FR2746491A1

FR2746491A1 - PLATE HEAT EXCHANGER

Info

Publication number: FR2746491A1
Application number: FR9702027A
Authority: FR
Inventors: Victor Brost; Klaus Kalbacher
Original assignee: Modine Laengerer and Reich GmbH
Current assignee: Modine Laengerer and Reich GmbH
Priority date: 1996-03-22
Filing date: 1997-02-20
Publication date: 1997-09-26
Anticipated expiration: 2017-02-20
Also published as: FR2746491B1; DE19611447C1; IT1290129B1; ITMI970631A1

Abstract

La présente invention concerne un échangeur de chaleur à plaques sans carter comprenant un nombre déterminé de plaques empilées les unes sur les autres et assemblées les unes aux autres, qui sont façonnées de telle sorte qu'elles constituent au moins deux canaux d'écoulement séparés l'un de l'autre, dans lesquels circulent des agents caloporteurs, et qui sont munis d'organes formant un système de fixation amovible de l'échangeur de chaleur à plaques. La présente invention propose un autre type de système de fixation, destiné à un montage dans un espace restreint, par lequel l'empilage des plaques de l'échangeur de chaleur présente au moins un orifice de passage vertical, qui est rendu étanche par rapport aux canaux d'écoulement des caloporteurs et dans lequel se trouve un organe de fixation détachable.The present invention relates to a plate heat exchanger without housing comprising a determined number of plates stacked on top of each other and joined together, which are shaped so that they constitute at least two separate flow channels l 'one of the other, in which circulate heat transfer agents, and which are provided with members forming a removable fixing system of the plate heat exchanger. The present invention provides another type of fastening system, intended for mounting in a confined space, by which the stack of plates of the heat exchanger has at least one vertical passage orifice, which is sealed relative to the coolant flow channels and in which there is a detachable fixing member.

Description

Echangeur de chaleur à plaquesPlate heat exchanger

DESCRIPTIONDESCRIPTION

La présente invention concerne un échangeur de chaleur à plaques sans carter comprenant un nombre déterminé de plaques empilées les unes sur les autres et assemblées les unes aux autres, qui sont façonnées de telle sorte qu'elles constituent au moins deux canaux d'écoulement séparés l'un de l'autre, dans lesquels circulent des agents caloporteurs, tels que l'huile et l'eau, l'échangeur de chaleur à plaques étant muni d'organes servant à fixer ce dernier de The present invention relates to a plate heat exchanger without housing comprising a determined number of plates stacked on top of each other and joined together, which are shaped so that they constitute at least two separate flow channels l '' of one another, in which heat transfer agents circulate, such as oil and water, the plate heat exchanger being provided with members serving to fix the latter

façon amovible contre un élément. removably against an element.

La fixation des échangeurs de chaleur à plaques sans carter du type cidessus cité est souvent réalisée de manière simple du fait que la plaque de bridage ou la plaque de base est renforcée et présente par exemple des languettes en saillie, dans lesquelles on introduit des vis permettant d'assurer la fixation contre un élément, telle qu'une boîte de vitesses. Étant donné que les sollicitations exercees par les forces externes et internes sur l'échangeur de chaleur doivent être logiquement absorbées par le système de fixation, il est nécessaire avec ce type de fixation de concevoir une plaque de bridage stable. En outre, il est souvent nécessaire d'utiliser quatre languettes et vis The fixing of the plate heat exchangers without casing of the above-mentioned type is often carried out in a simple manner because the clamping plate or the base plate is reinforced and has, for example, projecting tabs, into which screws are introduced allowing securing against an element, such as a gearbox. Since the stresses exerted by external and internal forces on the heat exchanger must be logically absorbed by the fixing system, it is necessary with this type of fixing to design a stable clamping plate. In addition, it is often necessary to use four tabs and screws

individuelles, ce qui rend le montage très fastidieux. individual, which makes mounting very tedious.

Il existe des systèmes de fixation plus modernes, qui sont munis d'un orifice qui traverse l'empilage des plaques de l'échangeur de chaleur, qui communique avec le canal d'écoulement d'un caloporteur et dans lequel se trouve un boulon creux rendu étanche vers l'extérieur, dont la partie située dans l'échangeur de chaleur est munie d'orifices de sortie du côté de la chemise et dont la partie située à l'extérieur de There are more modern fixing systems, which are provided with an orifice which crosses the stack of plates of the heat exchanger, which communicates with the flow channel of a heat carrier and in which there is a hollow bolt sealed to the outside, the part located in the heat exchanger is provided with outlet openings on the side of the jacket and the part located outside

l'échangeur de chaleur est munie d'un filet extérieur. the heat exchanger is provided with an external thread.

Cette dernière partie citée sert à fixer l'échangeur de chaleur, de sorte que l'échangeur de chaleur est vissé par cette partie dans un tube de raccordement du caloporteur. La modernité des fixations de ce type This last mentioned part is used to fix the heat exchanger, so that the heat exchanger is screwed by this part in a connection pipe of the coolant. Modern fasteners of this type

réside ici, comme le montre la description des resides here, as shown in the description of

caractéristiques, dans le fait que l'intérieur du boulon creux peut être utilisé en même temps comme un canal d'admission du caloporteur et que d'autres fixations supplémentaires sont inutiles. Des échangeurs de chaleur de ce type sont souvent utilisés comme radiateur à huile, lorsque ce dernier est situé directement contre la boîte de vitesses et que l'huile peut s'écouler directement de cette boîte dans le radiateur. Il existe d'autres cas particuliers pour lesquels il n'est pas possible de recourir à cette conception de radiateur, certes avantageuse, ou à ce type de fixation, car les conditions de montage, la characteristics, in that the interior of the hollow bolt can be used at the same time as an intake channel of the coolant and that other additional fasteners are unnecessary. Heat exchangers of this type are often used as an oil radiator, when the latter is located directly against the gearbox and the oil can flow directly from this box into the radiator. There are other special cases for which it is not possible to have recourse to this design of radiator, certainly advantageous, or to this type of fixing, because the mounting conditions, the

place disponible et les coûts s'y opposent. space available and costs oppose it.

L'échangeur de chaleur à plaques décrit dans DE-OS 05 640 pour le refroidissement de l'huile de boîte de vitesses est conçu différemment de celui cité en introduction. L'intérieur de cet échangeur de chaleur comprend un seul canal d'écoulement pour l'huile, alors que The plate heat exchanger described in DE-OS 05 640 for cooling gearbox oil is designed differently from that mentioned in the introduction. The interior of this heat exchanger has a single flow channel for oil, while

l'eau s'écoule à l'extérieur autour du radiateur. the water flows outside around the radiator.

Le radiateur est fixé à l'intérieur d'un carter contre une paroi du carter à l'aide de vis introduites par l'extérieur du carter. A cet effet, le radiateur comprend des organes creux, disposés dans les canaux d'admission et d'évacuation de l'huile et dans lesquels sont logées les The radiator is fixed inside a casing against a wall of the casing using screws introduced from the outside of the casing. For this purpose, the radiator comprises hollow members, arranged in the oil inlet and outlet channels and in which are housed the

vis échauffées.overheated screws.

L'objet de la présente invention est de concevoir un type de fixation supplémentaire de faible coût, destiné à un échangeur de chaleur à plaques sans carter comprenant un nombre déterminé de plaques empilées les unes sur les autres et assemblées les unes aux autres, qui sont façonnées de telle sorte qu'elles constituent au moins deux canaux d'écoulement séparés l'un de l'autre, dans lesquels circulent les agents caloporteurs, de préférence, l'huile et l'eau, l'échangeur de chaleur à plaques étant muni d'organes servant The object of the present invention is to design an additional type of attachment at low cost, intended for a plate heat exchanger without casing comprising a determined number of plates stacked on each other and assembled to each other, which are shaped in such a way that they constitute at least two flow channels separated from each other, in which the heat transfer agents, preferably oil and water, circulate, the plate heat exchanger being provided with organs serving

à fixer ce dernier de façon amovible contre un élément, per- to fix the latter removably against an element,

mettant d'éviter les problèmes qui apparaissent pour un monta- avoiding the problems that arise for a mount-

ge dans un espace restreint.ge in a tight space.

Cet objet est résolu selon l'invention du fait que l'empilage des plaques de l'échangeur de chaleur présente au moins un orifice de passage vertical, qui est rendu étanche par rapport aux canaux d'écoulement des caloporteurs et dans lequel se trouve un organe de fixation détachable pour This object is solved according to the invention because the stacking of the plates of the heat exchanger has at least one vertical passage orifice, which is sealed relative to the flow channels of the heat carriers and in which there is a detachable fastener for

l'échangeur de chaleur à plaques.the plate heat exchanger.

De préférence, l'orifice de passage est fermé par brasage par rapport aux canaux d'écoulement pour les caloporteurs. Suivant un détail constructif, le diamètre de l'orifice de la plaque de base de l'échangeur de chaleur à plaques est inférieur au diamètre de l'orifice dans les Preferably, the passage orifice is closed by brazing with respect to the flow channels for the coolants. According to a constructive detail, the diameter of the orifice of the base plate of the plate heat exchanger is less than the diameter of the orifice in the

plaques d'échange de chaleur.heat exchange plates.

Suivant encore un détail constructif, les bords brasés des plaques d'échange de chaleur dans l'orifice de passage présentent une configuration identique ou analogue According to another constructive detail, the brazed edges of the heat exchange plates in the passage opening have an identical or analogous configuration

à celle du bord extérieur de l'échangeur de chaleur à plaques. to that of the outer edge of the plate heat exchanger.

De préférence, l'organe de fixation est une vis, Preferably, the fixing member is a screw,

qui peut être vissée dans un trou fileté correspondant, réali- which can be screwed into a corresponding threaded hole,

sé sur l'élément prévu pour la fixation, ou une tige filetée, qui s'engage dans l'orifice de passage et sur laquelle est vissé un écrou. Suivant une variante, l'organe de fixation est une tige d'ancrage détachable, réalisée par exemple dans un matériau élastique, laquelle peut être bloquée dans un dried on the element provided for fixing, or a threaded rod, which engages in the passage orifice and on which a nut is screwed. According to a variant, the fixing member is a detachable anchor rod, made for example from an elastic material, which can be locked in a

point prévu sur un élément.point provided on an element.

Enfin, il peut être prévu de monter une bague d'écartement destinée à renforcer, entre la tête de l'organe de fixation et la plaque de base, ce qui permet de mieux absorber les forces de suspension et de ne pas renforcer Finally, provision may be made to mount a spacer ring intended to reinforce, between the head of the fixing member and the base plate, which makes it possible to better absorb the suspension forces and not to reinforce

la plaque de base.the base plate.

Dans les échangeurs de chaleur à plaques de petite dimension, il suffit de prévoir un seul orifice de passage In small plate heat exchangers, it is sufficient to provide a single passage orifice

vertical muni d'un organe de fixation, qui est réalisé prati- vertical provided with a fixing member, which is made practi-

quement au milieu de l'échangeur de chaleur à plaques. On only in the middle of the plate heat exchanger. We

peut choisir un échangeur de chaleur à plaques. On peut choi- can choose a plate heat exchanger. We can choose

sir un échangeur de chaleur à plaques de forme extérieure quelconque. Dans les échangeurs de chaleur à plaques plus grands et généralement de form rectangulaire, il est cependant préférable de prévoir deux orifices de passage disposés en deux angles diagonalement opposés. Etant donné que les zones d'angle des échangeurs de chaleur à plaques ne participent pas très intensivement à l'échange thermique, les orifices on a plate heat exchanger of any external shape. In heat exchangers with larger plates and generally of rectangular shape, it is however preferable to provide two passage orifices arranged at two diagonally opposite angles. Since the corner areas of the plate heat exchangers do not participate very intensively in the heat exchange, the orifices

de passage, résuisant la surface d'échange thermique, n'influ- passage, reducing the heat exchange surface, does not influence

encent pas de manière néfaste le rendement de l'échangeur do not harm the efficiency of the heat exchanger

de chaleur.heat.

Les bords des plaques de l'échangeur de chaleur orientés vers l'orifice de passage sont conçus de manière identique ou analogue aux bords extérieurs des plaques et sont fermés par brasage pour devenir étanches, de telle sorte qu'il est impossible que le caloporteur circulant à l'intérieur puisse s'échapper. La place réservée au montage d'un échangeur de chaleur dans une automobile est très étroite The edges of the heat exchanger plates oriented towards the passage opening are designed in an identical or analogous manner to the outer edges of the plates and are closed by brazing to become watertight, so that it is impossible for the coolant to circulate inside can escape. The space reserved for mounting a heat exchanger in an automobile is very narrow

et permet rarement la présence d'éléments de fixation sail- and rarely allows the presence of sail-

lants sur l'échangeur de chaleur à plaques. Dans ce cas, les échangeurs de chaleur à plaques proposés conviennent le mieux; ils peuvent être facilement fixés à l'aide d'un outil introduit dans l'orifice de passage et peuvent aussi être facilement démontés en cas de besoin. Etant donné que le système de fixation ne nécessite aucune autre pièce que l'organe de fixation, en général une vis, ledit système de lants on the plate heat exchanger. In this case, the proposed plate heat exchangers are best suited; they can be easily fixed using a tool inserted into the passage opening and can also be easily removed if necessary. Since the fixing system does not require any other part than the fixing member, in general a screw, said system of

fixation est d'un coût très avantageux. fixing is very cost effective.

Bien entendu, une tige filetée, montée sur un carter, qui pénètre dans l'orifice de passage et sur laquelle on visse un écrou pour la fixation, peut être considérée Of course, a threaded rod, mounted on a casing, which penetrates into the passage orifice and on which a nut is screwed for fixing, can be considered

comme un organe de fixation détachable. as a detachable fastener.

La présente invention est expliquée en détail ci- The present invention is explained in detail below.

après dans un mode de réalisation donné à titre after in an embodiment given as

d'exemple, à l'appui des dessins annexés. example, in support of the accompanying drawings.

Figure 1: une vue latérale d'un échangeur de chaleur à plaques muni de deux points de fixation; Figure 2: une vue de dessus de la figure 1; Figure 3: une coupe d'un point de fixation avec vis; Figure 4: une coupe d'un point de fixation avec tige d'ancrage; Figure 5: une vue de dessus d'un échangeur de Figure 1: a side view of a plate heat exchanger with two fixing points; Figure 2: a top view of Figure 1; Figure 3: a section of a fixing point with screws; Figure 4: a section of a fixing point with anchor rod; Figure 5: a top view of a heat exchanger

chaleur à plaques muni d'un point de fixation central. plate heat provided with a central fixing point.

Les représentations schématiques montrent un radiateur à huile pour boîte de vitesses 1, sans carter, qui conformément à la figure 1 est muni seulement de six plaques d'échange de chaleur 2, empilées les unes sur les autres et assemblées par brasage à une plaque de base 3. Le nombre de plaques d'échange de chaleur 2 est sans importance et peut être choisi en fonction du rendement souhaité. Les plaques d'échange de chaleur 2 sont façonnées et forment à l'intérieur deux canaux d'écoulement (16;17) séparés l'un de l'autre, ce qui n'est pas montré sur la figure, étant donné que ce mode de réalisation appartient à l'état de la technique. L'échangeur de chaleur à plaques 1 est muni en haut d'un raccordement à un tube d'admission d'eau de refroidissement 4 et d'un autre raccordement à un tube d'évacuation de l'eau de refroidissement 5. Les raccordements pour l'admission de l'huile 6 et l'évacuation de l'huile 7 sont prévus en bas. La coupe partielle sur la figure 1 montre The diagrammatic representations show an oil radiator for gearbox 1, without casing, which in accordance with FIG. 1 is provided with only six heat exchange plates 2, stacked on one another and assembled by brazing to a plate of base 3. The number of heat exchange plates 2 is immaterial and can be chosen according to the desired yield. The heat exchange plates 2 are shaped and form inside two flow channels (16; 17) separated from each other, which is not shown in the figure, since this embodiment belongs to the state of the art. The plate heat exchanger 1 is provided at the top with a connection to a cooling water inlet tube 4 and another connection to a cooling water discharge tube 5. The connections for the admission of oil 6 and the evacuation of oil 7 are provided below. The partial section in Figure 1 shows

l'orifice de passage 8 muni de l'organe de fixation 9 - the passage orifice 8 provided with the fixing member 9 -

dans le cas présent, une vis 10. Le diamètre 12 de l'orifice de passage 8 dans les plaques d'échange de chaleur 2 est nettement supérieur au diamètre 11 de l'orifice de passage dans la plaque de base 3. Cette conception est avantageuse du fait qu'il se forme ainsi in this case, a screw 10. The diameter 12 of the passage opening 8 in the heat exchange plates 2 is significantly greater than the diameter 11 of the passage opening in the base plate 3. This design is advantageous because it is formed in this way

une butée pour l'organe de fixation 9. a stop for the fixing member 9.

Les bords 13 des plaques d'échange de chaleur 2 sont fermées de toutes parts par brasage pour être étanches, de telle sorte que, ni l'huile ni l'eau ne peuvent s'échapper, en particulier vers l'orifice de The edges 13 of the heat exchange plates 2 are closed on all sides by brazing to be sealed, so that neither oil nor water can escape, in particular towards the orifice of

passage 8.passage 8.

La figure 3 se distingue de la coupe partielle de la figure 1 du fait qu'une bague d'écartement 14, destinée à renforcer, a été montée dans l'orifice de passage 8 de la plaque de base 3, dans le cas présent elle a été enfoncée dans l'orifice 11 de la plaque de base 3, ce qui doit permettre de mieux absorber les forces et de ne pas concevoir une plaque de base 3 plus épaisse. L'organe de fixation 9 sur la figure 4 est une tige d'ancrage 15, réalisée dans un matériau élastique, tel qu'une matière synthétique appropriée, par laquelle il est possible d'assurer la fixation de l'échangeur de chaleur à plaques 1. Des modes de réalisation de ce type seront choisis pour des radiateurs de petite Figure 3 differs from the partial section of Figure 1 in that a spacer ring 14, intended to reinforce, has been mounted in the through hole 8 of the base plate 3, in this case it has been inserted into the orifice 11 of the base plate 3, which should make it possible to better absorb the forces and not to design a thicker base plate 3. The fixing member 9 in FIG. 4 is an anchor rod 15, made of an elastic material, such as a suitable synthetic material, by which it is possible to secure the plate heat exchanger 1. Embodiments of this type will be chosen for small radiators

dimension et des forces de suspension peu élevées. low dimension and suspension forces.

La figure 5 ne montre qu'un seul point de fixation, qui se situe au milieu de l'échangeur de chaleur à plaques 1. Par ailleurs, l'échangeur de chaleur à FIG. 5 shows only one fixing point, which is located in the middle of the plate heat exchanger 1. Furthermore, the heat exchanger at

plaques 1 est conçu de manière identique à celui ci- plates 1 is designed identically to this one

dessus décrit.above described.

Claims

1. Plate heat exchanger without casing comprising a determined number of plates stacked on top of each other and joined to each other, which are shaped so that they constitute at least two separate flow channels. one from the other, in which the heat transfer agents circulate, preferably oil and water, the plate heat exchanger being provided with members serving to fix the latter in a removable manner against an element, characterized in that that the stack of heat exchange plates (2) has at least one vertical passage orifice (8), which is sealed relative to the flow channels of the heat transfer fluids (16; 17) and in which there is a detachable fixing member (9)

for the plate heat exchanger (1).

2. Plate heat exchanger according to claim 1, characterized in that the passage orifice (8) is closed by brazing relative to the

flow channels (16; 17) for heat transfer fluids.

3. Plate heat exchanger according to

claims 1 and 2, characterized in that the

diameter of the hole (11) in the base plate (3) of the plate heat exchanger (1) is less than the diameter of the hole in the heat exchange plates

heat (2).

4. Plate heat exchanger according to one

any of the preceding claims, characterized

in that the brazed edges (13) of the heat exchange plates (2) in the passage opening (8) have a configuration identical or analogous to that of the edge

outside (13) of the plate heat exchanger (1).

5. Plate heat exchanger according to any one of claims 1 to 4, characterized in

that the fixing member (9) is a screw (10), which can be screwed into a corresponding threaded hole, made on the element intended for fixing, or a threaded rod, which engages in the passage opening (8) and

on which is screwed a nut.

6. Plate heat exchanger according to one

any of claims 1 to 4, characterized in

that the fixing member (9) is a detachable anchor rod (5), made for example from an elastic material, which can be locked in a point

provided on an element.

7. Plate heat exchanger according to one

any of the preceding claims, characterized

in that it is planned to mount a spacer ring (14), intended to reinforce, between the head of the member

mounting (9) and the base plate (3).