Brevet FR2292945A1 — publié le 19760625

L'invention concerne un procédé de fabrication d'une structure d'échange thermique entre deux fluides. Elle a également pour objet une structure d'échange thermique realisée suivant le procédé. Suivant l'invention, le procédé de fahrication d'une structure d'échange thermique entre deux fluides est caractérise en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - on perfore une plaque d'une pluralité de trous ; - on enfile dans lesdits trous des pièces en matériau thermiquement conducteur débordant de part et d'autre de ladite plaque, - on soude lesdites pieces a la plaque. Suivant une autre réalisation, le procédé de fabrication d'une structure d'échange thermique entre deux fluides est caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - on perfore au moins deux plaques d'une pluralité de trous; - on enfile dans lesdits trous des pieces en matériaux thermiquement conducteurs, débordant de part et d'autre des plaques extrêmes; - on soude lesdites pièces aux plaques. Avantageusement, on incline lesdites pieces ; cela permet de dégager lesdites pièces des gouttes de condensation qui ont pu s'y former. La présente invention a également pour objet une structure d'echange thermique entre deux fluides, caractérise en ce qu'elle comporte une plaque traversée par des pièces rapportées en matériau thermiquement conducteur s'étendant de part et d'autre de ladite plaque. Suivant une autre caractéristique, la présente invention a pour objet une structure d'échange thermique entre deux fluides, caractérisée en ce qu'elle comprend deux plaques traversées par des pièces rapportées en matériau thermiquement conducteur s'étendant de part et d'autre des plaques. Cette structure comporte en outre une fermeture de 1 'espace compris entre les deux plaques ainsi que des orifices d'admission et d'évacuation pour l'un des fluides circulant dans cet espace. Avantageusement, lesdites pièces sont des tiges. Une telle structure et un tel procédé de fabrication permettent de fabriquer des échangeurs de chaleur beaucoup moins lourds, comportant des épaisseurs de matière beaucoup plus faible donc plus économiques que pour des échangeurs dans lesquels on obtient une multiplication des surfaces d'échange par moulage. Par exemple, des plaques moulées comportant des ailettes, Dans le cas de la présente invention, comme la structure n'est pas moulée, on prend simplement des tôles que l'on perfore et dans lesquelles on introduit des profilés convenables pour obtenir la surface desirée, par exemple des clous. Un avantage résultant de cette construction réside dans le fait que dans un échangeur devant résister a la pression de l'un des fluides, on dispose deux plaques delimitant à l'intérieur ou à l'extérieur un espace de circulation pour ledit fluide, traversés de part en part par des tiges qui assurent en même temps la solidité mécanique de l'ensemble. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortant de la description ci-après faite en regard des dessins annexés dans lesquels : la figure 1 montre une structure suivant l'invention, les figures 2 et 3 montrent un élément complet susceptible de résister a la pression, la figure 4 montre un echangeur constitué par un ensemble de structures modulaires assemblées. La structure de la figure 1 est constituee par une tole 1 perforée d'une pluralite de trous dans lesquels ont éte introduits des tiges 2. Ces tiges sont soudées, collées ou brasées a la tôle 1. Un premier fluide passe à droite de la t81e 1 et un second fluide passe a gauche de la t5le 1. Les figures 2 et 3 montrent un élément complet susceptible de résister à la pression, la figure 2 étant une section suivant AA de la figure 3. Cet élément est constitué de deux plaques de tales 3 et 4 perforées d'une pluralité de trous dans lesquels on a enfile des tiges 5 débordant de part et d'autre a l'extérieur de l'espace 6 situé entre les plaques 3 et 4. Les tiges 5 sont soudées aux plaques 3 et 4. L'espace interne 6 est limité lateralement par un profilé en ZUZ 7 dont les ailes sont-soudees aux plaques 3 et 4. Des orifices d'entrée 8 et de sortie 9 d'un premier fluide circulant entre les plaques 3 et 4 sont prévues dans les plaques. On réalise ainsi un élément d'échange à très grande surface, permettant gracie aux tiges 5, une conduction directe par la section des tiges, des colories d'un second fluide circulent à l'extérieur de l'espace interne 6 vers le coeur de cet espace interne 6. Par ailleurs, le premier fluide peut etre un fluide sous-pression, un tel élément étant très résistant mécaniquement. Une telle structure ne comportant aucun élement moulé mais constituée de tôle et de tiges soudées traversant les plaques, par exemple des clous, est très légère et de construction simple. Les orifices d'entrée 8 et de sortie 9 sont constitués par exemple, comme cela est- represente sur la figure 2, par des trous perces, en haut et en bas des plaques, dans une région depourvue de tiges 5 dans les deux plaques 3 et 4 permettant ainsi, comme le montre la figure 4, l'alimentation en parallele de l'espace interne 6 de plusieurs structures élémentaires en fluide haute pression au moyen d'un conduit d'amenée 10 et d'un conduit d'évaucation 11. Le sens de circulation du premier fluide étant représenté par des flèches A. Les conduits d'amenée 10 et d'évaucation 11 comportent des fenêtres d'alimentation 12 permettant au fluide de passer de la conduite 10 aux espaces internes 6 de structure d'échanges et de sortir de ces espaces pour entrer dans la conduite de sortie 11. Cet ensemble est logé dans une cheminée ou conduite 13 canalisant un second fluide dans le sens des flèches 8 à l'extérieur des espaces internes 6 des structures d'échange thermiques élémentaires. L'extremite des tiges 6 peut avantageusement être inclinée afin de degager ces tiges des gouttes de condensation qui ont pu s'y déposer. De même, les tiges 6 peuvent etre creuses. Cela permet d'etablir en symétrie des conditions du second fluide circulant de part et d'autre et à l'extérieur de l'espace 6. Bien entendu, dans les exemples décrits, les plaques sont planes mais il pourrait en etre autrement et, par exemple, on peut réaliser une tôle cylindrique, traversée par des tiges ou des clous, l'un des fluides circulant dans le canal interne et l'autre à l'extérieur, de même les tiges peuvent être de section quelconque. L'invention s'applique particulièrement bien pour des échangeurs de récupération de calories des gaz brillés des turbines ou pour des échangeurs pour tours de refroidissement de centrales. REVENDICATIONS 1/ Procédé de fabrication d'une structure d'échange thermique entre deux fluides, caracterisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes - on perfore une plaque d'une pluralité de trous ; - on enfile dans lesdits trous des pièces en matériau thermiquement conducteurs débordant de part et d'autre de ladite plaque ; - on soude lesdites pièces à la plaque. 2/ Procédé de fabrication d'une structure d'échange thermique entre deux fluides, caractérisée en ce qu'il comporte les étapes suivantes - on perfore au moins deux plaques d'une pluralité de trous ; - on enfile dans lesdits trous des pièces en matériaux thermiquement conducteur débordant de part et d'autre des plaques extrêmes ; - on soude lesdites pièces aux plaques. 3/ Procédé de fabrication suivant l'une des revendications précédentes, caractérise par le fait que l'on incline lesdites pièces 4/ Structure d'echange thermique entre deux fluides, caractérisée en ce qu'elle comporte une plaque traversee par des pièces rapportees en matériau thermiquement conducteur s'étandant de part et d'autre de ladite plaque. 5/ Structure d'echange thermique entre deux fluides, caractérisée en ce qu'elle comprend deux plaques traversées par des pièces rapportees en matériau thermiquement conducteur s'étendant de part et d'autre des plaques. 6/ Structure d'échange thermique suivant la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre une fermeture de l'espace compris entre les deux plaques ainsi que des orifices d'admission et d'evacuation. 7/ Structure d'échange thermique selon la revendication 4 caractérisée en ce que lesdites pièces sont inclines. 8/ Structure d'échange thermique selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisée en ce que les parties débordant les plaques extrêmes sont inclinées vers le bas. 9/ Structure d'échange thermique selon l'une des revendications 4 ou 8, caractérisée en ce que lesdites pièces sont soudées aux plaques. 10/ Structure d'échange thermique selon l'une des revendications 4à 9, caracterisée en ce que lesdites pièces sont des tiges. 11/ Structure d'échange thermique suivant la revendication 10, caractérisée en ce que les tiges sont creuses.