Brevet FR2697621A1 — publié le 19940506

La présente invention a trait aux échangeurs de chaleur constitués par un empilage de plaques qui sont conformées et disposées de manière à définir, entre deux plateaux de renfort, deux circuits séparés pour la circulation du fluide caloporteur et du fluide à réchauffer ou à refroi- dir. Pour le raccordement de chacun des deux circuits de l'échangeur avec l'installation à laquelle celui-ci est incorporé, il est bien en- tendu nécessaire de prévoir au moins un raccord d'entrée et au moins un raccord de sortie, l'appareil étant ainsi équipé d'au moins quatre rac- cords de branchement Or, la fixation de ces raccords sur la ou les plaques terminales de l'empilage et sur le plateau de renfort correspon- dant pose des problèmes plus sérieux qu'il pourrait paraître à première vue, au moins si l'on entend adopter un processus de fabrication auto- matisé à cadence de production élevée. En pratique, on se contente le plus souvent d'engager chaque rac- cord dans une perforation pratiquée dans la ou les plaques terminales, la retenue axiale étant assurée par le brasage opéré pour l'assemblage mutuel des plaques empilées de l'échangeur Si une telle solution a le mérite de la simplicité de mise en oeuvre, elle se révèle fréquemment insuffisante pour assurer une fixation efficace, apte à résister aux efforts qui s'exercent sur l'appareil au cours de son utilisation industrielle. C'est à cet inconvénient qu'entend remédier la présente invention, laquelle consiste à faire comporter à l'embout de chaque raccord un filetage qui débouche à l'intérieur d'une gorge annulaire apte à former logement pour le bord de la perforation ménagée dans la ou les plaques terminales pour recevoir ledit embout, le mince espace annulaire qui subsiste en fin de vissage au niveau du fond de la gorge précitée étant obturé de façon étanche par la brasure d'assemblage. On comprend que dans un tel processus, la brasure a pour unique fonction l'étanchéité de la fixation, la retenue en place de chaque raccord étant assurée par le vissage de l'embout fileté dans la ou les plaques terminales. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer: Fig 1 est une coupe verticale faisant apparaître l'agencement général des éléments qui constituent un échangeur de chaleur établi con- ê 4 formément à l'invention. Fig 2 reproduit fig 1 après mise en place des raccords par vissage. Fig 3 montre de la même manière l'échangeur obtenu après brasage de l'ensemble. L'échangeur représenté est de type classique en ce qui concerne sa structure générale, en ce sens qu'il est constitué par un empilage de plaques d'échange thermique 1 maintenues entre deux plateaux de renfort 2 et 3 Chaque plaque 1 est obtenue par emboutissage d'une feuille en acier inoxydable dont l'une au moins des faces est revêtue d'une couche de brasure la; l'outil d'emboutissage est profilé de façon à déterminer dans chacune des plaques 1, outre un rebord périphérique assurant le guidage de l'empilage, quatre dépressions ou cuvettes (dont deux seule- ment apparaissent sur le dessin) qui s'ouvrent deux par deux sur l'une ou l'autre des deux faces de la plaque considérée Le fond de chaque cuvette est percé en lb et l'on comprend que si l'on prend soin d'inver- ser l'orientation des plaques successives 1 de l'empilage, on obtient entre les deux plateaux 2 et 3 un ensemble définissant deux circuits indépendants pour les deux fluides concernés. L'un des plateaux 2 et 3, à savoir le plateau supérieur 2 dans l'exemple considéré, doit évidemment être équipé d'au moins quatre rac- cords pour le raccordement des deux circuits avec l'installation à laquelle l'échangeur doit être incorporé Chacun de ces raccords, référencés 4, est profilé pour recevoir l'extrémité d'une canalisation de jonction 5. Conformément à la présente invention, on a fait comporter à chaque raccord 4 un embout cylindrique 4 a qui comporte un filetage 4 b dont une extrémité débouche à l'intérieur d'une gorge annulaire 4 c On observera que la longueur de chaque embout 4 a et le positionnement axial de la gorge 4 c sur celui-ci varient suivant que le raccord 4 envisagé doit être associé à une plaque 1 unique (cas du raccord situé à droite sur le dessin) ou à deux plaques 1 superposées, afin qu'en tout état de cause chaque raccord 4 communique bien avec l'extrémité du circuit à laquelle il correspond. Comme illustré, l'embout 4 a de chaque raccord 4 est introduit tout d'abord dans une perforation 2 a du plateau supérieur 2, puis dans la perforation lb de la ou des plaques 1 envisagées Le diamètre des perfo- rations lb est tel que moyennant rotation de chaque raccord, l'embout 4 a se visse par son filetage 4 b dans la ou les perforations lb qui lui cor- respondent, et ce jusqu'à ce que le bord de ces dernières vienne s'enga- ger dans la gorge 4 c (cf fig 2). Bien évidemment, la pénétration du bord précité dans la gorge 4 c laisse subsister un espace annulaire libre x au niveau du fond de ladite gorge On conçoit cependant que cet espace x se trouve rempli de brasure (joint ou cordon annulaire y de fig 3) une fois que l'opération de bra- sage destinée à L'assemblage étanche des plaques 1 empilées aura été effectuée. Dans ces conditions, la fixation en place des raccords 4 résulte de la partie de l'embout qui comporte le filetage 4 b en ce qui concerne la résistance aux efforts axiaux d'arrachage, du joint ou cordon X en ce qui concerne l'étanchéité du raccordement Les essais ont démontré que cette dualité de fonctions s'opposait à tout risque de désolidarisation intempestive des raccords 4 au cours de l'utilisation de l'échangeur de chaleur. IL doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le do- maine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. REVENDICATION R E V E N D I C A T I 0 N Echangeur de chaleur, du type constitué par un empilage de plaques ( 1) qui sont maintenues entre deux plateaux de renfort ( 2, 3) et qui sont profilées et disposées de façon à définir deux circuits indépen- dants dont les entrées et sorties sont reliées à l'installation générale par le moyen de raccords ( 4) prévus au niveau de l'un ( 2) des plateaux susvisés, caractérisé en ce que l'embout cylindrique ( 4 a) de chaque rac- cord ( 4) est pourvu d'un filetage ( 4 b) pour permettre, après traversée du plateau ( 2, 3) envisagé, son vissage dans la perforation de la ou des plaques terminales ( 1) de l'empilage, lequel filetage débouche dans une gorge ( 4 c) apte à recevoir le bord de la perforation précitée et à être emplie d'un cordon de brasure (y) lors de l'opération de brasage desti- née à l'assemblage étanche des plaques ( 1).