Brevet FR2544060A1 — publié le 19841012

Plaque a | échange thermique. L'invention concerne une plaque d'échange thermique pour des échangeurs thermiques à plaques qui sont constitués par plusieurs plaques d'échange thermique comportant quatre ouvertures et disposées l'une derrière l'autre, entre lesquelles on prévoit des joints d1étanchéité en matériau élastique comme du caoutchouc pour former un canal de circulation; les plaques métalliques d'échange thermique sont constituées par une âme sur laquelle est appliquée une couche de recouvrement. L'invention est utilisée dans des échangeurs thermiques à plaques dont le rôle est de transmettre l'énergie thermique d'un fluide, liquide ou gazeux, à un fluide semblable à plus faible température, l'un au moins de ces fluides étant un liquide agressif et/ou corrosif, ou un gaz agressif et/ou corrosif. Les échangeurs thermiques à plaques sont constitués par un nombre plus ou moins grand de plaques d'échange thermique estampées dans de la tôle forgée, qui sont disposées l'une derrière l'autre et comprimées en intercalant des joints d'étanchéité disposés de façon spéciale. On forme ainsi grâce aux joints dlétanchéité des canaux de passage plats dans lesquels passent alternativement et en sens inverse les deux fluides d'échange d'énergie, qui sont amenés aux canaux de passage par quatre ouvertures prévues dans les plaques d'échange thermique et ensuite évacués. Il est connu de fabriquer les plaques d'échange thermique en matériaux de haute qualité résistant à la corrosion, comme par exemple du titane, ou du titane-palladium, si l'un des deux fluides d'échange dténergie est agressif et/ou corrosif. Outre le prix très élevé de ces métaux, un autre inconvénient est leur faible coefficient de transmission thermique. Il esten outre connu de fabriquer l'âme des plaques d'échange ge thermique en acier nickel-chrome ou d'appliquer sur celleci une couche de recouvrement en métal commun ou en alliage commun. Cette couche de recouvrement est appliquée par galvanisation à chaud et elle est en zinc ou en étain. Mais la durabilité d'une telle couche de recouvrement est limitée dans le temps, car le métal commun agit comme "anode réactive" et est consommée pendant l'utilisation (brevet allemand DE-OS 31 27 951). Le but de l'invention est de réaliser une plaque d'échange thermique pour des échangeurs thermiques à plaques de façon qu'elle soit économique à fabriquer, qu' ellesoitcapable de supporter en permanence des fluides agressifs et/ou corrosifs et qu'elle atteigne un coefficient de transmission thermique élevé. Ce but est atteint avec une plaque d'échange thermique constituée par une âme sur laquelle est appliquée une couche de recouvrement, par le fait que lime est constituée par un métal bon conducteur de la chaleur, et que la couche de recouvrement est constituee par un métal résistant aux fluides agressifs et/ou corrosifs. Cette âme assure - indépendamment de la couche de recouvrement - un coefficient de transmission élevé, et la couche de recouvrement proposée assure une résistance remarquable aux fluides agressifs et/ou corrosifs. Etant donné que la couche de recouvrement, qui doit être obligatoirement en matériau coûteux, peut être mince, la plaque d'échange thermique peut être fabriquée de façon remarquablement économique. Pour autant que les deux fluides dléchange d'énergie ont des effets agressifs et/ou corrosifs, la couche de recouvrement est appliquée de chaque côté de l'âme. Pour des raisons d'économies de fabrication, il est avantageux de plaquer la couche de recouvrement sur l'a me, ce qui peut s'effectuer par placage par laminage à froid selon un procédé connu. Pour obtenir un coefficient élevé de transmission thermique, l'âme est de façon appropriée en cuivre ou en alliage de cuivre. Selon le degré de corrosivité ou d'agressivité des fluides d'échange thermique, la couche de recouvrement de la plaque d'échange thermique selon l'invention est en titane, tantale, ou en alliage de titane ou de tantale, ou en acier inoxydable nickel-chrome. L'invention sera;bien comprise à la lecture de la description détaillée, donnée ci-après à titre d'exemple seulement, de deux formes de réalisation représentées schématiquement sur le dessin, sur lequel la figure 1 représente, en perspective, une plaque d'échange thermique légèrement simplifiée; et la figure 2 représente une partie d'une plaque d'échange thermique selon la figure 2, dans une seconde forme de réalisation. La plaque d'échange thermique 1 représentée sur la figure 1 a un contour rectangulaire. Elle comporte dans la zone de ses quatre coins 2 une ouverture circulaire 3, 4, 5, 6. Au milieu de chaque petit côté 7, 8 est disposée une échancrure de bord 9. On prévoit le long des lignes en tirets 10 un joint d'étanchéité (non représenté) en matériau élastique comme le caoutchouc à l'aide duquel est formé, à l'intérieur d'un échangeur thermique à plaques constitué de plusieurs plaques d'échange thermique 1 disposées l'une derrière l'autre et pressées ensemble, un canal de passage qui relie ensemble les deux ouvertures 3 et 5 diagonalement opposées. La plaque d'échange thermique 1 est constituée par une âme 11 et par une couche de recouvrement 12. L'âme est constituée par un métal bon conducteur de la chaleur, à savoir cuivre, aluminium ou alliage cuivre-aluminium. La couche de recouvrement 12 est plaquée sur l'âme 11. La couche de recouvrement 12 est constituée par un métal résistant aux fluides agressifs et/ou corrosifs - de préférence titans ou alliage de titane, tantale ou alliage de tantale ou acier inoxydable nickel-chrome. Dans une seconde forme de réalisation de l'invention, on applique sur les deux côtés de l'âme 11 une couche de recouvrement 12 - voir figure 2. Revendications. 1. Plaque d'échange thermique pour des échangeurs thermiques à plaques, qui sont constitués de plusieurs plaques d'échan- ge thermique disposées l'une derrière l'autre et présentant quatreouvertures,plaques entre lesquelles on prévoit des joints d'étanchéité en matériau élastique comme le caoutchouc pour former un canal de passage, les plaques d'échange thermique métalliques étant constituées par une âme sur laquelle est appliquée une couche de recouvrement, caractérisée en ce que l'âme (11) est en un métal bon conducteur de la chaleur et la couche de recouvrement (12) en un métal résistant aux fluides agressifs et/ou corrosifs; 2.Plaque d'échange thermique selon la revendication 1, caractérisée en ce que la couche de recouvrement (12) est appliquée sur les deux côtés de l'âme (11). 3. Plaque d'échange thermique selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que la couche de recouvrement (12) est plaquée sur l'âme (11). 4. Plaque d'échange thermique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'âme (11) est en cuivre ouen alliage de cuivre. 5. Plaque d'échange thermique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'âme (11) est en aluminium ou en alliage d'aluminium. 6. Plaque d'échange thermique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la couche de recouvrement (12) est en titane ou en alliage de titane. 7. Plaque d'échange thermique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la couche de recouvrement (12) est en tantale ou en alliage de tantale. 8. Plaque d'échange thermique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'on utilise comme métal pour la couche de recouvrement (12) un acier inoxydable nickel-chrome.