EP3857159A1 - Adapter for a heat exchanger header - Google Patents

Adapter for a heat exchanger header

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Publication number
EP3857159A1
EP3857159A1 EP19795276.5A EP19795276A EP3857159A1 EP 3857159 A1 EP3857159 A1 EP 3857159A1 EP 19795276 A EP19795276 A EP 19795276A EP 3857159 A1 EP3857159 A1 EP 3857159A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heat exchanger
adapter
plate
circulation
section
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP19795276.5A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Kamel Azzouz
Julien Tissot
Sébastien Garnier
Patrick LEBLAY
Michael LISSNER
Cédric DE VAULX
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Systemes Thermiques SAS
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Systemes Thermiques SAS filed Critical Valeo Systemes Thermiques SAS
Publication of EP3857159A1 publication Critical patent/EP3857159A1/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00—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
    • F28D9/0031—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 paired plates touching each other
    • F28D9/0043—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 paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another
    • F28D9/005—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 paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another the plates having openings therein for both heat-exchange media
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/0246—Arrangements for connecting header boxes with flow lines

Definitions

  • the field of the present invention is that of heat exchangers, in particular heat exchangers for the automobile.
  • Motor vehicles are commonly equipped with heat exchangers. These transfer calories from one fluid to another and are used, for example, to cool internal combustion engines.
  • exchangers are plate exchangers and are used to cool liquids such as oil. These exchangers include a stack of plates between which several spaces are formed. This stack of plates constitutes the heating body of the heat exchanger.
  • the efficiency of these heat exchangers depends on the intensity of the heat exchange between the fluids, but also on the distribution of the fluids in the spaces.
  • the plate heat exchanger also includes a manifold which distributes the fluid in each of the spaces with which it is connected. This collector is formed by openings in each of the plates.
  • the distribution of the fluid within the space between two plates is influenced by the shape of the section of the collector which supplies this space.
  • the section of the duct is standardized, and this section does not promote the good distribution of the fluid within the space.
  • the technical problem is therefore that which consists in connecting a tubing of section similar to that of the duct with the manifold of the heat exchanger, without unduly degrading the pressure drop of the heat exchanger.
  • the aim of the present invention is therefore to solve the drawback described above by designing a means making it possible to connect the manifold to the tube, these two elements having a section of different shape.
  • the subject of the invention is therefore a heat exchanger comprising a heating body constituted by a plurality of circulation plates nested one inside the other and between which are formed spaces configured to be traversed by a fluid, the heating body comprising at least one collector which connects the spaces, the heat exchanger comprising a tube through which the collector is connected to an external circuit to the heat exchanger, characterized in that the collector has a collector section, the tubing has a tubing section different from the manifold section, the heat exchanger comprising an adapter interposed between the manifold and the manifold and which joins the manifold section to the manifold section.
  • the fluid is a heat transfer liquid or a cooling fluid.
  • the heating body comprises a stack of circulation plates in a stacking direction d.
  • the circulation plates of the heating body of the heat exchanger have at least one oblong opening.
  • the adapter is an element which makes it possible to converge a section of manifold of oblong shape towards a section of tubing of circular shape.
  • the adapter has a flared profile.
  • the flared profile of the adapter is observed between the longitudinal ends of the adapter, these longitudinal ends being those through which the fluid enters and leaves.
  • the adapter therefore has a first longitudinal end, the cross section of which has a larger diameter than the second longitudinal end.
  • the heating body comprises a first end plate, the adapter being a deformation of the first end plate.
  • first end plate is understood to mean the plate which comes on top of the circulation plates in the stacking direction d.
  • the first end plate therefore corresponds to the upper lateral end of the heating body in the stacking direction d.
  • this adapter according to one embodiment of the invention is produced by stamping the first end plate.
  • the adapter according to this embodiment of the invention is therefore in one piece with the first end plate.
  • the heating body comprises a first end plate, the adapter being an independent part having a first end secured to the first end plate and a second end secured to the tubing. These ends are the longitudinal ends of the adapter.
  • the adapter according to the second embodiment of the invention is connected to the tubing by soldering.
  • the adapter according to the second embodiment of the invention is fixed to the opening of the first end plate by soldering.
  • the adapter comprises at least one abutment for pressing against the first end plate.
  • the adapter stop allows control of the insertion of the adapter into the manifold, but also increases the area of the area to be brazed.
  • This stop may be an extra thickness which emerges from the outer wall of the adapter, surrounding the adapter.
  • the stop may also be a rounded bead surrounding the adapter and resulting from a deformation of the wall of the adapter.
  • the circulation plate comprises at least one opening which delimits the collector, the opening comprising at least one edge at least partly straight.
  • the edge is a slice of the bottom of the circulation plate and / or of the first end plate.
  • the edge delimits the collector which channels the coolant in the first space of the heater body or the heat transfer liquid in the second space of the heater body.
  • the circulation plate comprises a first longitudinal end and a second longitudinal end, the circulation plate comprising at least four openings of which two openings are formed at the first longitudinal end and two other openings are formed at the second longitudinal end.
  • the two openings formed at the second longitudinal end of the circulation plate each comprise a collar, while the two openings formed at the first longitudinal end of the circulation plate are devoid of collar.
  • the two openings without a collar extend in a plane coincident with a plane of a bottom of the circulation plate.
  • the tubing section is circular.
  • the collector section is oblong.
  • At least two circulation plates each comprise a bottom and a raised edge which surrounds the bottom, the bottom and the raised edge of a first circulation plate and the bottom and the raised edge of a second circulation plate delimiting the space, the raised edge of the first circulation plate being tightly connected to the raised edge of the second circulation plate.
  • the raised edge of the first circulation plate and of the second circulation plate comprise two faces, an upper face and a lower face.
  • the lower face of an edge raised from a first circulation plate comes into contact with the upper face of an edge raised from a second circulation plate.
  • the heating body is organized in alternating first spaces and second spaces, the first spaces being configured to be traversed by a coolant and the second spaces being configured to be traversed by a heat transfer liquid.
  • At least one space has a U-shaped profile.
  • the first spaces and / or the second spaces can have such a U-shaped profile.
  • the circulation plate has a rib on its bottom.
  • the circulation plate has flow disrupters on its bottom.
  • the circulation plate and / or the end plate are made of a metallic material, making it possible to deform them easily, in particular by stamping.
  • FIG. t is a general view, in perspective of a heat exchanger according to one of the embodiments of the invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of a circulation plate according to the invention.
  • FIG. 3 is a top view schematically illustrating the tubing section and the manifold section.
  • - Figure 4 is an exploded view of a tube connected to the first end plate by means of an adapter according to the first embodiment of the invention.
  • FIG. 5 is a longitudinal sectional view of an adapter according to the second embodiment of the invention.
  • the longitudinal or lateral names, top, bottom, front, back refer to the orientation of the heat exchanger according to the invention.
  • the longitudinal direction corresponds to the main axis of the heat exchanger in which it extends, while the lateral orientations correspond to concurrent lines, that is to say which intersect the longitudinal direction, in particular perpendicular to the longitudinal axis of the heat exchanger.
  • FIG. 1 shows a heat exchanger 1 according to an alternative embodiment of the invention.
  • This comprises a stack of circulation plates 2 in a stacking direction of a first end plate 3a and a second end plate 3b.
  • This set of circulation plates 2, first end plate 3a and second end plate 3b constitute the heating body 4 of the heat exchanger 1.
  • the heating body 4 constitutes the location of the heat exchanger 1 where the heat transfer liquid and refrigerant exchange calories.
  • the heating body 4 extends in a longitudinal direction and has a first longitudinal end 200 and a second longitudinal end 201.
  • the superposition of the circulation plates 2 delimits a first space configured to be traversed by the refrigerant and a second space configured to be traversed by the heat transfer liquid.
  • the first spaces 20 and the second spaces 21 are visible in FIG. 5.
  • a first circulation plate 2a, a second circulation plate 2b and a third circulation plate 2c define two by two the first space and the second space, the latter being distributed alternately in the heating body 4.
  • the circulation of the coolant and the heat transfer liquid takes place by alternating layer in the heating body 4, along the stacking direction d.
  • the first space and the second space, as well as the first circulation plate 2a, the second circulation plate 2b and the third circulation plate 2c will be detailed in the description of FIG. 5.
  • the first end plate 3a is intended for sealingly closing the upper part of the heating body 4 in the stacking direction d. This first end plate 3a is positioned on top of all of the circulation plates 2 of the heating body 4, in the stacking direction d.
  • the second end plate 3b is intended to sealingly close the lower part of the heating body 4 in the stacking direction d. This second end plate 3b is positioned below all of the circulation plates 2 of the heating body 4 in the stacking direction d.
  • the first end plate 3a and the second end plate 3b have a rectangular shape.
  • the first end plate 3a and the second end plate 3b have a bottom 16 and a raised edge 15 continuously surrounding the bottom 16 of the first end plate 3a and the second end plate 3b.
  • the first end plate 3a and the second end plate 3b therefore have a rectangular bath configuration.
  • a bottom of the bath constitutes the bottom 16 and an edge of the bath constitutes the raised edge 15.
  • the first end plate 3a has four openings 131, a first opening 131a, a second opening 131b, a third opening 131c and a fourth opening i3id.
  • the four openings 131 are formed through the bottom 16 of the first terminal plate 3a.
  • the second end plate 3b has no openings so that the heat transfer liquid and the refrigerant do not leave the heating body 4.
  • the heating body 4 has collectors 5 whose function is to supply cooling spaces or heat transfer liquid to the spaces provided in the heating body 4.
  • FIG. 1 is visible a second collector 5b positioned at the second longitudinal end 201 of the heating body 4.
  • a first collector 5a is positioned opposite the second collector 5b, along the transverse axis t of the heat exchanger 1 and on the same second longitudinal end 201 of the heating body 4.
  • the first collector 5a and the second collector 5b are volumes which extend in the stacking direction d.
  • the volume of the first manifold 5a and of the second manifold 5b are delimited respectively by the openings of the circulation plates 2, in particular by first openings 130a and fourth openings i3od visible in FIG. 2.
  • the first collector 5a and the second collector 5b make it possible to distribute or collect the heat transfer liquid in the heating body 4. More specifically, the first collector 5a and the second collector 5b make it possible to irrigate the second spaces of the heating body 4.
  • a third collector 5c is provided at the first longitudinal end 200 of the heating body 4.
  • a fourth collector sd is positioned opposite the third collector 5c along the transverse axis of the heat exchanger 1 and on the same first longitudinal end 200 of the heater 4.
  • the third collector 5c and the fourth collector sd are volumes which extend in the stacking direction d.
  • the volume of the third collector 5c and of the fourth collector sd are defined respectively by the second openings 130b and by the third openings 130c visible in the representation of the circulation plate 2 shown in Figure 2.
  • the third collector 5c and the fourth collector, 3 ⁇ 4d make it possible to distribute or collect the coolant in the heating body 4. More specifically, the third collector 5c and the fourth collector, 3 ⁇ 4d make it possible to irrigate the first spaces of the heating body 4 .
  • the heat exchanger 1 comprises a first fixing block 13a and a second fixing block 13b for the inlet and the outlet of the coolant.
  • the first fixing block 13a or the second fixing block 13b make it possible to fix a duct supplying the heating body 4 with cooling fluid.
  • the first fixing block 13a and the second fixing block 13b are positioned at the level of the first longitudinal end 200 of the heating body 4.
  • FIG. 1 shows a first adapter 8 and a second adapter 8 according to a first embodiment of the invention.
  • the first adapter 8 and the second adapter 8 according to the first embodiment of the invention are independent parts, that is to say fitted between a pipe 6 and the first end plate 3a, then secured to this pipe 6 and to this first end plate 3a.
  • at least one of these adapters 8 comprises a support stop 12 which makes it possible to limit the insertion of the first adapter 8 or the second adapter 8 into the first manifold 5a or the second manifold 5b, respectively.
  • the first adapter 8 and the second adapter 8 have a first end 30 in contact with the first end plate 3a and a second end 31 in contact with the tube 6.
  • the first adapter 8 and the second adapter 8 therefore have a flared configuration from the first end 30 to the second end 31.
  • the tubing 6 is a tube for connecting the first adapter 8 or the second adapter 8 to a circuit external to the heat exchanger t.
  • the circuit external to the heat exchanger t is for example a circuit of heat transfer liquid.
  • the external circuit is not shown in the figures.
  • FIG. 2 illustrates a circulation plate 2.
  • the circulation plate 2 has a rectangular bottom 116 and a set of raised edges 115 composed of a first longitudinal raised edge 115a, a second longitudinal raised edge 115b, a first edge lateral raised 115c, a second raised lateral edge nsd, a first curved raised edge 115e, a second curved raised edge ii5f, a third curved raised edge nsd and a fourth curved raised edge 115I1.
  • the first longitudinal raised edge 115a, the second longitudinal raised edge 115b, the first lateral raised edge 115c, the second lateral raised edge nsd, the first curved raised edge 115e, the second curved raised edge nsf, the third curved raised edge nsd and the fourth raised edge curved nsh peripherally surround the bottom 116 continuously. All of the raised edges 115 have an upper face 150 and a lower face 151.
  • the circulation plate 2 extends along a longitudinal axis of the heat exchanger 1 and has a first longitudinal end 110 and a second longitudinal end 120 opposite the first longitudinal end 110.
  • the bottom 116 is delimited by an upper face 101 and by a lower face 102.
  • the circulation plate 2 has four openings so that a first opening 130a and a fourth opening i3od are positioned at its first longitudinal end 110.
  • a second opening 130b and a third opening 130c are positioned on its second longitudinal end 120.
  • the first opening 130a, the second opening 130b, the third opening 130c and the fourth opening i3od are each surrounded by an edge 17.
  • the edge 17 is partly straight and its straight part is perpendicular to the first raised side edge 115c or to the second edge raised side nsd.
  • a second part of the edge 17 runs on the one hand the raised side edge 115c, ii5d and on the other hand the curved raised edge 115e, nsf, nsd, nsh which adjoins the raised side edge which is bordered by the edge 17 .
  • the second opening 130b and the third opening 130c each comprise a collar 18.
  • the collar 18 is a shoulder which emerges from the bottom 116 of the circulation plate 2.
  • first opening 130a and the fourth opening i3od are devoid of collar.
  • the first opening 130a and the fourth opening i3od are thus made directly in the bottom 116, by being part of a plane coincident with a majority extension plan of the bottom 116.
  • the circulation plate 2 also comprises a rib 19 extending over the bottom 116 of the circulation plate 2 along the longitudinal axis of the heat exchanger 1.
  • the rib 19 emerges above the plane AB of the bottom 116 of the plate circulation 2. This rib 19 starts from the first raised side edge 115c, between the first opening 130a and the fourth opening i3od.
  • the rib 19 ends at a non-zero distance from the second raised side edge nsd and thus divides the volume delimited by the circulation plates 2 to form a first space or a second U-shaped space.
  • the circulation plate 2 comprises disturbers 14 of the fluid flow arranged on the bottom 116 of circulation plate 2. These disturbers 14 are arranged in rows parallel to each other and aligned parallel to the transverse direction B. These rows are offset in the transverse direction B, so that the disturbers 14 are staggered in a row with respect to the other, thus forming spans of disturbers 14 parallel to the longitudinal direction A.
  • Figure 3 is a diagram illustrating the adapter 8 which joins a manifold section 25 to a tubing section 26.
  • the manifold section 25 and the tubing section 26 is determined by orthogonal projection on a plane passing through the opening which receives the adapter 8.
  • the first end 30 of the adapter 8 has a section identical to the manifold section 25, while the second end 31 of the adapter 8 has a section identical to the section of tubing 26.
  • tubing section 26 is different from the manifold section 25.
  • the tubing section 26 is smaller than the manifold section 25.
  • the adapter 8 therefore widens from its second end 31 to its first end 30 by means of a flare 23.
  • the tubing section 26 has a circular shape, while the manifold section 25 has an oblong shape.
  • Figure 4 is an exploded view of the adapter 8 according to a first embodiment.
  • the first end 30 of the adapter 8 is configured to have a shape complementary to the shape of the manifold section 25. Thus, the first end 30 of the adapter 8 can be inserted into the relevant opening of the first plate terminal 3a.
  • the second end 31 of the adapter 8 is configured to have a shape complementary to the shape of the tubing section 26. Thus, the second end 31 of the adapter 8 can be inserted in the relevant opening of the first end plate 3a.
  • FIG. 4 also illustrates the flaring 23 of the adapter 8 over its entire length, from the first end 30 of section corresponding to the first manifold 5a to the second end 31 in contact with the pipe 6.
  • the stop 12 is configured to limit the insertion of the adapter 8 into the first end plate 3a by coming into contact with the edge of the opening concerned, for example the first opening 131a.
  • Figure 5 is a partial sectional view of the heater 4 according to the invention.
  • the section is longitudinal at the level of the first manifold 5a of the body 4.
  • This section illustrates the interior of a heating body 4 at the level of the first collector 5a and also the stacking of the circulation plates 2 and of the first end plate 3a.
  • Figure 5 illustrates, among other things, the seal between the first circulation plate 2a and the second circulation plate 2b.
  • the upper face 150 of the raised edge 115 of the second circulation plate 2b is in contact with the lower face 151 of the raised edge 115 of the first circulation plate 2a. This sealing is achieved in particular by brazing the circulation plates.
  • FIG. 5 also shows the presence of a peripheral blank 50 which extends in a plane parallel to the plane of the bottom 116 of the circulation plates 2, 2a, 2b. This peripheral blank 50 goes around each circulation plate 2. Once stacked, the peripheral blank 50 of the first circulation plate 2a is at a non-zero distance from the peripheral blank 50 of the second circulation plate 2b.
  • the first space 20 is bordered on one side by the first circulation plate 2a and by the second circulation plate 2b, while the second space 21 is bordered by this second circulation plate 2a and by a third identical circulation plate 2c to the first circulation plate 2a. This is how the first spaces 20 are alternated with the second spaces 21.
  • the first space 20 is reserved for the refrigerant.
  • the collar 18 is formed around the opening 130a of the second circulation plate 2b.
  • the second space 21 is reserved for the circulation of the heat transfer liquid in the heating body 4.
  • the first manifold 5a is part of a tubular volume defined the first openings 130a formed in the circulation plates 2.
  • FIG. 5 illustrates the adapter 8 according to a second embodiment.
  • the first end plate 3a has a deformation which corresponds to the adapter 8 according to this second embodiment.
  • the adapter 8 is thus a deformation of the plate which has a flared profile along the vertical axis v, so that the first end 30 of the adapter 8 closest to the manifold has a section greater than the section of the second end 31 which cooperates with tubing 6.
  • the invention thus achieves the goal it set for itself by connecting the manifold to the tubing, even if these components have a significantly different section.
  • This fluid connection is made by reducing the pressure losses, which more generally contributes to increasing the performance of the heat exchanger.
  • the invention cannot however be limited to the means and configurations exclusively described and illustrated, and also applies to all means or configurations, equivalent and to any combination of such means or configurations.
  • the invention has been described here in its application to a coolant / heat transfer liquid heat exchanger, it goes without saying that it applies to any shape and / or dimension of the adapter, of the collector and of the tubing, as long as the latter two are of different section.

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Abstract

The invention relates to an adapter (8) for connecting a header (5) of a heat exchanger (1) having a header section (25) and a manifold (6) having a manifold section (26) with a different shape from the shape of the header section (25). An adapter (8) connects the header section (25) to the manifold section (26). The adapter (8) may be in one piece with a first end plate (3a) of the heat exchanger (1) or be an independent part. Application in plate heat exchangers.

Description

Adaptateur pour collecteur d’un échangeur de chaleur  Adapter for collector of a heat exchanger
Le domaine de la présente invention est celui des échangeurs de chaleur, notamment des échangeurs de chaleur pour l’automobile. The field of the present invention is that of heat exchangers, in particular heat exchangers for the automobile.
Les véhicules automobiles sont couramment équipés d’échangeurs de chaleur. Ceux-ci permettent de transférer des calories d’un fluide à un autre fluide et sont par exemple utilisés pour refroidir les moteurs à combustion interne. Motor vehicles are commonly equipped with heat exchangers. These transfer calories from one fluid to another and are used, for example, to cool internal combustion engines.
Certains de ces échangeurs sont des échangeurs à plaques et ils sont utilisés pour refroidir des liquides tels que de l’huile. Ces échangeurs comprennent un empilement de plaques entre lesquelles sont formés plusieurs espaces. Cet empilement de plaques constitue le corps de chauffe de l’échangeur de chaleur. Some of these exchangers are plate exchangers and are used to cool liquids such as oil. These exchangers include a stack of plates between which several spaces are formed. This stack of plates constitutes the heating body of the heat exchanger.
L’efficacité de ces échangeurs de chaleur dépend de l’intensité de l’échange thermique entre les fluides, mais également de la distribution des fluides dans les espaces. L’échangeur de chaleur à plaques comprend par ailleurs un collecteur qui distribue le fluide dans chacun des espaces avec lequel il est raccordé. Ce collecteur est formé par des ouvertures ménagées dans chacune des plaques. The efficiency of these heat exchangers depends on the intensity of the heat exchange between the fluids, but also on the distribution of the fluids in the spaces. The plate heat exchanger also includes a manifold which distributes the fluid in each of the spaces with which it is connected. This collector is formed by openings in each of the plates.
La distribution du fluide au sein de l’espace entre deux plaques est influencée par la forme de la section du collecteur qui alimente cet espace. Du côté du circuit avec lequel est raccordé l’échangeur de chaleur, la section du conduit est normée, et cette section ne favorise pas la bonne distribution du fluide au sein de l’espace. The distribution of the fluid within the space between two plates is influenced by the shape of the section of the collector which supplies this space. On the side of the circuit with which the heat exchanger is connected, the section of the duct is standardized, and this section does not promote the good distribution of the fluid within the space.
Le problème technique est donc celui qui consiste à raccorder une tubulure de section similaire à celle du conduit avec le collecteur de l’échangeur de chaleur, sans dégrader indûment la perte de charge de l’échangeur de chaleur. The technical problem is therefore that which consists in connecting a tubing of section similar to that of the duct with the manifold of the heat exchanger, without unduly degrading the pressure drop of the heat exchanger.
Le but de la présente invention est donc de résoudre l’inconvénient décrit ci- dessus en concevant un moyen permettant de relier le collecteur à la tubulure, ces deux éléments présentant une section de forme différente. The aim of the present invention is therefore to solve the drawback described above by designing a means making it possible to connect the manifold to the tube, these two elements having a section of different shape.
L'invention a donc pour objet un échangeur de chaleur comprenant un corps de chauffe constitué d’une pluralité de plaques de circulation imbriquées les unes dans les autres et entre lesquelles sont formés des espaces configurés pour être parcourus par un fluide, le corps de chauffe comprenant au moins un collecteur qui relie les espaces, l’échangeur de chaleur comprenant une tubulure par laquelle le collecteur est raccordé à un circuit externe à l’échangeur de chaleur, caractérisé en ce que le collecteur présente une section de collecteur, la tubulure présente une section de tubulure différente de la section de collecteur, l’échangeur de chaleur comprenant un adaptateur interposé entre le collecteur et la tubulure et qui joint la section de collecteur à la section de tubulure. The subject of the invention is therefore a heat exchanger comprising a heating body constituted by a plurality of circulation plates nested one inside the other and between which are formed spaces configured to be traversed by a fluid, the heating body comprising at least one collector which connects the spaces, the heat exchanger comprising a tube through which the collector is connected to an external circuit to the heat exchanger, characterized in that the collector has a collector section, the tubing has a tubing section different from the manifold section, the heat exchanger comprising an adapter interposed between the manifold and the manifold and which joins the manifold section to the manifold section.
Ces caractéristiques permettent l’utilisation de collecteurs et de tubulures ayant des sections de formes différentes. These characteristics allow the use of manifolds and tubing having sections of different shapes.
De préférence, le fluide est un liquide caloporteur ou un fluide réfrigérant. Preferably, the fluid is a heat transfer liquid or a cooling fluid.
Le corps de chauffe comporte un empilement de plaques de circulation suivant une direction d’empilement d. The heating body comprises a stack of circulation plates in a stacking direction d.
Selon un mode de réalisation, les plaques de circulation du corps de chauffe de l’échangeur de chaleur présentent au moins une ouverture de forme oblongue. According to one embodiment, the circulation plates of the heating body of the heat exchanger have at least one oblong opening.
Selon un mode de réalisation de l’invention, l’adaptateur est un élément qui permet de faire converger une section de collecteur de forme oblongue vers une section de tubulure de forme circulaire. According to an embodiment of the invention, the adapter is an element which makes it possible to converge a section of manifold of oblong shape towards a section of tubing of circular shape.
Selon une caractéristique de l’invention, l’adaptateur présente un profil évasé. According to a characteristic of the invention, the adapter has a flared profile.
Le profil évasé de l’adaptateur s’observe entre les extrémités longitudinales de l’adaptateur, ces extrémités longitudinales étant celles par lesquelles entre et sort le fluide. The flared profile of the adapter is observed between the longitudinal ends of the adapter, these longitudinal ends being those through which the fluid enters and leaves.
Ce profil évasé est visible suivant une direction longitudinale de l’adaptateur. L’adaptateur présente donc une première extrémité longitudinale dont la section a un diamètre plus grand que la deuxième extrémité longitudinale. This flared profile is visible in a longitudinal direction of the adapter. The adapter therefore has a first longitudinal end, the cross section of which has a larger diameter than the second longitudinal end.
Selon une autre caractéristique de l’invention, le corps de chauffe comprend une première plaque terminale, l’adaptateur étant une déformation de la première plaque terminale. According to another characteristic of the invention, the heating body comprises a first end plate, the adapter being a deformation of the first end plate.
On entend par première plaque terminale, la plaque qui vient sur le dessus des plaques de circulation suivant la direction d’empilement d. La première plaque terminale correspond donc à l’extrémité latérale supérieure du corps de chauffe suivant la direction d’empilement d. The term “first end plate” is understood to mean the plate which comes on top of the circulation plates in the stacking direction d. The first end plate therefore corresponds to the upper lateral end of the heating body in the stacking direction d.
De préférence, cet adaptateur suivant un mode de réalisation de l’invention est réalisé par emboutissage de la première plaque terminale. L’adaptateur suivant ce mode de réalisation de l’invention est donc monobloc avec la première plaque terminale. Preferably, this adapter according to one embodiment of the invention is produced by stamping the first end plate. The adapter according to this embodiment of the invention is therefore in one piece with the first end plate.
Selon une autre caractéristique de l’invention, le corps de chauffe comprend une première plaque terminale, l’adaptateur étant une pièce indépendante ayant une première extrémité solidaire de la première plaque terminale et une deuxième extrémité solidaire de la tubulure. Ces extrémités sont les extrémités longitudinales de l’adaptateur. According to another characteristic of the invention, the heating body comprises a first end plate, the adapter being an independent part having a first end secured to the first end plate and a second end secured to the tubing. These ends are the longitudinal ends of the adapter.
De préférence, l’adaptateur suivant le deuxième mode de réalisation de l’invention est relié à la tubulure par brasage. Preferably, the adapter according to the second embodiment of the invention is connected to the tubing by soldering.
De préférence, l’adaptateur suivant le deuxième mode de réalisation de l’invention est fixé à l’ouverture de la première plaque terminale par brasage. Preferably, the adapter according to the second embodiment of the invention is fixed to the opening of the first end plate by soldering.
Avantageusement, l’adaptateur comprend au moins une butée d’appui contre la première plaque terminale. Advantageously, the adapter comprises at least one abutment for pressing against the first end plate.
La butée de l’adapteur permet un contrôle de l’insertion de l’adaptateur dans le collecteur, mais également d’augmenter la surface de la zone à braser. The adapter stop allows control of the insertion of the adapter into the manifold, but also increases the area of the area to be brazed.
Cette butée peut être une surépaisseur qui émerge de la paroi extérieure de l’adaptateur, en entourant l’adaptateur. This stop may be an extra thickness which emerges from the outer wall of the adapter, surrounding the adapter.
La butée peut également être un bourrelet arrondi entourant l’adaptateur et résultant d’une déformation de la paroi de l’adaptateur. The stop may also be a rounded bead surrounding the adapter and resulting from a deformation of the wall of the adapter.
Selon une autre caractéristique de l’invention, la plaque de circulation comprend au moins une ouverture qui délimite le collecteur, l’ouverture comprenant au moins une arête au moins en partie rectiligne. According to another characteristic of the invention, the circulation plate comprises at least one opening which delimits the collector, the opening comprising at least one edge at least partly straight.
L’arête est une tranche du fond de la plaque de circulation et/ou de la première plaque terminale. L’arête délimite le collecteur qui canalise le fluide réfrigérant dans le premier espace du corps de chauffe ou le liquide caloporteur dans le deuxième espace du corps de chauffe. The edge is a slice of the bottom of the circulation plate and / or of the first end plate. The edge delimits the collector which channels the coolant in the first space of the heater body or the heat transfer liquid in the second space of the heater body.
Selon une autre caractéristique de l’invention, la plaque de circulation comprend une première extrémité longitudinale et une deuxième extrémité longitudinale, la plaque de circulation comprenant au moins quatre ouvertures dont deux ouvertures sont ménagées à la première extrémité longitudinale et deux autres ouvertures sont ménagées à la deuxième extrémité longitudinale. According to another characteristic of the invention, the circulation plate comprises a first longitudinal end and a second longitudinal end, the circulation plate comprising at least four openings of which two openings are formed at the first longitudinal end and two other openings are formed at the second longitudinal end.
De préférence, les deux ouvertures ménagées à la deuxième extrémité longitudinale de la plaque de circulation comprennent chacune un collet, tandis que les deux ouvertures ménagées à la première extrémité longitudinale de la plaque de circulation sont dépourvues de collet. Dans ce cas, les deux ouvertures dépourvues de collet s’étendent dans un plan confondu avec un plan d’un fond de la plaque de circulation. Preferably, the two openings formed at the second longitudinal end of the circulation plate each comprise a collar, while the two openings formed at the first longitudinal end of the circulation plate are devoid of collar. In this case, the two openings without a collar extend in a plane coincident with a plane of a bottom of the circulation plate.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la section de tubulure est circulaire. According to an embodiment of the invention, the tubing section is circular.
Selon une caractéristique de l’invention, la section de collecteur est oblongue. According to a characteristic of the invention, the collector section is oblong.
Selon une caractéristique de l’invention, au moins deux plaques de circulation comprennent chacune un fond et un bord relevé qui entoure le fond, le fond et le bord relevé d’une première plaque de circulation et le fond et le bord relevé d’une deuxième plaque de circulation délimitant l’espace, le bord relevé de la première plaque de circulation étant relié de manière étanche au bord relevé de la deuxième plaque de circulation. According to a characteristic of the invention, at least two circulation plates each comprise a bottom and a raised edge which surrounds the bottom, the bottom and the raised edge of a first circulation plate and the bottom and the raised edge of a second circulation plate delimiting the space, the raised edge of the first circulation plate being tightly connected to the raised edge of the second circulation plate.
Avantageusement, le bord relevé de la première plaque de circulation et de la deuxième plaque de circulation comprennent deux faces, une face supérieure et une face inférieure. Ainsi la face inférieure d’un bord relevé d’une première plaque de circulation vient en contact de la face supérieure d’un bord relevé d’une deuxième plaque de circulation. Advantageously, the raised edge of the first circulation plate and of the second circulation plate comprise two faces, an upper face and a lower face. Thus, the lower face of an edge raised from a first circulation plate comes into contact with the upper face of an edge raised from a second circulation plate.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le corps de chauffe est organisé en une alternance de premiers espaces et de deuxièmes espaces, les premiers espaces étant configurés pour être parcourus par un fluide réfrigérant et les deuxièmes espaces étant configurés pour être parcourus par un liquide caloporteur. According to one embodiment of the invention, the heating body is organized in alternating first spaces and second spaces, the first spaces being configured to be traversed by a coolant and the second spaces being configured to be traversed by a heat transfer liquid.
On entend par alternance le fait que deux premiers espaces ne sont pas adjacents. De même, deux deuxièmes espaces ne sont pas immédiatement adjacents. By alternation is meant the fact that the first two spaces are not adjacent. Likewise, two second spaces are not immediately adjacent.
Selon un mode de réalisation, au moins un espace présente un profil en U. Les premiers espaces et/ou les deuxième espaces peuvent présenter un tel profil en U. According to one embodiment, at least one space has a U-shaped profile. The first spaces and / or the second spaces can have such a U-shaped profile.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la plaque de circulation présente une nervure sur son fond. According to one embodiment of the invention, the circulation plate has a rib on its bottom.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la plaque de circulation possède des perturbateurs de flux sur son fond. According to one embodiment of the invention, the circulation plate has flow disrupters on its bottom.
Ces perturbateurs de flux permettent de casser le flux laminaire du liquide caloporteur et du fluide réfrigérant lorsqu’ils circulent dans leur espace respectif. Cette caractéristique augmente les échanges de chaleur. These flow disrupters make it possible to break the laminar flow of the coolant and the coolant when they circulate in their respective spaces. This characteristic increases heat exchange.
De préférence, la plaque de circulation et/ou la plaque terminale sont réalisées en un matériau métallique, permettant de les déformer aisément, par emboutissage notamment. Preferably, the circulation plate and / or the end plate are made of a metallic material, making it possible to deform them easily, in particular by stamping.
D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins dans lesquels : Other characteristics, details and advantages of the invention will emerge more clearly on reading the description given below by way of indication in relation to the drawings in which:
- la figure t est une vue générale, en perspective d'un échangeur de chaleur selon un des modes de réalisation de l’invention. - Figure t is a general view, in perspective of a heat exchanger according to one of the embodiments of the invention.
- la figure 2 est une vue en perspective d’une plaque de circulation selon l’invention. - Figure 2 is a perspective view of a circulation plate according to the invention.
- la figure 3 est une vue de dessus illustrant schématiquement la section de tubulure et la section de collecteur. - la figure 4 est une vue éclatée d’une tubulure reliée à la première plaque terminale par le biais d’un adaptateur selon le premier mode de réalisation de l’invention. - Figure 3 is a top view schematically illustrating the tubing section and the manifold section. - Figure 4 is an exploded view of a tube connected to the first end plate by means of an adapter according to the first embodiment of the invention.
- la figure 5 est une vue en coupe longitudinale d’un adaptateur selon le deuxième mode de réalisation de l’invention. - Figure 5 is a longitudinal sectional view of an adapter according to the second embodiment of the invention.
Il faut tout d’abord noter que les figures exposent l’invention de manière détaillée pour mettre en œuvre l’invention, lesdites figures pouvant bien entendu servir à mieux définir l’invention le cas échéant. It should first be noted that the figures show the invention in detail to implement the invention, said figures can of course be used to better define the invention if necessary.
Dans la suite de la description, les dénominations longitudinales ou latérales, dessus, dessous, devant, derrière se réfèrent à l'orientation de l’échangeur de chaleur selon l’invention. La direction longitudinale correspond à l'axe principal de l’échangeur de chaleur dans lequel il s’étend, alors que les orientations latérales correspondent à des droites concourantes, c’est-à-dire qui croisent la direction longitudinale, notamment perpendiculaires à l'axe longitudinal de l’échangeur de chaleur. In the following description, the longitudinal or lateral names, top, bottom, front, back refer to the orientation of the heat exchanger according to the invention. The longitudinal direction corresponds to the main axis of the heat exchanger in which it extends, while the lateral orientations correspond to concurrent lines, that is to say which intersect the longitudinal direction, in particular perpendicular to the longitudinal axis of the heat exchanger.
Les directions évoquées ci-dessus sont également visibles dans un repère orthonormé LVT représenté sur les figures. The directions mentioned above are also visible in an orthonormal reference frame LVT represented in the figures.
La figure 1 présente un échangeur de chaleur 1 conforme à une variante de réalisation de l’invention. Figure 1 shows a heat exchanger 1 according to an alternative embodiment of the invention.
Celui-ci comporte un empilement de plaques de circulation 2 suivant une direction d’empilement d, une première plaque terminale 3a et une deuxième plaque terminale 3b. Cet ensemble de plaques de circulation 2, de première plaque terminale 3a et de deuxième plaque terminale 3b constituent le corps de chauffe 4 de l’échangeur de chaleur 1. Le corps de chauffe 4 constitue le lieu de l’échangeur de chaleur 1 où le liquide caloporteur et le fluide réfrigérant échangent des calories. Le corps de chauffe 4 s’étend suivant une direction longitudinale et comporte une première extrémité longitudinale 200 et une deuxième extrémité longitudinale 201. This comprises a stack of circulation plates 2 in a stacking direction of a first end plate 3a and a second end plate 3b. This set of circulation plates 2, first end plate 3a and second end plate 3b constitute the heating body 4 of the heat exchanger 1. The heating body 4 constitutes the location of the heat exchanger 1 where the heat transfer liquid and refrigerant exchange calories. The heating body 4 extends in a longitudinal direction and has a first longitudinal end 200 and a second longitudinal end 201.
La superposition des plaques de circulation 2 délimite un premier espace configuré pour être parcouru par le fluide réfrigérant et un deuxième espace configuré pour être parcouru par le liquide caloporteur. Les premiers espaces 20 et les deuxièmes espaces 21 sont visibles à la figure 5. The superposition of the circulation plates 2 delimits a first space configured to be traversed by the refrigerant and a second space configured to be traversed by the heat transfer liquid. The first spaces 20 and the second spaces 21 are visible in FIG. 5.
Une première plaque de circulation 2a, une deuxième plaque de circulation 2b et une troisième plaque de circulation 2c délimitent deux-à-deux le premier espace et le deuxième espace, ces derniers étant répartis en alternance dans le corps de chauffe 4. Ainsi, la circulation du fluide réfrigérant et du liquide caloporteur s’effectue par couche alternée dans le corps de chauffe 4, le long de la direction d’empilement d. A first circulation plate 2a, a second circulation plate 2b and a third circulation plate 2c define two by two the first space and the second space, the latter being distributed alternately in the heating body 4. Thus, the circulation of the coolant and the heat transfer liquid takes place by alternating layer in the heating body 4, along the stacking direction d.
Le premier espace et le deuxième espace, ainsi que la première plaque de circulation 2a, la deuxième plaque de circulation 2b et la troisième plaque de circulation 2c seront détaillés à la description de la figure 5. The first space and the second space, as well as the first circulation plate 2a, the second circulation plate 2b and the third circulation plate 2c will be detailed in the description of FIG. 5.
La première plaque terminale 3a est destinée à fermer de façon étanche la partie supérieure du corps de chauffe 4 suivant la direction d’empilement d. Cette première plaque terminale 3a est positionnée sur le dessus de l’ensemble des plaques de circulation 2 du corps de chauffe 4, suivant la direction d’empilement d. The first end plate 3a is intended for sealingly closing the upper part of the heating body 4 in the stacking direction d. This first end plate 3a is positioned on top of all of the circulation plates 2 of the heating body 4, in the stacking direction d.
La deuxième plaque terminale 3b est destinée à fermer de façon étanche la partie inférieure du corps de chauffe 4 suivant la direction d’empilement d. Cette deuxième plaque terminale 3b est positionnée en dessous de l’ensemble des plaques de circulation 2 du corps de chauffe 4 suivant la direction d’empilement d. The second end plate 3b is intended to sealingly close the lower part of the heating body 4 in the stacking direction d. This second end plate 3b is positioned below all of the circulation plates 2 of the heating body 4 in the stacking direction d.
La première plaque terminale 3a et la deuxième plaque terminale 3b présentent une forme rectangulaire. The first end plate 3a and the second end plate 3b have a rectangular shape.
La première plaque terminale 3a et la deuxième plaque terminale 3b présentent un fond 16 et un bord relevé 15 entourant de façon continue le fond 16 de la première plaque terminale 3a et de la deuxième plaque terminale 3b. La première plaque terminale 3a et de la deuxième plaque terminale 3b présentent donc une configuration en baignoire rectangulaire. Un fond de la baignoire constitue le fond 16 et un bord de la baignoire constitue le bord relevé 15. The first end plate 3a and the second end plate 3b have a bottom 16 and a raised edge 15 continuously surrounding the bottom 16 of the first end plate 3a and the second end plate 3b. The first end plate 3a and the second end plate 3b therefore have a rectangular bath configuration. A bottom of the bath constitutes the bottom 16 and an edge of the bath constitutes the raised edge 15.
La première plaque terminale 3a possède quatre ouvertures 131, une première ouverture 131a, une deuxième ouverture 131b, une troisième ouverture 131c et une quatrième ouverture i3id. Les quatre ouvertures 131 sont ménagées au travers du fond 16 de la première plaque de terminale 3a. The first end plate 3a has four openings 131, a first opening 131a, a second opening 131b, a third opening 131c and a fourth opening i3id. The four openings 131 are formed through the bottom 16 of the first terminal plate 3a.
La deuxième plaque terminale 3b ne possède pas d’ouvertures afin que le liquide caloporteur et le fluide réfrigérant ne sortent pas du corps de chauffe 4. The second end plate 3b has no openings so that the heat transfer liquid and the refrigerant do not leave the heating body 4.
Le corps de chauffe 4 possède des collecteurs 5 dont la fonction est d’alimenter en fluide réfrigérant ou en liquide caloporteur les espaces ménagés dans le corps de chauffe 4. The heating body 4 has collectors 5 whose function is to supply cooling spaces or heat transfer liquid to the spaces provided in the heating body 4.
Sur la figure 1 est visible un deuxième collecteur 5b positionné à la deuxième extrémité longitudinale 201 du corps de chauffe 4. Un premier collecteur 5a est positionné en face du deuxième collecteur 5b, suivant l’axe transversal t de l’échangeur de chaleur 1 et sur la même deuxième extrémité longitudinale 201 du corps de chauffe 4. In FIG. 1 is visible a second collector 5b positioned at the second longitudinal end 201 of the heating body 4. A first collector 5a is positioned opposite the second collector 5b, along the transverse axis t of the heat exchanger 1 and on the same second longitudinal end 201 of the heating body 4.
Le premier collecteur 5a et le deuxième collecteur 5b sont des volumes qui s’étendent selon la direction d’empilement d. Le volume du premier collecteur 5a et du deuxième collecteur 5b sont délimités respectivement par les ouvertures des plaques de circulation 2, notamment par des premières ouvertures 130a et des quatrièmes ouvertures i3od visibles sur la figure 2. The first collector 5a and the second collector 5b are volumes which extend in the stacking direction d. The volume of the first manifold 5a and of the second manifold 5b are delimited respectively by the openings of the circulation plates 2, in particular by first openings 130a and fourth openings i3od visible in FIG. 2.
Le premier collecteur 5a et le deuxième collecteur 5b permettent de distribuer ou collecter le liquide caloporteur dans le corps de chauffe 4. Plus précisément, le premier collecteur 5a et le deuxième collecteur 5b permettent d’irriguer les deuxièmes espaces du corps de chauffe 4. The first collector 5a and the second collector 5b make it possible to distribute or collect the heat transfer liquid in the heating body 4. More specifically, the first collector 5a and the second collector 5b make it possible to irrigate the second spaces of the heating body 4.
Un troisième collecteur 5c est ménagé à la première extrémité longitudinale 200 du corps de chauffe 4. Un quatrième collecteur sd est positionné en face du troisième collecteur 5c suivant l’axe transversale de l’échangeur de chaleur 1 et sur la même première extrémité longitudinale 200 du corps de chauffe 4. A third collector 5c is provided at the first longitudinal end 200 of the heating body 4. A fourth collector sd is positioned opposite the third collector 5c along the transverse axis of the heat exchanger 1 and on the same first longitudinal end 200 of the heater 4.
Le troisième collecteur 5c et le quatrième collecteur sd sont des volumes qui s’étendent selon la direction d’empilement d. Le volume du troisième collecteur 5c et du quatrième collecteur sd sont délimités respectivement par les deuxièmes ouvertures 130b et par les troisièmes ouvertures 130c visibles sur la représentation de la plaque de circulation 2 montrée à la figure 2. The third collector 5c and the fourth collector sd are volumes which extend in the stacking direction d. The volume of the third collector 5c and of the fourth collector sd are defined respectively by the second openings 130b and by the third openings 130c visible in the representation of the circulation plate 2 shown in Figure 2.
Le troisième collecteur 5c et le quatrième collecteur ,¾d permettent de distribuer ou collecter le fluide réfrigérant dans le corps de chauffe 4. Plus précisément, le troisième collecteur 5c et le quatrième collecteur ,¾d permettent d’irriguer les premiers espaces du corps de chauffe 4. The third collector 5c and the fourth collector, ¾d make it possible to distribute or collect the coolant in the heating body 4. More specifically, the third collector 5c and the fourth collector, ¾d make it possible to irrigate the first spaces of the heating body 4 .
L’échangeur de chaleur 1 comprend un premier bloc de fixation 13a et un deuxième bloc de fixation 13b pour l’entrée et la sortie du fluide réfrigérant. Le premier bloc de fixation 13a ou le deuxième bloc de fixation 13b permettent de fixer un conduit alimentant le corps de chauffe 4 en fluide réfrigérant. Le premier bloc de fixation 13a et le deuxième bloc de fixation 13b sont positionnés au niveau de la première extrémité longitudinale 200 du corps de chauffe 4. The heat exchanger 1 comprises a first fixing block 13a and a second fixing block 13b for the inlet and the outlet of the coolant. The first fixing block 13a or the second fixing block 13b make it possible to fix a duct supplying the heating body 4 with cooling fluid. The first fixing block 13a and the second fixing block 13b are positioned at the level of the first longitudinal end 200 of the heating body 4.
Sur la deuxième extrémité longitudinale 201 du corps de chauffe 4, opposée à la première extrémité longitudinale 200 du corps de chauffe 4, est positionné au moins un adaptateur 8 conforme à l’invention. Dans le cas présent, la figure 1 montre un premier adapteur 8 et un deuxième adaptateur 8 selon un premier mode de réalisation de l’invention. On the second longitudinal end 201 of the heating body 4, opposite the first longitudinal end 200 of the heating body 4, is positioned at least one adapter 8 according to the invention. In this case, Figure 1 shows a first adapter 8 and a second adapter 8 according to a first embodiment of the invention.
Le premier adapteur 8 et le deuxième adaptateur 8 selon le premier mode de réalisation de l’invention sont des pièces indépendantes, c’est-à-dire rapportées entre une tubulure 6 et la première plaque terminale 3a, puis solidarisées à cette tubulure 6 et à cette première plaque terminale 3a. Selon un exemple, au moins l’un de ces adaptateurs 8 comprend une butée d’appui 12 qui permet de limiter l’insertion du premier adapteur 8 ou du deuxième adaptateur 8 dans le premier collecteur 5a ou le deuxième collecteur 5b, respectivement. The first adapter 8 and the second adapter 8 according to the first embodiment of the invention are independent parts, that is to say fitted between a pipe 6 and the first end plate 3a, then secured to this pipe 6 and to this first end plate 3a. According to an example, at least one of these adapters 8 comprises a support stop 12 which makes it possible to limit the insertion of the first adapter 8 or the second adapter 8 into the first manifold 5a or the second manifold 5b, respectively.
Le premier adapteur 8 et le deuxième adaptateur 8 présentent une première extrémité 30 en contact avec la première plaque terminale 3a et une deuxième extrémité 31 en contact avec la tubulure 6. The first adapter 8 and the second adapter 8 have a first end 30 in contact with the first end plate 3a and a second end 31 in contact with the tube 6.
Le premier adapteur 8 et le deuxième adaptateur 8 présentent donc une configuration évasée de la première extrémité 30 jusqu’à la deuxième extrémité 31. The first adapter 8 and the second adapter 8 therefore have a flared configuration from the first end 30 to the second end 31.
La tubulure 6 est un tube permettant de raccorder le premier adapteur 8 ou le deuxième adaptateur 8 à un circuit externe à l’échangeur de chaleur t. Le circuit externe à l’échangeur de chaleur t est par exemple un circuit de liquide caloporteur. Le circuit externe n’est pas représenté sur les figures. The tubing 6 is a tube for connecting the first adapter 8 or the second adapter 8 to a circuit external to the heat exchanger t. The circuit external to the heat exchanger t is for example a circuit of heat transfer liquid. The external circuit is not shown in the figures.
La figure 2 permet d’illustrer une plaque de circulation 2. La plaque de circulation 2 possède un fond 116 rectangulaire et un ensemble de bords relevés 115 composé d’un premier bord relevé longitudinal 115a, un deuxième bord relevé longitudinal 115b, un premier bord relevé latéral 115c, un deuxième bord relevé latéral nsd, un premier bord relevé courbe 115e, un deuxième bord relevé courbe ii5f, un troisième bord relevé courbe nsd et un quatrième bord relevé courbe 115I1. FIG. 2 illustrates a circulation plate 2. The circulation plate 2 has a rectangular bottom 116 and a set of raised edges 115 composed of a first longitudinal raised edge 115a, a second longitudinal raised edge 115b, a first edge lateral raised 115c, a second raised lateral edge nsd, a first curved raised edge 115e, a second curved raised edge ii5f, a third curved raised edge nsd and a fourth curved raised edge 115I1.
Le premier bord relevé longitudinal 115a, le deuxième bord relevé longitudinal 115b, le premier bord relevé latéral 115c, le deuxième bord relevé latéral nsd, le premier bord relevé courbe 115e, le deuxième bord relevé courbe nsf, le troisième bord relevé courbe nsd et le quatrième bord relevé courbe nsh entourent périphériquement le fond 116 de façon continue. L’ensemble des bords relevés 115 possèdent une face supérieure 150 et une face inférieure 151. The first longitudinal raised edge 115a, the second longitudinal raised edge 115b, the first lateral raised edge 115c, the second lateral raised edge nsd, the first curved raised edge 115e, the second curved raised edge nsf, the third curved raised edge nsd and the fourth raised edge curved nsh peripherally surround the bottom 116 continuously. All of the raised edges 115 have an upper face 150 and a lower face 151.
La plaque de circulation 2 s’étend suivant un axe longitudinal de l’échangeur de chaleur 1 et possède une première extrémité longitudinale 110 et une deuxième extrémité longitudinale 120 opposée à la première extrémité longitudinale 110. Le fond 116 est délimité par une face supérieure 101 et par une face inférieure 102. The circulation plate 2 extends along a longitudinal axis of the heat exchanger 1 and has a first longitudinal end 110 and a second longitudinal end 120 opposite the first longitudinal end 110. The bottom 116 is delimited by an upper face 101 and by a lower face 102.
La plaque de circulation 2 possède quatre ouvertures de sorte qu’une première ouverture 130a et une quatrième ouverture i3od sont positionnées à sa première extrémité longitudinale 110. Une deuxième ouverture 130b et une troisième ouverture 130c sont positionnées sur sa deuxième extrémité longitudinale 120. The circulation plate 2 has four openings so that a first opening 130a and a fourth opening i3od are positioned at its first longitudinal end 110. A second opening 130b and a third opening 130c are positioned on its second longitudinal end 120.
La première ouverture 130a, la deuxième ouverture 130b, la troisième ouverture 130c et la quatrième ouverture i3od sont chacune entourée par une arête 17. L’arête 17 est en partie rectiligne et sa partie rectiligne est perpendiculaire au premier bord relevé latéral 115c ou au deuxième bord relevé latéral nsd. The first opening 130a, the second opening 130b, the third opening 130c and the fourth opening i3od are each surrounded by an edge 17. The edge 17 is partly straight and its straight part is perpendicular to the first raised side edge 115c or to the second edge raised side nsd.
Une seconde partie de l’arête 17 longe d’une part le bord relevé latéral 115c, ii5d et d’autre part le bord relevé courbe 115e, nsf, nsd, nsh qui jouxte le bord relevé latéral qui est longé par l’arête 17. Au niveau de deuxième extrémité longitudinale 120 de la plaque de circulation 2, la deuxième ouverture 130b et la troisième ouverture 130c comprennent chacune un collet 18. Le collet 18 est un épaulement qui émerge du fond 116 de la plaque de circulation 2. A second part of the edge 17 runs on the one hand the raised side edge 115c, ii5d and on the other hand the curved raised edge 115e, nsf, nsd, nsh which adjoins the raised side edge which is bordered by the edge 17 . At the second longitudinal end 120 of the circulation plate 2, the second opening 130b and the third opening 130c each comprise a collar 18. The collar 18 is a shoulder which emerges from the bottom 116 of the circulation plate 2.
On notera que seule la deuxième ouverture 130b et la troisième ouverture 130c sont munies de collet 18, la première ouverture 130a et la quatrième ouverture i3od étant dépourvues de collet. La première ouverture 130a et la quatrième ouverture i3od sont ainsi réalisées directement dans le fond 116, en s’inscrivant dans un plan confondu avec un plan d’extension majoritaire du fond 116. It will be noted that only the second opening 130b and the third opening 130c are provided with a collar 18, the first opening 130a and the fourth opening i3od being devoid of collar. The first opening 130a and the fourth opening i3od are thus made directly in the bottom 116, by being part of a plane coincident with a majority extension plan of the bottom 116.
La plaque de circulation 2 comprend également une nervure 19 s’étendant sur le fond 116 de plaque de circulation 2 suivant l’axe longitudinal de l’échangeur de chaleur 1. La nervure 19 émerge au-dessus du plan AB du fond 116 de plaque de circulation 2. Cette nervure 19 part du premier bord relevé latéral 115c, entre la première ouverture 130a et la quatrième ouverture i3od. La nervure 19 se termine à une distance non nulle du deuxième bord relevé latéral nsd et divise ainsi le volume délimité par les plaques de circulation 2 pour former un premier espace ou un deuxième espace en forme de U. The circulation plate 2 also comprises a rib 19 extending over the bottom 116 of the circulation plate 2 along the longitudinal axis of the heat exchanger 1. The rib 19 emerges above the plane AB of the bottom 116 of the plate circulation 2. This rib 19 starts from the first raised side edge 115c, between the first opening 130a and the fourth opening i3od. The rib 19 ends at a non-zero distance from the second raised side edge nsd and thus divides the volume delimited by the circulation plates 2 to form a first space or a second U-shaped space.
Selon un exemple, la plaque de circulation 2 comprend des perturbateurs 14 de l’écoulement de fluide disposés sur le fond 116 de plaque de circulation 2. Ces perturbateurs 14 sont disposés en rangées parallèles entre elles et alignées parallèlement à la direction transversale B. Ces rangées sont décalées dans la direction transversale B, de manière à ce que les perturbateurs 14 soient disposées en quinconce d’une rangée par rapport à l’autre, formant ainsi des travées de perturbateurs 14 parallèles à la direction longitudinale A. According to an example, the circulation plate 2 comprises disturbers 14 of the fluid flow arranged on the bottom 116 of circulation plate 2. These disturbers 14 are arranged in rows parallel to each other and aligned parallel to the transverse direction B. These rows are offset in the transverse direction B, so that the disturbers 14 are staggered in a row with respect to the other, thus forming spans of disturbers 14 parallel to the longitudinal direction A.
L’ensemble des caractéristiques de la plaque de circulation 2 de la figure 2 s’appliquent également à une pluralité de plaque de circulation 2 de l’échangeur de chaleur. All of the characteristics of the circulation plate 2 in FIG. 2 also apply to a plurality of circulation plates 2 of the heat exchanger.
La figure 3 est un schéma illustrant l’adaptateur 8 qui joint une section de collecteur 25 à une section de tubulure 26. La section de collecteur 25 et la section de tubulure 26 se détermine par projection orthogonale sur un plan passant par l’ouverture qui reçoit l’adaptateur 8. La première extrémité 30 de l’adaptateur 8 présente une section identique à la section de collecteur 25, tandis que la deuxième extrémité 31 de l’adaptateur 8 présente une section identique à la section de tubulure 26. Figure 3 is a diagram illustrating the adapter 8 which joins a manifold section 25 to a tubing section 26. The manifold section 25 and the tubing section 26 is determined by orthogonal projection on a plane passing through the opening which receives the adapter 8. The first end 30 of the adapter 8 has a section identical to the manifold section 25, while the second end 31 of the adapter 8 has a section identical to the section of tubing 26.
On constate sur la figure 3 que la section de tubulure 26 est différente de la section de collecteur 25. Selon cet exemple, la section de tubulure 26 est inférieure à la section de collecteur 25. L’adaptateur 8 s’élargit donc de sa deuxième extrémité 31 jusqu’à sa première extrémité 30 par le biais d’un évasement 23. It can be seen in FIG. 3 that the tubing section 26 is different from the manifold section 25. According to this example, the tubing section 26 is smaller than the manifold section 25. The adapter 8 therefore widens from its second end 31 to its first end 30 by means of a flare 23.
Selon un exemple non limitatif, la section de tubulure 26 présente une forme circulaire, tandis que la section de collecteur 25 présente une forme oblongue. According to a nonlimiting example, the tubing section 26 has a circular shape, while the manifold section 25 has an oblong shape.
La figure 4 est une vue éclatée de l’adaptateur 8 selon un premier mode de réalisation. Figure 4 is an exploded view of the adapter 8 according to a first embodiment.
La première extrémité 30 de l’adaptateur 8 est configurée pour présenter une forme complémentaire à la forme de la section de collecteur 25. Ainsi, la première extrémité 30 de l’adaptateur 8 peut s’insérer dans l’ouverture concernée de la première plaque terminale 3a. De même, la deuxième extrémité 31 de l’adaptateur 8 est configurée pour présenter une forme complémentaire à la forme de la section de tubulure 26. Ainsi, la deuxième extrémité 31 de l’adaptateur 8 peut s’insérer dans l’ouverture concernée de la première plaque terminale 3a. The first end 30 of the adapter 8 is configured to have a shape complementary to the shape of the manifold section 25. Thus, the first end 30 of the adapter 8 can be inserted into the relevant opening of the first plate terminal 3a. Likewise, the second end 31 of the adapter 8 is configured to have a shape complementary to the shape of the tubing section 26. Thus, the second end 31 of the adapter 8 can be inserted in the relevant opening of the first end plate 3a.
La figure 4 illustre également l’évasement 23 de l’adaptateur 8 sur toute sa longueur, de la première extrémité 30 de section correspondant au premier collecteur 5a jusqu’à la deuxième extrémité 31 en contact avec la tubulure 6. FIG. 4 also illustrates the flaring 23 of the adapter 8 over its entire length, from the first end 30 of section corresponding to the first manifold 5a to the second end 31 in contact with the pipe 6.
La butée 12 est configurée pour limiter l’insertion de l’adaptateur 8 dans première plaque terminale 3a en venant en contact avec le bord de l’ouverture concerné, par exemple la première ouverture 131a. The stop 12 is configured to limit the insertion of the adapter 8 into the first end plate 3a by coming into contact with the edge of the opening concerned, for example the first opening 131a.
L’ensemble des caractéristiques évoquaient à la figure 3 s’appliquent aux deux adaptateurs 8 illustrés à la figure 1. All of the characteristics mentioned in FIG. 3 apply to the two adapters 8 illustrated in FIG. 1.
La figure 5 est une vue partielle et en coupe du corps de chauffe 4 selon l’invention. La coupe est longitudinale au niveau du premier collecteur 5a du corps de chauffe 4. Cette coupe illustre l’intérieur d’un corps de chauffe 4 au niveau du premier collecteur 5a et également l’empilement des plaques de circulation 2 et de la première plaque terminale 3a. Figure 5 is a partial sectional view of the heater 4 according to the invention. The section is longitudinal at the level of the first manifold 5a of the body 4. This section illustrates the interior of a heating body 4 at the level of the first collector 5a and also the stacking of the circulation plates 2 and of the first end plate 3a.
La figure 5 illustre, entre autres choses, l’étanchéité réalisée entre la première plaque de circulation 2a et la deuxième plaque de circulation 2b. La face supérieure 150 du bord relevé 115 de la deuxième plaque de circulation 2b est en contact avec la face inférieure 151 du bord relevé 115 de la première plaque de circulation 2a. Cette étanchéité est réalisée notamment pas brasage des plaques de circulation. Figure 5 illustrates, among other things, the seal between the first circulation plate 2a and the second circulation plate 2b. The upper face 150 of the raised edge 115 of the second circulation plate 2b is in contact with the lower face 151 of the raised edge 115 of the first circulation plate 2a. This sealing is achieved in particular by brazing the circulation plates.
La figure 5 montre également la présence d’un flan périphérique 50 qui s’étend dans un plan parallèle au plan du fond 116 des plaques de circulation 2, 2a, 2b. Ce flan périphérique 50 fait le tour de chaque plaque de circulation 2. Une fois empilé, le flan périphérique 50 de la première plaque de circulation 2a est à une distance non-nulle du flan périphérique 50 de la deuxième plaque de circulation 2b. FIG. 5 also shows the presence of a peripheral blank 50 which extends in a plane parallel to the plane of the bottom 116 of the circulation plates 2, 2a, 2b. This peripheral blank 50 goes around each circulation plate 2. Once stacked, the peripheral blank 50 of the first circulation plate 2a is at a non-zero distance from the peripheral blank 50 of the second circulation plate 2b.
Le premier espace 20 est bordé d’un côté par la première plaque de circulation 2a et par la deuxième plaque de circulation 2b, tandis que le deuxième espace 21 est bordé par cette deuxième plaque de circulation 2a et par une troisième plaque de circulation 2c identique à la première plaque de circulation 2a. C’est ainsi qu’est formé l’alternance de premiers espace 20 avec les deuxième espace 21. The first space 20 is bordered on one side by the first circulation plate 2a and by the second circulation plate 2b, while the second space 21 is bordered by this second circulation plate 2a and by a third identical circulation plate 2c to the first circulation plate 2a. This is how the first spaces 20 are alternated with the second spaces 21.
Le premier espace 20 est réservé au fluide réfrigérant. Afin d’empêcher le liquide caloporteur de pénétrer dans ce premier espace 20, le collet 18 est ménagé autour de l’ouverture 130a de la deuxième plaque de circulation 2b. Le deuxième espace 21 est lui réservé à la circulation du liquide caloporteur dans le corps de chauffe 4. Ainsi, le premier collecteur 5a s’inscrit dans un volume tubulaire défini les premières ouvertures 130a ménagées dans les plaques de circulation 2. The first space 20 is reserved for the refrigerant. In order to prevent the heat transfer liquid from entering this first space 20, the collar 18 is formed around the opening 130a of the second circulation plate 2b. The second space 21 is reserved for the circulation of the heat transfer liquid in the heating body 4. Thus, the first manifold 5a is part of a tubular volume defined the first openings 130a formed in the circulation plates 2.
La figure 5 illustre l’adaptateur 8 selon un deuxième mode de réalisation. La première plaque terminale 3a présente une déformation qui correspond à l’adaptateur 8 selon ce deuxième mode de réalisation. L’adaptateur 8 est ainsi une déformation de la plaque qui présente un profil évasé le long de l’axe verticale v, de sorte que la première extrémité 30 de l’adaptateur 8 la plus proche du collecteur présente une section supérieure à la section de la deuxième extrémité 31 qui coopère avec la tubulure 6. FIG. 5 illustrates the adapter 8 according to a second embodiment. The first end plate 3a has a deformation which corresponds to the adapter 8 according to this second embodiment. The adapter 8 is thus a deformation of the plate which has a flared profile along the vertical axis v, so that the first end 30 of the adapter 8 closest to the manifold has a section greater than the section of the second end 31 which cooperates with tubing 6.
L’invention atteint ainsi le but qu’elle s’était fixée en reliant le collecteur à la tubulure, même si ces composants présentent une section significativement différente. Cette liaison fluidique se fait en réduisant les pertes de charge, ce qui contribue plus généralement à augmenter les performances de l’échangeur de chaleur. The invention thus achieves the goal it set for itself by connecting the manifold to the tubing, even if these components have a significantly different section. This fluid connection is made by reducing the pressure losses, which more generally contributes to increasing the performance of the heat exchanger.
L’invention ne saurait toutefois se limiter aux moyens et configurations exclusivement décrits et illustrés, et s’applique également à tous moyens ou configurations, équivalents et à toute combinaison de tels moyens ou configurations. Notamment, si l'invention a été décrite ici dans son application à un échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur, il va de soi qu'elle s'applique à toute forme et/ou dimension de l’adaptateur, du collecteur et de la tubulure, tant que ces deux derniers sont de section différente. The invention cannot however be limited to the means and configurations exclusively described and illustrated, and also applies to all means or configurations, equivalent and to any combination of such means or configurations. In particular, if the invention has been described here in its application to a coolant / heat transfer liquid heat exchanger, it goes without saying that it applies to any shape and / or dimension of the adapter, of the collector and of the tubing, as long as the latter two are of different section.

Claims

REVENDICATIONS
1. Echangeur de chaleur (i) comprenant un corps de chauffe (4) constitué d’une pluralité de plaques de circulation (2, 2a-2c) imbriquées les unes dans les autres et entre lesquelles sont formés des espaces (20, 21) configurés pour être parcourus par un fluide, le corps de chauffe (4) comprenant au moins un collecteur (5, 5a-5d) qui relie les espaces (20, 21), l’échangeur de chaleur (1) comprenant une tubulure (6) par laquelle le collecteur (5, 5a-5d) est raccordé à un circuit externe à l’échangeur de chaleur (1), caractérisé en ce que le collecteur (5, 5a-5d) présente une section de collecteur (25), la tubulure (6) présente une section de tubulure (26) différente de la section de collecteur (25), l’échangeur de chaleur (1) comprenant un adaptateur (8) interposé entre le collecteur (5) et la tubulure (6) et qui joint la section de collecteur (5) à la section de tubulure (26). 1. Heat exchanger (i) comprising a heating body (4) consisting of a plurality of circulation plates (2, 2a-2c) nested one inside the other and between which spaces are formed (20, 21) configured to be traversed by a fluid, the heating body (4) comprising at least one manifold (5, 5a-5d) which connects the spaces (20, 21), the heat exchanger (1) comprising a tube (6 ) by which the collector (5, 5a-5d) is connected to a circuit external to the heat exchanger (1), characterized in that the collector (5, 5a-5d) has a collector section (25), the tubing (6) has a tubing section (26) different from the manifold section (25), the heat exchanger (1) comprising an adapter (8) interposed between the manifold (5) and the tubing (6) and which joins the manifold section (5) to the tubing section (26).
2. Echangeur de chaleur (1) selon la revendication précédente, dans lequel l’adaptateur (8) présente un profil évasé. 2. Heat exchanger (1) according to the preceding claim, wherein the adapter (8) has a flared profile.
3. Echangeur de chaleur (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le corps de chauffe (4) comprend une première plaque terminale (3a), l’adaptateur (8) étant une déformation de la première plaque terminale (3a). 3. Heat exchanger (1) according to any one of the preceding claims, in which the heating body (4) comprises a first end plate (3a), the adapter (8) being a deformation of the first end plate ( 3a).
4. Echangeur de chaleur (1) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le corps de chauffe (4) comprend une première plaque terminale (3a), l’adaptateur (8) étant une pièce indépendante ayant une première extrémité (30) solidaire de la première plaque terminale (3a) et une deuxième extrémité (31) solidaire de la tubulure (6). 4. Heat exchanger (1) according to claim 1 or 2, wherein the heating body (4) comprises a first end plate (3a), the adapter (8) being an independent part having a first end (30) secured to the first end plate (3a) and a second end (31) secured to the tubing (6).
5. Echangeur de chaleur (1) selon la revendication 4, dans lequel l’adaptateur (8) comprend au moins une butée d’appui (12) contre la première plaque terminale5. Heat exchanger (1) according to claim 4, wherein the adapter (8) comprises at least one abutment for bearing (12) against the first end plate
(3a). (3a).
6. Echangeur de chaleur (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la plaque de circulation (2, 2a-2c) comprend au moins une ouverture (i3oa-i3od) qui délimite le collecteur (5, 5a-sd), l’ouverture (i3oa-i3od) comprenant au moins une arête (17) au moins en partie rectiligne. 6. Heat exchanger (1) according to any one of the preceding claims, in which the circulation plate (2, 2a-2c) comprises at least one opening (i3oa-i3od) which delimits the collector (5, 5a-sd ), the opening (i3oa-i3od) comprising at least one edge (17) at least partly straight.
7. Echangeur de chaleur (î) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la plaque de circulation (2, 2a-2c) comprend une première extrémité longitudinale (110) et une deuxième extrémité longitudinale (120), la plaque de circulation (2) comprenant au moins quatre ouvertures (i3oa-i3od) dont deux ouvertures (130a, i3od) sont ménagées à la première extrémité longitudinale (110) et deux autres ouvertures (130b, 130c) sont ménagées à la deuxième extrémité longitudinale (120). 7. Heat exchanger (î) according to any one of the preceding claims, in which the circulation plate (2, 2a-2c) comprises a first longitudinal end (110) and a second longitudinal end (120), the circulation (2) comprising at least four openings (i3oa-i3od) of which two openings (130a, i3od) are provided at the first longitudinal end (110) and two other openings (130b, 130c) are provided at the second longitudinal end (120 ).
8. Echangeur de chaleur (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la section de tubulure (26) est circulaire. 8. Heat exchanger (1) according to any one of the preceding claims, wherein the tubing section (26) is circular.
9. Echangeur de chaleur (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la section de collecteur (25) est oblongue. 9. Heat exchanger (1) according to any one of the preceding claims, in which the collector section (25) is oblong.
10. Echangeur de chaleur (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins deux plaques de circulation (2, 2a-2c) comprennent chacune un fond (116) et un bord relevé (115, nsa-nsh) qui entoure le fond (116), le fond (116) et le bord relevé (115, nsa-nsh) d’une première plaque de circulation (2a) et le fond (116) et le bord relevé (115, nsa-nsh) d’une deuxième plaque de circulation (2b) délimitant l’espace (20, 21), le bord relevé (115, nsa-nsh) de la première plaque de circulation (2a) étant relié de manière étanche au bord relevé (115, nsa-nsh) de la deuxième plaque de circulation (2b). 10. Heat exchanger (1) according to any one of the preceding claims, in which at least two circulation plates (2, 2a-2c) each comprise a bottom (116) and a raised edge (115, nsa-nsh) which surrounds the bottom (116), the bottom (116) and the raised edge (115, nsa-nsh) of a first circulation plate (2a) and the bottom (116) and the raised edge (115, nsa-nsh ) a second circulation plate (2b) delimiting the space (20, 21), the raised edge (115, nsa-nsh) of the first circulation plate (2a) being tightly connected to the raised edge (115 , nsa-nsh) of the second circulation plate (2b).
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