EP2368084B1 - Échangeur de chaleur - Google Patents

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EP2368084B1
EP2368084B1 EP09795504.1A EP09795504A EP2368084B1 EP 2368084 B1 EP2368084 B1 EP 2368084B1 EP 09795504 A EP09795504 A EP 09795504A EP 2368084 B1 EP2368084 B1 EP 2368084B1
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EP
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waves
passages
wave
liquid
heat exchanger
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Frédéric Crayssac
Frédéric Rousseau
Marc Wagner
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Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
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    • F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/025—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being corrugated, plate-like elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
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    • F25J3/04412—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using a dual pressure main column system in a classical double column flowsheet, i.e. with thermal coupling by a main reboiler-condenser in the bottom of low pressure respectively top of high pressure column
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    • F25J5/002—Arrangements of cold exchangers or cold accumulators in separation or liquefaction plants for continuously recuperating cold, i.e. in a so-called recuperative heat exchanger
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    • F28D9/0062—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by spaced plates with inserted elements
    • F28D9/0068—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by spaced plates with inserted elements with means for changing flow direction of one heat exchange medium, e.g. using deflecting zones
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Definitions

  • the present invention relates to the vaporization of a liquid by heat exchange with a second fluid by means of a heat exchanger of the vertical plate type according to the preamble of claim 1 and known from the document FR-A-2 547 898 . It applies in particular to air distillation plants.
  • the liquid oxygen which is in the bottom of the low pressure column is vaporized by heat exchange with the nitrogen gas taken at the top of the medium pressure column.
  • the temperature difference between the oxygen and the nitrogen made necessary by the structure of the heat exchanger imposes the operating pressure of the medium pressure column so it is desirable that this difference in temperature is as small as possible, in order to minimize the expenses related to the compression of the air to be treated injected into the medium-pressure column.
  • phase-change exchangers consist of aluminum exchangers with brazed plates and fins, which make it possible to obtain very compact members with a large exchange surface.
  • These exchangers consist of plates between which are inserted waves or fins, thus forming a stack of "passages” vaporization and "passages” condensation.
  • waves such as straight waves, perforated or “serrated” waves.
  • each vaporizer is conventionally carried out according to the principle described in FR-A-2547898 : the feeding of the vaporization passages is done by the top of the condensation passages. The oxygen then passes through a row of holes that ensure its primary distribution in the vaporization passages. It then flows through a horizontal generator waveband which provides a so-called secondary distribution (distribution of the liquid between channels).
  • the liquid oxygen that is vaporized contains impurities in dissolved form.
  • the main impurities are nitrous oxide (N 2 O), carbon (CO 2 ), hydrocarbons (C 2 , C 3 , ).
  • these impurities can be deposited in the vaporization passages (either in solid form or in liquid form). It is important to control industrially the formation of these solid or liquid deposits to avoid any risk of explosion.
  • the so-called secondary distribution uses a waveband with horizontal generator and partial shift.
  • the bar 7 has a U-shaped profile, consisting of two layers, including the outside has a rectangular section while the inside has a sinusoidal edge.
  • the Figure 1B we see the same part of the exchanger seen from the front.
  • the wave with horizontal generatrix 1 is located between two plates 35 defining an exchanger passage which is closed by a bar 7.
  • the bar is preferably composed of two layers but the inner layer has cutouts 33 or flattened according to the shape of the bar 7 where the U-shaped profile is removed, which allows the waves 1,3 of s 'embed in the bar 7.
  • a heat exchanger for vaporizing a liquid by heat exchange with a second fluid comprising a parallelepiped body formed of an assembly of parallel vertical plates defining between them a multitude of flat passages and side bars closing the outward passages, means for sending the liquid in a first set of passages and the second fluid in the remaining passages, a packing for distributing the liquid at the upper end of the passages of said first set, on any the horizontal length of these, by a fine distribution over the entire length of these passages, characterized in that at least one of the side bars has, towards the inside of the exchanger, a curved profile on most of its length and a flat profile over part of its length and in that an edge of the lining contacts the part of its length where the profile is flat.
  • a distillation air separation plant of the type comprising a first distillation column operating under a relatively high pressure, a second distillation column operating under a relatively low pressure, and a heat exchanger making it possible to put the bottom liquid of the second column in heat exchange relation with the overhead gas of the first column, characterized in that the heat exchanger as defined above and in that the installation comprises supply means for supplying the tank liquid to the exchanger and gas supply means for the passages of the exchanger.
  • Air separation systems of this kind correspond for the known part to a so-called double-column separation apparatus, well known from conventional works such as Kerry's "Tieftemperaturtechnik” or “Industrial Gas Handbook”.
  • the proposed solution aims to eliminate or greatly reduce existing free space in the area of the "serrated" wave at the horizontal generator ("hardway") currently used. For this, it is proposed to remove the profile of the lateral bar on the height of the wave of partial shift (“serrated”) with horizontal generatrix (“hardway”) (see figure 7 ). In addition, care must be taken to ensure that the junctions between the generator serrated wave mats ("serrated”) horizontal (“hardway”) are put end to end failing to use a single wave band across the width of the passage.
  • the first model is equipped with two classic sidebars (with curved profile) and the second is equipped with two sidebars whose empty spaces have been filled with aluminum to obtain a flat profile.
  • the liquid nitrogen flow rate is approximately 0.7 l / h / channel, which is slightly less than the flow rates conventionally used.
  • an exchanger is composed of an assembly of parallel vertical plates separated by bars 5.7 which clog the passages.
  • the plates define between them a multitude of flat passages.
  • a lining is placed at the top of the passages, constituted by a first and a second wave 1,3, each wave being a non-perforated aluminum sheet with horizontal generatrices. (so-called "hard way” arrangement with respect to the flow of liquid oxygen).
  • each horizontal or pseudo-horizontal facet of the wave 1,3 is provided with a punctured (non-illustrated) offset upward of a quarter wave pitch.
  • the width of the punctured measured along a generatrix of the wave, is of the same order as the distance separating each of them from the two adjacent flat on the same facet.
  • the liquid oxygen passes through holes placed above the packing, at a rate defined by the passage section of the latter and by the height of the liquid which surmounts it.
  • the holes thus ensure a rough predistribution of the liquid oxygen along the passages, and the liquid oxygen thus pre-distributed on the waves 1,3, which ensures a fine distribution over the entire length of each passage.
  • Liquid oxygen thus approaches lower waves with vertical generatrix 9 by dripping in a perfectly uniform manner on all the walls of the passages which are assigned to it, that is to say by forming on these walls a continuous descending film.
  • the nitrogen gas reaches the exchanger through distribution waves, then flows down along other passages. In doing so, it gradually gives up heat to the liquid oxygen in adjacent passages (not shown), so that oxygen vaporizes and simultaneously nitrogen condenses.
  • the two waves 1,3 should have the same configuration in terms of shapes and dimensions and be deposited so that their edges contact each other perfectly to prevent liquid leakage.
  • the bars 7 are formed with cutouts so that the wave 1 enters an opening in the bar on the left and the wave 3 enters an opening in the bar on the right. For this it is necessary that the total length of the packing formed by the waves is greater than the distance between the two inner edges of the bars.
  • the waves with horizontal generatrix ("hardway") 1.3 are in abutment against each other, but since it is necessary a clearance at each side bar 7 to allow adjustment between tolerances of the waves and tolerances of the bars, it there is a risk that the waves will move during soldering.
  • the waves can be attached to each other by blocking keys of the pieces 11 attached to the upper bar 5.
  • the Figure 7 shows stapling of the waves together by a staple 13.
  • the two waves are cut in the zigzag thickness, so that the two cuts marry perfectly and there is no play between the waves.
  • the waves 1,3 can be blocked together by shims 21 placed between the bars 5 and each wave, as can be seen in FIG. Figure 10 .
  • shims 21 placed between the bars 5 and each wave, as can be seen in FIG. Figure 10 .
  • the two waves 1,3 fit and fit together.
  • the Figures 12A and 12B show details of the Figure 7 where we see that the staples 13 are embedded in the cuts of the partial shift waves.
  • the Figure 13 represents waves 1,3 attached by springs 23 which are embedded in several cuts of each partial shift wave.

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Description

  • La présente invention est relative à la vaporisation d'un liquide par échange de chaleur avec un deuxième fluide au moyen d'un échangeur de chaleur du type à plaques verticales conformément au préambule de la revendication 1 et connu du document FR-A-2 547 898 . Elle s'applique en particulier aux installations de distillation de l'air.
  • Dans les installations de distillation de l'air du type à double colonne, l'oxygène liquide qui se trouve en cuve de la colonne basse pression est vaporisé par échange de chaleur avec l'azote gazeux prélevé en tête de la colonne moyenne pression. Pour une pression de fonctionnement donnée de la colonne basse pression, l'écart de température entre l'oxygène et l'azote rendu nécessaire par la structure de l'échangeur de chaleur impose la pression de fonctionnement de la colonne moyenne pression il est donc souhaitable que cet écart de température soit le plus faible possible, afin de minimiser les dépenses liées à la compression de l'air à traiter injecté dans la colonne moyenne pression.
  • La technologie couramment utilisée pour ces échangeurs à changement de phase est celle des échangeurs en aluminium à plaques et ailettes brasés, qui permettent d'obtenir des organes très compacts offrant une grande surface d'échange. Ces échangeurs sont constitués de plaques entre lesquelles sont insérées des ondes ou ailettes, formant ainsi un empilage de « passages » vaporisation et de « passages » condensation. Il existe différents types d'ondes comme les ondes droites, perforées ou à décalage partiel (« serrated »).
  • Dans le cas des vaporiseurs fonctionnant en mode vaporisation en film descendant, une partie de l'appareil est consacrée à la distribution du liquide dans les passages vaporisation et entre les canaux de l'onde d'échange.
  • Cette distribution propre à chaque vaporiseur s'effectue classiquement selon le principe décrit dans FR-A-2547898 : l'alimentation des passages de vaporisation se fait par le haut des passages condensation. L'oxygène passe ensuite à travers une rangée de trous qui assurent sa distribution primaire dans les passages vaporisation. Il s'écoule ensuite à travers une bande d'ondes à génératrice horizontale qui assure une distribution plus fine dite secondaire (répartition du liquide entre canaux).
  • L'oxygène liquide qui est vaporisé contient des impuretés sous forme dissoutes. Les principales impuretés sont le protoxyde d'azote (N2O), le dioxyde de carbone (CO2), des hydrocarbures (C2, C3, ...). Suivant les conditions opératoires, ces impuretés peuvent se déposer dans les passages de vaporisation (soit sous forme solide, soit sous forme liquide). Il est important de maîtriser industriellement la formation de ces dépôts solides ou liquides pour éviter tout risque d'explosion.
  • Un des paramètres importants à la formation de dépôts, est le débit de liquide par canal (ou exprimé par mètre de périmètre à mouiller). En effet, lorsque le débit de liquide par canal est insuffisant pour mouiller la paroi, il y a formation de dépôts par vaporisation à sec.
  • Dans ce type de vaporiseur (à film), la distribution de l'oxygène liquide joue un rôle essentiel sur son fonctionnement (performance et sécurité). Il est donc nécessaire d'assurer en toutes circonstances, une bonne distribution liquide à l'intérieur de chaque canal. Pour cela la distribution liquide doit être suffisamment uniforme entre canaux. Une distribution de liquide non uniforme peut entraîner un mauvais mouillage des ondes notamment dans la partie basse de l'échangeur et par conséquent, la formation de dépôts par vaporisation à sec. La difficulté est d'assurer un débit de liquide équivalent dans tous les canaux vu le nombre de canaux par passage et par corps (550 canaux/passage, 55 000 canaux/corps).
  • La qualité de cette distribution liquide dépend d'une bonne conception et dimensionnement du distributeur.
  • La distribution dite secondaire (répartition du liquide entre canaux) utilise une bande d'onde à génératrice horizontale et à décalage partiel.
  • La disposition de cette onde à l'intérieur de chaque passage de vaporisation présente deux défauts :
    • Existence de part et d'autre du passage, de deux orifices (espaces libres) 31 dus au profil des barres latérales utilisées (Figure 1A) .
    • Possibilité de jeu 31 au niveau de la jonction entre deux tapis d'onde. En effet, plusieurs bandes d'onde peuvent être placées côte à côte afin de couvrir la totalité de la largeur du passage (Figure 2)
  • Ces défauts entraînent des passages préférentiels du liquide au niveau de cette bande à génératrice horizontale («hardway»), engendrant une suralimentation liquide des canaux se situant juste en dessous mais surtout, une sous-alimentation liquide des canaux en périphérie de ces derniers.
  • On voit à la Figure 1A une partie de l'échangeur selon l'art antérieur vu de dessus. La barre 7 a un profilé en U, étant composé de deux couches, dont celle de l'extérieur a une section rectangulaire alors que celle à l'intérieur a un bord sinusoïdal. Dans la Figure 1B on voit la même partie de l'échangeur vue de face.
  • L'onde à génératrice horizontale 1 se trouve entre deux plaques 35 définissant un passage d'échangeur qui est fermé par une barre 7.
  • Les jeux 31 entre les ondes et les barres sont également indiqués à la Figure 2 pour un échangeur selon l'art antérieur.
  • Selon l'invention, la barre est de préférence composée de deux couches mais la couche intérieure a des découpes 33 ou des aplatis selon la forme de la barre 7 où le profil en U est supprimé, ce qui permet aux ondes 1,3 de s'encastrer dans la barre 7.
  • Selon un objet de l'invention, il est prévu un échangeur de chaleur pour vaporiser un liquide par échange de chaleur avec un deuxième fluide comprenant un corps parallélépipédique formé d'un assemblage de plaques verticales parallèles définissant entre elles une multitude de passages plats et des barres latérales fermant les passages vers l'extérieur, des moyens pour envoyer le liquide dans un premier ensemble de passages et le deuxième fluide dans les passages restants , un garnissage pour distribuer le liquide à l'extrémité supérieure des passages dudit premier ensemble, sur toute la longueur horizontale de ceux-ci, par une distribution fine sur toute la longueur de ces passages, caractérisé en ce qu'au moins une des barres latérales a, vers l'intérieur de l'échangeur, un profil bombé sur la plupart de sa longueur et un profil plat sur une partie de sa longueur et en ce que un bord du garnissage contacte la partie de sa longueur où le profil est plat.
  • Selon d'autres objets facultatifs :
    • le garnissage s'encastre dans au moins une des barres latérales ;
    • le garnissage est constitué par au moins deux ondes ayant une forme et une dimension d'ondulation substantiellement identiques et à génératrices horizontales et éventuellement à décalage vertical partiel, les au moins deux ondes se contactant, de préférence de sorte que les bords des ondulations se rejoignent parfaitement, sans laisser de jeu entre les ondes ;
    • les deux ondes s'interpénètrent ;
    • les deux ondes ont au moins une découpe et en ce que les découpes des deux ondes s'épousent et éventuellement
      1. a) chaque onde a une découpe en forme de L, de sorte que pour une onde, une partie supérieure de l'onde a une largeur l moins large que le reste de l'onde qui a une largeur L et pour l'autre onde, une partie inférieure a la largeur l et est moins large que le reste de l'onde qui a une largeur L, où la somme de l et L est égale à la largeur totale des passages ou
      2. b) la découpe dans chaque onde a une forme de zigzague.
    • au moins deux ondes, de préférence au moins trois ondes, sont superposées, chaque onde ayant une largeur supérieure à la moitié de la largeur totale des passages et inférieure à la largeur totale des passages, de sorte que les ondes se chevauchent ;
    • les ondes sont attachées ensemble par des agrafes, des clavettes de blocage et/ou des ressorts ;
    • les ondes s'encastrent et/ou s'emboîtent.
  • Eventuellement des ondes à génératrices verticales disposées en dessous du garnissage.
  • Selon un autre objet de l'invention, il est prévu une installation de séparation d'air par distillation, du type comprenant une première colonne de distillation fonctionnant sous une pression relativement élevée, une deuxième colonne de distillation fonctionnant sous une pression relativement faible, et un échangeur de chaleur permettant de mettre le liquide de cuve de la deuxième colonne en relation d'échange thermique avec le gaz de tête de la première colonne, caractérisée en ce que l'échangeur de chaleur tel que défini ci-dessus et en ce que l'installation comprend des moyens d'alimentation pour fournir le liquide de cuve à l'échangeur et des moyens d'alimentation en gaz des passages de l'échangeur.
  • Des installations de séparation d'air de ce genre correspondent pour la partie connue à un appareil de séparation dit à double colonne, bien connu d'oeuvres classiques tels que « Tieftemperaturtechnik » ou « Industrial Gas Handbook » de Kerry.
  • Ceci permet au bord de l'onde 1, qui est lui-même plat, de contacter, sur toute sa surface, la surface de la barre, comme l'on voit dans les Figures 3A et 3B.
  • La solution proposée vise à supprimer ou à réduire fortement les espaces libres existants dans la zone de l'onde à décalage partiel («serrated») à génératrice horizontale («hardway») actuellement utilisée. Pour cela, on propose de supprimer le profil de la barre latérale sur la hauteur de l'onde à décalage partiel («serrated») à génératrice horizontale («hardway») (voir figure 7). De plus, on veillera à ce que les jonctions entre les tapis d'onde à décalage partiel («serrated») à génératrice horizontale («hardway») soient mises bout à bout à défaut d'utiliser une seule bande d'onde sur toute la largeur du passage.
  • Des essais à l'azote liquide sur deux petites maquettes de distribution liquide ont permis de différencier visuellement la répartition du liquide en sortie de l'onde à décalage partiel («serrated») à génératrice horizontale («hardway»). La première maquette est équipée de deux barres latérales classiques (avec profil bombé) et la deuxième est équipée de deux barres latérales dont les espaces vides ont été comblés avec de l'aluminium afin d'obtenir un profil plat. Le débit d'azote liquide est d'environ de 0.7 l/h/canal, ce qui est légèrement inférieur aux débits classiquement utilisés.
  • Les observations sont les suivantes :
    • Maquette, barres avec profil bombé selon l'art antérieur : la majorité du débit s'écoule à travers les orifices libres des barres latérales (Figure 4A).
    • Maquette, barres obstrués avec profil plat selon l'invention : le débit semble être uniforme et un niveau de liquide (illustré en noir) est observé au dessus de l'onde à décalage partiel («serrated») à génératrice horizontale («hardway») (Figure 4B).
  • En faisant l'hypothèse que les trous dus aux barres latérales profilées engendrent une sous-alimentation liquide sur un espace de 20 mm de largeur, cela correspond à 2*20 soit 40 mm pour un passage de 1 mètre soit, 4% de canaux sous-alimentés. A cela, il faut ajouter d'autres canaux s'il existe un jeu entre les tapis d'onde à décalage partiel («serrated») à génératrice horizontale («hardway»).
  • L'invention sera décrite en plus de détail en se référant aux figures, où la Figure 3A représente une partie de l'échangeur selon l'invention vue de dessus, toutes les Figures à partir de la Figure 3B, sauf la Figure 12B, représentent une découpe d'un échangeur selon l'invention vu de face et la Figure 12B représente un garnissage de l'échangeur selon l'invention vu de côté.
  • Dans la Figure 5, un échangeur est composé d'un assemblage de plaques verticales parallèles séparées par des barres 5,7 qui bouchent les passages. Les plaques définissent entre elles une multitude de passages plats. Pour distribuer de l'oxygène liquide dans un appareil de séparation d'air, un garnissage est placé en haut des passages, constitué par une première et une deuxième onde 1,3, chaque onde étant une tôle d'aluminium non perforée à génératrices horizontales (disposition dite en "hard way" par rapport à l'écoulement de l'oxygène liquide). A intervalles réguliers, chaque facette horizontale ou pseudo-horizontale 25 des onde 1,3 est pourvue d'un crevé (non-illustré) décalé vers le haut d'un quart de pas d'onde La largeur des crevés, mesurée le long d'une génératrice de l'onde, est du même ordre que la distance qui sépare chacun d'eux des deux crevé adjacents situés sur la même facette .
  • L'oxygène liquide passe par des trous placés au-dessus du garnissage, à un débit défini par la section de passage de ces derniers et par la hauteur de liquide qui le surmonte. Les trous assurent donc une prédistribution grossière de l'oxygène liquide tout le long des passages, et l'oxygène liquide ainsi pré-distribué part sur les ondes 1,3, lesquelles en assure une distribution fine sur toute la longueur de chaque passage. L'oxygène liquide aborde ainsi des ondes inférieures à génératrice verticale 9 en ruisselant de façon parfaitement uniforme sur toutes les parois des passages qui lui sont affectés, c'est-à-dire en formant sur ces parois un film continu descendant.
  • En même temps, l'azote gazeux parvient dans l'échangeur par des ondes de distribution, puis s'écoule vers le bas le long d'autres passages. Ce faisant, il cède progressivement de la chaleur à l'oxygène liquide qui se trouve dans les passages adjacents (non-illustrés), de sorte que l'oxygène se vaporise et que, simultanément, l'azote se condense.
  • Les deux ondes 1,3 devraient avoir la même configuration en termes de formes et de dimensions et être déposées de sorte que leurs bords se contactent parfaitement pour éviter des fuites de liquide.
  • Il n'est pas possible actuellement de fabriquer des ondes suffisamment longues pour couvrir toute la largeur de l'échangeur. Ainsi il est nécessaire d'utiliser deux ondes 1,3.
  • Les barres 7 sont formées avec des découpes de sorte que l'onde 1 rentre dans une ouverture dans la barre à gauche et l'onde 3 rentre dans une ouverture dans la barre à droite. Pour ceci il faut que la longueur totale du garnissage formé par les ondes soit supérieure à la distance entre les deux bords intérieurs des barres.
  • Les ondes à génératrice horizontale («hardway») 1,3 sont en butée les unes contre les autres, mais comme il faut un jeu au niveau de chaque barre de côté 7 pour permettre un réglage entre tolérances des ondes et tolérances des barres , il y a un risque que les ondes bougent en cours de brasage.
  • Comme on voit à la Figure 6, les ondes peuvent être attachées l'une à l'autre, par des clavettes de blocage des pièces 11 attachées à la barre supérieure 5.
  • La Figure 7 montre l'agrafage des ondes entre elles par une agrafe 13.
  • Dans la Figure 8, les deux ondes sont découpées dans l'épaisseur en zigzag, de sorte que les deux découpes s'épousent parfaitement et il n'y a pas de jeu entre les ondes.
  • Pour permettre une meilleure étanchéité, il est possible d'utiliser des ondes larges et de les chevaucher. Dans la Figure 9, on voit trois ondes superposées 1,3 et 17 dont les ondes 3 et 17 contactent un bord de l'échangeur et l'onde 1 contacte l'autre. Chaque onde est constituée de deux ondulations et a la même largeur, égale à une valeur entre la moitié et la totale de la largeur totale des passages. De cette façon, les ondes se chevauchent formant une partie centrale ayant une épaisseur de six ondulations.
  • Les ondes 1,3 peuvent être bloquées ensemble par des cales 21 posées entre les barres 5 et chaque onde, comme l'on voit à la Figure 10. Dans la Figure 11, on voit que les deux ondes 1,3 s'encastrent et s'emboîtent.
  • Les Figures 12A et 12B montrent des détails de la Figure 7 où on voit que les agrafes 13 s'encastrent dans les découpes des ondes à décalage partiel.
  • La Figure 13 représente des ondes 1,3 rattachés par des ressorts 23 qui s'encastrent dans plusieurs découpes de chaque onde à décalage partiel.

Claims (10)

  1. Echangeur de chaleur (2) pour vaporiser un liquide par échange de chaleur avec un deuxième fluide comprenant un corps parallélépipédique formé d'un assemblage de plaques verticales parallèles (4) définissant entre elles une multitude de passages plats (9) et des barres latérales (7) fermant les passages vers l'extérieur, des moyens pour envoyer le liquide dans un premier ensemble de passages (9) et le deuxième fluide dans les passages restants, un garnissage (1,3) pour distribuer le liquide à l'extrémité supérieure des passages (9) dudit premier ensemble, sur toute la longueur horizontale de ceux-ci, par une distribution fine sur toute la longueur de ces passages, caractérisé en ce qu'au moins une des barres latérales a, vers l'intérieur de l'échangeur, un profil bombé sur la plupart de sa longueur et un profil plat sur une partie de sa longueur et en ce que un bord du garnissage contacte la partie de sa longueur où le profil est plat.
  2. Echangeur selon la revendication 1 dans lequel le garnissage (1,3) s'encastre dans au moins une des barres latérales (7).
  3. Echangeur selon la revendication 1 ou 2 dans lequel le garnissage est constitué par au moins deux ondes (1,3) ayant une forme et une dimension d'ondulation substantiellement identique et à génératrices horizontales et éventuellement à décalage vertical partiel, les au moins deux ondes se contactant, de préférence de sorte que les bords des ondulations se rejoignent parfaitement, sans laisser de jeu entre les ondes.
  4. Echangeur de chaleur selon la revendication 3 caractérisé en ce que les deux ondes (1,3) s'interpénètrent.
  5. Echangeur de chaleur selon la revendication 3 caractérisé en ce que les deux ondes (1,3) ont au moins une découpe et en ce que les découpes des deux ondes s'épousent et éventuellement :
    a) chaque onde a une découpe en forme de L, de sorte que pour une onde, une partie supérieure de l'onde a une largeur l moins large que le reste de l'onde qui a une largeur L et pour l'autre onde, une partie inférieure a la largeur l et est moins large que le reste de l'onde qui a une largeur L, où la somme de l et L est égale à la largeur totale des passages ou
    b) la découpe dans chaque onde a une forme de zigzag.
  6. Echangeur selon la revendication 3 ou l'une des revendications précédentes quand dépendantes de la revendication 3 dans lequel au moins deux ondes (1,3), de préférence au moins trois ondes, sont superposées, chaque onde ayant une largeur supérieure à la moitié de la largeur totale des passages et inférieure à la largeur totale des passages, de sorte que les ondes se chevauchent.
  7. Echangeur selon la revendication 3 ou l'une des revendications précédentes quand dépendantes de la revendication 3 dans lequel les ondes (1,3) sont attachées ensemble par des agrafes, des clavettes de blocage et/ou des ressorts (13,23).
  8. Echangeur de chaleur suivant la revendication 3 ou l'une des revendications précédentes quand dépendantes de la revendication 3, caractérisé en ce que les ondes (1,3) s'encastrent et/ou s'emboîtent.
  9. Echangeur de chaleur suivant l'une des revendications précédentes comprenant des ondes à génératrices verticales disposées en dessous du garnissage.
  10. Installation de séparation d'air par distillation, comprenant une première colonne de distillation fonctionnant sous une pression relativement élevée, une deuxième colonne de distillation fonctionnant sous une pression relativement faible, et un échangeur de chaleur permettant de mettre le liquide de cuve de la deuxième colonne en relation d'échange thermique avec le gaz de tête de la première colonne, dans laquelle l'échangeur de chaleur est tel que défini dans l'une quelconque des revendications précédentes et l'installation comprend des moyens d'alimentation pour fournir le liquide de cuve à l'échangeur et des moyens d'alimentation en gaz des passages de l'échangeur.
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