Brevet FR2346661A1 — publié le 19771028

La présente intention se rapporte à un échangeur de chaleur à plaques pour des fluides en circulation, avantageusement de l'air, comportant des feuilles alternativement planes et ondulées, dans lequel les lignes d'ondulation de feuilles ondulées voisines se coupent réciproquement, un bloc formé de feuilles planes et de feuilles ondulées étant retenu dans une construction d'encadrement. Les échangeurs de chaleur de ce type peuvent entre utilisés pour la récupération de chaleur dans les installations de ventilation étant donné que de tels échangeurs présentent un rendement thermique relativement élevé. La récupération ou la transmission de chaleur est réalisée de telle manière que l'air évacué chaud traverse l'échangeur au travers de canaux disposés enétagas ou dans des plans différents à l'intérieur de ce dernier, tandis que l'air amené froid traverse l'échangeur également par des canaux disposés en étages dans des plans différents, les sens d'écoulement se croisant mutuellement et les plans d'écoulement ainsi formés étant prévus en alternance, ce qui signifie qu'un plan ou un étage de canaux d'amenée d'air est disposé entre deux plans ou deux étages de canaux d'évacuation d' air et inversement.De cette façon, le nombre de canaux prévus est relativement impprtant et la matièreformant les canaux, généralement une feuille d'aluminium, est relativement mince si bien que l'on obtient un échange de chaleur rapide et une bonne transmission de la chaleur en raison de l'importance de la surface de contact. Alors que le principe de fonctionnement de tels échangeurs de chaleur à plaques est bon, de nombreuses difficultés ont été rencontrées pour l'application pratique de ce principe. L'un des problèmes réside dans l'étanchéité. Si l'on mélange entre eux les courants présentant des températures différentes, l'échangeur de chaleur perd une grande partie de ses capacités. Le problème des fuites est un problème très important et puisqu'il s'agit de surfaces très importantes qui doivent tre rendues étanches les unes par rapport aux autres, ce problème s'est avéré iusqutà présent difficile à résoudre et à dominer. Un autre problème réside dans la difficulté d'obtenir la pression de contact la meilleure possible sans laquelle une grande partie de la chaleur est perdue qui pourrait sinon être récupérée.Un autre problème réside dans le fait que l'échangeur de chaleur, en dépit d'une importante pression de contact et d'une étanchéité satisfaisante dans toutes ces zones doit être en mesure d'absorber de manière élastique les chocs ettoutessoetesde contraintes sans que des dommages importants en résultent. Un autre aspect très important de la question réside dans le fait que l'échangeur de chaleur doit être d'une fabrication relativement simple et bon marché et que le procédé de fabrication doit permettre d'exclure tous les risques que des parties de l'échangeur soient détériorées ou assemblées de manière non satisfaisante. La présente invention a donc pour but de palier les difficultés précitées et de les supprimer dans les meilleures conditions possibles. Par ailleurs, la. présente 1nVeùtion a pour d t améliorer l'état de la technique dans ce domaine et de le développer. Conformément à l'invention, ce but est obtenu pour un échangeur de chaleur à plaques du type précité par le fait que les feuilles planes, en deux zones d'arêtes opposées sont munies d'éléments d'appui avantageusement sous forme de poutres qui dépassent de l'une des faces planes des feuilles dans la même direction et qui présentent, dans le même sens, au maximum une extension correspondant à la hauteur de profil des feuilles ondulées. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparattront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre, faite en référence à plusieurs dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention de dans lesquels - La figure I illustre un mode de réalisation partiellement schématisé d'un échangeur de chaleur à plaques conforme à l'invention dans une vue de c3té - La figure 2 montre l'échangeur de chaleur à plaques de la figure I dans une vue de dessus ou de dessous - La figure 3 montre deux assemblages d'angles dans une représentation agrandie - La figure 4 montre la portion supérieure gauche de la figure 1, à échelle agrandie - La figure 5 est une représentation en perspective éclatée des éléments qui sont supperposés dans un échangeur de chaleur conforme à 1' invention - La figure 6 montre deux éléments suivant les figures 1, 4 ou 5 qui doivent être disposés l'un au-dessus de l'autre - La figure 7 montre en perspective un pilier angles faisant partie de l'échangeur de chaleur conforme à l'invention. Comme matière dans la structure e l'échangeur de chaleur conforme à la présente invention, on préférera les métaux, notamment l'aluminium ou un alliage d'aluminium mais on peut également utiliser du papier, du carton, une matière synthétique ou d'autres matériaux différents en combinaison. De manière connue, dans un échangeur de chaleur conforme à l'invention, des feuilles planes 1 et ondulées 2 sont disposées alternativement. Les feuilles 1 et 2 sont disposées par couches les unes au-dessus des autres pour former une unité en forme de bloc, les feuilles ondulées 2 étant disposéeséninter- section suivant un angle de 900 par leur ligne d'ondulation. De cette façon on peut faire circuler dans un échangeur de chaleur, dans le sens de la flèche A, par exemple l'air refoulé et dans le sens B l'air amené. Le profil d'ondulation des feuilles 2 présente en section transversale avantageusement une forme de zig zag, mais on pourra également utiliser des formes d'ondulation plus douces ou différentes. Conformément à l'invention, deux arêtes opposées des feuilles planes 1 comprennent des éléments d'appui 3 servant de poutrelles d'appui. Ces poutrelles s'étendent dans la même direction que les lignes d'ondulation des feuilles 2 qui sont disposées entre les poutrelles 3 des feuilles 1. Les poutrelles 3 sont donc disposées latéralement par rapport aux feuilles 1 et servent à retenir entre elles une feuille ondulée'2 (figure 5). Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, la hauteur des poutrelles 3 au-dessus des feuilles 1 est légèrement plus faible que la hauteur de profil des feuilles 2. La diffé- rence peut par exemple être égale à l'épaisseur des fouilles 1 qui, dans un exemple de réalisation pratique, peut s1 élever à 0,06 mm, tandis que la hauteur des poutrelles et la hauteur de profil des feuilles 2 s'élèveront respectivement à 4 mm. De cette façon, les feuilles 2 sont légèrement comprimées ce qui assure une excellente pression de contact. Suivant un autre mode de réalisation de l'invention, les poutrelles 3 sont intégrées aux feuilles 1. Ceci peut par exemple être réalisé par le fait que les arêtes correspondantes des feuilles 1 sont transformées pour former les poutrelles ou les éléments d'appui 5. Ainsi, les arêtes précitées sont par exemple enroulées pour former un tour complet présentant en profil une forme approximativement circulaire. Toutefois, pour augmenter l'épaisseur et la force de résistance desdites poutrelles, les arêtes correspondantes des feuilles 1 peuvent être enroulées sur plus d'une rotation, par exemple sur un tour et demi. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les feuilles ondulées 2 présentent, dans le sens de leur section transversale, une largeur plus étroite que l'écartement intérieur d'une paire de poutrelles 3. De cette façon, les feuilles ondulées 2 peuvent se déplacer librement et lorsqu'une pression est exercée pour assembler l'échangeur de chaleur, lesdites feuilles ondulées s'étaleront sensiblement dans leur plan. Bien entendu, les éléments d'appui 3 peuvent être formés d'une manière différente. Ils peuvent ainsi être montés sous forme d'éléments libres sur les feuilles 1 et y être fixés par exemple par collage. On peut aussi choisir un autre profil qu'un profil circulaire, par exemple un profil ovale ou à quatre pans. il est aussi possible de disposer plusieurs éléments d'appui les uns à côté des autres, par exemple deux éléments de ce type dont l'un est intégré à la feuille 1 tandis que l'autre peut être déposé librement sur cette dernière. De cette façon, on peut obtenir une épaisseur encore meilleure. il peut être avantageux de disposer un bloc formé des feuilles 1 et 2 entre des couvercles 4 qui sont assemblés et maintenus à l'aide d'un montant d'angle 5. Les couvercles 4 peuvent être formés chacun d'une ttle dont les arêtes 6 sont rabattues dans le même sens suivant un angle de 90a, comme ceci apparait notamment à-la figure 4. Pour l'assemblage, les arêtes 6 des deux couvercles sont orientées dans des directions opposées. Les montants sangles 5 sont avantageusement des profilés formant entre eux un angle droit, l'extrémité 7 d'une branche étant toutefois prolongée légèrement en direction axiale pour former une languette qui, pour l'assemblage de l'échangeur de chaleur, peut être rabattue vers l'intérieur sur l'arête 6 du couvercle correspondant 4, comme le montre la figure 4. Ainsi, on obtient un assemblage simple et efficace de tous les éléments constituants de l'échangeur de chaleur conforme à l'invention. Au niveau des montants d'angle 5, chaque couvercle 4 peut comporter des parties rentrées 8 qui constituent des renfoncements correspondant à l'épaisseur des montants d'angle 5 si bien que l'on obtient un échangeur de chaleur présentant à l'extérieur des faces planes. Pour le montage des montants d'angle 5, ces montants comportent avantageusement sur leur face interne un moyen d'étanchéité, par exemple un produit d'étanchéité gonflant à un seul composant en polyirétane, qui gonfle sous l'influence de l'humidité de l'air,et rigidifie l'ensemble de la construction de l'échangeur de chaleur tout en la stabilisant. Bien entendu, on obtient de cette façon une étanchéité très satisfaisante au niveau des angles de l'échangeur. Dans une construction d'un échangeur de chaleur à plaques conforme à l'invention, il n'est pas nécessaire de coller entre elles les différentes feuilles pour obtenir un bon contact et un bon effet d'étanchéité. Toutefois, si on le désire, on peut naturellement appliquer sur les différents éléments une colle, de préférence juste avant l'assemblage, les éléments étant par exemple munis d'une couche de colle appliquée par pulvérisation. Grace aux éléments d'appui ou aux poutrelles 3, on obtient -une parfaite étanchéité entre les différentes couches, notamment au niveau des angles. Les poutrelles sont en mesure d'absorber les chocs, les pressions ou d'autres contraintes, de ma nière élastique, sans que pour autant des détériorations n'apparaissent. Bien entendu, ltinvention n'est nullement limitée au mo-: de de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendicatinns qui suivent. REVENDICATIONS 1. Echangeur de chaleur à plaques pour les fluides en circulation, avantageusement de l'air, comportant des feuilles alternativement planes et ondulées, les lignes d'ondulation de feuilles ondulées voisines se croisant réciproquement tandis qu'un bloc formé de feuilles planes et ondulées est assemblé et retenu dans une construction d'encadrement, caractérisé en ce que les feuilles planes, sur deux zones d'arêtes opposées, comportent des éléments d'appui formés avantageusement de poutrelles qui dépassent de la première surface plane desdites feuilles dans la même direction et qui présentent, dans le même sens, au moins une extension correspondant à la hauteur de profil des feuilles ondulées précitées. 2. Echangeur de chaleur à plaques selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments d'appui précités présentent un profil circulaire. 3. Echangeur de chaleur à plaques selon la revendication I ou 2, caractérisé en ce que les éléments d'appui sont intégrés dans les feuilles planes associées et sont formés avantageusement par la déformation des zones d'arêtes correspondantes desdites feuilles. 4. Echangeur de chaleur à plaques selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la matière constituant les éléments d'appui précités est enroulée sur au moins un tour. 5. Echangeur de chaleur à plaques selon l'une des revendications-1 à 4, caractérisé en ce que plusieurs éléments d'appui précités sont disposés les uns à côté des autres, avantageusement deux éléments d'appui, dont l'un est intégré à la feuille associée tandis que l'autre repose librement sur cette dernière. 6. Echangeur de chaleur à plaques selon lune des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'écartement intérieur entre les éléments d'appui appartenant à une feuille plane est légèrement plus grand que la largeur d'une feuille ondulée comprise entre ces derniers. 7. Echangeur de chaleur à plaques selon l'une des revendications I à 6, caractérisé en ce que les feuilles planes et ondulées et les éléments d'appui reçoivent avant leur assembla ge pour former l'échangeur de chaleur, un revêtement de colle. 8. Echangeur de chaleur à plaques selon l'-une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'un bloc formé de feuilles planes et de feuilles ondulées ainsi que d'éléments d'appui du type précité est assemblé et retenu au moyen d'une construction d'encadrement qui est formée de couvercles prévus aux deux extrémités opposées retenus pour leur part par des montants d'angle. 9. Echangeur de chaleur à plaque selon la revendication 8, caractérisé en ce que les arêtes des couvercles précités sont rabattues respectivement en direction de l'échangeur de chaleur pour former des rebords périphériques. 10. Echangeur de chaleur selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que les montants d'angle précités sont en forme d'équerre et en ce qu'une extrémité d'au moins une branche est prolongée en direction axiale puis rabattue autour de la languette du couvercle correspondant. 11. Echangeur de chaleur à plaques selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que les couvercleprécités comportent des parties rentrées pour recevoir les montants d'angle. 12. Echangeur de chaleur selon l'une des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que les montants d'angle comportent sur leur face intérieure un produit d'étanchéité qui est appliqué avant l'assemblage et est formé avantageusement d'un agent d'éétanchéité gonflant à un seul composant du type polyurétane.