au panneau central de la plaque adjacente par une technique quelconque possible, typiquement par soudure.

Avantageusement, la deuxième partie du premier et/ou du deuxième panneau de jonction peut être suffisamment grande pour permettre une fixation mécanique de la deuxième partie au panneau central de la plaque adjacente par un moyen quelconque, connu de l'homme du métier. Selon une première variante, le deuxième panneau de jonction peut être orienté vers le bas par rapport au plan du panneau central, avec un angle b compris entre 10° et 90°, de préférence entre 20° et 60°, et plus préférablement entre 30° et 50°.

Selon une deuxième variante, le deuxième panneau de jonction peut être orienté vers le bas par rapport au plan du panneau central, avec un angle b compris entre 60° et 120°, de préférence entre 70° et 1 10°, et plus préférablement entre 80° et 100°.

En variante, la deuxième partie du deuxième panneau de jonction peut s'étendre depuis la première partie du deuxième panneau de jonction parallèlement au plan du panneau central, ladite deuxième partie étant soit orientée vers l'intérieur du canal soit vers l'extérieur du canal.

Chacun du premier, deuxième ou troisième panneau de jonction peut de préférence être formé en une seule étape, par déformation. La déformation peut être obtenue par formage à la presse et/ou par cintrage.

Dans un autre mode de réalisation de l'invention, différentes zones du panneau central d'échangeur de chaleur peuvent être pourvues d'une couche d'isolation, constituée d'une partie de plaque métallique parallèle au panneau central avec de l'air entre la partie de plaque métallique et le panneau central. Ladite couche d'isolation peut permettre de modifier localement la température de la paroi de la plaque d'échangeur de chaleur. Ladite couche d'isolation peut typiquement être mise en oeuvre dans les zones les plus froides du canal froid et est décrite par exemple dans le brevet CZ298773B6.

Selon un autre mode de réalisation de la paire de deux plaques d'échangeur de chaleur selon l'invention, un embout (« ferrule » selon la terminologie anglo-saxonne) peut être monté par-dessus les bords des deux plaques adjacentes soudées ensemble, servant de bouclier protégeant la jonction. L’embout est typiquement fabriqué à partir d'une pièce de tôle métallique cintrée de manière à pouvoir recouvrir le joint de soudure. L’embout peut être soudé sur chacune des deux plaques.

La plaque d’échangeur de chaleur selon l'invention peut être formée d'une seule pièce, habituellement par déformation en une étape d'une tôle métallique plate constituée d'un matériau soudable, par exemple une plaque en acier ou une plaque en acier inoxydable. Le premier et éventuellement le deuxième et le troisième panneau de jonction peuvent faire partie du panneau central ou peuvent également être fixés à ceux-ci. Dans le mode à « deux panneaux de jonction », une deuxième étape de déformation de la tôle métallique plate peut être requise pour former le deuxième panneau de jonction latéral. Les déformations peuvent être obtenues par formage à la presse et/ou par cintrage. La plaque d’échangeur de chaleur selon l’invention peut également être fabriquée en assemblant plusieurs pièces de plaque indépendantes. DESCRIPTION DETAILLEE

D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture de la description suivante fournie à titre purement illustratif et non limitatif, qui doit être lue en référence aux figures annexées, dans lesquelles :

La figure 1 a représente deux plaques d'échangeur de chaleur identiques A et B selon le mode à «panneau de jonction unique », dans lequel les plaques d'échangeur de chaleur n'ont pas de deuxième panneau de jonction et la figure 1 b représente la paire de plaques correspondante selon l'invention lorsque lesdites plaques A et B sont assemblées.

Les figures 2a et 2b représentent deux plaques A et B selon le mode à « deux panneaux de jonction », dans lequel lesdites plaques ont un premier et un deuxième panneau de jonction, selon deux modes de réalisation différents.

La figure 3a représente un empilement de deux paires de plaques d'échangeur de chaleur selon un premier mode de réalisation et dans la figure 3b, selon un deuxième mode de réalisation de l'invention.

Les figures 4a et 4b représentent une vue éclatée d'un empilement de paires de plaques d'échangeur de chaleur similaires à celles des figures 3a et 3b, mais illustrant également des plaques de recouvrement et des barreaux d’espacement.

La figure 5 représente un empilement de deux paires de plaques d'échangeur de chaleur selon un mode de réalisation de l'invention, dans le mode à « deux panneaux de jonction ».

Pour des raisons de clarté, les figures ne représentent pas nécessairement les plaques dans la position spatiale dans laquelle elles peuvent être assemblées ou utilisées.

Les symboles de référence représentés sur les figures sont indiqués ci-dessous en rapport avec les composants auxquels ils se réfèrent :

A-Plaque d'échangeur de chaleur A

B - Plaque d'échangeur de chaleur B

A 0, - Panneau central de la plaque A

B 0 - Panneau central de la plaque B

A, , A 2 , A 3 , A 4 - côtés du panneau central A 0

Bt , B 2 , B 3 , B 4 - côtés du panneau central B 0

J A - premier panneau de jonction du panneau central A 0

J B - premier panneau de jonction du panneau central B 0 A 5 - première partie du premier panneau de jonction J A

A 6 - deuxième partie du premier panneau de jonction J A

B 5 - première partie du premier panneau de jonction J B du panneau central B 0

B 6 -deuxième partie du premier panneau de jonction J B

K A - deuxième panneau de jonction du panneau central A 0

K B - deuxième panneau de jonction du panneau central B 0

A 7 - première partie du deuxième panneau de jonction K A

A 8 - deuxième partie du deuxième panneau de jonction K A

B 7 -première partie du deuxième panneau de jonction K B

B 8 - deuxième partie du deuxième panneau de jonction K B

A g - zone de coin au niveau de l'intersection entre le premier et le deuxième panneau de jonction J A and K A

B g -zone de coin au niveau de l'intersection entre le premier et le deuxième panneau de jonction J B and K B .

Les références des composants représentés restent les mêmes d’une figure à l’autre.

La figure 1 a représente deux plaques d'échangeur de chaleur identiques A et B selon le mode à « panneau de jonction unique », dans lequel les plaques d'échangeur de chaleur n'ont pas de deuxième panneau de jonction. Le panneau central A 0 est rectangulaire et présente 4 côtés numérotés, dans le sens des aiguilles d'une montre, A 1 : A 2 , A 3 et A 4 . Par souci de concision, toutes les parties de la plaque B sont numérotées de la même manière.

Un premier côté A ! du panneau central est incliné par rapport au panneau central et forme un premier panneau de jonction J A Le côté A 3 du panneau central situé à l'opposé du premier panneau de jonction J A est un bord plan. Dans le mode de réalisation illustré dans la figure 1 a, le premier panneau de jonction J A est formé de deux parties, une première partie A 5 formant un angle a avec le panneau central et une deuxième partie A 6 , qui est parallèle à la plaque de panneau central. Le premier panneau de jonction J A est connecté par la ligne de pliure au panneau central, mais il pourrait également avoir été fourni en tant que deuxième pièce et avoir été fixé au panneau central. Le premier panneau de jonction en deux parties est de préférence formé en une seule passe, par déformation. Le premier panneau de jonction J A est orienté vers le bas suivant un angle d'environ 45° par rapport au plan du panneau central A 0 . La plaque d'échangeur de chaleur B est identique à A et est positionnée de manière symétrique par rapport à A par rapport au point situé au centre de l'espace entre la plaque A et la plaque B. Cela signifie que la plaque B a été disposée après avoir été retournée et tournée de 180°, les premiers panneaux de jonction des plaques A et B étant en regard l'un de l'autre.

La figure 1 b illustre une vue en perspective schématique de la manière suivant laquelle les deux plaques A et B de la figure 1 a sont assemblées et reliées mécaniquement pour former une paire de plaques d'échangeur de chaleur selon un mode de réalisation de l'invention.

Les deux plaques de la figure 1 a ont été superposées de manière à pouvoir être reliées mécaniquement. La « face inférieure » de la plaque A fait face à la « face inférieure » de la plaque B. Le premier panneau de jonction J A de la plaque A fait face au premier panneau de jonction J B de la plaque B. La deuxième partie A 6 du premier panneau de jonction J A de la plaque A est soudée sur le côté plan B 3 du panneau central de la plaque d'échangeur de chaleur B. De manière similaire, la deuxième partie B 6 du premier panneau de jonction J B de la plaque B est soudée sur le côté plan A 3 du panneau central de la plaque d'échangeur de chaleur A.

Le canal formé entre la plaque A et la plaque B constitue un premier canal de l'échangeur de chaleur constitué des plaques selon l'invention, dans lequel un premier fluide F -i peut s'écouler. Le premier canal présente une section transversale d'écoulement trapézoïdale et ladite section transversale est la même sur toute la longueur du canal.

Les figures 2a et 2b représentent une vue en perspective de deux plaques A et B selon le mode à « deux panneaux de jonction », dans lequel les plaques d'échangeur de chaleur ont un deuxième panneau de jonction, selon deux modes de réalisation différents.

La figure 2a représente deux plaques d'échangeur de chaleur A et B dans un premier mode de réalisation du mode à « deux panneaux de jonction ». Les plaques A et B sont sensiblement identiques avec un deuxième côté de leur panneau central A 0 ou B 0 , respectivement qui est incliné par rapport au panneau central, sur un côté adjacent A 2 ou B 2 , respectivement au premier panneau de jonction, et qui forme un deuxième panneau de jonction K A et K B , respectivement. On notera, néanmoins, que les deuxièmes panneaux de jonction K A et K B des plaques A et B sont situés sur des côtés adjacents opposés, par rapport aux premiers panneaux de jonction respectifs J A et J B . Ainsi la plaque B est une image symétrique de la plaque A suivant une symétrie centrale par rapport au point situé au centre de l’espace délimité par les plaques A et B ce qui permet de les associer aisément en paire. Les deuxièmes panneaux de jonction K A et K B sont faits d’une seule partie A 7 ou B 7 qui forme un angle de 90° avec le panneau central (perpendiculaire au plan du panneau central). Les deuxièmes panneaux de jonction sont de préférence formés en une seule passe, par déformation. La déformation peut être obtenue par formage à la presse et/ou par cintrage. Par ailleurs, les plaques d'échangeur de chaleur A et B sont équipées d’excroissances 1 , qui peuvent être positionnées différemment sur la plaque A et la plaque B.

La figure 2b représente deux plaques d'échangeur de chaleur A et B dans un deuxième mode de réalisation du mode « à deux panneaux de jonction ». Les plaques B et A sont principalement similaires aux plaques A et B de la figure 2a mais les deuxièmes panneaux de jonction K A et K B sont fabriqués à partir de deux parties, la première partie A 7 et B 7 , respectivement et la deuxième partie A 8 et B 8 , respectivement. La première partie A 7 ou B 7 est reliée par une ligne de pliure au panneau central sur le bord A 2 ou B 2 , respectivement et forme un angle d'environ 45° avec le panneau central. La deuxième partie A 8 ou B 8 est parallèle au plan du panneau central. Une autre différence avec la figure 2a est que les zones de coin A g et B g au niveau de l'intersection entre les premier et deuxième panneaux de jonction J A et K A , J B et K B, respectivement, n'ont pas été découpées. Au contraire, lesdites zones de coin A g et B g ont été formées de telle sorte qu'il ne soit pas nécessaire d'utiliser des plaques de recouvrement lorsque les deux plaques sont assemblées par paire.

Les figures 3a et 3b représentent un empilement de deux paires de plaques d'échangeur de chaleur selon un premier mode de réalisation et un deuxième mode de réalisation de l'invention.

La figure 3a représente un premier mode de réalisation d'un empilement de deux paires espacées de plaques d'échangeur de chaleur, chaque paire étant similaire à la paire de plaques A et B représentée dans la figure 1 b. Dans ce mode de réalisation, deux paires identiques de deux plaques ont été superposées. Le canal formé entre la première et la deuxième paire constitue le deuxième canal de l'échangeur de chaleur, qui est apte à recevoir un deuxième écoulement de fluide F 2 . La section du deuxième canal n'est pas constante sur la longueur du canal. En effet, le deuxième fluide F 2 entre tout d'abord dans un volume rectangulaire, puis dans un volume trapézoïdal, puis à nouveau dans un volume rectangulaire. À la sortie du canal, la situation est inversée : le deuxième fluide entre dans un volume trapézoïdal puis dans un volume rectangulaire.

La figure 3b représente un autre mode de réalisation de l'empilement de deux paires espacées de plaques d'échangeur de chaleur, chaque paire étant similaire à la paire de plaques représentée à la figure 1 b, mais l'une des deux paires ayant été retournée afin d'obtenir une deuxième paire qui est une image en miroir de la première paire. Le canal formé entre la première et la deuxième paire constitue le deuxième canal de l'échangeur de chaleur, qui est apte à recevoir un deuxième écoulement de fluide. La section du canal n'est pas constante et est différente de la section du canal formée dans la figure 3a. Les plaques d'échangeur de chaleur sont équipées d’excroissances 1 , mais l'on pourrait en variante également utiliser par exemple des bandes ou des profilés en U. Les figures 4a et 4b représentent une vue éclatée d'assemblages similaires à ceux des figures 3a et 3b, illustrant des plaques de recouvrement et des barreaux d’espacement. Toutes les plaques d'échange thermique sont équipées d’excroissances doubles 2.

La figure 4a illustre les deux plaques de recouvrement C qui sont utilisées pour relier mécaniquement les deux paires de plaques successives, agencées de manière similaire aux paires représentées à la figure 3a. Les plaques de recouvrement C sont des octogones ayant la forme de la section transversale du deuxième canal. Les plaques de recouvrement C peuvent être soudées à la plaque B et à la plaque A ou peuvent être fixées par n'importe quel moyen mécanique. Des barreaux d'espacement latérales G sont réalisées dans le premier canal formé entre les plaques A et B. Les barreaux d'espacement pourraient également avoir été mis en œuvre dans le deuxième canal.

La figure 4b illustre les deux plaques de recouvrement D qui sont utilisées pour relier mécaniquement les deux paires de plaques successives, disposées de manière similaire aux paires représentées dans la figure 3b. Les plaques de recouvrement D sont des octogones ayant la forme de la section transversale du deuxième canal. Les plaques de recouvrement D peuvent être soudées à la plaque A et B ou peuvent être fixées par tout autre moyen mécanique. Des barreaux d'espacement G sont implémentées dans le premier canal formé entre les plaques A et B.

La figure 5 représente un empilement de deux paires de plaques d'échangeur de chaleur selon l'invention, dans le mode à « deux panneaux de jonction ». Chaque paire est constituée d'une plaque A et d'une plaque B, qui sont similaires aux plaques représentées dans la figure 2a. Les plaques A et B ont été assemblées et reliées mécaniquement par leur premier panneau de jonction. Entre la plaque A et la plaque B est formé un premier canal capable de recevoir un premier fluide Des barreaux d'espacement G sont mis en œuvre dans le premier canal. Deux paires de plaques espacées identiques sont superposées et reliées mécaniquement par leurs deuxièmes panneaux de jonction. Le canal formé entre la première et la deuxième paire constitue le deuxième canal de l'échangeur de chaleur, qui est apte à recevoir un deuxième écoulement de fluide F 2 . La section du deuxième canal n'est pas constante sur la longueur du canal. Les moyens de fermeture de chaque côté du deuxième canal ne sont pas représentés.