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"Panneau d'6ohWlse thermique"
La présente invention concerne des panneaux d'échange thermique et constitue un perfectionnement du type de panneau d'échange thermique tel qu'il est connu de façon générale et en service à l'heure actuelle et un procède de fabrication nouveau de ce panneau.
Ce type de panneau d'échange thermique utilisé à présent de façon étendue consiste habituellement en deux plaques fixées face à face, dont l'une ou les deux plaques est ondulée pour former une série de canaux pour l'écoulement du fluide d'échange thermique entre les plaques.
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Ces types de panneaux d'échange thermique comme, bien que possédant de nombreux avantages, sont relativement coûteux à fabriquer et puisque l'une des faces ou les deu@ feces des panneaux sont à rainures ou des particules, des sédiments ou d'autres matières étrangères peuvent se rasaembler dans les rainures et le nettoyage des surfaces du panneau est ainsi rendu difficile.
La présente invention se propose par consé- quont de fournir un panneau qui sera parfaitement plat et uniforme sur ses deux faces externes, en permettant ainsi de le maintenir propre et sanitaire avec un minimum d'efforts, et qui puisse être obtenu par des procédés de fabrication simples, tels que, par exemple, l'extrusion, le coulage ou des moyens analogues,
L'invention se propose de fournir un pan- nota\:!. de ce type dans ..lequel les éléments sont dans une grand@ mesure en une seule pièce et dans lequel est prévu, un nouvel agencement de moyen de communication entre les différente canaux du panneau.
Plus spécialement, l'invention envisage la . fourniture d'un corps \le panneau composé de deux plaques de face métalliques, plates, espacées, parallèles qui sont reliées par des âmes ou séparations espacées ré- gulièrement, ces âmes ou séparations étant avantageuse- ment formées en une ceule pièce avec les plaques de face et espacées de façon à coopérer avec les plaques pour former des canaux destinés au fluide d'échange thermique entre elles, des ouvertures étant ménagées aux en- droits voulus des âmes ou séparations pour permettre ainsi la communication entre les différents canaux et
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pour obtenir ainsi l'écoulement désiré du fluide d'échan- ge thermique.
Des plaques d'extrémité sont prévues aux extrémités opposées du corps du panneau pour fermer ainsi les extrémités des canaux, et des ouvertures d'entrée et de sortie sont situées là où cela est nécessaire dans le corps du panneau ou dans les pla- ques d'extrémité pour l'entrée et pour l'écoulement du réfrigérant.
D'autres avantages et caractéristiques do l'invention ressortiront de la description qui va suivre faite en regard du dessin annexé sur lequel : la figure 1 est une vue en coupe verticale à travers un panneau d'échange thermique suivant l'in- vention, la vue étant prise suivant la ligne 1-1 de la figure 3 en regardant dans @ sens des flèches ; la figure 2 est une vue en coupe, à une plus grande échelle, la vue étant prise sensiblement suivant la ligne 2-2 de la figure 1, en regardant dans le sens des flèches ;
la figure 3 est une vue en bout à plus grande echelle du panneau, comme représenté à partir de la gauche de la figure 1, la plaque d'extrémité qui se trouve a chaque extrémité étant enlevée la figure 4 est une vue en coupe, sensi- blement suivant la ligne 4-4 de la figure 1 en regar- dant dans le sens des floches ; la figure 5 est une vue en perspective d'une extrémité du panneau, une partie de la plaque d'extrémité étant arracha ; la figure 6 est une vue en coupe, sensible- ment suivant la ligne 6-6 de la figure 2, en regardant
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dans le sens des flèches, et la figure 7 est une vue en coupe, sen- siblement suivant la ligne 7-7 de la figure 4, en re- gardant dans le sens des flèches.
Le corps du panneau d'échange thermique est indiqué de façon générale en 1 et il consiste en une construction, plate relativement grande com- posée de deux plaques de face 2 et 3 parallèles, espacées, analogues, dont la forme et la dimension déterminent la forme et la dimension du panneau* Les plaques de face 2 et 3 sont reliées par une série d'âmes espacées, parallèles 4 dont les plans sont perpendiculaires à ceu ; des plaques de face, leur espacement régulier délimitant entre eux des oanaux réfrigérants rectangulaires 5.
Le corps du panneau peut être obtenu de diverses façons, tel que par coulage, par extrusion, par forgeage ou par d'au- tres moyens, les âmes ou éléments de séparation 4 étant forméo en une seule pièce avec les plaques de face 2 et 3 et ayant sensiblement la même épaisseur que celle des plaques de face de façon que tout le corps du panneau, à l'exception de plaques d'extrémité qui y sont montées, soit d'une construction monobloc.
Dans un grand nombre de panneaux d'échange thermique comme ceux qui sont construits à l'heure actuelle, deux plaques sont soudées face à face l'une à l'autre à des endroits espacés, l'une des plaques ou les deux présentant des ondulations qui forment les canaux réfrigérants outre les plaques.Un tel agen- cement à pour résultat que l'une des faces ou que les deux àcon du panneau ooient évidées ou aient une forme
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rirégulière dues aux ondulations de la plaque ou des plaques à nervures formant le panneau.
Le nettoyage de ces panneaux à rainures ou à nervures est difficile, et l'on cherche à obtenir un panneau qui ne comporte pas de nervures ni d'ondulations faciales et qui ait ses faces opposées parfaitement plates et lisses de façon que le nettoyage et l'entretien du panneau dans un état sanitaire soient simplifiés. Les plaques de face 2 et 3 de la présente invention ont des faces exposées parfaitement plates et lisses, comme on le voit clairement sur la figure 5, de sorte qu'elles peuvent être facilement nettoyées et que le panneau peut être conservé dans un état sanitaire avec un minimum d'effort.
Afin de permettre l'écoulement correct du fluide d'échange thermique à travers les canaux 4, une communication doit être établie entre les canaux @ et dans la forme de réalisation de l'invention comme représenté sur le dessin, des ouvertures 6 sont mé- nagées dans les âmes ou séparations 4 à des endroits appropriés et de façon générale vers une extrémité du panneau, pour établir ainsi la communication exigée entre les canaux. Ces ouvertures peuvent être faites sous des formes diverses et la forme ovale représentée sur le dessin s'est avérée satisfaisante mais non absolument essentielle puisque d'autres formes peuvent être utilisées. Les ouvertures 6 ménagées dans les âmes ou séparations 4 peuvent être formées par perfo- rage, découpage, perçage, estampage ou par d'autres moyens.
Ces ouvertures sont disposées suivant l'agen- cement d'écoulement désiré, les ouvertures disposées nom- me représenté sur la figure 1 étant situées de façon
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que l'écoulement du réfrigérant s'effectue de la façon indiquée par les flèches. Les ouvertures 6 peuvent être disposées de façon à pouvoir obtenir un écoulement en série, un ecoulement en série parallèle, ou un écou- lement parallèle total, ces variations de la configura- tion d'écoulement étant obtenues par la position des différentes ouvertures 6 des séparations.
Les extrémités opposées du corps 1 du panneau sont fermées par des plaques 8 et 9 qui peuvent être soudées en position ou fixées autre- ment avec un joint étanche. Des raccords d'entrée et de sortie d'un type connu peuvent également être prévus à des endroits voulus, soit pénétrant dans les plaques de face soit s'étendant à travers la pla- que d'extrémité 9. L'écoulement à travers les différentes ouvertures 6 est facilite-en prévoyant les bords biseau" tés 10 sur cetaines des ouvertures comme représenté su @a figure 6, ou en effilant les bords d'autres ou- vertures comme représenté en 11 sur la figure 7..
Le panneau peut être fabriqué facilement et économiquement et est solide et robuste. Il peut être facilement nettoyé et ..race aux ouvertures ménagées dans ses âmes ou séparations, il constitue un moyen simple par lequel peut être établie la communication entre les canaux réfrigérants pour l'obtiention d'un écoulement libre et uniforme du réfrigérant.
Une particularité de la présente inven- %ion réside dans la formation de passages ou canaux à travers le panneau qui ont en section droite une dimension notable en comparaison de l'épaisseur des parois de séparation 4 qui les séparent. Les parois 4
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sont d'une épaisseur uniforme quant à leur largeur à partir des points de leur fixation solidaire aux plaques de face 2 et 3 ; canaux définis par les parois et par les plaques de face ont une forme rectangulaire et la largeur des canaux est beaucoup plus grande que l'épaisseur des parois 4. Jusqu'à présent, les plaques à circulation de fluide ont été obtenues en perçant des trous parallèles à travers une plaque métal- lique épaisse pour former des passages de fluide à travers une telle plaque.
Une telle plaque demande un travail de perçage soigneux et coûteux ; les passages obtenus ont des parois de séparation épaisses entre eux et la capacité de la plaque ainsi obtenue est faible. En outre, la formation des passages par perçage limite la longueur dans laquelle les 3= ques peuvent être obtenues.
La plaque de la présente invention n'exige pas de perçage pour la formation de ses passages de fluide; les cloisons de séparation 4 sont minces ; les paesages de fluide sont rectangulaires et ont une largeur beauooup plus grande que l'épaisseur des parois 4 ; les parois sont d'une épaisseur uniforme et définissent des pas- sages carrés ou rectangulaires, et finalement le panneaux avec ses séparations formées en une seule pièce peut être obtenu à des longueurs désirées quel- conques par extrusion ou par des moyens analogues.
Naturellement, la présente invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite et représentée et est susceptible de recevoir diverses variantes rentrant dans le cadre et l'esprit de l'inven- tion.
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"Thermal 6ohWlse panel"
The present invention relates to heat exchange panels and constitutes an improvement in the type of heat exchange panel as it is generally known and in use at the present time and a new method of manufacturing this panel.
This type of heat exchange panel in widespread use now usually consists of two plates fixed face to face, one or both of which is corrugated to form a series of channels for the flow of heat exchange fluid. between the plates.
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These types of heat exchange panels as, although possessing many advantages, are relatively expensive to manufacture and since one of the faces or the sides of the panels are grooved or particles, sediment or other material. foreign objects can rub together in the grooves, making it difficult to clean the panel surfaces.
The present invention therefore proposes to provide a panel which will be perfectly flat and uniform on its two external faces, thus making it possible to keep it clean and sanitary with a minimum of effort, and which can be obtained by cleaning methods. simple manufacture, such as, for example, extrusion, casting or the like,
The invention proposes to provide a pan- nota \:!. of this type in which the elements are to a large extent in one piece and in which a new arrangement of means of communication between the different channels of the panel is provided.
More specifically, the invention contemplates the. providing a body \ the panel composed of two metal face plates, flat, spaced apart, parallel which are connected by regularly spaced webs or partitions, these webs or partitions being advantageously formed in one piece with the plates face and spaced so as to cooperate with the plates to form channels for the heat exchange fluid between them, openings being made at the desired locations of the cores or separations to thus allow communication between the different channels and
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to thereby obtain the desired flow of heat exchange fluid.
End plates are provided at opposite ends of the panel body to thereby close off the ends of the channels, and inlet and outlet openings are located where needed in the panel body or in the plates. end for the inlet and for the flow of refrigerant.
Other advantages and characteristics of the invention will emerge from the description which will follow given with reference to the appended drawing in which: FIG. 1 is a view in vertical section through a heat exchange panel according to the invention, the view being taken along line 1-1 of Figure 3 looking in the direction of the arrows; Figure 2 is a sectional view, on a larger scale, the view being taken substantially along line 2-2 of Figure 1, looking in the direction of the arrows;
Figure 3 is an enlarged end view of the panel, as shown from the left of Figure 1, with the end plate which is at each end removed Figure 4 is a sectional view, sensi - completely along line 4-4 of FIG. 1, looking in the direction of the arrows; Figure 5 is a perspective view of one end of the panel with part of the end plate broken away; Figure 6 is a sectional view, taken substantially along the line 6-6 of Figure 2, looking at
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in the direction of the arrows, and FIG. 7 is a sectional view, taken substantially along the line 7-7 of FIG. 4, looking in the direction of the arrows.
The body of the heat exchange panel is indicated generally at 1 and consists of a relatively large, flat construction composed of two parallel, spaced, like face plates 2 and 3, the shape and size of which determine the size. shape and size of the panel * The face plates 2 and 3 are connected by a series of spaced, parallel webs 4 whose planes are perpendicular to ceu; faceplates, their regular spacing defining between them rectangular refrigerant channels 5.
The body of the panel can be obtained in various ways, such as by casting, by extrusion, by forging or by other means, the cores or separating elements 4 being formed in one piece with the face plates 2 and 3 and having substantially the same thickness as that of the face plates such that the entire body of the panel, except for end plates mounted therein, is of a one-piece construction.
In many heat exchange panels such as those being built today, two plates are welded face to face to each other at spaced locations, one or both of the plates having corrugations which form the cooling channels in addition to the plates. Such an arrangement results in one or both sides of the panel being recessed or having a shape
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irregular due to the corrugations of the plate or the ribbed plates forming the panel.
The cleaning of these grooved or ribbed panels is difficult, and it is sought to obtain a panel which does not include ribs or facial undulations and which has its opposite faces perfectly flat and smooth so that cleaning and l maintenance of the panel in a sanitary state are simplified. Faceplates 2 and 3 of the present invention have perfectly flat and smooth exposed faces, as clearly seen in Fig. 5, so that they can be easily cleaned and the panel can be kept in a sanitary condition. with minimal effort.
In order to allow the correct flow of the heat exchange fluid through the channels 4, communication must be established between the channels @ and in the embodiment of the invention as shown in the drawing, openings 6 are provided. swam in the cores or partitions 4 at suitable locations and generally towards one end of the panel, thereby to establish the required communication between the channels. These openings can be made in various shapes and the oval shape shown in the drawing has been found to be satisfactory but not absolutely essential since other shapes can be used. The openings 6 made in the webs or partitions 4 can be formed by punching, cutting, drilling, stamping or by other means.
These openings are arranged in the desired flow arrangement, with the arranged openings shown in Figure 1 being so located.
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that the coolant flows as indicated by the arrows. The openings 6 can be arranged so as to be able to obtain a series flow, a parallel series flow, or a total parallel flow, these variations of the flow configuration being obtained by the position of the different openings 6 of the separations.
The opposite ends of the panel body 1 are closed by plates 8 and 9 which can be welded in position or otherwise secured with a watertight seal. Inlet and outlet fittings of a known type may also be provided at desired locations, either penetrating into the face plates or extending through the end plate 9. The flow through the face plates. different openings 6 is facilitated by providing beveled edges 10 over some of the openings as shown in Figure 6, or by tapering the edges of other openings as shown at 11 in Figure 7.
The panel can be manufactured easily and economically and is strong and robust. It can be easily cleaned and .raced to openings in its cores or partitions, it provides a simple means by which communication between the refrigerant channels can be established for obtaining a free and uniform flow of the refrigerant.
A peculiarity of the present invention resides in the formation of passages or channels through the panel which have in cross section a significant dimension compared to the thickness of the partition walls 4 which separate them. The walls 4
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are of uniform thickness as to their width from the points of their integral attachment to the face plates 2 and 3; channels defined by the walls and by the face plates have a rectangular shape and the width of the channels is much greater than the thickness of the walls 4. Until now, the fluid circulation plates have been obtained by drilling holes parallel through a thick metal plate to form fluid passages through such plate.
Such a plate requires careful and expensive drilling work; the passages obtained have thick separation walls between them and the capacity of the plate thus obtained is low. Furthermore, the formation of the passages by drilling limits the length in which the 3 = ques can be obtained.
The plate of the present invention does not require drilling for the formation of its fluid passages; the partition walls 4 are thin; the fluid paesages are rectangular and have a width much greater than the thickness of the walls 4; the walls are of uniform thickness and define square or rectangular passages, and finally the panel with its partitions formed in one piece can be obtained to any desired lengths by extrusion or the like.
Naturally, the present invention is not limited to the embodiment described and shown and is capable of receiving various variants falling within the scope and spirit of the invention.