Echangeur de chaleur à plaques

Description

[0001] La présente invention a trait à un échangeur de chaleur tel que défini dans le préambule de l'unique revendication et connu, par example, du document WO-A-86/05866. De tels échangeurs de chaleur sont constitués par un empilage de plaques qui sont conformées et disposées de manière à définir, entre deux plateaux de renfort, deux circuits séparés pour la circulation du fluide caloporteur et du fluide à réchauffer ou à refroidir.

[0002] Pour le raccordement de chacun des deux circuits de l'échangeur avec l'installation à laquelle celui-ci est incorporé, il est bien entendu nécessaire de prévoir au moins un raccord d'entrée et au moins un raccord de sortie, l'appareil étant ainsi équipé d'au moins quatre raccords de branchement. Or, la fixation de ces raccords sur la ou les plaques terminales de l'empilage et sur le plateau de renfort correspondant pose des problèmes plus sérieux qu'il pourrait paraître à première vue, au moins si l'on entend adopter un processus de fabrication automatisé à cadence de production élevée.

[0003] En pratique, on se contente le plus souvent d'engager chaque raccord dans une perforation pratiquée dans la ou les plaques terminales, la retenue axiale étant assurée par le brasage opéré pour l'assemblage mutuel des plaques empilées de l'échangeur. Si une telle solution a le mérite de la simplicité de mise en oeuvre, elle se révèle fréquemment insuffisante pour assurer une fixation efficace, apte à résister aux efforts qui s'exercent sur l'appareil au cours de son utilisation industrielle.

[0004] Suivant le document WO-A-86/05866 (TORELL AB), la retenue en place de chaque raccord est améliorée en faisant comporter à l'extrémité intérieure de celui-ci un prolongement axial à épaisseur réduite qui, après introduction dans la perforation de la plaque terminale, est retourné pour former un rebord analogue à la tête épanouie d'un rivet, l'ensemble obtenu étant ensuite passé à l'opération de brasage usuelle.

[0005] On conçoit toutefois que le retournement de l'extrémité dépassante du prolongement axial précité complique considérablement la construction dont le coût est ainsi augmenté.

[0006] C'est à cet inconvénient qu'entend remédier la présente invention, laquelle a pour objet l'échangeur de chaleur qui est défini à l'unique revendication.

[0007] Ainsi, selon l'invention, on fait notamment comporter à chaque raccord un embout cylindrique qui est pourvu d'un filetage permettant, après traversée du plateau de renfort envisagé, son vissage dans une perforation d'une ou de deux plaque(s) terminale(s) de l'empilage. Cet embout comporte une gorge dans laquelle débouche le filetage susvisé et qui reçoit le bord de la perforation précitée, laquelle gorge est ensuite emplie d'un cordon de brasure lors de l'opération de brasage destinée à l'assemblage étanche des plaques.

[0008] On comprend que dans un tel processus, la brasure a pour unique fonction l'étanchéité de la fixation, la retenue en place de chaque raccord étant assurée par le vissage de l'embout fileté dans la ou les plaques terminales.

[0009] Le dessin annexé, donné a titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention et les avantages qu'elle est susceptible de procurer :

Fig. 1 est une coupe verticale faisant apparaître l'agencement général des éléments qui constituent un échangeur de chaleur établi conformément à l'invention.

Fig. 2 reproduit fig. 1 après mise en place des raccords par vissage.

Fig. 3 montre de la même manière l'échangeur obtenu après brasage de l'ensemble.

[0010] L'échangeur représenté est de type classique en ce qui concerne sa structure générale, en ce sens qu'il est constitué par un empilage de plaques d'échange thermique 1 maintenues entre deux plateaux de renfort 2 et 3. Chaque plaque 1 est obtenue par emboutissage d'une feuille en acier inoxydable dont l'une au moins des faces est revêtue d'une couche de brasure 1a ; l'outil d'emboutissage est profilé de façon à déterminer dans chacune des plaques 1, outre un rebord périphérique assurant le guidage de l'empilage, quatre dépressions ou cuvettes (dont deux seulement apparaissent sur le dessin) qui s'ouvrent deux par deux sur l'une ou l'autre des deux faces de la plaque considérée. Le fond de chaque cuvette est percé en 1b et l'on comprend que si l'on prend soin d'inverser l'orientation des plaques successives 1 de l'empilage, on obtient entre les deux plateaux 2 et 3 un ensemble définissant deux circuits indépendants pour les deux fluides concernés.

[0011] L'un des plateaux 2 et 3, à savoir le plateau supérieur 2 dans l'exemple considéré, doit évidemment être équipé d'au moins quatre raccords pour le raccordement des deux circuits avec l'installation à laquelle l'échangeur doit être incorporé. Chacun de ces raccords, référencés 4, est profilé pour recevoir l'extrémité d'une canalisation de jonction 5.

[0012] Conformément à la présente invention, on a fait comporter à chaque raccord 4 un embout cylindrique 4a qui comporte un filetage 4b dont une extrémité débouche à l'intérieur d'une gorge annulaire 4c. On observera que la longueur de chaque embout 4a et le positionnement axial de la gorge 4c sur celui-ci varient suivant que le raccord 4 envisagé doit être associé à une plaque 1 unique (cas du raccord situé à droite sur le dessin) ou à deux plaques 1 superposées, afin qu'en tout état de cause chaque raccord 4 communique bien avec l'extrémité du circuit à laquelle il correspond.

[0013] Comme illustré, l'embout 4a de chaque raccord 4 est introduit tout d'abord dans une perforation 2a du plateau supérieur 2, puis dans la perforation 1b de la ou des plaques 1 envisagées. Le diamètre des perforations 1b est tel que moyennant rotation de chaque raccord, l'embout 4a se visse par son filetage 4b dans la ou les perforations 1b qui lui correspondent, et ce jusqu'à ce que le bord de ces dernières vienne s'engager dans la gorge 4c (cf. fig. 2).

[0014] Bien évidemment, la pénétration du bord précité dans la gorge 4c laisse subsister un espace annulaire libre x au niveau du fond de ladite gorge. On conçoit cependant que cet espace x se trouve rempli de brasure (joint ou cordon annulaire y de fig. 3) une fois que l'opération de brasage destinée à l'assemblage étanche des plaques 1 empilées aura été effectuée.

[0015] Dans ces conditions, la fixation en place des raccords 4 résulte de la partie de l'embout qui comporte le filetage 4b en ce qui concerne la résistance aux efforts axiaux d'arrachage, du joint ou cordon y en ce qui concerne l'étanchéité du raccordement. Les essais ont démontré que cette dualité de fonctions s'opposait à tout risque de désolidarisation intempestive des raccords 4 au cours de l'utilisation de l'échangeur de chaleur.

Revendications

1. Echangeur de chaleur constitué par un empilage de plaques (1) qui sont maintenues entre deux plateaux de renfort (2, 3) et qui sont profilées et disposées de façon à définir deux circuits indépendants dont les entrées et sorties sont aptes à être reliées à une installation générale au moyen de raccords (4) prévus au niveau de l'un (2) des plateaux de renfort susvisés, caractérisé en ce que chaque raccord (4) comporte un embout cylindrique (4a) pourvu d'un filetage (4b) permettant, après traversée du plateau de renfort (2) envisagé, son vissage dans une perforation (1b) d'une ou deux plaque(s) terminale(s) (1) de l'empilage, cet embout (4a) comportant une gorge (4c) dans laquelle débouche ledit filetage (4b), ladite gorge (4c) recevant le bord de la perforation (1b) précitée et étant emplie d'un cordon de brasure (y) lors de l'opération de brasage destinée à l'assemblage étanche des plaques (1).

Claims

1. Heat exchanger formed by a stack of plates (1) which are held between two reinforcing decks (2, 3) and which are shaped and disposed so as to define two independent circuits, the inlets and outlets of which are suitable for being connected to a general installation by means of connectors (4) provided at one (2) of the aforementioned reinforcing decks, characterised in that each connector (4) has a cylindrical joining piece (4a) provided with a thread (4b) enabling it, after it has passed through the envisaged reinforcing deck (2), to be screwed into a perforation (1b) in one or two end plates (1) of the stack, this joining piece (4a) having a groove (4c) into which the said thread (4b) opens out, the said groove (4c) receiving the edge of the aforementioned perforation (1b) and being filled with a bead of solder (y) during the soldering operation designed to fix the plates (1) together sealingly.

Ansprüche

1. Wärmetauscher bestehend aus einem Plattenstapel (1), der zwischen zwei verstärkten Platten (2, 3) gehalten ist, wobei die Platten derart ausgebildet und angeordnet sind, daß sie zwei von einander unabhängige Kreisläufe bilden, wobei deren Ein- und Ausläufe im Bereich einer der verstärkten Platte (2) angeordnet und mit Anschlußmitteln (4) versehen mit einer üblichen Anlage verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Anschluß (4) ein mit einem Gewinde (4b) versehenes zylindrisches Ansatzstück (4a) aufweist, welches, nach Durchdringen der korrespondierenden, verstärkten Platte (2) sein Einschrauben in ein Loch (1b) in einer oder in zwei der End-Platte/-n (1) des Stapels zuläßt, wobei dieses Ansatzstück (4a) eine Nut (4c) aufweist, in der das besagte Gewinde (4b) ausläuft, und wobei besagte Nut (4c) den Rand des Loches (1b) aufnimmt, wobei ein Hartlot-Streifen (y) zum Anfüllen vorgesehen ist, bestimmt zur dichten Verbindung der Plattenanordnung mittels eines Lötverfahrens.

Dessins