Echangeur thermique à plaques nervurées soudées La présente invention se rapporte à un échangeur à plaques nervurées destiné au transfert d'énergie thermique entre deux fluides.
On connaît des échangeurs thermiques à plaques, dits à plaques et joints qui permettent déjà d'échanger de l'énergie thermique entre deux fluides dont les différences de températures ne peuvent excéder 150.C à des pressions de l'ordre de 25 bars.
Ces plaques nervurées ou corruguées selon une terminologie propre au domaine technique, sont réalisées par emboutissage à froid, et elles forment un parallélogramme rectangle. Chacune desdites plaques nervurées s'étendant entre deux extrémités opposées et présentant une première et une seconde faces opposées, comportent respectivement des première et seconde bordures externes. Par ailleurs, un évidement circulaire est ménagé dans chaque coin.
Lesdites plaques sont reliées ensemble face à face selon une rangée et sont espacées les unes des autres d'une interface, les évidements de chacun des quatre coins étant respectivement alignés les uns avec les autres. Un premier joint périphérique est étendu le long des bordures des plaques, entre chaque face en contact pour isoler les fluides par rapport à l'extérieur. Dans certains types d'échangeur, deux seconds joints reliant ledit premier joint, sont interposés entre deux faces en regard pour isoler deux des évidements circulaires diagonalement opposés, de façon à former une chambre présentant deux orifices définis par les deux autres évidements circulaires diagonalement opposés.Successivement suivant la rangée de plaques, les deux seconds joints diagonaux sont intervertis suivant l'autre diagonale de façon à constituer deux circuits étanches formés de chambres parallèles entre elles et alternativement en communication l'une avec l'autre. Ainsi, tandis qu'un premier fluide est en contact avec une face d'une plaque, le second fluide est susceptible d'être en contact avec la face opposée, pour permettre l'échange thermique.
De la sorte, une pluralité de chambres maintenues ensemble, les unes contre les autres, de façon que les évidements circulaires forment quatre collecteurs sensiblement longitudinaux, diagonalement reliés deux à deux par deux séries de chambres, permet de réaliser deux circuits de fluide.
Toutefois, dans d'autres types d'échangeur, pour certaines applications, la circulation des fluides n'est pas diagonale mais latérale à co-courant.
Bien que les échangeurs ainsi formés présentent un bon rendement thermique, ils sont d'une part limités en tenue à la pression et à la température et d'autre part, leurs joints sont sensibles aux fluides agressifs.
Afin de pallier cet inconvénient, il a été imaginé, en particulier dans le document DE 44 38 393, de remplacer les joints, au moins une interface sur deux par des cordons de soudure.
La difficulté de cette solution réside dans la réalisation d'un cordon de soudure entre deux plaques en regard et très faiblement espacées. Substituer un cordon de soudure au premier joint qui est proche du bord des plaques paraît possible, mais les seconds joints ne sont pas réalisables de la sorte. C'est pourquoi, ce type de soudure est réalisé avec des moyens de soudage spéciaux. Par ailleurs, l'utilisation de joints de scellement usuels en élastomère est nécessaire pour les autres interfaces, ce qui ne résout que partiellement le problème posé.
Par ailleurs, le cordon de soudure périphérique qui se substitue au joint périphérique est soumis à un différentiel de pression représentatif de la différence de pression entre l'intérieur des chambres et la pression atmosphérique.
Un problème qui se pose et que vise à résoudre la présente invention est alors de fournir un échangeur à plaques nervurées qui permette non seulement de s'affranchir des joints en élastomère de façon à pouvoir augmenter les températures et les pressions des fluides dans lesdites chambres, mais aussi qui permette de moins solliciter la jointure entre les bordures périphériques.
Dans ce but, et selon un premier objet, la présente invention propose un échangeur à plaques nervurées destiné au transfert d'énergie thermique entre deux fluides, chacune desdites plaques nervurées s'étendant entre deux extrémités opposées et présentant une première et une seconde faces opposées qui comportent respectivement des première et seconde bordures externes, des évidements délimitant chacun un bord interne étant ménagés à l'intérieur desdites extrémités, lesdites plaques nervurées étant reliées ensemble, premières faces et secondes faces respectivement en regard les unes des autres et de façon alternative, par leurs premières bordures externes qui sont jointes en formant des chambres et,par leurs bords internes qui sont joints de manière à relier lesdites chambres et à former un circuit en un seul bloc adapté à la circulation d'un premier fluide, des moyens de circulation étant adaptés à faire circuler un second fluide entre lesdites secondes faces ; les secondes bordures externes desdites secondes faces étant maintenues espacées les unes des autres au moins par parties, et lesdits moyens de circulation étant adaptés à faire circuler ledit second fluide depuis l'extérieur entre lesdites secondes bordures et entre lesdites secondes faces.
Ainsi, une caractéristique de l'invention réside dans le mode de liaison entre les plaques qui sont alternativement, reliées ensemble par leurs premières bordures externes qui sont jointes et soudées, par exemple par soudure TIG, en formant des chambres et, par leurs bords internes qui sont joints et également soudés de manière à relier lesdites chambres pour former un circuit en un seul bloc. Grâce à cet agencement, le circuit ainsi formé est parfaitement étanche et ne présente aucun joint, mais simplement des bords et des bordures soudées ensemble, ce qui est beaucoup plus résistant q'un joint et notamment vis-à-vis d'un fluide agressif.Par ailleurs, les moyens de circulation permettent de faire circuler le second fluide entre les chambres sans que les deux fluides ne circulent ensemble sur une même face, séparés par un joint ou même un cordon de soudure, ce qui rend plus fiable l'étanchéité entre les fluides. Par ailleurs, les bords et bordures sont joints ensemble par une soudure, ce qui est bien plus résistant qu'un joint en élastomère. Ces cordons de soudure forment alors une barrière entre les fluides. Au surplus, les bords et bordures joints, subissent une pression différentielle, correspondant à la différence de pression entre les deux fluides, qui peut être faible, ce qui est beaucoup moins contraignant qu'une différence de pression entre l'intérieur des chambres et la pression atmosphérique.
Selon une caractéristique de réalisation particulière, lesdites extrémités opposées présentent chacune un seul évidement, ce qui permet, d'une part de simplifier la réalisation des plaques nervurées et donc de diminuer leur coût de fabrication et d'autre part, de réaliser des échangeurs de faible dimension pour une grande capacité d'échange, comme on l'expliquera plus en détail dans la suite de la description.
Dans le même but, lesdites plaques nervurées sont de façon particulièrement avantageuse, identiques entre elles. Ainsi, un seul outillage est nécessaire pour matricer les plaques.
Toutefois, dans certains cas particuliers, on prévoit au moins deux types de plaques, présentant des chevrons inclinés selon des angles différents.
Selon un autre mode de réalisation particulièrement avantageux, ledit bloc présente deux extrémités opposées correspondant respectivement aux extrémités opposées desdites plaques nervurées, dans lesquelles s'étendent parallèlement entre eux, deux collecteurs formés par lesdits évidements alignés dans chacune desdites extrémités et chacune desdites chambres débouchant dans lesdits deux collecteurs. Ainsi, en faisant circuler ou en injectant un fluide sous pression dans un des collecteurs, celui-ci est apte à traverser entièrement les chambres pour déboucher dans l'autre collecteur et être récupéré. Ce fluide, est ainsi susceptible d'échanger de l'énergie thermique avec un second fluide qui lui circule entre les chambres grâce au moyen de circulation.
Selon un premier mode de mise en oeuvre de l'invention particulièrement avantageux, ledit bloc comporte deux premières plaques nervurées d'extrémité, et les évidements de l'une desdites plaques sont obturés tandis que les évidements de l'autre plaque sont raccordés pour faire circuler ledit premier fluide d'un collecteur d'une extrémité vers le collecteur de l'autre extrémité à travers lesdites chambres. De la sorte, l'entrée et la sortie de fluide sont raccordées sur une seule plaque d'extrémités respectivement dans les deux extrémités opposées, ce qui permet de limiter l'encombrement.
Selon un second mode de mise en u̇vre de l'invention préférentiel, ledit bloc comprend deux secondes plaques nervurées d'extrémité dont les évidements dans l'une des extrémités dudit bloc sont obturés et au moins une plaque nervurée centrale dont l'évidement dans l'extrémité opposée dudit bloc est obturé de façon à former deux demi-collecteurs étanches dans ladite extrémité et en ce que les évidements des deux plaques d'extrémité dans cette extrémité sont raccordés pour faire circuler ledit premier fluide selon un trajet en U, d'un demi-collecteur vers le collecteur de l'autre extrémité et dudit collecteur vers l'autre demicollecteur.Ainsi, dans un espace relativement restreint, correspondant sensiblement à la taille dudit bloc augmenté des moyens de circulation, on forme une grande surface d'échange d'une longueur correspondant sensiblement au double de celle d'une plaque nervurée. Par ailleurs, le circuit de fluide présente ainsi, une arrivée et une sortie coaxiales, orientées en sens inverse et qui correspondent aux demi-collecteurs.
Avantageusement les lesdites plaques nervurées s'étendent longitudinalement selon un axe de symétrie joignant les évidements desdites deux extrémités opposées et elles présentent des nervures inclinées par rapport audit axe de symétrie. Ainsi, le fluide qui circule dans les chambres s'écoule sur une grande partie de la surface des faces sans que des chemins d'écoulement privilégiés entre les évidements n'apparaissent et en plus, grâce aux nervures le fluide s'écoule selon un régime turbulent ce qui favorise les échanges thermiques entre les plaques. Afin d'accentuer l'intensité du régime turbulent, deux plaques nervurées consécutives présentent préférentiellement des nervures croisées les unes par rapport aux autres.
Selon encore un autre mode particulier de réalisation de l'invention, lesdites premières bordures des plaques nervurées présentent un rebord externe en saillie de ladite première face, tandis que ledit bord interne présente un rebord interne en saillie de ladite seconde face. Ainsi, il est aisé de relier les plaques nervurées ensemble, en les ajustant rebords internes contre rebords internes et bordures externes contre bordures externes et en soudant ensemble les matériaux en contact.
Préférentiellement, lesdites nervures présentent des premières arêtes définissant une premier plan tangent et des secondes arêtes définissant un second plan tangent parallèle et opposé audit premier plan tangent et en ce que ledit rebord externe rejoint ledit premier plan tangent tandis que le rebord interne rejoint ledit second plan tangent de façon que lesdites arêtes des plaques nervurées reliées ensemble soient susceptibles d'être en appui les unes contre les autres. De la sorte, aucune ligne de courant de fluide entre deux évidements de deux extrémités opposées n'est rectiligne, elles sont nécessairement perturbées par les nervures. On obtient alors un écoulement encore plus turbulent.En outre, grâce à ces caractéristiques, non seulement les chambres formées par les premières faces en regard présentent cette géométrie, mais aussi de façon symétrique, les espaces situés entre les secondes faces.
Selon une variante d'exécution particulière de l'invention, lesdits moyens pour faire circuler ledit second fluide comprennent une enceinte munie d'une entrée et d'une sortie et ledit bloc, logé dans ladite enceinte, est connecté de façon étanche à l'extérieur de ladite enceinte pour faire circuler ledit premier fluide. Ainsi, le second fluide, pénétrant dans ladite enceinte par l'entrée, est guidé à travers les secondes faces des plaques nervurées de manière à échanger de l'énergie thermique avec le premier fluide qui lui circule entre les premières faces des plaques, puis s'échappe dudit bloc pour rejoindre la sortie. Avantageusement, les deux fluides sont injectés à contre-courant afin d'optimiser l'échange thermique. Toutefois, dans certaines applications les deux fluides sont injectés à co-courant.
Selon cette variante et conformément à un mode préféré de mise en oeuvre, lesdites plaques nervurées présentant deux bords sensiblement parallèles orientés d'une extrémité vers l'autre et les bords des plaques nervurées dudit bloc définissant deux plans moyens sensiblement parallèles et opposés, ladite enceinte comporte deux parois opposées en appui sur les bords selon lesdits plans moyens de façon à guider ledit second fluide exclusivement dans lesdites espaces entre lesdites chambres d'une extrémité vers l'autre. Ainsi, aucune ligne de courant de fluide ne se forme en dehors de l'espace situé entre les secondes faces, ce qui optimise plus encore le rendement de l'échangeur.
Selon un autre objet, l'invention concerne une plaque nervurée adaptée à être montée dans un échangeur à plaques nervurées tel que décrit ci-dessus. Ainsi, ces plaques de forme identique sont-elles susceptibles d'être réalisées à un coût avantageux, d'une seule pièce matricée, et ajustées pour réaliser un échangeur thermique.
Selon encore un autre objet, l'invention propose un procédé de montage d'un échangeur à plaques nervurées tel que décrit ci-dessus comprenant les étapes suivantes dans l'ordre : on apparie les plaques nervurées face à face en soudant ensemble respectivement, les bords internes des évidements de chacune des extrémités ; on relie les paires de plaques face à face en soudant ensemble les bordures externes pour former un circuit en un seul bloc ; et, on équipe ledit bloc de moyens pour faire circuler ledit second fluide. Ainsi, contrairement aux échangeurs à plaques nervurées soudées selon l'art antérieur, il est ici aisé de souder ensemble les plaques, d'abord par paire au niveau de leurs bords internes et ensuite de souder ensemble les paires par les premières bordures externes.
D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description faite ci-après d'un mode de réalisation particulier de l'invention, donné à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la Figure 1 est une vue schématique générale en perspective d'un échangeur à plaques conforme à l'invention ; et, - la Figure 2 est une vue schématique partielle en coupe longitudinale de l'échangeur à plaques illustré sur la Figure 1 selon le plan II-II ; - la Figure 3 est une vue schématique partielle d'un détail de la Figure 2 ; - la Figure 4 est une vue schématique de côté du détail illustré sur la Figure 3 selon IV ; - la Figure 5 est une vue schématique en perspective d'un élément d'assemblage illustré sur la Figure 1 ;et - la Figure 6 est une vue en coupe de détail de l'élément d'assemblage illustré sur la Figure 5. La Figure 1 illustre un échangeur à plaques 10 conforme à l'invention adapté au transfert d'énergie thermique entre deux fluides. Un premier fluide est susceptible de circuler d'une première entrée 12 vers une première sortie 14 tandis qu'un second fluide peut circuler à contrecourant, d'une seconde entrée 16 vers une seconde sortie 18. Ainsi, le premier fluide qui entre par exemple à une température élevée, par la première entrée 12, ressort à une température moins élevée par la première sortie 14, tandis que le second fluide entre par la seconde entrée 16 à une température basse pour ressortir à une température plus élevée par la seconde sortie 18.
On a représenté partiellement sur la Figure 1 un bloc 20 constitué de plaques nervurées 22. Ce bloc 20 étant logé dans une enceinte étanche 24 que l'on décrira plus en détail dans la suite de la description. Le bloc 20 est formé par l'assemblage de plaques nervurées 22 qui s'étendent longitudinalement entre deux extrémités opposées, une première 26 et une seconde 28. Ces plaques nervurées 22 sont assemblées entre elles selon un procédé conforme à l'invention que l'on décrira ci-après en référence aux Figures 3 à 6.
On décrira tout d'abord en référence à la Figure 5 la structure des plaques nervurées 22, dix plaques nervurées exactement étant ici assemblées entre elles conformément à un mode de mise en u̇vre de l'invention.
Les plaques nervurées 22 sont toutes identiques excepté les plaques d'extrémité que l'on décrira dans la suite de la description.
Sur la Figure 5 apparaît la première face 30, endroit, d'une plaque nervurée 22 qui s'étend entre ses deux extrémités opposées 26, 28, selon un axe de symétrie central A, la seconde face 32, envers, qui est opposée n'apparaît pas sur la Figure 5.
Ces plaques nervurées 22 sont originellement plane d'une épaisseur comprise entre 6 et 12 dixièmes de millimètre, par exemple 8 dixièmes de millimètre, et elles sont découpées et embouties à froid et matricée avec des nervures selon un profil particulier que l'on va décrire. Les dimensions de ces plaques nervurées, sensiblement rectangulaires, sont adaptées en fonction des capacités de l'échangeur, elles présentent par exemple une longueur comprise entre 0.5 et 2.0 m et une largeur comprise entre 0.2 et 0.5 m.
Les extrémités opposées 28, 26, en projection plane, s'étendent symétriquement l'une de l'autre en pointe et elles présentent chacune un évidement circulaire 34 dont le centre est situé sur l'axe de symétrie A et dont les bords internes 36 sont enfoncés. Le diamètre de l'évidement circulaire 34 est compris entre 0.05 et 0.1 m par exemple 0.07m.
Les première et seconde extrémités opposées 26, 28 présentent des nervures identiques 38 parallèles entre elles et inclinées d'un même angle 40 par rapport à l'axe de symétrie A. Ces nervures 38 présentent, vue sur la première face 30 endroit, un fond 42, les fonds 42 de toutes les nervures 38 formant des secondes arêtes en saillie de la seconde face 32 d'envers ; lesdites secondes arêtes définissant un second plan tangent Tg2 que l'on décrira ci-après et qui est également tangent aux bords internes 36 qui sont enfoncés.
En outre, les plaques nervurées 22 présentent une partie centrale 44 qui elle également présente des nervures parallèles, mais des nervures en chevron 46 symétriques par rapport à l'axe de symétrie A et définissant des flèches orientées de la seconde extrémité 28 vers la première 26. Les branches des nervures en chevron 46 sont ici inclinées par rapport à l'axe de symétrie A d'un angle inférieur à l'angle 40 formé par les nervures des extrémités opposées 26, 28. Bien évidemment, il est possible d'incliner les branches des nervures en chevron 46 d'un autre angle différent.
Les nervures en chevron 46 présentent également des fonds 48 qui définissent des secondes arêtes en saillie de la seconde face 32 d'envers desquelles est également tangent le second plan tangent Tg2.
Par ailleurs, la plaque nervurée 22 présente une première bordure externe 50 formant rebord, qui définit un premier plan tangent Tg1, écarté du second plan tangent Tg2. De plus, les nervures 38 et les nervures en chevron 46, définissent des premières arêtes en saillie 52 de la première face 30 d'endroit desquelles le premier plan tangent Tg1 est également tangent.
En outre, la plaque nervurée 22 présente une seconde bordure externe 51, opposée à la première bordure externe 50 et sur la seconde face 32 d'envers.
On retrouve sur la Figure 3 des plaques nervurées 22 assemblées, vue sur la tranche et sur laquelle on a représenté le premier et le second plans tangents, Tg1, Tg2 ; le premier définit par la bordure externe 50 qui est en saillie de la première face 30 d'endroit, le second par les secondes arêtes en saillie de la seconde face 32 d'envers et qui s'étend à distance de la seconde bordure externe 51.
Cette Figure 3 illustre l'assemblage des plaques nervurées entre elles. En effet, elles sont ajustées, endroit contre endroit, première face 30 contre première face 30 et envers contre envers, seconde face 32 contre seconde face 32, selon un procédé que l'on va décrire en référence à la Figure 6. Au surplus, les plaques nervurées 22 sont alternativement associées première extrémité contre seconde extrémité de façon que les nervures 38 et les nervures en chevrons des plaques nervurées soient respectivement croisées entre elles pour former des chemins de passage sinueux. En outre, les secondes bordures externes 51 sont maintenues à distance les unes des autres et lesdits chemins de passage sinueux débouchent entre ces secondes bordures.
La Figure 6 montre une coupe partielle du bloc de plaques nervurées 20 illustré sur la Figure 5 au niveau de l'évidement circulaire 34.
Selon le procédé d'assemblage conforme à l'invention, on ajuste tout d'abord les plaques nervurées 22 par paire, seconde face 32 d'envers contre seconde face 32 d'envers et respectivement, première extrémité 26 contre seconde extrémité 28, en soudant ensemble les bords internes 36 qui sont joints ensemble. Cette soudure peut être aisément réalisée, avec ou sans apport de matière, selon un procédé de soudure TIG , par exemple, sur les tranches 56 des deux bords internes joints ensemble. Ainsi, les plaques nervurées sont non seulement solidaires par leurs bords internes mais également par leurs secondes arêtes qui elles sont en appui les unes contre les autres et croisées entre elles en formant des seconds chemins de passage sinueux, qui permettront comme on l'expliquera ciaprès un meilleur échange thermique.
Après que les bords internes 36 des deux évidements circulaires 34 en regard ont été respectivement soudés ensemble et de façon étanche, dans chacune des extrémités opposées 26, 28, les paires de plaques nervurées 22 sont ensuite associées, endroit contre endroit des premières faces 30 desdites paires de plaques nervurées 22, et les premières extrémités 26 respectivement en regard des secondes extrémités 28. Les bordures externes 50 sont jointes et sont soudées ensemble par leurs tranches 58, là encore, avec ou sans apport de matière, par exemple selon le procédé TIG . Par ailleurs, et de la même façon que pour les secondes faces 32 d'envers, les premières arêtes 53 des premières faces 30 d'endroit en regard sont croisées et en appui les unes contre les autres de façon à former des premiers chemins de passage sinueux.
Ainsi, en soudant tout d'abord les plaques nervurées par paires et les bords internes ensemble, on s'affranchit des difficultés de manipulation du dispositif de soudure à l'intérieur d'une cavité, puisque les bords internes sont peu espacés du premier plan tangent Tg1 des deux plaques nervurées 22 au-delà duquel l'espace est libre.
En revanche, les bordures externes 50 sont-elles aisément soudées ensemble par leurs bordures externes 50, puisque qu'elles sont libres d'accès.
La Figure 6 illustre partiellement, un bloc de cinq paires de plaques nervurées 22 que l'on retrouve intégralement représenté en perspective sur la Figure 5. Ledit bloc présente une extrémité supérieure 59 et une extrémité inférieure 61 correspondant respectivement aux première et seconde extrémités 26, 28.
Ainsi, en reliant ensemble cinq paires de plaques nervurées 22, on forme quatre chambres étanches, 60a, 60b, 60c, 60d délimitées par les premières faces 30 d'endroit en regard des plaques nervurées 22, partiellement en appui les unes contre les autres par les arêtes, excepté les première et dernière plaques nervurées. Ces quatre chambres 60a, 60b, 60c, 60d s'étendent entre un premier collecteur 62 formés par les évidements circulaires 34 des premières extrémités 26 des plaques nervurées 22 et un second collecteur 64 formé lui, par les évidement 34 des secondes extrémités 28.
En outre, les cinq paires de plaques nervurées délimitent cinq espaces libres 66a, 66b, 66c, 66d, 66e formés de seconds chemins sinueux et délimités par les secondes face 32 en regard des plaques nervurées 22 qui sont en appui respectivement les unes contre les autres par les bords internes, soudés ensemble et par les secondes arêtes, et qui débouchent notamment dans les extrémités supérieures 59 et inférieure 61 selon l'axe de symétrie A de part et d'autre des bords internes joints, les secondes bordures 51 desdites plaques étant espacées les unes des autres.
On retrouve sur la Figure 4, selon une vue en élévation perpendiculaire aux plaques nervurées 22, l'extrémité supérieure 59 dudit bloc et le premier collecteur 62.
Ainsi, un premier fluide est susceptible de s'écouler dans les chambres 60a, 60b, 60c, 60d, tandis qu'un second fluide peut circuler librement entre les chambres à travers les secondes bordures 51 et à travers les espaces libres 66a, 66b, 66c, 66d, 66e selon l'axe de symétrie A et par exemple dans le sens de la flèche F, de part et d'autre du collecteur 62.
De la sorte, en appliquant deux cloisons étanches 70, 72 en regard l'une de l'autre et en appui respectivement sur les tranches 58 des premières bordures externes 50 soudées ensemble, ledit second fluide est entièrement canalisé à travers les espaces libres 66a, 66b, 66c, 66d, 66e. Ainsi, l'échange thermique entre le premier fluide qui circule dans les chambres et le second qui circule entre les chambres est-il optimal et on décrira en référence aux Figures 2 et 3 l'échangeur thermique conforme à l'invention qui met en oeuvre des moyens de circulation dudit second fluide, conforme à ce principe.
On retrouve sur la Figure 2 , l'échangeur à plaques nervurées tel que représenté sur la Figure 1 en coupe longitudinale, mais tronqué horizontalement pour la clarté du dessin. Sur cette Figure 2, les éléments équivalents tels qu'illustrés sur la Figure 5 porteront les mêmes références.
On retrouve les premières entrée et sortie 12, 14 et les secondes entrée et sortie, 16, 18. En outre on retrouve selon une vue analogue à celle de la Figure 3, les plaques nervurées 22, ici en trois éléments 74, 76, 78, ainsi représentés, également pour éclaircir le dessin.
Toutefois, l'échangeur comporte un bloc 79 de plaques nervurées 22 qui s'étend entre deux parois latérales 80, 82 de l'enceinte 24, parallèles entre elles et par rapport aux plaques nervurées 22. En outre, les parois latérales sont reliées entre elles de façon étanche par une paroi supérieure 84 située à distance dudit bloc 79 et une paroi inférieure 86 également à distance dudit bloc 79. Deux autres parois, une postérieure 88 et une antérieure 90 qui apparaissent sur la Figure 1, permettent de fermer l'enceinte étanche 24 et viennent s'appliquer contre les tranches des bordures externes soudées des plaques de façon analogue à la représentation de la Figure 4.Un espace libre supérieur 91 et un espace libre inférieur 93 s'étendent respectivement, entre la paroi supérieure 84 et l'extrémité supérieure 59 et entre l'extrémité inférieure 61 et la paroi inférieure 86.
Le bloc 79 présente deux plaques nervurées centrales 22a et 22b soudées en appui l'une contre l'autre dont, seuls les évidements circulaires des secondes extrémités 28 sont obturés, ce qui forme deux demi-blocs, un premier 79b et un second 79a et deux demi-collecteurs un premier 64b et un second 64a auxquels sont connectées respectivement de manière étanche les premières entrée 12 et sortie 14 par l'intermédiaire des évidements des plaques d'extrémité respectivement 22c et 22d dans l'extrémité inférieure 61. A l'opposé, les évidements des plaques d'extrémité 22c, 22d sont obturés dans la partie supérieure 59 pour boucher les deux extrémités du premier collecteur 62.
Par ailleurs, dans le prolongement des plaques nervurées centrales 22a et 22b s'étend une cloison centrale étanche 92 qui rejoint la paroi inférieure 86 et les parois antérieure et postérieure 88, 90, divisant ainsi l'espace libre inférieur 93 en deux demi-espaces libres, un premier 94 et un second 95. Ces demi-espaces libres 94, 95, sont respectivement connectés de manière étanche aux seconde entrée 16 et seconde sortie 18.
De la sorte, on forme un premier circuit, entre les premières entrée et sortie 12, 16, dans lequel est susceptible d'être injecté un premier fluide sous pression. Ledit premier fluide s'écoulant dans le premier demicollecteur 64b est susceptible de traverser les chambres du premier demibloc 79b de la seconde extrémité 61 vers la première extrémité 59 selon E pour rejoindre le premier collecteur 62.Ensuite, le premier fluide s'écoule dans le premier collecteur selon T du premier bloc 79b vers le second bloc 79a, puis à travers les chambres du second bloc 79a selon R pour rejoindre le second demi-collecteur 64a et ressortir par la première sortie 14.
On forme également un second circuit, entre les secondes entrée 16 et sortie 18, dans lequel un second fluide est susceptible d'être injecté sous pression à contre-courant. Le second fluide débouchant dans le premier demi-espace libre 94, s'écoule entre les chambres du second demi-bloc 79a selon S pour déboucher dans l'espace libre supérieur 91. Ensuite, il s'écoule entre les chambres du premier demi-bloc 79b pour aboutir dans le second demi-espace libre 95 puis ressortir par la seconde sortie 18.
Ainsi, les premier et second fluides qui se croisent respectivement à travers les premier et second chemins sinueux séparés par les plaques nervurées 22, sont susceptibles d'échanger de l'énergie thermique avec une grande efficacité à travers les plaques, compte tenu de l'écoulement turbulent des deux fluides dans ces chemins sinueux. Par ailleurs, l'épaisseur desdites plaques nervurées peut avantageusement être moins importante que celle des plaques utilisées dans l'art antérieur, car les bords internes 36 et les premières bordures externes respectivement soudées ensemble subissent un différentiel de pression équivalent à la différence de pression entre les deux fluides. Les jonctions entre ces plaques nervurées qui constituent des zones de rupture potentielles sont, en effet, moins sollicitées.
Bien entendu, la circulation des deux fluides à co-courant est susceptible d'être mise en u̇vre dans l'échangeur pour certaines applications particulières.
L'épaisseur des plaques nervurées peut également être conservées de manière à pouvoir augmenter les valeurs de température et de pression aux entrées et sortie de l'échangeur.
Selon un autre mode de réalisation non représenté, les circuits de fluides s'étendent non pas selon un U, mais seulement entre les deux extrémités opposées d'un bloc de plaques nervurées. Ledit bloc comporte alors, une première entrée raccordée à l'un des collecteurs et une première sortie raccordée à l'autre collecteur. Parallèlement, l'enceinte étanche présente une seconde entrée, au voisinage de la première sortie et une seconde sortie au voisinage de la première entrée.The present invention relates to a ribbed plate heat exchanger for the transfer of thermal energy between two fluids.
Plate heat exchangers, known as plate and gasket heat exchangers, are known which already make it possible to exchange thermal energy between two fluids whose temperature differences can not exceed 150.degree. C. at pressures of the order of 25 bars.
These ribbed plates or corrugated according to a terminology specific to the technical field, are made by cold stamping, and they form a rectangle parallelogram. Each of said ribbed plates extending between two opposite ends and having a first and a second opposite face respectively comprise first and second outer edges. In addition, a circular recess is provided in each corner.
Said plates are connected together face to face in a row and are spaced apart from one another by an interface, the recesses of each of the four corners being respectively aligned with each other. A first peripheral seal is extended along the edges of the plates, between each face in contact to isolate the fluids relative to the outside. In certain types of exchanger, two second joints connecting said first seal, are interposed between two opposite faces to isolate two of the diagonally opposite circular recesses, so as to form a chamber having two orifices defined by the other two diagonally opposite circular recesses. Successively following the row of plates, the two second diagonal joints are interchanged along the other diagonal so as to form two sealed circuits formed of parallel chambers between them and alternately in communication with each other. Thus, while a first fluid is in contact with one face of a plate, the second fluid is likely to be in contact with the opposite face, to allow heat exchange.
In this way, a plurality of chambers held together, against each other, so that the circular recesses form four substantially longitudinal collectors, diagonally connected in pairs by two series of chambers, makes it possible to produce two fluid circuits.
However, in other types of exchanger, for certain applications, the flow of fluids is not diagonal but lateral co-current.
Although the exchangers thus formed have a good thermal efficiency, they are on the one hand limited in resistance to pressure and temperature and on the other hand, their joints are sensitive to aggressive fluids.
In order to overcome this drawback, it has been imagined, in particular in DE 44 38 393, to replace the seals, at least one interface out of two by welding seams.
The difficulty of this solution lies in the realization of a weld bead between two plates opposite and very slightly spaced. Substituting a weld bead at the first joint that is close to the edge of the plates seems possible, but the second joints are not feasible in this way. Therefore, this type of welding is done with special welding means. Furthermore, the use of conventional sealing seals in elastomer is necessary for the other interfaces, which only partially solves the problem.
Moreover, the peripheral weld that replaces the peripheral seal is subjected to a differential pressure representative of the pressure difference between the interior of the chambers and the atmospheric pressure.
A problem that arises and that the present invention aims to solve is then to provide a ribbed plate heat exchanger which not only makes it possible to overcome the elastomer seals so as to be able to increase the temperatures and the pressures of the fluids in said chambers. but also that allows less stress the join between peripheral edges.
For this purpose, and according to a first object, the present invention provides a ribbed plate heat exchanger for the transfer of thermal energy between two fluids, each of said ribbed plates extending between two opposite ends and having a first and a second opposite faces which respectively comprise first and second external borders, recesses each delimiting an internal edge being formed inside said ends, said ribbed plates being connected together, first faces and second faces respectively facing each other and alternatively, by their first external borders which are joined forming chambers and, by their internal edges which are joined to connect said chambers and to form a circuit in a single block adapted to the circulation of a first fluid, circulation means being adapted to circulate a second fluid between said seco n faces; the second outer edges of said second faces being kept spaced apart from each other at least in portions, and said circulating means being adapted to circulate said second fluid from the outside between said second edges and between said second faces.
Thus, a feature of the invention lies in the mode of connection between the plates which are alternately connected together by their first external edges which are joined and welded, for example by TIG welding, forming chambers and, by their internal edges. which are joined and also welded to connect said chambers to form a single block circuit. Thanks to this arrangement, the circuit thus formed is perfectly sealed and has no seal, but simply edges and edges welded together, which is much stronger than a seal and in particular vis-à-vis an aggressive fluid Moreover, the circulation means make it possible to circulate the second fluid between the chambers without the two fluids circulating together on the same face, separated by a seal or even a weld bead, which makes the sealing more reliable. between the fluids. In addition, the edges and edges are joined together by a weld, which is much more resistant than an elastomer seal. These welding beads then form a barrier between the fluids. In addition, the edges and edges attached, undergo a differential pressure, corresponding to the pressure difference between the two fluids, which can be low, which is much less restrictive than a pressure difference between the interior of the rooms and the atmospheric pressure.
According to a particular characteristic of realization, said opposite ends each have a single recess, which makes it possible, on the one hand to simplify the realization of the ribbed plates and thus to reduce their manufacturing cost and on the other hand, to realize heat exchangers. small dimension for a large exchange capacity, as will be explained in more detail in the following description.
For the same purpose, said ribbed plates are particularly advantageously identical to each other. Thus, only one tool is needed to stamp the plates.
However, in some particular cases, at least two types of plates are provided, with chevrons inclined at different angles.
According to another particularly advantageous embodiment, said block has two opposite ends respectively corresponding to the opposite ends of said ribbed plates, in which extend parallel to each other, two collectors formed by said recesses aligned in each of said ends and each of said chambers opening into said two collectors. Thus, by circulating or injecting a pressurized fluid into one of the collectors, it is able to cross the chambers completely to open into the other collector and be recovered. This fluid is thus capable of exchanging thermal energy with a second fluid circulating between the chambers through the circulation means.
According to a first embodiment of the invention that is particularly advantageous, said block comprises two first end-rib plates, and the recesses of one of said plates are closed while the recesses of the other plate are connected to make flowing said first fluid from a manifold from one end to the manifold of the other end through said chambers. In this way, the inlet and the fluid outlet are connected to a single end plate respectively in the two opposite ends, which makes it possible to limit the bulk.
According to a second embodiment of the preferred invention, said block comprises two second ribbed end plates whose recesses in one end of said block are closed and at least one central ribbed plate whose recess in opposite end of said block is closed so as to form two sealed half-collectors in said end and in that the recesses of the two end plates in this end are connected to circulate said first fluid in a U-shaped path, a half-collector to the collector of the other end and said collector to the other half-collector.Thus, in a relatively small space, corresponding substantially to the size of said increased block of the circulation means, a large exchange surface is formed a length corresponding substantially to twice that of a ribbed plate. Furthermore, the fluid circuit has a coaxial inlet and outlet, oriented in opposite directions and corresponding to the half-collectors.
Advantageously, said ribbed plates extend longitudinally along an axis of symmetry joining the recesses of said two opposite ends and they have ribs inclined with respect to said axis of symmetry. Thus, the fluid flowing in the chambers flows over a large part of the surface of the faces without preferential flow paths between the recesses and in addition, thanks to the ribs the fluid flows in a regime turbulent which promotes thermal exchanges between the plates. In order to accentuate the intensity of the turbulent regime, two consecutive ribbed plates preferentially have crossed ribs relative to one another.
According to yet another particular embodiment of the invention, said first edges of the ribbed plates have an outer rim projecting from said first face, while said inner edge has an inner rim projecting from said second face. Thus, it is easy to connect the ribbed plates together, by adjusting internal flanges against internal edges and external edges against external edges and by welding together the materials in contact.
Preferably, said ribs have first edges defining a first tangent plane and second edges defining a second tangent plane parallel to and opposite said first tangent plane and in that said outer rim joins said first tangent plane while the inner rim joins said second plane tangent so that said edges of the ribbed plates connected together are likely to be in abutment against each other. In this way, no line of fluid flow between two recesses of two opposite ends is rectilinear, they are necessarily disturbed by the ribs. This results in an even more turbulent flow. Moreover, thanks to these characteristics, not only the chambers formed by the first facing faces present this geometry, but also symmetrically, the spaces located between the second faces.
According to a particular variant embodiment of the invention, said means for circulating said second fluid comprise an enclosure provided with an inlet and an outlet and said block, housed in said enclosure, is sealingly connected to the outside said enclosure for circulating said first fluid. Thus, the second fluid, penetrating into said chamber through the inlet, is guided through the second faces of the ribbed plates so as to exchange thermal energy with the first fluid circulating between the first faces of the plates, then escapes from the block to join the exit. Advantageously, the two fluids are injected against the current in order to optimize the heat exchange. However, in some applications the two fluids are injected cocurrently.
According to this variant and according to a preferred embodiment, said ribbed plates having two substantially parallel edges oriented from one end to the other and the edges of the ribbed plates of said block defining two substantially parallel and opposite planes, said enclosure comprises two opposite walls bearing on the edges in said mean planes so as to guide said second fluid exclusively in said spaces between said chambers from one end to the other. Thus, no fluid flow line is formed outside the space between the second faces, which further optimizes the efficiency of the exchanger.
According to another object, the invention relates to a ribbed plate adapted to be mounted in a ribbed plate heat exchanger as described above. Thus, these plates of identical shape can they be made at an advantageous cost, a single coin stamped, and adjusted to achieve a heat exchanger.
According to yet another object, the invention proposes a method of mounting a ribbed plate heat exchanger as described above comprising the following steps in the order: the ribbed plates are joined face to face by welding together respectively, the internal edges of the recesses of each end; connecting the pairs of plates face to face by welding together the outer edges to form a single block circuit; and, said group of means is equipped to circulate said second fluid. Thus, unlike the ribbed plate heat exchangers welded according to the prior art, it is here easy to weld the plates together, first pairwise at their inner edges and then weld together the pairs by the first external edges.
Other features and advantages of the invention will appear on reading the following description of a particular embodiment of the invention, given by way of indication but not limitation, with reference to the accompanying drawings in which: Figure 1 is a general schematic perspective view of a plate heat exchanger according to the invention; and, - Figure 2 is a partial schematic view in longitudinal section of the plate heat exchanger illustrated in Figure 1 along the plane II-II; Figure 3 is a partial schematic view of a detail of Figure 2; Figure 4 is a schematic side view of the detail shown in Figure 3 along IV; Figure 5 is a schematic perspective view of an assembly member illustrated in Figure 1, and Figure 6 is a detail sectional view of the assembly member illustrated in Figure 5. Figure 5 is a schematic perspective view of an assembly member illustrated in Figure 1; 1 illustrates a plate heat exchanger 10 according to the invention adapted to the transfer of heat energy between two fluids. A first fluid is able to flow from a first inlet 12 to a first outlet 14 while a second fluid can flow countercurrently, from a second inlet 16 to a second outlet 18. Thus, the first fluid entering for example at an elevated temperature, by the first inlet 12, emerges at a lower temperature through the first outlet 14, while the second fluid enters the second inlet 16 at a low temperature to emerge at a higher temperature through the second outlet 18 .
There is shown partially in Figure 1 a block 20 consisting of ribbed plates 22. This block 20 is housed in a sealed chamber 24 which will be described in more detail in the following description. The block 20 is formed by the assembly of ribbed plates 22 which extend longitudinally between two opposite ends, a first 26 and a second 28. These ribbed plates 22 are assembled together according to a method according to the invention that the will be described hereinafter with reference to Figures 3 to 6.
The structure of the ribbed plates 22 will firstly be described with reference to FIG. 5, with exactly ten ribbed plates being assembled together in accordance with one embodiment of the invention.
The ribbed plates 22 are all identical except the end plates that will be described in the following description.
In Figure 5 appears the first face 30, location, of a ribbed plate 22 which extends between its two opposite ends 26, 28, along a central axis of symmetry A, the second face 32, opposite, which is opposite n does not appear in Figure 5.
These ribbed plates 22 are originally flat with a thickness of between 6 and 12 tenths of a millimeter, for example 8 tenths of a millimeter, and they are cut and pressed cold and stamped with ribs in a particular profile that will be described . The dimensions of these ribbed plates, substantially rectangular, are adapted according to the capabilities of the exchanger, they have for example a length of between 0.5 and 2.0 m and a width of between 0.2 and 0.5 m.
The opposite ends 28, 26, in planar projection, extend symmetrically from each other in a point and each have a circular recess 34 whose center is situated on the axis of symmetry A and whose inner edges 36 are depressed. The diameter of the circular recess 34 is between 0.05 and 0.1 m, for example 0.07m.
The first and second opposite ends 26, 28 have identical ribs 38 parallel to each other and inclined at the same angle 40 relative to the axis of symmetry A. These ribs 38 have a bottom view of the first face 30 42, the bottoms 42 of all the ribs 38 forming second edges projecting from the second face 32 of the back; said second edges defining a second tangential plane Tg2 which will be described hereinafter and which is also tangent to the inner edges 36 which are depressed.
In addition, the ribbed plates 22 have a central portion 44 which also has parallel ribs, but chevron ribs 46 symmetrical with respect to the axis of symmetry A and defining arrows oriented from the second end 28 to the first 26 The branches of the chevron ribs 46 are here inclined with respect to the axis of symmetry A of an angle less than the angle 40 formed by the ribs of the opposite ends 26, 28. Of course, it is possible to incline the branches of chevron ribs 46 from a different angle.
The chevron ribs 46 also have bottoms 48 which define second projecting ridges of the second face 32 from which the second tangential plane Tg2 is also tangent.
Furthermore, the ribbed plate 22 has a first outer rim 50 forming a rim, which defines a first tangential plane Tg1, spaced apart from the second tangential plane Tg2. In addition, the ribs 38 and chevron ribs 46 define first projecting ridges 52 of the first face 30 of which the first tangential plane Tg1 is also tangent.
In addition, the ribbed plate 22 has a second outer rim 51, opposite the first outer rim 50 and the second reverse face 32.
Figure 3 shows ribbed plates 22 assembled, seen on the edge and on which there is shown the first and second tangent planes, Tg1, Tg2; the first defines by the outer rim 50 which protrudes from the first place face 30, the second by the second protruding edges of the second face 32 from the back and which extends away from the second outer rim 51 .
This Figure 3 illustrates the assembly of the ribbed plates together. Indeed, they are adjusted, place-by-place, first face 30 against first face 30 and upside down, second face 32 against second face 32, according to a method that will be described with reference to Figure 6. In addition, the ribbed plates 22 are alternately associated with the first end against the second end so that the ribs 38 and the chevron ribs of the ribbed plates are respectively crossed with each other to form sinuous pathways. In addition, the second outer edges 51 are kept at a distance from each other and said sinuous pathways open between these second edges.
Figure 6 shows a partial section of the ribbed plate block 20 shown in Figure 5 at the circular recess 34.
According to the assembly method according to the invention, firstly the ribbed plates 22 are adjusted in pairs, with the second face 32 upside down and the second face 32 upside down respectively, the first end 26 against the second end 28, welding together the inner edges 36 which are joined together. This welding can be easily performed, with or without adding material, according to a TIG welding process, for example, on the slices 56 of the two inner edges joined together. Thus, the ribbed plates are not only secured by their internal edges but also by their second edges which are in contact against each other and crossed together forming second sinuous pathways, which will allow as will be explained below a better heat exchange.
After the inner edges 36 of the two circular recesses 34 facing each other have been welded together and sealingly, in each of the opposite ends 26, 28, the pairs of ribbed plates 22 are then associated, against each other, against the first faces 30 of said pairs of ribbed plates 22, and the first ends 26 respectively facing the second ends 28. The outer edges 50 are joined and are welded together by their slices 58, again, with or without addition of material, for example according to the TIG process . Moreover, and in the same way as for the second faces 32 of the backside, the first edges 53 of the first facing faces 30 are crossed and resting against each other so as to form first paths of passage winding.
Thus, by firstly welding the ribbed plates in pairs and the internal edges together, it eliminates the difficulties of handling the welding device inside a cavity, since the inner edges are closely spaced from the foreground. Tangent Tg1 of the two ribbed plates 22 beyond which the space is free.
On the other hand, the outer edges 50 are easily welded together by their external edges 50, since they are freely accessible.
FIG. 6 partially illustrates a block of five pairs of ribbed plates 22 that are found integrally represented in perspective in FIG. 5. Said block has an upper end 59 and a lower end 61 respectively corresponding to the first and second ends 26, 28.
Thus, by connecting together five pairs of ribbed plates 22, four sealed chambers 60a, 60b, 60c, 60d are formed delimited by the first faces 30 facing the ribbed plates 22, partially supported against each other by the ridges, except the first and last ribbed plates. These four chambers 60a, 60b, 60c, 60d extend between a first collector 62 formed by the circular recesses 34 of the first ends 26 of the ribbed plates 22 and a second collector 64 formed by the recesses 34 of the second ends 28.
In addition, the five pairs of ribbed plates delimit five free spaces 66a, 66b, 66c, 66d, 66e formed of second sinuous paths and delimited by the second face 32 facing the ribbed plates 22 which bear respectively against each other by the inner edges, welded together and by the second edges, and which open in particular in the upper ends 59 and lower 61 along the axis of symmetry A on either side of the internal edges joined, the second edges 51 of said plates being spaced apart from each other.
FIG. 4 shows, in an elevational view perpendicular to the ribbed plates 22, the upper end 59 of said block and the first collector 62.
Thus, a first fluid is able to flow in the chambers 60a, 60b, 60c, 60d, while a second fluid can flow freely between the chambers through the second edges 51 and through the free spaces 66a, 66b, 66c, 66d, 66e along the axis of symmetry A and for example in the direction of the arrow F, on either side of the collector 62.
In this way, by applying two watertight partitions 70, 72 facing one another and pressing respectively on the slices 58 of the first external edges 50 welded together, said second fluid is entirely channeled through the free spaces 66a, 66b, 66c, 66d, 66e. Thus, the heat exchange between the first fluid circulating in the chambers and the second circulating between the chambers is optimal and will be described with reference to Figures 2 and 3 the heat exchanger according to the invention which implements means for circulating said second fluid, in accordance with this principle.
In Figure 2, the ribbed plate heat exchanger as shown in Figure 1 in longitudinal section, but truncated horizontally for clarity of the drawing. In this Figure 2, the equivalent elements as illustrated in Figure 5 will bear the same references.
We find the first input and output 12, 14 and the second input and output, 16, 18. In addition we find in a similar view to that of Figure 3, the ribbed plates 22, here in three elements 74, 76, 78 , thus represented, also to clarify the drawing.
However, the exchanger comprises a block 79 of ribbed plates 22 which extends between two side walls 80, 82 of the enclosure 24, parallel to each other and to the ribbed plates 22. In addition, the side walls are connected between they are sealed by an upper wall 84 located at a distance from said block 79 and a lower wall 86 also at a distance from said block 79. Two other walls, a posterior 88 and an anterior 90 which appear in FIG. 1, make it possible to close the sealed enclosure 24 and are applied against the edges of the welded external edges of the plates in a manner analogous to the representation of FIG. 4. An upper free space 91 and a lower free space 93 respectively extend between the upper wall 84 and the upper end 59 and between the lower end 61 and the bottom wall 86.
The block 79 has two central ribbed plates 22a and 22b welded in abutment against each other, only the circular recesses of the second ends 28 are closed, which forms two half-blocks, a first 79b and a second 79a and two half-collectors a first 64b and a second 64a to which the first inlet 12 and outlet 14 are respectively sealingly connected via the recesses of the end plates respectively 22c and 22d in the lower end 61. At the opposite, the recesses of the end plates 22c, 22d are closed in the upper part 59 to plug the two ends of the first collector 62.
Furthermore, in the extension of the central ribbed plates 22a and 22b extends a central sealed partition 92 which joins the lower wall 86 and the anterior and posterior walls 88, 90, thus dividing the lower free space 93 into two half-spaces free, a first 94 and a second 95. These half-free spaces 94, 95 are respectively connected sealingly to the second input 16 and second output 18.
In this way, a first circuit is formed between the first inlet and outlet 12, 16, in which a first fluid under pressure can be injected. Said first fluid flowing in the first half-collector 64b is able to pass through the chambers of the first semiblock 79b of the second end 61 towards the first end 59 along E to reach the first collector 62. Next, the first fluid flows into the first collector 62b. first collector according to T of the first block 79b to the second block 79a, then through the chambers of the second block 79a along R to join the second half-collector 64a and exit through the first outlet 14.
A second circuit is also formed between the second input 16 and the output 18, in which a second fluid can be injected under countercurrent pressure. The second fluid opening into the first half-free space 94 flows between the chambers of the second half-block 79a along S to open into the upper free space 91. Then, it flows between the chambers of the first half. block 79b to end in the second half free space 95 and then out through the second outlet 18.
Thus, the first and second fluids that intersect each other through the first and second sinuous paths separated by the ribbed plates 22, are capable of exchanging thermal energy with high efficiency through the plates, taking into account the turbulent flow of the two fluids in these winding paths. Moreover, the thickness of said ribbed plates may advantageously be less than that of the plates used in the prior art, because the inner edges 36 and the first external edges respectively welded together undergo a differential pressure equivalent to the pressure difference between both fluids. The junctions between these ribbed plates which constitute potential rupture zones are, indeed, less stressed.
Of course, the circulation of the two fluids cocurrent is likely to be implemented in the exchanger for some particular applications.
The thickness of the ribbed plates can also be maintained so as to increase the temperature and pressure values at the inlet and outlet of the exchanger.
According to another embodiment not shown, the fluid circuits extend not in a U, but only between the two opposite ends of a block of ribbed plates. Said block then comprises a first input connected to one of the collectors and a first output connected to the other collector. Meanwhile, the sealed chamber has a second input, in the vicinity of the first output and a second output in the vicinity of the first input.
REVENDICATIONS
1. Echangeur à plaques nervurées (22) destiné au transfert d'énergie thermique entre deux fluides, chacune desdites plaques nervurées (22) s'étendant entre deux extrémités opposées (26, 28) et présentant une première (30) et une seconde (32) faces opposées qui comportent respectivement des première (50) et seconde (51) bordures externes, des évidements (34) délimitant chacun un bord interne (36) étant ménagés à l'intérieur desdites extrémités (26, 28), lesdites plaques nervurées (22) étant reliées ensemble, premières faces (30) et secondes faces (32) respectivement en regard les unes des autres et de façon alternative, par leurs premières bordures externes (50) qui sont jointes en formant des chambres (60a, 60b, 60c, 60d) et, par leurs bords internes (36) qui sont joints de manière à relier lesdites chambres et à former un circuit en un seul bloc (20)adapté à la circulation d'un premier fluide, des moyens de circulation étant adaptés à faire circuler un second fluide entre lesdites secondes faces ; caractérisé en ce que les secondes bordures externes (51) desdites secondes faces (32) sont maintenues espacées les unes des autres au moins par parties, et en ce que lesdits moyens de circulation sont adaptés à faire circuler ledit second fluide depuis l'extérieur entre lesdites secondes bordures (51) et entre lesdites secondes faces (32). A ribbed plate heat exchanger (22) for transferring thermal energy between two fluids, each of said ribbed plates (22) extending between two opposite ends (26, 28) and having a first (30) and a second ( 32) opposed faces which respectively comprise first (50) and second (51) external borders, recesses (34) each delimiting an inner edge (36) being formed inside said ends (26, 28), said ribbed plates (22) being connected together, first faces (30) and second faces (32) respectively facing each other and alternatively, by their first external edges (50) which are joined forming chambers (60a, 60b, 60c, 60d) and, by their inner edges (36) which are joined to connect said chambers and to form a circuit in a single block (20) adapted to the circulation of a first fluid, the circulation means being adapted to circulate a second fluid between said second faces; characterized in that the second outer edges (51) of said second faces (32) are spaced apart from each other at least in portions, and in that said circulation means are adapted to circulate said second fluid from the outside between said second borders (51) and between said second faces (32).