Echangeur de chaleur à structure modulaire et son procédé de fabrication

Description

[0001] L'invention concerne un dispositif d'échange de chaleur de structure modulaire, destiné plus particulièrement à réaliser un échange thermique entre plusieurs fluides, notamment entre deux gaz.

[0002] On connaît les échangeurs de chaleur à tubes et à calandre. Dans ceux-ci, l'un des fluides participant à l'échange passe dans les tubes, l'autre fluide passe autour des tubes dans la calandre. La surface d'échange par unité de volume, dite surface spécifique, qu'il est possible d'obtenir au moyen de tels échangeurs est généralement li-. mitée du fait que, pour des raisons de réalisation, il est difficile de réduire le diamètre des tubes et l'écartement entre tubes au-dessous d'une valeur de l'ordre de 1 cm.

[0003] Les échangeurs à plaques permettent d'obtenir des surfaces spécifiques d'échange plus importantes. Dans ces échangeurs, les fluides participant à l'échange circulent de part et d'autre des différentes plaques mais la surface spécifique est également limitée par la nécessité de ne pas trop réduire l'écartement entre plaques.

[0004] On connaît encore des échangeurs de chaleur constitués d'empilements de feuilles perforées, juxtaposées de manière à obtenir, par superposition des perforations, des canaux dont certains peuvent être parcourus par un fluide relativement chaud, d'autres par un fluide relativement froid, le transfert thermique entre les canaux étant assuré par conduction à travers le matériau formant au moins une partie desdites feuilles.

[0005] Les échangeurs de chaleur sont le plus souvent constitués de matériaux métalliques. Dans les cas où une condensation intervient lors de l'échange thermique, comme par exemple dans le cas de la récupération de chaleur sur fumées de chaudière de chauffage, ces matériaux présentent l'inconvénient d'être facilement corrodés.

[0006] Dans la demande de brevet EP-A-0099835 tombant sous l'Article 54(3) de la CBE et correspondant au FR-A-2 530 798, l'organisme demandeur a déjà décrit un dispositif d'échange thermique à structure modulaire comportant au moins une zone de structure modulaire essentiellement constituée d'un empilement de treillis encastrables les uns au-dessus des autres de façon jointive et formés chacun d'un entrecroisement de deux séries de lamelles assemblées de façon jointive par enfourchement mutuel des lamelles, parallèles entre elles, de la première série et des lamelles, parallèles entre elles, de la seconde série, au niveau d'échancrures ménagées sur un des bords (par exemple supérieur) des lamelles de la première série et sur le bord opposé (par exemple inférieur) des lamelles de la seconde série, ledit empilement créant des espaces pour la circulation d'au moins deux fluides en relation d'échange thermique.

[0007] Du fait du mode d'assemblage des lamelles, la zone d'échange était constituées plus particulièrement de l'empilement alterné de treillis de deux types différents:

- les treillis du premier type étaient tels que les bords inférieurs des lamelles de la première série et les bords supérieurs des lamelles de la seconde série soient en saillie sur les faces correspondantes desdits treillis; et

- les treillis du second type étaient tels que les bords supérieurs des lamelles de la première série et les bords inférieurs des lamelles de la seconde série soient en retrait sur les faces correspondantes desdits treillis;

-en outre, l'émergence des bords inférieurs (en saillie) des lamelles de la première série des treillis du premiertype était égale à l'enfoncement des bords supérieurs (en retrait) des lamelles de la première série des treillis du second type; et

- l'émergence des bords supérieurs (en saillie) des lamelles de la seconde série des treillis du premier type était égale à l'enfoncement des bords inférieurs (en retrait) des lamelles de la seconde série des treillis du second type.

[0008] Dans cette demande de brevet, la zone d'échange à structure modulaire pouvait aussi être essentiellement constituée d'un empilement de séries entrecroisées de lamelles, assemblées de façon jointive par enfourchement mutuel des lamelles, parallèles entre elles, d'une série avec les lamelles, parallèles entre elles, de la série consécutive, au niveau d'échancrures ménagées sur les deux bords de chaque lamelle, en regard les unes des autres: ledit empilement de séries de lamelles créant des espaces pour la circulation d'au moins deux fluides en relation d'échange thermique.

[0009] Le dispositif ainsi décrit, réalisé par un assemblage simple d'éléments, permettait une adaptation aisée aux impératifs géométriques ren-. contrés par l'utilisateur, en facilitant notamment son insertion dans des systèmes existants. La possibilité de réaliser ce dispositif à l'aide de matériaux très variés permet aussi de l'adapter facilement à la nature des fluides impliqués dans l'échange thermique, en particulier dans les cas où une corrosion est à craindre, par exemple dans les échanges thermiques avec condensation.

[0010] Le dispositif ainsi décrit présentait en outre une surface spécifique d'échange thermique élevée.

[0011] Les structures d'échange thermique de la demande antérieure pouvaient servir à réaliser aussi bien des corps d'échangeurs à deux fluides circulant en courants parallèles (co-courant ou contre-courant) ou en courants croisés, que les têtes pour l'amenée et le départ des fluides.

[0012] On a maintenant découvert qu'il était possible de réaliser des dispositifs d'échange thermique à structure modulaire plus simples, dont la fabrication et l'assemblage sont plus aisés à réaliser, notamment par des opérations automatisées.

[0013] D'une manière générale, un dispositif d'échange thermique selon l'invention comporte une zone dans laquelle circulent au moins deux fluides en relation d'échange thermique et des moyens pour l'amenée et le départ desdits fluides, cette zone de structure modulaire étant essentiellement constituée par un empilement de treillis assemblés de façon jointive et constitués chacun de deux séries de cloisons entrecroisées, cet empilement créant des espaces pour la circulation desdits fluides, chaque treillis constituant un module étant en outre conçu de telle manière que, sur chacune de ses faces, les bords des cloisons d'une des deux séries sont, sur au moins une partie de leur longueur, en saillie par rapport au plan formé par les bords, au moins en partie en retrait, des cloisons de l'autre série, l'empilement des treillis étant réalisé en amenant en regard les bords en saillie d'une série de cloisons sur une des faces d'un treillis quelconque de l'empilement avec les bords en retrait de la série correspondante de cloisons sur la face opposée du treillis adjacent, la hauteur d'émergence desdits bords en saillie et la profondeur d'enfoncement desdits bords en retrait venant en regard dans l'empilement des treillis, étant égales entre elles, ce dispositif étant caractérisé en ce que chaque treillis est formé d'une seule pièce.

[0014] Chaque treillis est avantageusement réalisé par moulage d'un matériau solidifiable et en particulier en utilisant un procédé de moulage par injection, notamment si le matériau utilisé pour la fabrication des treillis est un alliage léger ou un matériau thermoplastique, ou par simple coulée en moule si ce matériau est thermodurcissable.

[0015] Dans la présente description, le terme de «treillis» désigne une grille, formée d'un entrecroisement de cloisons pleines d'une première série, parallèles entre elles, avec des cloisons d'une seconde série pleines ou ajourées, parallèles entre elles. Si l'on considère le treillis (ou grille) en position horizontale, les deux séries de cloisons se placent dans deux séries de plans verticaux parallèles entre eux, chaque plan de l'une des deux séries coupant les plans de l'autre série selon des angles dièdres d'arrête verticale, égaux entre eux. Ces angles dièdres sont de préférence de 90°.

[0016] Pour réaliser l'encastrement des divers treillis les uns sur les autres, on met en jeu selon l'invention, l'empilage alterné de treillis de deux types différents ou l'empilage de treillis semblables qui seront décrits dans la suite.

[0017] Des exemples de réalisation de l'invention sont illustrés par les figures annexées où:

- la figure 1 montre en perspective avant leur assemblage deux treillis de types différents correspondant à un premier mode de réalisation,

- les figures 1 et 3 montrent les cloisons de ces deux treillis en position d'assemblage en coupe selon le plan Il et selon le plan III respectivement représentés sur la figure 1,

- les figures 4A à 4D sont des vues correspondant à la figure 2 illustrant des cloisons ajourées par des évidements de différentes formes, à titre d'exemples,

- la figure 5 montre avant leur assemblage deux treillis de types différents correspondant à un second mode de réalisation,

- les figures 6A et 6B montrent des dispositions possibles pour les canaux parcourus par les deux fluides,

- la figure 7 et les figures 8A, 8B, 8C montrent la réalisation d'un échangeur de chaleur formé d'un module central et de deux collecteurs à ses extrémités,

- la figure 9 montre une autre structure de treillis d'échange thermique réalisée selon l'invention et,

- les figures 9A et 9B montrent, en coupe selon les plans A et B respectivement, les cloisons de deux treillis du même type, en position d'assemblage.

[0018] Le premier mode de réalisation d'une structure selon l'invention, illustré par les figures 1, 2, 3 et 4A à 4D peut correspondre à une zone d'échange dans laquelle deux fluides peuvent circuler en courants croisés.

[0019] Suivant le premier exemple de réalisation illustré sur la figure 1, un treillis de premier type 1 comporte deux séries de cloisons entrecroisées comprenant une série de cloisons pleines 3 et une série de cloisons ajourées 4, par exemple de même hauteur, qui sont disposées à deux niveaux différents.

[0020] Les cloisons ajourées 4 présentent des évidements ou échancrures 4A qui peuvent avoir une forme quelconque; ils peuvent être circulaires, carrés, rectangulaires, etc... ils peuvent déboucher, ou non, sur un des bords de la cloison. Ils peuvent aussi consister en plusieurs évidements disjoints sur chaque cloison dont un ou plusieurs peut déboucher, ou non, sur un bord ou sur les deux bords de la cloison.

[0021] Sur la figure 1, est également représenté un treillis d'un second type 2, comportant lui aussi deux séries de cloisons entrecroisées comprenant une série de cloisons pleines 5 et une série de cloisons ajourées 6, par exemple de même hauteur, qui sont disposées à deux niveaux différents, ces cloisons 5 et 6 ayant même épaisseur et même espacement que les cloisons 3 et 4 respectivement. Les cloisons 3 d'un premier treillis de type 1 sont adaptées à s'encastrer à leur partie inférieure dans des encoches formées par les cloisons 6 d'un treillis de type 2 dont les cloisons 5 forment à leur partie inférieure des encoches recevant les cloisons 4 d'un second treillis de type 1.

[0022] De la même manière que pour le treillis du premier type 1, les évidements ou échancrures 6A des cloisons ajourées 6 du treillis 2 peuvent avoir des formes et des dispositions variées (fig. 2).

[0023] La structure d'échange thermique selon l'invention est formée d'un empilement alterné de treillis de type 1 et du type 2, la face inférieure de chaque treillis de type 1 venant s'encastrer (comme il apparaît sur la figure 1) sur la face supérieure d'un treillis de type 2. De même, la face inférieure de chaque treillis de type 2 doit pouvoir venir s'encastrer sur la face supérieure d'un treillis de type 1, non représenté sur la figure 1.

[0024] Pour simplifier le dessin, on n'a en effet représenté à la figure 1 que deux treillis dont chacun ne comporte qu'un petit nombre de cloisons, mais il est bien entendu qu'un empilement de treillis constituant une zone d'échange thermique selon l'invention peut-être constitué d'un grand nombre de treillis superposés d'une dizaine à plusieurs centaines et que chaque treillis peut comporter un grand nombre de cloisons entrecroisées (d'une dizaine à plusieurs centaines).

[0025] Sur la figure 1, on a également montré des plaques d'obturation 11 et 12 dont le rôle sera explicité plus loin.

[0026] Pour réaliser l'encastrement d'un treillis de type 1 sur un treillis de type 2 on fait correspondre l'émergence des bords (inférieurs) en saillie de la série de cloisons 3 du treillis 1 à l'enfoncement des bords (supérieurs) en creux de la série de cloisons homologues 5 du treillis 2.

[0027] De même, on fait correspondre l'enfoncement des bords (inférieurs) en creux de la série de cloisons 6 du treillis 2 à l'émergence des bords (supérieurs) en saillie de la série de cloisons 4 d'un treillis de type 1 situé au-dessous du treillis de type 2.

[0028] La figure 2 correspond à une coupe par un plan Il parallèle aux cloisons 4 et 6 des deux treillis de la figure 1 dans leur position d'assemblage et de même la figure 3 correspond à une coupe par un plan 111 parallèle aux cloisons 3 et 5 des deux treillis de la figure 1 dans leur position d'assemblage.

[0029] Les figures 4A à 4D correspondent à des coupes analogues à celle de la figure 2, mais pour d'autres formes des évidements 4A, 6A des cloisons 4 et 6.

[0030] En d'autres termes, les différents treillis empilés s'encastrent les uns dans les autres et, dans cet encastrement, les parties en saillie (ou en creux) d'une des faces d'un treillis du premier type viennent en contact avec les parties homologues en creux (ou en saillie) de la face opposée du treillis du second type.

[0031] Le fait que l'encastrement s'effectue de manière jointive implique que les relations suivantes soient satisfaites (cf. Fig. 1):

et

e₁ et e₂ étant les hauteurs des parties émergentes des cloisons d'un premier type de treillis, e₃ et e4 étant les hauteurs des parties en retrait des cloisons d'un second type de treillis. Cela implique aussi que la somme des hauteurs des cloisons 3 et 5 soit égale à la somme des hauteurs des cloisons 4 et 6.

[0032] Pour réaliser une zone d'échange thermique ayant la structure définie plus haut, on superpose donc des treillis en alternant des treillis présentant, sur leurs deux faces, des bords de cloisons en saillie avec des treillis présentant sur leurs deux faces, des bords de cloisons en creux, les parties en saillie d'un treillis venant s'encastrer dans les parties en creux du treillis voisin (inférieur ou supérieur). On peut ainsi empiler un nombre quelconque de treillis des deux types. Dans un tel empilement, les cloisons pleines 3 et 5 superposées constituent des cloisons continues d'une extrémité de l'empilement à l'autre, ces cloisons étant parallèles entre elles. L'empilement des cloisons ajourées 4 et 6, dont les plans, parallèles entre eux, coupent les plans constitués par l'empilement des cloisons pleines 3 et 5, par exemple à angle droit, crée d'une part, des pans de cloison continue, lorsque l'on considère la superposition des parties pleines desdites cloisons ajourées, et d'autre part, des pans de cloison ajourée, lorsque l'on considère la superposition des parties ajourées desdites cloisons ajourées, les pans de cloison continue alternant avec les pans de cloison ajourée, chaque pan de cloison d'un des deux types étant séparé du pan de cloison voisin de l'autre type, par une cloison adjacente continue correspondant à la superposition de cloisons pleines.

[0033] Les cloisons décrites ci-dessus déterminent donc deux sortes d'espaces pour la circulation des fluides que l'on souhaite mettre en relation d'échange thermique, En effet, toutes les parois pleines, formées par la supersposition des cloisons pleines, et parallèles entre elles, séparent des espaces qui, par rapport à l'ensemble de la structure d'échange (l'empilement de treillis), se présentent comme des tranches. En raison de l'alternance des pans pleins et des pans ajourés sur les parois formées par superposition des cloisons ajourées, les tranches définies ci-dessus sont, en alternance, de deux types différents. Les unes sont subdivisées en canaux, de section par exemple rectangulaire ou carrée, séparés par des pans pleins; les autres tranches ne sont pas subdivisées en canaux séparés, du fait que les évidements des pans ajourés constituent autant de passages d'un canal au canal voisin.

[0034] Les canaux séparés délimités dans les divers espaces (ou tranches) sont en général parcourus par un premier fluide participant à l'échange thermique. Le fluide circule alors selon une direction parallèle aux plans des cloisons pleines constituant la zone d'échange.

[0035] On fait circuler un second fluide dans les espaces (ou tranches) non subdivisés en canaux séparés. Le fluide peut parcourir chacune de ces tranches de part en part en empruntant les passages de communication constitués par les évidements qu'il rencontre, les restes des parties pleines entourant les évidements constituant des ailettes ou des chicanes. Dans ces tranches, le fluide circule dans une direction globale sensiblement perpendiculaire aux pans de cloison ajourés et parallèle aux cloisons pleines. Dans ces conditions. les deux fluides circulent en courants croisés.

[0036] Les extrémités des espaces (ou tranches) parcourus par le second fluide situées sur les faces de l'empilement destinées à l'entrée et à la sortie du premier fluide sont obturées par exemple par des plaques terminales (telles que 11 et 12, figure 1) venant s'emboîter sur le premier (et le dernier) treillis de l'empilement, ces plaques recouvrant un espace sur deux, les espaces restant ouverts correspondant à l'entrée (ou a la sortie) dudit premier fluide. Les ouvertures des tranches parcourues par le second fluide sur les faces de l'empilement destinées à l'entrée et à la sortie dudit second fluide se trouvent réalisées de facto par les évidements des cloisons ajourées constituant lesdites faces. Par ailleurs, les parois des canaux extrêmes de chaque espace (on tranche) parcouru par le premier fluide, aboutissant sur les faces de l'empilement destinées à l'entrée et à la sortie du second fluide se trouvent obturées de facto par les parties pleines des cloisons ajourées dont la superposition constitue lesdites faces. Enfin, les deux faces extrêmes de l'empilement par lesquelles n'entre ou ne sort aucun des deux fluides, sont elles-mêmes obturées de facto par la continuité des cloisons formées par la superposition des cloisons pleines extrêmes des divers treillis de l'empilement.

[0037] La structure d'échangeur de chaleur telle qu'elle a été décrite dans ce qui précède peut constituer le corps d'échange d'un échangeur destiné à la circulation des deux fluides en courants croisés, l'un des fluides, par exemple des fumées, parcourant les canaux séparés du haut vers le bas ou du bas vers le haut et l'autre fluide, par exemple de l'air à réchauffer, circulant alors d'une face latérale vers la face opposée. Dans ce cas, les moyens pour l'amenée et le départ des fluides peuvent consister en des moyens usuels, en particulier en des conduits cylindriques que l'on raccorde de façon appropriée sur les faces du corps d'échange par lesquelles doit entrer (ou sortir) chacun des fluides concernés. Ces moyens n'ont pas été illustrés sur la figure 1.

[0038] Un second mode de réalisation de la première structure d'échange thermique selon l'invention décrite ci-dessus, peut consister essentiellement, comme le premier mode décrit, en un empilement de treillis (ou grilles) encastrables les uns au-dessus des autres, et formés chacun de deux séries de cloisons entrecroisées. Mais, à la différence du premier mode de réalisation décrit, les deux séries de cloisons entrecroisées formant chacunes des treillis sont constituées, toutes deux, de cloisons pleines. La description de ce second mode de réalisation sera donc analogue à celle du premier, à condition de remplacer les cloisons «ajourées» par des cloisons «pleines».

[0039] Ce second mode de réalisation est décrit ci-après en liaison avec les figures 5, 6A et 6B, où la figure 5 montre en perspective deux treillis de types différents.

[0040] Les figures 6A et 6B montrent des dispositions possibles pour les canaux parcourus par les deux fluides.

[0041] La structure considérée est constituée par empilement alterné d'un nombre quelconque de treillis tels que 13 et 14. L'encastrement de ces treillis s'effectue de la même manière que pour le premier mode de réalisation décrit: on fait correspondre les parties en saillie (ou en creux) d'un treillis par exemple du premier type (tel que 13) avec les parties en creux (ou en saillie) d'un treillis du second type (tel que 14) situé au-dessous ou au-dessus dudit treillis du premier type.

[0042] En raison du fait que toutes les cloisons constituant les treillis (du premier ou du deuxième type) encastrés les uns au-dessus des autres, sont des cloisons pleines, dans l'empilement de treillis constituant la structure considérée, on ne distinguera plus les espaces (ou tranches) divisés en canaux séparés et les espaces (ou tranches) non subdivisés en canaux séparés mais comportant des voies de passage que sont les évidements des cloisons ajourées. Dans le présent mode de réalisation, l'empilementdes treillis constitués uniquement de cloisons pleines, ne comprendra que des canaux, tous séparés les uns des autres par les cloisons pleines résultant de la superposition des parties pleines des cloisons homologues.

[0043] Cette structure peut constituer le corps d'un échangeur de chaleur dans lequel par exemple deux fluides circulent en courants parallèles (en co-courants ou à contre-courant).

[0044] La répartition des canaux destinés à la circulation du premier fluide et de ceux destinés à la circulation du second fluide peut être choisie de telle manière que, à l'exception des canaux jouxtant les parois extérieures de la zone d'échange, chaque canal A parcouru par l'un des deux fluides soit contigu à au moins deux canaux B parcourus par l'autre fluide. Des exemples de telles distributions sont données sur les figures 6A et 6B.

[0045] Lorsque la structure d'échange thermique constituée de canaux parallèles telle que décrite ci-dessus présente la répartition des circulations de fluides représentée à la figure 6A, un aspect particulièrement avantageux de l'invention consiste à faire déboucher la zone d'échange à chacune de ses extrémités sur des têtes d'amenée et de départ des fluides conçues chacune de façon analogue au premier mode de réalisation décrit précédemment (circulation à courants croisés).

[0046] Ce mode particulier de réalisation d'un échangeur de chaleur de l'invention est décrit plus en détail ci-après en liaison avec les figures 7, 8A, 8B et 8C, où la figure 7 représente en perspective un échangeur de chaleur formé d'un corps central et de deux collecteurs à ses extrémités; et les figures 8A, 8B et 8C montrent schématiquement plusieurs dispositions relatives possibles pour le corps central et les deux collecteurs. Tel que représenté sur la figure 7, le dispositif d'échange de chaleur 15 comprend un corps central 16 et deux collecteurs 17 et 18.

[0047] Le corps central 16 se présente sous la forme d'un parallélépipède à base rectangulaire ou carrée formé, par l'empilement des treillis qui le constituent, d'un nombre déterminé de rangées de canaux de section en forme de parallèlo- gramme (par exemple losange, rectangle ou carré), chaque rangée comprenant un nombre déterminé de canaux.

[0048] Les collecteurs 17 et 18 sont constitués chacun d'un empilement de plusieurs treillis analogues à ceux de la figure 1, qui comportent des cloisons pleines et des cloisons ajourées entrecroisées. Les cloisons ajourées comportent des évidements ménagés alternativement une fois sur deux dans les parties desdites cloisons de la seconde série comprises entre deux échancrures de la première série avec lesquelles elles forment un angle dièdre. Un second fluide peut, par exemple, être amené suivant la direction des flèches 19, à travers les évidements des cloisons ajourées affleurant sur la face considérée, das des espaces (ou tranches) traversant le collecteur 17. Ces espaces sont obturés sur la face supérieure 23 du collecteur 17 par des plaques telles que 11 (sur la figure 1) qui s'emboitent sur le treillis supérieur, les espaces restant ouverts correspondant aux rangées de canaux par lesquels le premier fluide sort suivant la flèche 22. Les espaces parcourus par ledit second fluide sont également obturés sur la face du collecteur 17 opposée à la face d'entrée, par substitution d'une cloison pleine à la cloisons ajourée extrême de chacun des treillis dont l'empilement constitue ledit collecteur 17, la superposition de ces cloisons pleines constituant une paroi continue 25 (non visible sur la figure 7). Les espaces parcourus par ledit second fluide sont, à la jonction du collecteur 17 avec le corps central 16, en communication avec les rangées de canaux correspondantes, les plaques telles que 12 (représentées à la figure 1) étant, dans le cas présent, bien entendu omises. Les rangées de canaux du collecteur 17, par lesquels le second fluide sort, sont en communication avec les rangées de canaux homologues du corps central 16.

[0049] Le collecteur 18 situé par exemple au bas du corps central 16 peut être décrit de façon analogue. Le second fluide sort par exemple suivant la direction des flèches 20, à travers les évidements des cloisons ajourées affleurent sur la face considérée, hors des espaces (ou tranches) traversant le collecteur 18 et séparés les uns des autres par des rangées de canaux par lesquels entre le premier fluide suivant la direction des flèches 21. Lesdits espaces (ou tranches) sont obturés sur la face inférieure 24 du collecteur 18 par des plaques analogues aux plaques 12 (figure 1), qui s'emboitent sur le treillis inférieur du collecteur 18, les espaces restant ouverts sur cette face correspondant aux rangées de canaux par lesquels entre ledit premier fluide. Les espaces parcourus par ledit second fluide sont également obturés sur la face du collecteur 18 opposée à la face de sortie, par substitution d'une cloison pleine à la cloison ajourée extrême de chacun des treillis dont l'empilement constitue le collecteur 18, la superposition de ces cloisons pleines constituant une paroi continue 26. Les espaces parcourus par ledit second fluide sont, à la jonction du collecteur 18 avec le corps central 16, en communication avec les rangées de canaux correspondantes, les plaques telles que 11 (représentées à la figure 1) étant, dans le cas présent, bien entendu omises. Les rangées de canaux du collecteur 18, par lesquels le premier fluide entre, sont en communication avec les rangées de canaux homologues du corps central 16.

[0050] La circulation des deux fluides dans le dispositif représenté à la figure 7 se fait donc à contre-courant dans le corps central 16. Une circulation des fluides en co-courants peut être tout aussi bien envisagée.

[0051] Par ailleurs, la disposition relative des faces des collecteurs 17 et 18, par lesquelles entre ou sort le premier fluide, peut être variée, comme indiqué sur les schémas des figures 8A, 8B et 8C.

[0052] Il est également possible dans l'invention d'associer deux ou plusieurs dispositifs analogues à l'échangeur 15 décrit ci-dessus.

[0053] Les échangeurs peuvent être associés en série de manière à allonger le parcours suivi par l'un des fluides ou par les deux fluides.

[0054] On peut également envisager dans l'invention que la zone d'échange thermique du dispositif soit essentiellement constituée par l'empilement de treillis identiques, correspondant, du point de vue de leur géométrie globale, à la superposition de deux treillis de types différents tels qu'ils ont été définis dans la description qui précède. Ces treillis, de type unique, constitués d'un entrecroisement de cloisons sont tels que les bords supérieurs des cloisons d'une des séries sont en saillie sur la face supérieure du treillis et les bords supérieurs de ces mêmes cloisons sont en retrait sur la face inférieure du treillis, étant entendu en outre que l'émergence des bords supérieurs (en saillie) des cloisons de la première série par rapport aux bords supérieurs des cloisons de la seconde série est égale à l'enfoncement des bords inférieurs (en retrait) des mêmes cloisons de la première série par rapport aux bords inférieurs des cloisons de la seconde série.

[0055] Les cloisons de l'une des séries sont pleines et celles de l'autre série peuvent être pleines (circulation des fluides à courant parallèles) ou ajourées par exemple un pan sur deux (circulation des fluides à courant croisés).

[0056] Les figures 2, 3 et 4A à 4D peuvent représenter ce mode de réalisation du dispositif de l'invention (dans la version correspondant à un échange entre fluides circulant à courants croisés), si l'on considère que chaque figure est une vue non plus de la superposition de deux treillis de types différents mais d'un treillis unique. Dans cette perspective, il convient de faire abstraction des solutions de continuité (traits horizontaux) entre la partie supérieure et la partie inférieure des treillis ainsi représentés.

[0057] Une seconde structure d'échange thermique selon l'invention est réalisée par empilement de treillis identiques formés par entrecroisement de cloisons pleines 27 d'une première série, parallèles entre elles, avec des cloisons 28 d'une seconde série, pleines ou ajourées, parallèles entre elles. La figure 9 représente en perspective un exemple d'un tel type de treillis et les figures 9A et 9B montrent en coupe selon les plans A et B respectivement les cloisons de deux treillis du même type en position d'assemblage.

[0058] Cette seconde structure d'échange thermique consiste en un empilement de treillis constitués de cloisons entrecroisées, assemblés les uns au-dessus des autres par enfourchement mutuel de chaque cloison d'une première série (telle que 27, figure 9) d'un treillis par les cloisons d'une seconde série (telle que 28, figure 9) d'un autre treillis. Les cloisons des deux séries de chaque treillis, comportent sur leurs bords situés dans les plans des faces externes du treillis des échancrures (respectivement 30 et 31), destinées, les unes (les échancrures 30 du bord inférieur des cloisons parallèles entre elles de la première série), à assurer l'assemblage par enfourchement mutuel avec les échancrures 31 du bord supérieur des cloisons parallèles entre elles de la seconde série du treillis situé au-dessous, les autres (les échancrures supérieures 31) destinées à assurer l'assemblage des treillis par enfourchement mutuel avec les échancrures 30 du bord inférieur des cloisons du treillis situé au-dessus. Les plans des cloisons de la première série coupent les plans des cloisons de la seconde série, au niveau de leurs échancrures respectives, en formant des angles dièdres d'arrête verticale (si l'on considère un empilement dans lequel les cloisons sont dans des plans verticaux), ces angles dièdres égaux entre eux sont de préférence de 90° (l'entrecroisement des séries de cloisons se fait à angle droit).

[0059] Les échancrures d'un même bord des cloisons de la première série ont la même profondeur et la même largeur, ladite largeur étant égale ou substantiellement égale à l'épaisseur des cloisons de la seconde série.

[0060] Dans cette seconde structure d'échange thermique selon l'invention, les cloisons de la première série (telles que 27) et les cloisons de la seconde série (telles que 28) ont toutes la même hauteur h.

[0061] Par ailleurs, si l'on désigne par p, et p₂ les profondeurs respectives des échancrures 30 et 31 des cloisons 27 et 28 de la figure 9, par x, la distance du fond des échancrures 30 des cloisons 27 au bord le plus proche des cloisons 28 et par x₂ la distance du fond des échancrures 31 des cloisons 28 au bord le plus proche des échancrures des cloisons 27, l'assemblage jointif des treillis les uns sur les autres suppose que soient satisfaites les relations:



avec

[0062] Ainsi, si Ion choisit, par exemple, pour les cloisons des deux séries une hauteur h commune de 40 mm, on pourra donner aux cotes p_i, p₂, X₁ et x₂ les valeurs indiquées, à titre d'exemple, dans le tableau suivant:

[0063] On peut assembler les uns au-dessus des autres un nombre quelconque de treillis, pouvant aller, par exemple, de quelques dizaines à plusieurs centaines.

[0064] Les cloisons de la première série, (telles que 27) sont des cloisons dites «pleines», c'est-à-dire ne comportant que les échancrures nécessaires à leur assemblage avec les cloisons de la seconde série du treillis situé immédiatement au-dessus ou au-dessous. Les cloisons de la seconde série (telles que 28) peuvent être «pleines», comme les cloisons 27 ci-dessus de la première série, ou «ajourées», c'est-à-dire comportant des évidements aménagés alternativement dans une sur deux des parties pleines délimités par deux cloisons consécutives de la première série avec lesquelles elles forment un angle dièdre.

[0065] Dans le premier cas (cloisons 28 pleines), la structure d'échange thermique réalisée par l'assemblage des différents treillis est constituée uniquement de canaux tubulaires verticaux, de section en forme de parallèlograme (par exemple losange, rectangle, ou carré), comme déjà décrit plus haut en relation avec la figure 5. Ces canaux peuvent être alimentés par les fluides participant à l'échange selon la répartition représentée à la figure 6A ou 6B, la circulation des deux fluides pouvant se faire en co-courant ou à contre-courant.

[0066] Dans le second cas (cloisons 28 ajourées), la structure réalisée comprend des rangées de canaux séparés, alternant avec des espaces (ou tranches) dans lesquels les différents canaux de la même rangée communiquant entre eux par les évidements pratiqués dans les cloisons dites «ajourées». Une telle structure, équivalente à celle représentée à la figure 1, permet de réaliser des échanges thermiques entre fluides circulant à courants croisés.

[0067] Les treillis constituant les différentes structures d'échange thermique selon l'invention peuvent être réalisés en divers matériaux bons ou moyens conducteurs de la chaleur, selon les températures des fluides mis en jeu dans l'échange thermique.

[0068] Le matériau peut consister en un matériau thermoplastique tel que du polypropylène, éventuellement chargé, pour des températures inférieures à 100°C, du polyfluorure de vinylidène, pour des températures allant par exemple de 100 à 140°C, ou encore un copolymère éthylène-tétra-fluoro- éthylène chargé, pour des températures allant, par exemple, de 140 à 190 °C.

[0069] Les treillis peuvent être également constitués de plastiques thermodurcissables, tels que, par exemple des polyesters ou des résines époxydes.

[0070] Le matériau peut également consister en un métal, un alliage de métaux, du verre, du ciment ou de la céramique. Il peut encore consister en un matériau composite tel que, par exemple, une matière plastique chargée de produits pulvérents, granulaires, filamentaires, tissés ou non tissés, lesdits produits ou charges pouvant consister eux- mêmes en métaux, alliages, carbone amorphe, graphite, verre, céramique ou encore sels minéraux.

[0071] Un mode de réalisation avantageux des treillis peut consister en une opération de moulage ou d'injection du matériau choisi, en particulier lorsque ledit matériau est un alliage léger ou un matériau thermoplastique ou thermodurcissable.

[0072] On peut aussi réaliser les treillis par frittage de matériaux pulvérulents (métaux, céramique...).

[0073] En ce qui concerne l'assemblage des dispositifs d'échange thermique ayant les structures décrites dans l'invention, les treillis peuvent être assemblés par simple encastrement mécanique de leurs cloisons; ils peuvent aussi être consolidés ou rendus plus étanches par brasage, étamage, soudure ou collage.

[0074] Les dimensions des dispositifs de l'invention peuvent être très variées: les cloisons peuvent avoir une longueur de quelques centimètres à plusieurs mètres et une hauteur de quelques millimètres à plusieurs centimètres, par exemple, On peut utiliser pour chaque série un nombre de cloisons variable, par exemple d'une dizaine à plusieurs centaines, et empiler un nombre de treillis variable lui aussi d'une dizaine à plusieurs centaines.

[0075] La surface d'échange par unité de volume des dispositifs selon l'invention peut être élevée. Des valeurs moyennes de cette surface sont au voisinage de 150 à 200 m² par _m³.

[0076] Enfin, suivant le matériau constitutif de l'échangeur de l'invention sa surface massique peut se situer aux alentours de 6 à 7 dm²/kg pour de l'acier et aux alentours de 40 à 50 dm²/kg pour une matière plastique.

Revendications

1. Dispositif d'échange thermique comportant au moins une zone dans laquelle circulent au moins deux fluides en relation d'échange thermique et des moyens pour l'amenée et le départ desdits fluides, ladite zone de structure modulaire étant essentiellement constituée par un empilement de treillis assemblés de façon jointive et constitués chacun de deux séries de cloisons entrecroisées, ledit empilement de treillis créant des espaces pour la circulation desdits fluides, chaque treillis constituant un module étant en outre conçu de telle manière que, sur chacune de ses faces, les bords des cloisons d'une des deux séries sont, sur au moins une partie de leur longueur en saillie par rapport au plan formé par les bords, au moins en partie en retrait, des cloisons de l'autre série, l'empilement des treillis étant réalisé en amenant en regard les bords en saillie d'une série de cloisons sur une des faces d'un treillis quelconque de l'empilement avec les bords en retrait de la série correspondante de cloisons sur la face opposée du treillis adjacent, la hauteur d'émergence desdits bords en saillie et la profondeur d'enfoncement desdits bords en retrait venant en regard dans l'empilement des treillis, étant égales entre elles, ledit dispositif étant caractérisé en ce que chaque treillis est formé d'une seule pièce.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque treillis est réalisé en une seule pièce par moulage d'un matériau solidifiable.

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit matériau est un matériau thermoplastique ou un alliage léger, qui est moulé par injection.

4. Procédé de fabrication selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit matériau est un matériau thermodurcissable, qui est moulé par coulée.

5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite zone est constituée par l'empilement alterné de treillis de deux types différents, les treillis du premier type (1) étant tels que les bords inférieurs des cloisons (3) de la première série sont en saillie sur la face inférieure desdits treillis (1) et les bords supérieurs des cloisons (4) de la seconde série sont en saillie sur la face supérieure desdits treillis (1), les treillis du second type (2) étant tels que les bords supérieurs des cloisons (5) de la première série sont en retrait sur la face supérieure desdits treillis (2) et les bords inférieurs des cloisons (6) de la seconde série sont en retrait sur la face inférieure desdits treillis (2), l'émergence (e₂) des bords inférieurs en saillie des cloisons (3) de la première série des treillis du premier type (1) étant égale à l'enfoncement (e₃) des bords supérieurs en retrait des cloisons (5) de la première série des treillis du second type (2), et l'émergence (e_i) des bords supérieurs en saillie des cloisons (4) de la seconde série des treillis du premier type (1) étant égale à l'enfoncement (e4) des bords inférieurs en retrait des cloisons (6) de la seconde série des treillis du second type (2).

6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les cloisons (3) et (5) de première série des treillis du premier type (1) et des treillis du second type (2) sont pleines et les cloisons (4) et (6) de seconde série des treillis du premier type (1) et des treillis du second type (2) sont ajourées par des évidements alternant avec des parties pleines, la superposition des cloisons pleines, la superposition des cloisons pleines (3) et (5) d'une part et des parties pleines des cloisons ajourées (4) et (6) d'autre part, forment des rangées de canaux, séparés entre eux par les partiess pleines des cloisons ajourées (4) et (6), lesdites rangées de canaux pouvant être parcourues par un premier fluide, et la superposition des cloisons pleines (3) et (5) d'une part et des parties ajourées des cloisons ajourées (4) et (6) d'autre part formant des espaces dans lesquels les canaux communiquent entre eux par les évidements ménagés dans les cloisons ajourées (4) et (6), lesdits espaces pouvant être parcourus par un second fluide, lesdits fluides circulant à courants croisés.

7. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les cloisons (3) et (5) de première série et de seconde série (4) et (6) des treillis du premier type (1) et des treillis du second type (2) sont pleines, l'empilement des treillis formant alors des canaux tous séparés les uns des autres, certains desdits canaux pouvant être parcourus par un premier fluide, les autres canaux pouvant être parcourus par un second fluide, lesdits fluides circulant en courants parallèles.

8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite zone est constituée par l'empilement de treillis identiques formés de deux séries de cloisons entrecroisées, lesdits treillis étant tels que les bords supérieurs des cloisons d'une des deux séries sont en saillie sur la face supérieure desdits treillis et les bords inférieurs des cloisons de l'autre série sont en retrait sur la face inférieure desdits treillis, l'émergence des bords supérieurs des cloisons de la première série par rapport aux bords supérieurs des cloisons de la seconde série étant égale à l'enfoncement des bords inférieurs des cloisons de la première série par rapport aux bords inférieurs des cloisons de la seconde série.

9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les cloisons de la première série sont des cloisons pleines et les cloisons de la seconde série sont des cloisons ajourées, comportant des évidements alternant avec des parties pleines, la superposition des cloisons pleines d'une part et des parties pleines des cloisons ajourées d'autre part formant des rangées de canaux, séparés entre eux par les parties pleines des cloisons ajourées, lesdites rangées de canaux pouvant être parcourues par un premier fluide, et la superposition des cloisons pleines d'une part et des parties ajourées des cloisons ajourées d'autre part formant des espaces dans lesquels les canaux communiquent entre eux par les évidements ménagés dans les cloisons ajourées, lesdits espaces pouvant être parcourus par un second fluide, lesdits fluide-circulant à courants croisés.

10. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les cloisons des deux séries sont des cloisons pleines, l'entrecroisement de séries desdites cloisons formant alors des canaux, tous séparés les uns des autres, certains desdits canaux pouvant être parcourus par un premier fluide, les autres canaux pouvant être parcourus par un second fluide, lesdits fluides circulant en courants parallèles.

11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite zone est constituée par l'empilement de treillis identiques formés de deux séries de cloisons entrecroisées de même hauteur h, comportant des échancrures (30 et 31 respectivement), chaque cloison d'une première série (27) ayant des échancrures de profondeur (pi) dont le fond est situé à une distance _X1 au-dessous du bord d'une cloison (28) de la seconde série et chaque cloison de la seconde série (28) ayant des échancrures de profondeur (p₂) dont le fond est situé à une distance x₂ au-dessus du bord d'une cloison (27) de la première série, de façon que

12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que les cloisons (27) de la première série sont des cloisons pleines et les cloisons (28) de la seconde série sont des cloisons ajourées comportant des évidements (33) alternant avec des parties pleines desdites cloisons, la superposition des cloisons pleines (27) d'une part et des parties pleines des cloisons ajourées (28) d'autre part formant des rangées de canaux de section rectangulaire ou carrée, séparés entre eux par les parties pleines de cloisons ajourées (28) lesdites rangées de canaux pouvant être parcourues par un premier fluide, et la superposition des cloisons pleines (27) d'une part et des parties ajourées des cloisons ajourées (28) d'autre part formant des espaces dans lesquels les canaux communiquent entre eux par les évidements (33) ménagés dans les cloisons ajourées (28), lesdits espaces pouvant être parcourus par un second fluide, lesdits fluides circulant à courants croisés.

13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que les cloisons (27) et (28) des deux séries sont des cloisons pleines, l'entrecroisement de séries desdites cloisons formant alors des canaux séparés les uns des autres, certains desdits canaux pouvant être parcourus par un premier fluide, les autres canaux pouvant être parcourus par un second fluide, lesdits fluides circulant en courants parallèles.

14. Dispositif d'échange thermique selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend un corps central (16), dans lequel les deux fluides circulent en courants parallèles, ledit corps central étant relié, par encastrement à chacune de ses extrémités, avec une zone d'échange à courants croisés, adaptée pour servir à l'amenée et au départ desdits fluides.

Claims

1. A heat exchange device comprising at least one zone for the circulation of at least two fluids in heat exchange relationship and input and output means for these fluids, said zone of modular structure being essentially formed of a stacking of lattices jointly assembled and each formed of two series of intercrossed walls, said stacking of lattices forming espaces for the circulation of said fluids, each lattice, which constitutes a module, further being so designed that, on each face thereof, the edges of the walls of one of the two series are, at least over a portion of their length, protruding from the plane formed by the edges, et least partly recessed, of the walls of the other series, the lattice stacking being achieved by registering the protruding edges of a series of walls of one face of any lattice of the stacking with the recessed edges of the corresponding wall series on the opposite face of the adjacent lattice, the protrusion height of said protuding edges and the recess depth of said recessed edges registering in the lattice stacking being equal, said device being characterized in that each lattice is formed in one piece.

2. A device according to claim 1, characterized in that each lattice is made in one piece by moulding of a solidifiable material.

3. A device according to claim 2, characterized in that said material is a thermoplastic material or a light alloy, moulded by injection.

4. A device according to claim 2, characterized in that said material is a thermosetting material, moulded by casting.

5. A device according to one of claims 1 to 4, characterized in that said zone is formed by alternate stacking of lattices of two different types, the lattices of a first type (1) being such that the lower edges of the walls (3) of the first series protrude from the lower face of said lattices (1) and the upper edges of the walls (4) of the second series protrude from the upper face of said lattices (1), the lattices of the second type (2) being such that the upper edges of the walls (5) of the first series are recessed from the upper face of said lattices (2) and the lower edges of the walls (6) of the second series are recessed from the lower face of said lattices (2), the protrusion height (e₂) of the lower edges of the walls (3) of the first series of lattices of the first type (1) being equal to the depth (e₃) of the recess of upper edges of walls (5) of the first series of lattices of the second type (2) and the protrusion height (e_i) of the upper edges of walls (4) of the second series of lattices of the first type (1) being equal to the depth (e₄) of the recess of the lower edges of walls (6) of the second series of lattices of the second type (2).

6. A device according to claim 5, characterized in that the walls (3) and (5) respectively of the first lattice series of the first type (1) and of the lattices of the second type (2) are solid and the walls (4) and (6) of the second series (2) of the lattices of the first type (1) and of the lattices of the second type (2) are provided with recesses alternating with solid parts, the superposition of the solid walls (3) and (5), on the one hand, and of the solid parts of the recessed walls (4) and (6), on the other hand, forming rows of channels separated from one another by solid parts of the recessed walls (4) and (6), said rows of channels being used for circulating therethrough a first fluid, and the superposition of the solid walls (3) and (5) on the one hand, and of the recessed parts of the recessed walls (4) and (6) on the other hand, forming spaces wherein the channels intercommunicate through recesses provided in the recessed walls (4) and (6), said spaces being used for the circulation of a second fluid, said fluids circulating cross-currently.

7. A device according to claim 5, characterized in that the walls (3) and (5) of the first series and (4) and (6) of the second series, respectively of the lattices of the first type (1) and of the lattices of the second type (2) are solid, the lattice stacking then resulting in the formation of separate channels, some of which are used for the circulation of a first fluid and the others for the circulation of a second fluid, these fluids circulating in parallel currents.

8. A device according to one of claims 1 to 4, characterized in that said zone is formed by stacking identical lattices consisting of two series of intercrossed walls, said lattices being such that the upper edges of the walls of one of the two series protrude from the upper face of said lattices and the lower edges of the walls of the other series are recessed from the lower face of said lattices, the protrusion height of the upper edges of the walls of the first series with respect to the upper edges of the walls of the second series being equal to the depth of the recess of the lower edges of the walls of the first series with respect to the lower edges of the walls of the second series.

9. A device according to claim 8, characterized in that the walls of the first series are solid walls and the walls of the second series are recessed walls, comprising recesses alternating with solid parts, the superposition of the solid walls, on the one hand, and of the solid parts of the recessed walls on the other hand, forming rows of channels, separated from one another by the solid parts of the recessed walls, said rows of channels being used for the circulation of a first fluid, and the superposition of the solid walls, on the one hand and of the recessed parts of the recessed walls, on the other hand, forming spaces wherein the channels intercommunicate through the recesses of the recessed walls, said spaces being used for the circulation of a second fluid, said fluids circulating cross-currently.

10. A device according to claim 8, characterized in that the walls of the two series are solid walls, the intercrossing of said walls series thus forming separate channels, some of said channels being used for circulating a first fluid and the other channels for circulating a second fluid, said fluids circulating in parallel currents.

11. A device according to one of claims 1 to 4, characterized in that said zone is formed by stacking identical lattices of two series of intercrossed walls series of same height h, comprising recesses (respectively 30 and 31), each wall (27) of a first series having slots of depth (p_i) whose bottom is at a distance _X1 below the edge of a wall (28) of the second series and each wall of the second series (28) having slots of depth (p₂) whose bottom is at a distance _X2 above the edge of a wall (27) of the first series, so that

12. A device according to claim 11, characterized in that the walls (27) of the first series are solid walls and the walls (28) of the second series are recessed walls whose recesses (33) alternate with the solid parts of said walls, the superposition of the solid walls (27), on the one hand, and of the solid parts of the recessed walls (28), on the other hand, forming rows of channels having a rectangular or square cross section, separated from one another by the solid parts of the recessed walls (28), said rows of channels being used for circulating a first fluid and the superposition of solid walls (27), on the one hand, and of recessed parts of the recessed walls (28), on the other hand, forming spaces wherein the channels intercommunicate through the recesses (33) of the recessed walls (28), said spaces being used for the circulation of a second fluid, said fluids circulating cross-currently.

13. A device according to claim 12, characterized in that the walls (27) and (28) of the two series are solid walls, the intercrossing of said walls series thus forming separate channels some of which are used to circulate a first fluid, the others to circulate a second fluid, said fluids circulating in parallel currents.

14. A heat exchange device according to one of claims 1 to 4, characterized in that it comprises a central body (16) wherein two fluids circulate in parallel currents, said central body being connected, by fitting, at each end thereof, into a cross- current heat exchange zone used for the input and output of said fluids.

Ansprüche

1. Wärmeaustauscher mit wenigstens einer Zone, in welcher wenigstens zwei Fluide im Wärmeaustausch zirkulieren und Einrichtungen zum Zuführen und Abführen dieser Fluide, wobei die Zone modularen Aufbaus im wesentlichen gebildet wird durch eine Stapelung von Gittern, die aneinander angrenzend zusammengefügt sind und je aus zwei Reihen sich kreuzender Trennwände gebildet sind, wobei dieser Gitterstapel Räume für die Zirkulation dieser Fluide bildet und jedes einen Modul bildende Gitter im übrigen derart ausgelegt ist, dass auf jeder seiner Flächen die Ränder der Trennwände einer der beiden Reihen auf wenigstens einen Teil ihrer Länge vorspringen gegenüber der Ebene, welche durch die wenigstens zum Teil rückspringenden Ränder der Trennwände der anderen Reihe gebildet ist, wobei der Gitterstapel hergestellt wird, indem man die vorspringenden Ränder einer Reihe von Trennwänden auf einer der Flächen eines beliebigen Gitters des Stapels mit den rückspringenden Rändern der entsprechenden Reihe von Trennwänden auf der gegenüberliegenden Seite des benachbarten Gitters aneinander heranführt, wobei die Austrittshöhe der vorspringenden Ränder und die Eintauchtiefe dieser rückspringenden Ränder, die im Gitterstapel einander gegenüberzustehen kommen, untereinander gleich sind, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Gitter aus einem einzigen Stück gebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Gitter aus einem einzigen Stück durch (Press)-formen eines verfestigbaren Materials hergestellt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Material ein thermoplastisches Material oder eine Leichtmetallegierung, die spritzgegossen wird, ist.

4. Verfahren zur Herstellung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das material ein hitzehärtbares Material ist, welches durch Vergiessen geformt wird.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass diese Zone gebildet wird durch einen abwechselnden Stapel aus Gittern zweier unterschiedlicher Typen, wobei die Gitter des ersten Typs (1) derart sind, dass die unteren Ränder der Trennwände (3) der ersten Reihe auf der Unterseite dieser Gitter (1) vorspringen und die oberen Ränder der Trennwände (4) der zweiten Reihe vorspringen auf der Oberseite dieser Gitter (1), wobei die Gitter des zweiten Typs (2) derart sind, dass die oberen Ränder der Trennwände (5) der ersten Reihe rückspringend auf die Oberseite dieser Gitter (2) und die unteren Ränder der Trennwände (6) der zweiten Reihe rückspringend auf die Unterseite dieser Gitter (2) sind, wobei das Vorspringen (e2) der unteren vorspringenden Ränder der Trennwände (3) der ersten Reihe der Gitter des ersten Typs (1) gleich dem Rücksprung (e3) der oberen rückspringenden Ränder der Trennwände (5) der ersten Reihe der Gitter des zweiten Typs (2) ist und das Vorspringen (e₁) der oberen vorstehenden Ränder der Trennwände (4) der zweiten Reihe der Gitter des ersten Typs (1) gleich dem Rückspringen (e₄ der unteren rückversetzten Ränder der Trennwände (6) der zweiten Reihe der Gitter des zweiten Typs (2) ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwände (3) und (5) der ersten Reihe der Gitter des ersten Typs (1) und der Gitter des zweiten Typs (2) vollwandig sind und die Trennwände (4) und (6) der zweiten Reihe der Gitter des ersten Typs (1) und der Gitter des zweiten Typs (2) von Aussparungen durchbrochen sind, die mit den vollwandigen Teilen abwechseln, wobei die Übereinanderanordnung der vollwandigen Trennwände, die Übereinanderanordnung der vollwandigen Trennwände (3) und (5) einerseits und der vollwandigen Teile der durchbrochenen Trennwände (4) und (6) andererseits, Reihen von Kanälen bilden, die untereinander durch vollwandige Teile der durchbrochenen Trennwände (4) und (6) getrennt sind, wobei diese Reihe von Kanälen von einem ersten Fluid durchströmt werden können und die Übereinanderanordnung der vollwandigen Trennwände (3) und (5) einerseits und der durchbrochenen Teile der durchbrochenen Trennwände (4) und (6) andererseits Räume bilden, in welchen die Kanäle untereinander über Aussparungen in Verbindung stehen, die in den durchbrochenen Trennwänden (4) und (6) vorgesehen sind, wobei die Räume von einem zweiten Fluid durchströmt werden können, und diese Fluide in Kreuzströmen zirkulieren.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwände (3) und (5) der ersten Reihe und der zweiten Reihe (4) und (6) der Gitter des ersten Typs (1) sowie der Gitter des zweiten Typs (2) vollwandig sind, wobei die Stapelung der Gitter dann völlig voneinander getrennte Kanäle bildet und gewisse dieser Kanäle von einem ersten Fluid durchströmbar sind und die anderen Kanäle von einem zweiten Fluid durchströmbar sind, wobei die Fluide in parallelen Strömen zirkulieren.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass diese Zone gebildet wird durch den Stapel identischer Gitter, die aus zwei Reihen sich kreuzender Trennwände gebildet sind, wobei diese Gitter derart sind, dass die oberen Ränder der Trennwände einer der beiden Reihen auf=die Oberseite dieser Gitter vorspringend sind und die unteren Ränder der Trennwände der anderen Reihe zurückspringend auf die Unterseite dieser Gitter sind, wobei das Vorspringen der oberen Ränder der Trennwände der ersten Reihe gegenüber den oberen Rändern der Trennwände der zweiten Reihe gleich dem Rückspringen der unteren Ränder der Trennwände der ersten Reihe, bezogen auf die unteren Ränder der Trennwände der zweiten Reihe, ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwände der ersten Reihe volle Trennwände und die Trennwände der zweiten Reihe durchbrochene Trennwände mit Ausnehmungen, die mit den vollen Teilen abwechseln, sind, wobei die Überlagerung der vollen Trennwände einerseits und der vollen Teile der durchbrochenen Trennwände andererseits, Reihen von Kanälen bilden, die untereinander durch die vollen Teile der durchbrochenen Trennwände getrennt sind, wobei diese Reihen von Kanälen von einem ersten Fluid durchströmt werden können und die Überlagerung der vollen Trennwände einerseits und der durchbrochenen Teile der durchbrochenen Trennwände andererseits, Räume bilden, in welchen die Kanäle untereinander über Ausnehmungen in Verbindung stehen, die in den durchbrochenen Trennwänden ausgespart sind, wobei diese Räume von einem zweiten Fluid durchströmt werden können und diese Fluide im Kreuzstrom zirkulieren.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwände der beiden Reihen volle Trennwände sind und die Überkreuzung von Reihen dieser Trennwände dann Kanäle bilden, welche sämtlich voneinander getrennt sind und gewisse dieser Kanäle von einem ersten Fluid durchströmt werden können und die anderen Kanäle von einem zweiten Fluid durchströmt werden können, wobei diese Fluide in Parallelströmen zirkulieren.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass diese Zone gebildet ist von dem Stapel identischer Gitter, die aus zwei Reihen von sich kreuzenden Trennwänden der gleichen Höhe h gebildet sind und Ausschnitte (30 bzw. 31) tragen, wobei jede Trennwand einer ersten Reihe (27) Ausschnitte der Tiefe (p_i) hat, deren Boden sich unter einer Entfernung x_i unterhalb des Randes einer Trennwand (28) der zweiten Reihe befindet und jede Trennwand der zweiten Reihe (28) Ausschnitte von einer Tiefe (p₂) hat, deren Boden sich unter einer Entfernung x₂ oberhalb des Randes einer Trennwand (27) der ersten Reihe derart befindet, dass

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwände (27) der ersten Reihe volle Trennwände sind und die Trennwände (28) der zweiten Reihe durchbrochene Trennwände mit Aussparungen (33) sind, welche mit vollen Teilen dieser Trennwände abwechseln, wobei die Überlagerung der vollen Trennwände (27) einerseits und der vollen Teile der durchbrochenen Trennwände (28) andererseits, Reihenanordnungen von Kanälen rechteckigen oder quadratischen Querschnitts bilden, die voneinander durch die vollen Teile der durchbrochenen Trennwände (28) getrennt sind, wobei diese Reihen von Kanälen von einem ersten Fluid durchzströmbar sind und die Übereinanderanordnung der vollen Trennwände (27) einerseits und der durchbrochenen Teile der durchbrochenen Trennwände (28) andererseits Räume bilden, in welchen die Kanäle untereinander über Ausnehmungen (33) in Verbindung stehen, welche in den durchbrochenen Trennwänden (28) vorgesehen sind, wobei diese Räume von einem zweiten Fluid durchströmt werden können und diese Fluide in Kreuzströmen zirkulieren.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwände (27) und (28) der beiden Reihen volle Trennwände sind und die Überkreuzung von Reihen dieser Trennwände dann voneinander getrennte Kanäle bilden, wobei gewisse dieser Kanäle von einem ersten Fluid durchströmbar sind und die anderen Kanäle von einem zweiten Fluid durchströmt werden können, wobei diese Fluide in Parallelströmen zirkulieren.

14. Wärmeaustauschvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen mittigen Körper (16) umfasst, in welchem die beiden Fluide in Parallelströmen zirkulieren, wobei der mittige Körper durch Einbau unter Einstecken an jedem seiner Enden mit einer Kreuzstromwärmeaustauschtzone verbunden ist, die so ausgebildet ist, dass sie für Zufuhr und Abfuhr dieser Fluide dient.

Dessins