[0001] L'invention se rapporte au domaine des échangeurs à double flux de gaz, du type permettant
un transfert thermique ainsi qu'un transfert d'humidité entre les deux flux traversant
l'échangeur. Un tel échangeur assurant ce double transfert est également couramment
dénommé « échangeur total » ou « échangeur enthalpique ».
[0002] L'application principale de l'invention vise à faire transiter deux flux d'air à
travers l'échangeur, de manière à obtenir un récupérateur enthalpique pour le traitement
de l'air. Néanmoins, d'autres applications sont envisagées pour la présente invention,
comme celles nécessitant simultanément un transfert d'énergie sensible et de matière
via une diffusion moléculaire à travers une membrane. A titre d'exemples, il peut
s'agir d'un procédé de purification et de traitement d'effluents gazeux, ou encore
de la production de gaz spéciaux.
[0003] Comme indiqué précédemment, l'invention s'applique de préférence au domaine des systèmes
de traitement et de conditionnement d'air, pour bâtiments de l'habitat ou du tertiaire.
Dans cette application, l'échangeur garantit un transfert thermique entre le flux
d'air vicié et le flux d'air neuf, mais également un transfert d'humidité entre ces
deux flux, du milieu le plus humide vers le milieu le plus sec.
[0004] De tels échangeurs sont largement connus de l'art antérieur, notamment des documents
CA 2 805 541 et
WO 2013/091099. Il est également connu le document
WO2012/045717, qui se rapporte à un échangeur enthalpique aux performances améliorées, essentiellement
grâce à la mise en oeuvre d'alvéoles orientées parallèlement à la direction d'empilement
des membranes et des réseaux de circulation d'air intégrant ces alvéoles.
[0005] Des échangeurs plus récents, tel que celui décrit dans le document
WO 2016/016330, apportent des solutions améliorées en termes de compacité et de performances de
transfert thermique. En effet, la conception proposée dans ce document permet de bénéficier
de l'ensemble des avantages procurés par la présence des alvéoles au sein des réseaux
de circulation d'air, tout en offrant une compacité et des performances de transfert
thermique accrues. Les creux définis par les chants des parois d'alvéoles permettent
une imbrication du second réseau dans le premier réseau, dans la direction d'empilement.
Cette imbrication se traduit par une plus grande compacité de l'échangeur, mais également
par de meilleures performances thermiques. Ce dernier avantage s'explique par le fait
que l'interface d'échange entre les deux flux d'air n'est plus sensiblement plane,
mais structurée grâce à la présence judicieuse des creux précités. Cette structuration
permet une conception dans laquelle les échanges thermiques ne s'effectuent plus seulement
aux extrémités hautes et basses des réseaux dans l'empilement, mais également latéralement.
En d'autres termes, les surfaces d'échange thermique ne sont plus des plans parallèles
entre eux et orthogonaux à la direction d'empilement, mais des surfaces plus complexes,
de section non-droite.
[0006] Néanmoins, la conception décrite dans le document
WO 2016/016330 est relativement complexe, et requiert de ce fait la mise en oeuvre de techniques
de fabrication complexes et coûteuses.
[0007] Pour répondre à ce problème, l'invention prévoit un échangeur à double flux de gaz,
permettant un transfert thermique et un transfert d'humidité entre les deux flux de
gaz, l'échangeur comprenant une pluralité de premières et secondes plaques de circulation
de gaz empilées en alternance selon une direction d'empilement et séparées deux à
deux par des membranes perméables à la vapeur d'eau et imperméables audits gaz et
à l'eau liquide, au moins certaines desdites membranes présentant en section selon
un plan transversal de l'échangeur, une forme de ligne brisée représentant un signal
en triangle.
[0008] Selon l'invention, chacune des première et seconde plaques de circulation de gaz
comprend :
- des premières bandes s'inscrivant dans un premier plan de la plaque concernée ;
- des secondes bandes s'inscrivant dans un second plan de la plaque concernée, ledit
second plan étant parallèle audit premier plan et décalé de ce dernier dans la direction
d'empilement, les premières et secondes bandes étant parallèles à une direction longitudinale
de l'échangeur et agencées en alternance selon une direction transversale de cet échangeur
;
- des organes de liaison reliant les premières et secondes bandes directement consécutives
; et
- des organes allongés de plaquage de la membrane contre la plaque directement consécutive
dans l'empilement, les organes allongés s'étendant en saillie selon la direction d'empilement
à partir des premières bandes et étant espacés les uns des autres selon la direction
longitudinale le long de chaque première bande, chaque organe allongé de plaquage
s'étendant dans un premier creux de plaque défini entre la première bande qui le porte
et les deux secondes bandes directement consécutives agencées de part et d'autre de
ladite première bande, et les organes allongés formant des obstacles au sein de canaux
de circulation de gaz présents dans l'échangeur.
[0009] L'invention permet de bénéficier d'une forte compacité et de performances élevées,
tout en restant basée sur une conception simple facilitant sa réalisation, et réduisant
ainsi ses coûts de fabrication, par exemple par la mise en oeuvre des techniques simples
du domaine de la plasturgie. A titre d'exemples indicatifs, les plaques peuvent être
fabriquées par injection plastique, ou par simple presse.
[0010] En outre, la tenue mécanique de l'échangeur s'avère satisfaisante grâce à l'emploi
des organes allongés de plaquage, qui remplissent non seulement la fonction de maintien
et de mise en forme des membranes, mais également une fonction de support des plaques
les unes sur les autres. En effet, les membranes structurées sont préférentiellement
souples et mises en forme en étant enserrées entre les plaques successives de l'empilement.
Cela permet de faire en sorte que les membranes concernées disposent de la forme précise
souhaitée entre les plaques. En outre, cette solution permet de compenser les éventuelles
déformations de la membrane liées aux transferts de vapeur d'eau, notamment en cas
de forte humidité relative.
[0011] Comme indiqué ci-dessus, une autre fonction des organes allongés de plaquage réside
dans la création d'obstacles au sein des canaux de circulation de gaz, orientés selon
la direction d'empilement. Ces obstacles permettent de générer des mouvements convectifs
bénéfiques à l'amélioration des transferts de chaleur sensible et de vapeur d'eau
entre les deux flux.
[0012] L'invention présente par ailleurs au moins l'une des caractéristiques optionnelles
suivantes, prises isolément ou en combinaison.
[0013] Selon un premier mode de réalisation préféré de l'invention, une première et une
seconde plaques de circulation de gaz directement consécutives dans l'empilement sont
agencées de telle sorte que chaque premier creux de plaque de la première plaque soit
situé en regard, dans la direction d'empilement, d'un second creux de plaque de la
seconde plaque défini entre l'une de ses secondes bandes et deux premières bandes
directement consécutives agencées de part et d'autre de ladite seconde bande, le second
creux de plaque étant épousé par une portion en V de la membrane ouvert en direction
dudit premier creux et formant conjointement un premier canal de circulation d'un
premier flux de gaz traversé par les organes allongés de plaquage, et les première
et seconde plaques de circulation de gaz délimitent une première rangée de plusieurs
premiers canaux de circulation du premier flux de gaz adjacents selon la direction
transversale de l'échangeur.
[0014] De même, une seconde et une première plaques de circulation de gaz directement consécutives
dans l'empilement sont agencées de telle sorte que chaque premier creux de plaque
de la seconde plaque soit situé en regard, dans la direction d'empilement, d'un second
creux de plaque de la première plaque défini entre l'une de ses secondes bandes et
deux premières bandes directement consécutives agencées de part et d'autre de ladite
seconde bande, le second creux de plaque étant épousé par une portion en V de la membrane
ouvert en direction dudit premier creux et formant conjointement un second canal de
circulation d'un second flux de gaz traversé par les organes allongés de plaquage,
et les seconde et première plaques de circulation de gaz délimitent une seconde rangée
de plusieurs second canaux de circulation du second flux de gaz adjacents selon la
direction transversale de l'échangeur.
[0015] Ainsi, ce premier mode de réalisation préféré permet une réalisation en quinconce
des premiers et seconds canaux de circulation, cette configuration étant également
appelée « en damier ». Elle résulte d'un décalage d'un demi-pas transversal entre
les premiers et seconds canaux directement consécutifs dans la direction d'empilement.
[0016] De préférence, en section selon ledit plan transversal de l'échangeur, les premiers
et seconds canaux présentent la forme de carrés ou de losanges agencés en quinconce.
[0017] De préférence, chaque première et seconde plaque est équipée, à ses deux extrémités
selon la direction longitudinale de l'échangeur, d'une feuille de séparation des flux
réalisée d'une seule pièce avec la plaque concernée, la feuille de séparation des
flux étant agencée dans un plan orthogonal à la direction d'empilement et traversant,
sur la plaque concernée, les premiers et seconds creux agencés en alternance selon
la direction transversale de l'échangeur, la feuille de séparation des flux présentant
une première surface agencée du côté des premières bandes de la plaque concernée ainsi
qu'une seconde surface opposée agencée du côté des secondes bandes de cette plaque.
[0018] De plus, la feuille est équipée au niveau de sa première surface de premiers organes
d'obturation des premiers creux, et équipée au niveau de sa seconde surface de seconds
organes d'obturation des seconds creux.
[0019] Enfin, les feuilles permettent de définir entre elles des premiers distributeurs/collecteurs
du premier flux de gaz communiquant chacun avec une rangée de premiers canaux de circulation,
et des seconds distributeurs/collecteurs du second flux de gaz communiquant chacun
avec une rangée de seconds canaux de circulation.
[0020] Le fait d'intégrer ces feuilles aux plaques permet avantageusement d'éviter d'avoir
à rapporter des collecteurs/distributeurs du gaz, sources de risques de fuites et
de cassures. En outre, cela permet des gains de rentabilité en termes de temps et
coûts d'assemblage, ainsi qu'en termes de coûts de fabrication et de stockage.
[0021] De préférence, les feuilles de séparation des flux comprennent des rebords structurés
laissant apparaître des premières ouvertures et des secondes ouvertures donnant accès
respectivement au premiers distributeurs/collecteurs et aux seconds distributeurs/collecteurs.
Dans ce cas de figure, il est préférentiellement prévu qu'au niveau de chaque extrémité
longitudinale de l'échangeur, les premières ouvertures sont agencées d'un même côté
de l'échangeur et les secondes ouvertures sont agencées au niveau d'un côté opposé
par rapport à la direction transversale de l'échangeur. De ce fait, chaque côté peut
être dédié au passage de l'un des deux flux.
[0022] De préférence, la seconde surface des feuilles est également équipée d'organes allongés
additionnels de plaquage de la membrane contre la première surface de la feuille directement
consécutive dans l'empilement. Ces organes additionnels permettent non seulement le
support des feuilles les unes par rapport aux autres, mais également de créer des
zones actives au niveau des distributeurs/collecteurs au sein desquels les membranes
sont alors prolongées.
[0023] Pour adoucir la transition entre la zone active de l'échangeur et les distributeurs/collecteurs,
et ainsi limiter les pertes de pression susceptibles d'être préjudiciables, il est
fait en sorte que les premiers et seconds organes d'obturation présentent chacun une
forme qui s'effile en s'éloignant des creux de plaque.
[0024] De préférence, chaque seconde bande de l'une des plaques est plaquée contre l'une
des premières bandes de l'une des plaques directement consécutives dans l'empilement,
avec la membrane interposée entre les deux, et les première et seconde bandes sont
conformées pour s'emboîter partiellement l'une dans l'autre. Cela permet de renforcer
le maintien mécanique entre les plaques. Dans le même but, il est préférentiellement
fait en sorte que chaque organe allongé de plaquage soit plaqué contre l'une des secondes
bandes de l'une des plaques directement consécutives dans l'empilement, avec la membrane
interposée entre les deux, et que les organes allongés soient conformés pour s'emboîter
partiellement dans les secondes bandes.
[0025] Selon un second mode de réalisation préféré de l'invention, l'échangeur comprend
une succession de modules empilés selon la direction d'empilement, chaque module comprenant
:
- une membrane sensiblement plane orthogonale à la direction d'empilement, ladite membrane
étant perméable à la vapeur d'eau et imperméable audits gaz et à l'eau liquide ;
- une première plaque de circulation de gaz dont les secondes bandes ainsi que les organes
allongés de plaquage sont plaqués contre ladite membrane sensiblement plane, de sorte
que les premiers creux ainsi que les parties de la membrane sensiblement plane en
regard de ces creux forment conjointement une première rangée de plusieurs premiers
canaux de circulation d'un premier flux de gaz adjacents selon la direction transversale
de l'échangeur et de section transversale triangulaire ;
- une seconde plaque de circulation de gaz agencée symétriquement par rapport à la première
plaque selon la membrane sensiblement plane, et dont les secondes bandes ainsi que
les organes allongés de plaquage sont plaqués contre ladite membrane sensiblement
plane, de sorte que les premiers creux ainsi que les parties de la membrane sensiblement
plane en regard de ces creux forment conjointement une seconde rangée de plusieurs
seconds canaux de circulation d'un second flux de gaz adjacents selon la direction
transversale de l'échangeur et de section transversale triangulaire ;
- l'une desdites membranes en forme de ligne brisée représentant un signal en triangle,
épousant la première plaque du côté opposé à celui où se trouve ladite membrane sensiblement
plane,
et deux modules directement consécutifs dans l'empilement sont agencés de sorte que
les portions en V de la membrane d'un second module, ouvertes en direction d'un premier
module, sont pénétrées par la seconde plaque de ce premier module de manière à enserrer
ladite membrane entre cette seconde plaque du premier module et la première plaque
du second module.
[0026] Quel que soit le mode de réalisation envisagé, chaque membrane est une membrane souple,
comme cela a été évoqué auparavant. Alternativement, la membrane peut présenter une
plus grande rigidité, mais dans ce cas elle est alors préférentiellement préformée
avant son intégration dans l'empilement.
[0027] De plus, l'empilement de plaques est préférentiellement logé dans une enveloppe extérieure
de l'échangeur.
[0028] Les organes allongés de plaquage peuvent préférentiellement prendre l'une quelconque
des formes suivantes :
- des doigts, de préférence de section carrée, rectangulaire, circulaire, ou elliptique
;
- des lamelles, par exemple de section rectangulaire ou elliptique, les lamelles étant
éventuellement ajourées.
[0029] Enfin, l'échangeur comprend, aux extrémités opposées de l'empilement de premières
et secondes plaques, respectivement deux plaques de fermeture présentant chacune une
face structurée dédiée à la formation de canaux de circulation de fluide, ainsi qu'une
face opposée de forme sensiblement plane. Cette particularité permet de conférer une
forme sensiblement parallélépipédique à l'échangeur.
[0030] L'invention a également pour objet un système de traitement et de conditionnement
d'air comprenant un échangeur tel que décrit ci-dessus.
[0031] D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description
détaillée non limitative ci-dessous.
[0032] Cette description sera faite au regard des dessins annexés parmi lesquels ;
- la figure 1 représente une vue schématique de face d'un système de traitement et de
conditionnement d'air comprenant un échangeur à double flux d'air selon la présente
invention ;
- la figure 2 représente, de manière plus détaillée, une vue schématique en perspective
de l'échangeur montré sur la figure 1, se présentant sous la forme d'un premier mode
de réalisation préféré de l'invention ;
- la figure 3 est une vue de l'échangeur montré sur la figure précédente, coupé par
un plan transversal en son centre ;
- la figure 4 est une vue en perspective de l'échangeur montré sur les figures précédentes,
sans son enveloppe extérieure ;
- la figure 5 représente une vue en perspective de l'une des plaques de circulation
de gaz entrant dans la conception de l'échangeur montré sur les figures précédentes
;
- la figure 6 est en vue en coupe transversale de la plaque montrée sur la figure précédente
;
- la figure 7 est une vue de dessus de la plaque montrée sur les figures 5 et 6 ;
- les figures 8a à 8d représentent des vues partielles similaires à celle de la figure
7, montrant des alternatives de réalisation ;
- les figures 9a à 9d montrent des exemples de réalisation des organes allongés de plaquage
de membrane, prévus sur les plaques illustrées sur les figures précédentes ;
- la figure 10 représente une vue éclatée en coupe transversale d'un empilement de membranes
et de plaques de circulation de gaz de l'échangeur montré sur les figures précédentes
;
- la figure 10a est une vue similaire à la précédente, non éclatée ;
- la figure 10b est une similaire à la précédente, avec les canaux de circulation de
gaz présentant une forme différente de losange ;
- la figure 11 est une vue en coupe transversale de l'empilement formant l'échangeur
montré sur les figures précédentes ;
- la figure 12 représente une vue partielle similaire à celle de la figure 10a, selon
une alternative de réalisation ;
- la figure 13 représente l'une des secondes plaques de circulation de gaz, équipée
de ses feuilles de séparation des flux ;
- la figure 13a représente l'une des premières plaques de circulation de gaz, équipée
de ses feuilles de séparation des flux ;
- la figure 14 est une vue en coupe d'un empilement de plusieurs plaques montrées sur
les figures 13 et 13a ;
- la figure 15 est une vue en perspective de l'empilement équipé de ses distributeurs
et collecteurs de gaz formés par les feuilles de séparation des flux ;
- la figure 16 est une vue en perspective agrandie d'une partie de la plaque montrée
sur la figure 13 ;
- la figure 17 est une vue en perspective analogue à celle de la figure 13, avec la
plaque se présentant selon une alternative de réalisation ;
- la figure 18 est une vue de la plaque montrée sur la figure précédente, du côté opposé
;
- la figure 19 est une vue agrandie d'une partie de la plaque montrée sur la figure
précédente ;
- la figure 20 représente une vue éclatée en coupe transversale d'un empilement de membranes
et de plaques de circulation de gaz de l'échangeur, selon un second mode de réalisation
préféré de l'invention ;
- la figure 20a est une vue similaire à la précédente, non éclatée ; et
- la figure 21 est une vue en coupe transversale de l'empilement formant l'échangeur
montré sur les figures 20 et 20a.
[0033] En référence tout d'abord à la figure 1, il est représenté un système de traitement
et de conditionnement d'air 100, équipant un bâtiment 102. Ce système 100 comprend
en particulier un échangeur à double flux d'air 1, propre à la présente invention.
Ici, l'échangeur 1 garantit un transfert thermique entre le flux d'air vicié A sortant
du bâtiment 102, et le flux d'air neuf B entrant dans ce même bâtiment. En d'autres
termes, en plus de renouveler l'air du bâtiment 102, le système 100, grâce à son échangeur
de chaleur 1, permet de récupérer la chaleur ou la fraîcheur contenue dans l'air vicié
A évacué du logement, et de la fournir au flux d'air neuf entrant B. Le système 100
permet ainsi d'éviter le gâchis d'énergie pour le chauffage ou la climatisation du
bâtiment 102.
[0034] A titre d'exemple, le flux d'air vicié A peut présenter une température de 22°C avant
de sortir du bâtiment, et le flux d'air neuf B peut présenter une température de 0°C
avant d'entrer dans le bâtiment. Après transfert thermique dans l'échangeur, le flux
B peut atteindre 20°C en sortant de l'échangeur et en entrant dans le bâtiment, et
le flux A peut être refroidi à une température de 2°C en sortant de l'échangeur et
du bâtiment. Dans ce cas de figure, en mode chauffage, l'air entrant est froid et
sec, et l'échangeur permet d'humidifier et de préchauffer cet air sec entrant à des
conditions de confort thermique acceptables. Dans le même temps, l'air vicié se refroidit
et se décharge d'une partie de son humidité.
[0035] Néanmoins, d'autres modes de fonctionnement sont possibles. Tout d'abord, en mode
climatisation avec l'air entrant chaud et humide, l'échangeur permet de déshumidifier
et de rafraichir cet air entrant à des conditions de confort thermique acceptables.
L'air vicié se réchauffe et se charge d'humidité. En outre, en mode climatisation
avec l'air entrant chaud et sec, l'échangeur permet d'humidifier et de rafraichir
l'air entrant à des conditions de confort thermique acceptables. En effet, l'air vicié
se réchauffe et se décharge ici d'une partie de son humidité.
[0036] Pour permettre la circulation des flux A et B, le système 100 est complété par deux
ventilateurs 104, représentés schématiquement sur la figure 1.
[0037] Comme évoqué ci-dessus, l'échangeur 1 est donc aussi conçu pour assurer un transfert
d'humidité entre ces deux flux A et B, du milieu le plus humide vers le milieu le
plus sec. Cet échangeur 1 est donc qualifié d'échangeur total ou encore d'échangeur
enthalpique.
[0038] Sur les figures 2 à 4, il a été représenté l'échangeur 1 selon un premier mode de
réalisation préféré de l'invention. L'échangeur 1 comprend une enveloppe extérieure
106, ou boîtier, formant un espace dans lequel est logé le coeur de l'échangeur. Ce
coeur consiste en un empilement 110 de membranes et de plaques de circulation d'air
empilées selon une direction d'empilement 115, comme cela sera détaillé ci-après.
[0039] Cette direction d'empilement 115, ou encore direction verticale, est orthogonale
à une direction longitudinale 116 de l'échangeur, ainsi qu'à une direction transversale
118 de ce dernier.
[0040] Aux deux extrémités opposées de l'échangeur selon sa direction longitudinale 116,
il est prévu des distributeurs et collecteurs d'air coopérant avec les plaques, de
manière à assurer la distribution et la collecte des deux flux d'air A et B. Les distributeurs
et les collecteurs seront décrits ultérieurement.
[0041] En référence à présent aux figures 5 à 7, il va être décrit la conception des plaques
de circulation d'air présentes dans l'empilement. Il est prévu deux types de plaques,
à savoir des premières plaques 2a ainsi que des secondes plaques 2b agencées en alternance
dans l'empilement, mais le principe de conception est identique, et représenté sur
les figures 5 à 7.
[0042] En effet, chaque plaque 2a, 2b est structurée et ajourée, en étant réalisée d'une
seule pièce en matière plastique, par exemple par un simple procédé d'injection ou
de presse. Elle présente tout d'abord des premières bandes parallèles 10 s'inscrivant
dans un premier plan P1 de la plaque concernée, ce plan P1 étant orthogonal à la direction
d'empilement 115. Les bandes 10 sont parallèles à la direction longitudinale 116,
et s'étendent de préférence sur toute la longueur de la plaque associée.
[0043] De manière analogue, chaque plaque 2a, 2b présente des secondes bandes parallèles
12 s'inscrivant dans un second plan P2 de la plaque concernée, ce second plan P2 étant
parallèle au premier plan P1 et décalé de ce dernier dans la direction d'empilement
115. Dans l'empilement montré sur les figures 5 à 7, le second plan P2 se situe en
dessous du premier plan P1.
[0044] Les premières et secondes bandes 10, 12 sont espacées les unes des autres selon la
direction transversale 118, selon laquelle elles sont agencées en alternance.
[0045] Pour assurer la cohésion mécanique entre ces bandes 10, 12, chaque plaque 2a, 2b
comporte également des organes de liaison 14 qui les relient. Plus précisément, les
organes de liaison 14 sont des organes allongés, du type plots ou lamelles, par exemple
de section carrée, circulaire, ou autre. Chaque organe 14 relie l'une des premières
bandes 10 à la seconde bande 12 directement consécutive selon la direction transversale
118. En section transversale de la plaque 2a, 2b, les organes de liaison 14 réalisent
conjointement une structure présentant la forme d'une ligne brisée représentant un
signal en triangle, et plus exactement un triangle rectangle. Enfin, comme cela est
visible sur les figures 5 et 7, plusieurs organes 14 espacés selon la direction longitudinale
116 relient deux bandes 10, 12 directement consécutives.
[0046] En vue de dessus telle que celle montrée sur la figure 7, les organes 14 sont orientés
parallèlement à la direction transversale 118. Néanmoins, d'autres configurations
sont possibles, dans lesquelles les organes 14 sont toujours droits mais inclinés
par rapport à la direction transversale 118 en vue de dessus, comme cela a été représenté
sur les figures 8a à 8d.
[0047] A titre d'exemples indicatifs, l'épaisseur « Eb » des bandes 10, 12 est de l'ordre
de 0,75 mm. L'espacement longitudinal « El » entre deux organes de liaison 14 est
de l'ordre de 10 mm, tandis que l'épaisseur de ces organes « Eo » est de l'ordre de
1 mm, mais peut être abaissée jusqu'à 0,5 mm.
[0048] L'une des particularités de l'invention réside dans la présence d'organes allongés
de plaquage 16, destinés à plaquer une membrane contre la plaque directement consécutive
de l'empilement, comme cela sera décrit ci-après. Les organes allongés 16 s'étendent
en saillie selon la direction d'empilement 115, à partir des premières bandes 10 et
en direction des secondes bandes 12. Chaque organe allongé 16 s'étend ainsi dans un
premier creux de plaque 18a défini entre la première bande 10 qui le porte, et les
deux secondes bandes 12 directement consécutives agencées de part et d'autre de la
première bande, dans la direction transversale 118. Ces premiers creux 18a sont agencés
en alternance selon la direction transversale 118 avec des seconds creux 18b, chacun
défini entre l'une de ses secondes bandes 12 et deux premières bandes 10 directement
consécutives agencées de part et d'autre de cette seconde bande. Les premiers et seconds
creux 18a, 18b sont de section triangulaire, avec leurs sommets en forme d'angles
droits orientés dans des sens opposés de la direction d'empilement 115.
[0049] L'organe 16 s'étend au-delà de ce premier creux 18a, puisque sa longueur correspond
sensiblement au double de la hauteur du premier creux 18a. A titre indicatif, chaque
organe allongé présente une largeur de l'ordre de 0,75 mm, et une longueur de l'ordre
de 5 à 15 mm.
[0050] Tout comme les organes de liaison 14, les organes allongés de plaquage 16 sont espacés
les uns des autres selon la direction longitudinale 116, le long de chaque première
bande 10. La forme de ces organes 16 peut être du type doigt, ou plot, par exemple
de section carrée comme montrée sur la figure 9a, circulaire comme montrée sur la
figure 9b, ou encore elliptique comme montrée sur la figure 9c. Il peut aussi s'agir
d'un élément un peu plus large du type lamelle, représentée sur la figure 9d, de section
rectangulaire. Dans ce dernier cas de figure, l'organe allongé de plaquage 16 peut
être ajouré.
[0051] En référence à présent aux figures 10 et 10a, il est représenté plusieurs éléments
de l'empilement 110, à savoir successivement selon la direction d'empilement 115,
une première plaque 2a, une membrane 6, une seconde plaque 2b, une membrane 6 et une
première plaque 2a. Les plaques 2a, 2b sont du type de celle décrite précédemment,
tandis que les membranes 6 sont des membranes polymères souples, perméables à la vapeur
d'eau et imperméables à l'air et à l'eau liquide. C'est donc à travers ces membranes
6 séparant les canaux de circulation des flux d'air que se produit le transfert d'humidité
entre les deux flux A et B. De telles membranes 6 sont également dénommées « membranes
imper-respirantes ».
[0052] Dans l'empilement, ces membranes 6 adoptent toutes, en section selon un plan transversal
de l'échangeur, la forme d'une ligne brisée représentant un signal en triangle identique
à celui formé par les organes de liaison 14. Cette forme n'est pas obtenue par construction,
mais par enserrement de chaque membrane entre deux plaques 2a, 2b directement consécutives.
Cependant, dans le cas de membranes plus rigides, il est tout de même opportun de
préformer la membrane avec un gabarit afin d'épouser au mieux les formes des plaques.
[0053] Comme cela ressortira clairement de ce qui suit, chaque membrane 6 de l'empilement
épouse la forme de la surface supérieure de chaque plaque 2a, 2b, et se trouve plaquée
contre cette surface supérieure par les secondes bandes 12 et les organes allongés
de plaquage 16 de la plaque située directement au-dessus dans l'empilement.
[0054] Il est noté que pour la première plaque 2a et la seconde plaque 2b situées en haut
des figures 10 et 10a, leur agencement est tel que chaque premier creux de plaque
18a de la première plaque 2a est situé en regard, dans la direction d'empilement 115,
d'un second creux de plaque 18b de la seconde plaque 2b. Ce second creux de plaque
18b, en forme de V ouvert vers le haut en regard du premier creux 18a, est épousé
par une portion en V de forme analogue appartenant à la membrane 6. Le premier creux
18a et la portion en V de la membrane forment conjointement un premier canal 4a de
circulation du premier flux d'air A, ce canal 4a s'étendant longitudinalement et étant
donc traversé par les organes allongés de plaquage 16, espacés selon la direction
116.
[0055] De tels premiers canaux 4a sont définis de façon adjacente selon la direction transversale
118 par les première et seconde plaques de circulation d'air 2a, 2b, formant ainsi
une première rangée 5a de plusieurs premiers canaux 4a.
[0056] De façon analogue, pour la seconde plaque 2b et la première plaque 2a situées en
bas des figures 10 et 10a, leur agencement est tel que chaque premier creux de plaque
18a de la seconde plaque 2b est situé en regard, dans la direction d'empilement 115,
d'un second creux de plaque 18b de la première plaque 2a. Ce second creux de plaque
18b, en forme de V ouvert vers le haut en regard du premier creux 18a, est épousé
par une portion en V de forme analogue appartenant à la membrane 6. Le premier creux
18a et la portion en V de la membrane forment conjointement un premier canal 4b de
circulation du second flux d'air B, ce canal 4b s'étendant longitudinalement et étant
donc traversé par les organes allongés de plaquage 16, espacés selon la direction
116.
[0057] De tels seconds canaux 4b sont définis de façon adjacente selon la direction transversale
118 par les seconde et première plaques de circulation d'air 2b, 2a, formant ainsi
une seconde rangée 5b de plusieurs seconds canaux 4b.
[0058] Selon l'une des particularités de l'invention, les organes allongés 16 forment des
obstacles au sein des canaux de circulation de gaz 4a, 4b.
[0059] Les premiers et seconds canaux 4a, 4b sont par ailleurs chacun en forme de carré
en section transversale, et disposés en quinconce. Cette disposition particulière,
visible sur la figure 10a, est également dénommée « en damier ». Une telle disposition
peut également être adoptée avec d'autres formes de canaux, par exemple une forme
de losange représentée sur la figure 10b, également dite forme de « diamant ».
[0060] Comme cela ressort de ce qui précède, la conception des premières et secondes plaques
2a, 2b est analogue, basée sur la répétition dans la direction transversale 118, d'un
motif de largeur « P » comprenant le premier creux 18a ainsi que les organes de plaquage
16 traversant ce premier creux. Aux interfaces entre ces motifs, sont définis les
seconds creux 18b. Les premières et secondes plaques 2a, 2b ne diffèrent donc que
par un décalage d'un demi-pas « P/2 » entre les motifs. Il en est de même pour deux
membranes souples 6 directement consécutives dans l'empilement, qui sont de forme
identique mais décalées l'une de l'autre d'une valeur d'un demi-pas « P/2 » selon
la direction 118.
[0061] Ainsi, l'empilement 110 correspond à la répétition d'un module M1 selon la direction
d'empilement 115, ce module M1 étant constitué de quatre éléments correspondant à
l'ensemble des éléments montrés sur la figure 10, à l'exception de la première plaque
2a du bas.
[0062] Comme cela est montré sur la figure 11, l'empilement 110 est complété, à ses deux
extrémités selon la direction d'empilement 115, de deux plaques de fermeture 22 également
structurées. La plaque de fermeture 22 située en haut de l'empilement est telle qu'elle
permet de former une rangée 5b de seconds canaux carrés 4b, avec une membrane 6 interposée
entre cette plaque 22 et le premier module M1. De manière analogue, la plaque de fermeture
22 située en bas de l'empilement est telle qu'elle permet de former une rangée 5a
de premiers canaux carrés 4a, avec une première plaque 2a interposée entre cette plaque
22 et le dernier module M1 de l'empilement. Dans les deux cas, la plaque de fermeture
22 présente donc une face structurée dédiée à la formation de canaux de circulation
de fluide, ainsi qu'une face opposée de forme sensiblement plane. Cela permet de conférer
à l'empilement une forme parallélépipédique, facilement intégrable dans un système
de traitement d'air.
[0063] Au sein de l'empilement 110, les plaques 2a, 2b se portent les unes les autres notamment
grâce aux organes allongés 16 de plaquage et de mise en forme des membranes. Pour
améliorer encore davantage la tenue mécanique de l'empilement, il est prévu des emboîtements
entre les deux plaques. Par exemple, chaque seconde bande 12 de l'une des plaques
2a, 2b est plaquée contre la première bande 10 adjacente de la plaque directement
consécutive dans l'empilement, et un emboîtement entre ces deux parties est pratiqué
en prévoyant un chanfrein 24 sur la surface supérieure de la première bande 2a. L'extrémité
basse de la seconde bande 12 s'insère donc dans le chanfrein 24, avec la membrane
6 interposée entre les deux et prenant aussi localement la forme du chanfrein.
[0064] De façon analogue, chaque organe allongé de plaquage 16 a son extrémité libre plaquée
contre la seconde bande adjacente 12 de la plaque directement consécutive dans l'empilement.
Un emboîtement entre ces deux parties est pratiqué en prévoyant un biseautage de l'extrémité
libre de chaque organe 16, dont l'angle correspond à l'angle du V du second creux
associé à la seconde bande 12. L'extrémité libre de l'organe 16 s'insère donc dans
le second creux en étant plaquée contre la seconde bande 12, avec la membrane 6 interposée
entre les deux et conservant ainsi localement sa forme de V.
[0065] En référence à présent aux figures 13 à 15, il est représenté l'une des options préférées
de l'invention, visant à réaliser chacune des plaques de circulation d'air d'une seule
pièce avec deux feuilles de séparation des flux 30a, 30b, agencées respectivement
aux deux extrémités longitudinales des plaques. Sur la figure 13, il est représenté
une seconde plaque 2b, mais le principe de conception qui sera décrit ci-après s'applique
de façon similaire pour les premières plaques 2a, dont l'une est représentée sur la
figure 13a.
[0066] Les deux feuilles de séparation des flux 30a, 30b sont agencées dans un même plan
Pf orthogonal à la direction d'empilement 115 et traversant fictivement les premiers
et seconds creux 18a, 18b de la plaque 2b. Chacune de ces deux feuilles 30a, 30b associées
à la plaque 2b présente une première surface 32, dite surface supérieure, agencée
du côté des premières bandes de la plaque 2b, ainsi qu'une seconde surface opposée
34, dite surface inférieure, agencée du côté des secondes bandes 12 de cette plaque.
[0067] Chaque feuille 30a, 30b est équipée au niveau de sa première surface 32 de premiers
organes 36 d'obturation des premiers creux 18a au niveau de leurs extrémités longitudinales.
Elle est également équipée, au niveau de sa seconde surface 34, de seconds organes
38 d'obturation des seconds creux 18b au niveau de leurs extrémités longitudinales.
Par conséquent, le flux d'air A circulant au niveau de la surface supérieure 32 des
feuilles 30a, 30b de la plaque 2b ne peut pénétrer dans les premiers creux 18a de
cette plaque, mais seulement dans les seconds creux 18b. De même, le flux d'air B
circulant au niveau de la surface inférieure 34 des feuilles 30a, 30b de la plaque
2b ne peut pénétrer dans les seconds creux 18b de cette plaque, mais seulement dans
les premiers creux 18a. De manière inversée, comme cela est visible sur la figure
14, les premières plaques 2a sont telles que flux d'air B circulant au niveau de la
surface supérieure 32 des feuilles 30a, 30b de la plaque 2b ne peut pénétrer dans
les premiers creux 18a de cette plaque, mais seulement dans les seconds creux 18b.
De même, le flux d'air A circulant au niveau de la surface inférieure 34 des feuilles
30a, 30b de la plaque 2a ne peut pénétrer dans les seconds creux 18b de cette plaque,
mais seulement dans les premiers creux 18a.
[0068] Ainsi, lorsque les plaques 2a, 2b équipées de leurs feuilles de séparation des flux
30a, 30b sont empilées, ces feuilles définissent entre elles, deux à deux, des premiers
distributeurs/collecteurs 112a, 114a du premier flux d'air A communiquant chacun avec
une rangée de premiers canaux de circulation 4a, et des seconds distributeurs/collecteurs
112b, 114b du second flux d'air B, communiquant chacun avec une rangée de seconds
canaux de circulation 4b. Les feuilles 30a, 30b comprennent des rebords structurés
laissant apparaître des premières ouvertures 40 donnant accès au premiers distributeurs
112a au niveau des feuilles 30a pour l'introduction du flux A, ainsi que d'autres
premières ouvertures 40 au niveau des feuilles 30b pour l'extraction du flux A. De
manière analogue, les rebords structurés laissent apparaître des secondes ouvertures
42 donnant accès aux seconds distributeurs 112b au niveau des feuilles 30b pour l'introduction
du flux B, ainsi que d'autres secondes ouvertures 42 au niveau des feuilles 30a pour
l'extraction du flux B.
[0069] Afin de faciliter l'alimentation et l'extraction des flux A et B, au niveau de chacune
des deux extrémités longitudinale de l'échangeur, les premières ouvertures 40 sont
agencées d'un même côté de l'échangeur et les secondes ouvertures 42 sont agencées
au niveau d'un côté opposé, par rapport à la direction transversale 118. A cet égard,
il est mentionné que la position relative des premières et secondes ouvertures 40,
42 est inversée entre les deux extrémités de l'échangeur, et ce afin de favoriser
une bonne homogénéité des débits circulant dans les canaux de l'échangeur. Le fait
de séparer les ouvertures 40, 42 au niveau de chaque extrémité longitudinale de l'échangeur,
permet de faciliter l'alimentation et l'extraction des flux.
[0070] En référence à la figure 16, il est représenté les premiers organes d'obturation
36 des canaux de circulation d'air. Tout comme les seconds organes d'obturation (non
représentés), ces organes 36 présentent chacun une forme qui s'effile en s'éloignant
des creux de plaque. En d'autres termes, la section de ces organes se rétrécit progressivement,
par exemple en étant chanfreinée, afin d'adoucir la transition entre la zone active
de l'échangeur et les distributeurs/collecteurs. Dans le même but, des chanfreins
50 peuvent être prévus entre les extrémités longitudinales des seconds creux 18b,
et la feuille de séparation des flux 30a.
[0071] Ces particularités s'appliquent au niveau de chacune des surfaces 32, 34 des deux
feuilles 30a, 30b.
[0072] Enfin, en référence aux figures 17 à 19, il est noté que les zones actives de l'échangeur
peuvent être étendues jusque dans ses collecteurs / distributeurs. Pour ce faire,
les membranes sont étendues dans ces collecteurs / distributeurs, dont les feuilles
30a, 30b sont percées, et équipées d'organes allongés additionnels 16' de plaquage
des membranes. Plus précisément, ce sont les secondes surfaces 34 des feuilles 30a,
30b qui sont équipées d'organes allongés additionnels 16' de plaquage de la membrane
contre la première surface de la feuille directement consécutive dans l'empilement.
Bien évidemment, les organes 16' permettent également de renforcer la tenue mécanique
de l'échangeur. Les organes 16' sont de formes et de dimensions similaires à celles
des organes de plaquage 16, à l'exception éventuellement d'organes 16' plus volumineux
situés au niveau des ouvertures des collecteurs / distributeurs.
[0073] A cet égard, il est noté qu'une membrane d'une zone active peut être étendue dans
un collecteur et un distributeur adjacents comme indiqué ci-dessous, mais que préférentiellement,
la membrane est interrompue dans les deux zones chanfreinées afin d'éviter les plis
dans ces zones de transition.
[0074] En outre, pour la mise en place des membranes, plusieurs solutions sont envisageables.
[0075] Selon une première réalisation, une membrane est mise en place entre deux plaques
directement consécutives, et l'étanchéité est réalisée entre cette membrane et le
pourtour de chacune de ces plaques. Selon une autre réalisation, il est prévu une
membrane unique qui est enroulée entre les plaques. Au niveau de son passage sur le
pourtour d'une plaque, cette membrane peut être collée sur ce pourtour, au niveau
de la zone de contact. Néanmoins, une solution avec replat et joint torique d'étanchéité
est également possible, sans sortir du cadre de l'invention.
[0076] En référence à présent aux figures 20 à 21, il est représenté un empilement 110 selon
un second mode de réalisation préféré de la présente invention. Cet empilement présente
de nombreuses caractéristiques communes avec l'empilement décrit en référence aux
figures précédentes, de sorte que les éléments portant les mêmes références numériques
correspondent à des éléments identiques ou similaires.
[0077] L'empilement 110 est réalisé par l'alternance de plaques de circulation d'air 2a,
2b, de conceptions sensiblement similaires à celles des plaques du premier mode de
réalisation préféré. En particulier, elles présentent chacune des premières bandes
10 situées dans un premier plan P1, des secondes bandes situées dans un second plan
P2 décalé du plan P1 selon la direction d'empilement 115. Elles comprennent également
les organes de liaison 14, ainsi que les organes allongés 16 de plaquage des membranes.
Ces organes 16 sont écourtés par rapport à ceux du premier mode de réalisation préféré,
puisqu'ils restent confinés dans les premiers creux 18a avec leur extrémité libre
s'inscrivant dans le plan P2. Ici aussi, chaque plaque 2a, 2b est réalisée par la
répétition, selon la direction transversale 118, d'un motif de largeur « P » comprenant
le premier creux 18a ainsi que les organes de plaquage 16 traversant ce premier creux.
[0078] De plus, l'empilement comporte des membranes 6 présentant en section selon un plan
transversal de l'échangeur, une forme de ligne brisée représentant un signal en triangle,
à la manière du premier mode de réalisation. Néanmoins, ces membranes avec des creux
sont agencées en alternance avec des membranes planes 6, orthogonales à la direction
d'empilement.
[0079] Plus précisément, l'empilement est réalisé à partir d'une succession de modules empilés
selon la direction d'empilement 115, ces modules étant décalés deux à deux d'un demi-pas
« P/2 » selon la direction transversale.
[0080] Chaque module, référencé M1, comporte tout d'abord une membrane sensiblement plane
6 orthogonale à la direction d'empilement 115, cette membrane étant également perméable
à la vapeur d'eau et imperméable à l'air et à l'eau liquide
[0081] De part et d'autre de cette membrane selon la direction d'empilement 115, il est
prévu une première plaque de circulation d'air 2a ainsi qu'une seconde plaque de circulation
d'air 2b. La première plaque 2a est agencée de telle sorte que ses secondes bandes
12 ainsi que ses organes allongés de plaquage 16 soient plaqués contre la membrane
sensiblement plane 6, en étant situés au-dessus de cette membrane. Les premiers creux
18a sont alors ouverts vers le bas dans l'empilement.
[0082] Par conséquent, les premiers creux 18a ainsi que les parties de la membrane sensiblement
plane en regard de ces creux forment conjointement une première rangée 5a de plusieurs
premiers canaux 4a de circulation du premier flux A, ces canaux étant adjacents selon
la direction transversale 118. De plus, ces canaux 4a présentent une section transversale
triangulaire, de préférence en forme de triangle rectangle.
[0083] La seconde plaque 2b du module M1 est agencée symétriquement par rapport à la première
plaque 2a, selon le plan de la membrane 6 correspondant sensiblement au second plan
P2. La seconde plaque 2b est agencée de telle sorte que ses secondes bandes 12 ainsi
que ses organes allongés de plaquage 16 soient plaqués contre la membrane sensiblement
plane 6, en étant situés en dessous de cette membrane. Les premiers creux 18a sont
alors ouverts vers le haut dans l'empilement. Par conséquent, les premiers creux 18a
ainsi que les parties de la membrane sensiblement plane en regard de ces creux forment
conjointement une seconde rangée 5b de plusieurs seconds canaux 4b de circulation
du second flux B, ces canaux étant adjacents selon la direction transversale 118.
De plus, ces canaux 4b présentent une section transversale triangulaire, de préférence
en forme de triangle rectangle.
[0084] Enfin, en partie supérieure, le module M1 est complété par une membrane 6 une forme
de ligne brisée représentant un signal en triangle, qui épouse la surface supérieure
de la première plaque 2a, c'est-à-dire la surface du côté opposé à celui où se trouve
la membrane sensiblement plane 6.
[0085] Comme indiqué précédemment, deux modules M1 directement consécutifs dans l'empilement
sont décalés d'une distance d'un demi-pas « P/2 » selon la direction transversale
118, de sorte que les portions en V ouvertes vers le haut de la membrane 6 d'un second
module M1 correspondant au module bas, soient pénétrées par les saillies de la seconde
plaque 2b d'un premier module correspondant au module haut. De cette façon, la membrane
à creux 6 est mise en forme par enserrement entre cette seconde plaque 2b du premier
module et la première plaque 2a du second module.
[0086] Comme visible sur la figure 21, l'empilement 110 est complété par deux plaques de
fermeture 22 également structurées. La plaque de fermeture 22 située en haut de l'empilement
est telle qu'elle permet de former une rangée 5b de seconds canaux carrés 4b, avec
une seconde plaque 2b interposée entre cette plaque 22 et le premier module M1. De
manière analogue, la plaque de fermeture 22 située en bas de l'empilement est telle
qu'elle permet de former une rangée 5a de premiers canaux carrés 4a, avec une membrane
6 et une première plaque 2a interposées entre cette plaque 22 et le dernier module
M1 de l'empilement.
[0087] Les autres éléments de l'échangeur sont sensiblement identiques ou similaires à ceux
décrits ci-dessus dans le cadre du premier mode de réalisation préféré.
[0088] Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme du métier
à l'invention qui vient d'être décrite, uniquement à titre d'exemples non limitatifs.
1. Echangeur (1) à double flux de gaz, permettant un transfert thermique et un transfert
d'humidité entre les deux flux de gaz (A, B), l'échangeur comprenant une pluralité
de premières et secondes plaques de circulation de gaz (2a, 2b) empilées en alternance
selon une direction d'empilement (115) et séparées deux à deux par des membranes (6)
perméables à la vapeur d'eau et imperméables audits gaz et à l'eau liquide, au moins
certaines desdites membranes (6) présentant en section selon un plan transversal de
l'échangeur, une forme de ligne brisée représentant un signal en triangle,
caractérisée en ce que chacune des première et seconde plaques de circulation de gaz (2a, 2b) comprend :
- des premières bandes (10) s'inscrivant dans un premier plan (P1) de la plaque concernée
;
- des secondes bandes (12) s'inscrivant dans un second plan (P2) de la plaque concernée,
ledit second plan étant parallèle audit premier plan et décalé de ce dernier dans
la direction d'empilement (115), les premières et secondes bandes (10, 12) étant parallèles
à une direction longitudinale (116) de l'échangeur et agencées en alternance selon
une direction transversale (118) de cet échangeur ;
- des organes de liaison (14) reliant les premières et secondes bandes (10, 12) directement
consécutives ; et
- des organes allongés (16) de plaquage de la membrane (6) contre la plaque (2a, 2b)
directement consécutive dans l'empilement, les organes allongés s'étendant en saillie
selon la direction d'empilement (115) à partir des premières bandes (10) et étant
espacés les uns des autres selon la direction longitudinale (116) le long de chaque
première bande (10), chaque organe allongé de plaquage (16) s'étendant dans un premier
creux de plaque (18a) défini entre la première bande (10) qui le porte et les deux
secondes bandes (12) directement consécutives agencées de part et d'autre de ladite
première bande, et les organes allongés (16) formant des obstacles au sein de canaux
de circulation de gaz (4a, 4b) présents dans l'échangeur.
2. Echangeur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une première et une seconde plaques de circulation de gaz (2a, 2b) directement consécutives
dans l'empilement sont agencées de telle sorte que chaque premier creux de plaque
(18a) de la première plaque (2a) soit situé en regard, dans la direction d'empilement
(115), d'un second creux de plaque (18b) de la seconde plaque (2b) défini entre l'une
de ses secondes bandes (12) et deux premières bandes (10) directement consécutives
agencées de part et d'autre de ladite seconde bande, le second creux de plaque (18b)
étant épousé par une portion en V de la membrane ouvert en direction dudit premier
creux et formant conjointement un premier canal (4a) de circulation d'un premier flux
de gaz (A) traversé par les organes allongés de plaquage (16), et en ce que les première et seconde plaques de circulation de gaz (2a, 2b) délimitent une première
rangée (5a) de plusieurs premiers canaux (4a) de circulation du premier flux de gaz
adjacents selon la direction transversale (118) de l'échangeur.
3. Echangeur selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce qu'une seconde et une première plaques (2b, 2a) de circulation de gaz directement consécutives
dans l'empilement sont agencées de telle sorte que chaque premier creux de plaque
(18a) de la seconde plaque (2b) soit situé en regard, dans la direction d'empilement,
d'un second creux de plaque(18b) de la première plaque (2a) défini entre l'une de
ses secondes bandes (12) et deux premières bandes (10) directement consécutives agencées
de part et d'autre de ladite seconde bande, le second creux de plaque (18b) étant
épousé par une portion en V de la membrane ouvert en direction dudit premier creux
et formant conjointement un second canal (4b) de circulation d'un second flux de gaz
(B) traversé par les organes allongés de plaquage (16), et en ce que les seconde et première plaques (2b, 2a) de circulation de gaz délimitent une seconde
rangée (5b) de plusieurs second canaux (5a) de circulation du second flux de gaz adjacents
selon la direction transversale (118) de l'échangeur.
4. Echangeur selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisé en ce qu'en section selon ledit plan transversal de l'échangeur, les premiers et seconds canaux
(4a, 4b) présentent la forme de carrés ou de losanges agencés en quinconce.
5. Echangeur selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que chaque première et seconde plaque (2a, 2b) est équipée, à ses deux extrémités selon
la direction longitudinale (116) de l'échangeur, d'une feuille de séparation des flux
(30a, 30b) réalisée d'une seule pièce avec la plaque concernée, la feuille de séparation
des flux étant agencée dans un plan orthogonal à la direction d'empilement (115) et
traversant, sur la plaque concernée, les premiers et seconds creux (18a, 18b) agencés
en alternance selon la direction transversale (118) de l'échangeur, la feuille de
séparation des flux (30a, 30b) présentant une première surface (32) agencée du côté
des premières bandes (10) de la plaque concernée ainsi qu'une seconde surface opposée
(34) agencée du côté des secondes bandes (12) de cette plaque,
en ce que la feuille (30a, 30b) est équipée au niveau de sa première surface (32) de premiers
organes (36) d'obturation des premiers creux (18a), et équipée au niveau de sa seconde
surface (34) de seconds organes (38) d'obturation des seconds creux (18b),
et en ce que les feuilles (30a, 30b) permettent de définir entre elles des premiers distributeurs/collecteurs
(112a, 114a) du premier flux de gaz communiquant chacun avec une rangée (5a) de premiers
canaux de circulation (4a), et des seconds distributeurs/collecteurs (112b, 114b)
du second flux de gaz communiquant chacun avec une rangée (5b) de seconds canaux de
circulation (4b),
et en ce que de préférence, les feuilles de séparation des flux (30a, 30b) comprennent des rebords
structurés laissant apparaître des premières ouvertures (40) et des secondes ouvertures
(42) donnant accès respectivement au premiers distributeurs/collecteurs (112a, 114a)
et aux seconds distributeurs/collecteurs (112b, 114b),
et en ce que de préférence, au niveau de chaque extrémité longitudinale de l'échangeur, les premières
ouvertures (40) sont agencées d'un même côté de l'échangeur et les secondes ouvertures
(42) sont agencées au niveau d'un côté opposé par rapport à la direction transversale
(118) de l'échangeur.
6. Echangeur selon la revendication 5, caractérisé en ce que la seconde surface (34) des feuilles de séparation de flux (30a, 30b) est également
équipée d'organes allongés additionnels (16') de plaquage de la membrane (6) contre
la première surface (32) de la feuille directement consécutive dans l'empilement.
7. Echangeur selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que les premiers et seconds organes d'obturation (36, 38) présentent chacun une forme
qui s'effile en s'éloignant des creux de plaque (18a, 18b).
8. Echangeur selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que chaque seconde bande (12) de l'une des plaques (2a, 2b) est plaquée contre l'une
des premières bandes (10) de l'une des plaques directement consécutives dans l'empilement,
avec la membrane (6) interposée entre les deux, et en ce que les première et seconde bandes (10, 12) sont conformées pour s'emboîter partiellement
l'une dans l'autre.
9. Echangeur selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que chaque organe allongé de plaquage (16) est plaqué contre l'une des secondes bandes
(12) de l'une des plaques (2a, 2b) directement consécutives dans l'empilement, avec
la membrane (6) interposée entre les deux, et en ce que les organes allongés (16) sont conformés pour s'emboîter partiellement dans les secondes
bandes (12).
10. Echangeur selon la revendication 1,
caractérisé en ce qu'il comprend une succession de modules (M1) empilés selon la direction d'empilement
(115), chaque module comprenant :
- une membrane (6) sensiblement plane orthogonale à la direction d'empilement (115),
ladite membrane étant perméable à la vapeur d'eau et imperméable audits gaz et à l'eau
liquide ;
- une première plaque de circulation de gaz (2a) dont les secondes bandes (12) ainsi
que les organes allongés de plaquage (16) sont plaqués contre ladite membrane sensiblement
plane (6), de sorte que les premiers creux (18a) ainsi que les parties de la membrane
sensiblement plane en regard de ces creux (18a) forment conjointement une première
rangée (5a) de plusieurs premiers canaux (4a) de circulation d'un premier flux de
gaz (A) adjacents selon la direction transversale (118) de l'échangeur et de section
transversale triangulaire ;
- une seconde plaque de circulation de gaz (2b) agencée symétriquement par rapport
à la première plaque selon la membrane sensiblement plane (6), et dont les secondes
bandes (12) ainsi que les organes allongés de plaquage (16) sont plaqués contre ladite
membrane sensiblement plane (6), de sorte que les premiers creux (18a) ainsi que les
parties de la membrane sensiblement plane en regard de ces creux forment conjointement
une seconde rangée (5b) de plusieurs seconds canaux (4b) de circulation d'un second
flux de gaz (B) adjacents selon la direction transversale (118) de l'échangeur et
de section transversale triangulaire ;
- l'une desdites membranes (6) en forme de ligne brisée représentant un signal en
triangle, épousant la première plaque (2a) du côté opposé à celui où se trouve ladite
membrane sensiblement plane,
et
en ce que deux modules (M1) directement consécutifs dans l'empilement sont agencés de sorte
que les portions en V de la membrane (6) d'un second module, ouvertes en direction
d'un premier module, sont pénétrées par la seconde plaque (2b) de ce premier module
de manière à enserrer ladite membrane (6) entre cette seconde plaque (2b) du premier
module et la première plaque (2a) du second module.
11. Echangeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque membrane (6) est une membrane souple.
12. Echangeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'empilement de plaques (2a, 2b) et de membranes (6) est logé dans une enveloppe
extérieure (106) de l'échangeur.
13. Echangeur selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce que les organes allongés de plaquage (16) prennent l'une quelconque des formes suivantes
:
- des doigts, de préférence de section carrée, rectangulaire, circulaire, ou elliptique
;
- des lamelles, par exemple de section rectangulaire ou elliptique, les lamelles étant
éventuellement ajourées.
14. Echangeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend, aux extrémités opposées de l'empilement de premières et secondes plaques
(2a, 2b), respectivement deux plaques de fermeture (22) présentant chacune une face
structurée dédiée à la formation de canaux de circulation de fluide, ainsi qu'une
face opposée de forme sensiblement plane.
15. Système de traitement et de conditionnement d'air (100) comprenant un échangeur (1)
selon l'une quelconque des revendications précédentes.