EP4643076A1 - Architecture d'ailette favorisant l'echange thermique - Google Patents

Architecture d'ailette favorisant l'echange thermique

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Publication number
EP4643076A1
EP4643076A1 EP23821612.1A EP23821612A EP4643076A1 EP 4643076 A1 EP4643076 A1 EP 4643076A1 EP 23821612 A EP23821612 A EP 23821612A EP 4643076 A1 EP4643076 A1 EP 4643076A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heat
heat exchanger
exchange surface
wall
heat exchange
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
EP23821612.1A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Ivan GRIMARDIAS
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.)
Thales SA
Original Assignee
Thales SA
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 Thales SA filed Critical Thales SA
Publication of EP4643076A1 publication Critical patent/EP4643076A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/14—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending longitudinally
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/40—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only inside the tubular element
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/003—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by using permeable mass, perforated or porous materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/06—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being attachable to the element
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W40/00—Arrangements for thermal protection or thermal control
    • H10W40/20—Arrangements for cooling
    • H10W40/22—Arrangements for cooling characterised by their shape, e.g. having conical or cylindrical projections
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2215/00—Fins
    • F28F2215/06—Hollow fins; fins with internal circuits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2215/00—Fins
    • F28F2215/10—Secondary fins, e.g. projections or recesses on main fins
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W40/00—Arrangements for thermal protection or thermal control
    • H10W40/40—Arrangements for thermal protection or thermal control involving heat exchange by flowing fluids
    • H10W40/43—Arrangements for thermal protection or thermal control involving heat exchange by flowing fluids by flowing gases, e.g. forced air cooling

Definitions

  • the invention relates to the cooling of a heat-producing element.
  • the invention finds application in the field of electrical machines and power electronics. Indeed, it is known that electronic equipment, computers, and electronics in general generate losses which result in the production of heat which must be evacuated. The evacuation of this heat, guaranteeing proper functioning of the elements mentioned above, therefore becomes a priority.
  • the invention finds a particular application in the field of on-board electronics where the trend is to increase the number of electrical equipment and therefore the on-board electrical power.
  • the invention relates more particularly to a cooling fin architecture for such a heat exchanger.
  • Heat exchangers are now known comprising a set of fins arranged in an axis of movement of a heat transfer flow for which heat exchange with a second fluid or the thermal element itself is desired, for example straight fins in the direction of an air flow passing through the heat exchanger using the fins to extract thermal energy to a fluid at a lower temperature, or a fluid using the fins to extract thermal energy generated by a electronic component.
  • the function of the fins is to allow heat exchange between two fluids, or a fluid and a solid heat-conducting element, these two elements being at different temperatures. More precisely, the fins are then interfaces used to improve the efficiency of exchanges between the elements mentioned, namely the two heat transfer fluids or the fluid and the solid element.
  • the main processes for producing such fins are stamping or folding, which limits the shapes, and therefore the performance of heat exchanges.
  • the invention aims to overcome all or part of the problems cited above by proposing fin shapes making it possible to increase the exchange surface between the thermal source, namely the solid element, and a sweeping heat transfer fluid. the heat exchanger, allowing the transfer of thermal energy.
  • This geometric evolution has the advantage of increasing the heat exchange surface, making it possible to improve heat exchange, while limiting any possible loss of load of the flow or heat transfer fluid passing through the heat exchanger, inducing a reduction in heat exchange.
  • the subject of the invention is a cooling device comprising at least one cooling fin, the device being configured to allow circulation of a heat transfer fluid along the at least one cooling fin according to a first direction, a heat exchange which can take place by convection between the at least one cooling fin and the heat transfer flow, the cooling fin comprising:
  • a heat exchange surface configured to allow heat exchange with the heat transfer fluid
  • the heat exchanger is connected to the first wall and the second wall.
  • the heat exchanger is defined so as to maximize the heat exchange surface.
  • the heat exchanger comprises a repetition of an elementary pattern.
  • the elementary pattern comprises a largest dimension of less than 12 millimeters.
  • the heat exchanger comprises an additional exchange surface, the additional exchange surface representing at least a quarter of the surface included in the cavity of the cooling fin according to the plane perpendicular to the direction of the heat transfer flow.
  • the elementary pattern is a polygonal pattern.
  • the polygonal pattern is open along at least one side of the polygonal pattern.
  • the elementary pattern comprises a broken vertex.
  • the elementary pattern comprises a folded vertex.
  • the heat exchanger comprises a second elementary pattern, the second elementary pattern being of dimensions smaller than the dimensions of the elementary pattern.
  • the second elementary pattern is a pattern identical to the elementary pattern.
  • the dimensions of the second elementary pattern are less than half compared to the dimensions of the elementary pattern.
  • the heat exchanger comprises a self-similar fractal structure.
  • the invention also relates to a method of manufacturing a cooling fin of the heat exchanger comprising an additional heat exchange surface, the method comprising the following steps:
  • the angular modification consisting of a creation of an isosceles triangle of large base the unit section of the additional exchange surface selected, in the first direction of modification, the isosceles triangle comprising two subdivided sides and of height equal to the length of the unit section of the selected additional exchange surface multiplied by a predefined factor k, the isosceles triangle being open on the large base,
  • the second direction of modification is substantially opposite to the first direction of modification.
  • Figure 1 represents a schematic sectional view of a cooling fin of a cooling device according to the invention
  • Figure 2 shows a schematic sectional view of the cooling fin in a second configuration
  • FIG.3 shows a schematic sectional view of the cooling fin in a third configuration
  • Figure 4 shows a schematic sectional view of the cooling fin in a fourth configuration
  • FIG.5B represents a schematic view of the cooling fin of Figure 4 according to a second variant
  • FIG.6 shows a schematic sectional view of the cooling fin in a fifth configuration
  • Figure 7 shows a schematic sectional view of the cooling fin in a sixth configuration
  • Figure 8 shows a schematic sectional view of the cooling fin in a seventh configuration
  • Figure 9 represents a method of producing a heat exchanger of a cooling fin of a cooling device according to the invention.
  • Figure 1 represents a schematic view of a cooling fin 12 of a cooling device 1 comprising at least one cooling fin 12 as shown.
  • the cooling device 1 is configured to allow circulation of a heat transfer fluid 2 along the at least one cooling fin 12 in a first direction D1 of flow of the heat transfer fluid 2.
  • a heat exchange can occur. operate by convection between the cooling fin 12 and the heat transfer flow 2.
  • the first direction D1 of flow of the heat transfer fluid 2 is parallel to the direction in which the cooling fin 12 develops.
  • the heat transfer fluid 2 which moves parallel to the first direction D1, crosses perpendicularly the cooling fin 12 along a plane P1 perpendicular to the first direction D1 so as to exchange by convection with the cooling fin 12.
  • this heat exchange is very efficient for the heat transfer fluid located near the cooling fin 12 whereas the heat exchange is less efficient, in comparison to the heat exchange by convection between the heat transfer fluid 2 located in direct proximity to the cooling fin 12 and the cooling fin 12 itself.
  • the first direction D1 intersects the direction of development of the cooling fin 12. It can also be envisaged that the heat transfer fluid 2 crosses the cooling fin in the first direction D1. cooling 12 before thermally exchanging with a second fluid of lower temperature.
  • the cooling fin 12 comprises a heat exchange surface 10 configured to allow heat exchange with the heat transfer fluid 2.
  • the heat exchange surface 10 is thus a heat-conducting surface making it possible to distribute the heat over the entire heat exchange surface by conduction in order to allow a heat exchange zone with the heat transfer fluid 2 all along the cooling fin 12.
  • the exchange surface thermal body 10 is thus a hot body which requires discharging a quantity of heat while the heat transfer fluid 2 is a cold body whose function is to exchange with the heat exchange surface 10 and to extract heat .
  • the heat exchange surface 10 advantageously comprises a thermally conductive material. And, this heat is transmitted from the heat exchange surface 10 to the heat transfer fluid 2 which passes through the cooling fin 12 by convection so as to evacuate the heat from the cooling device 1, this heat exchange occurring mainly along the heat exchange surface 10 and near the heat exchange surface 10.
  • the cooling fin also comprises a first wall 120 and a second wall 122 extending substantially parallel to the first direction D1 and in a plane substantially parallel to the first direction D1 and substantially perpendicular to the surface of heat exchange 10.
  • the first wall 120 and the second wall 122 are thus the supporting structure of the cooling fin 12.
  • the cooling fin comprises a cavity 124 between the first wall 120 and the second wall 122 in which the heat transfer fluid 2 circulates.
  • the heat transfer fluid 2 which exchanges thermally with the heat exchange surface 10, passes through the cooling fin 2 between the first wall 120 and the second wall 122 substantially parallel to the first direction D1.
  • first wall 120 and the second wall 122 so as to define a closed cavity 124 between the first wall 120 and the second wall 122 as shown in Figure 1. Therefore, the first wall 120 is connected to the second wall 122 via the heat exchange surface 10 but also by another upper connection 123.
  • the first wall 120 is connected to the second wall 122 only via the heat exchange surface 10. From then on, the upper connection 123 is no longer shown and the cavity communicates with a medium outside the cooling fin 12.
  • the heat exchange between the hot body, namely the heat exchange surface 10, and the cold body, namely the fluid heat carrier 2 is done efficiently along the heat exchange surface 10 and near the heat exchange surface 10. And, this efficiency of the heat exchange between the heat exchange surface 10 and the heat transfer fluid 2 decreases proportionally with respect to the distance between the heat transfer fluid 2 and the heat exchange surface 10.
  • the cooling fin 12 comprises a heat exchanger 14 included in the cavity 124 and connected to the heat exchange surface 10.
  • the heat exchanger 14 comprises a fractal structure represented in the plane P1 perpendicular to the first direction D1 of the heat transfer fluid 2.
  • the heat exchanger 14 is defined as a structure capable of increasing the heat exchange surface 10 or even maximizing the heat exchange surface 10.
  • the heat exchanger 14 is a heat exchange surface additional relative to the heat exchange surface 10 so as to also allow heat exchange by convection between the heat transfer fluid 2 and the heat exchanger 14.
  • the heat exchanger 14 also has a good conduction capacity of so that the heat included in the heat exchange surface 10 can be conducted into the heat exchanger 14. From then on, the exchange by convection no longer takes place only between the heat transfer fluid 2 and the heat exchange surface 10 but also between the heat transfer fluid 2 and the heat exchanger 14. Heat exchange by convection is thus improved.
  • the heat exchanger 14 includes within its structure a repetition of a simple elementary pattern 140.
  • this elementary pattern 140 is a diamond connected to the heat exchange surface 10.
  • fractal is therefore to be understood as a structure comprising only a repetition of a simple elementary pattern 140 extending into the cavity 124.
  • the fractal structure of the heat exchanger 14 is a structure fragmented by means of the elementary pattern 140.
  • the heat exchanger 14 also has the advantage, in addition to increasing the heat exchange surface with the heat transfer fluid 2 and improving the heat exchange with the heat transfer fluid 2, of not impact the heat transfer fluid 2 passing through the cooling fin. Indeed, positioning an object so as to face the movement of the heat transfer fluid 2 in the first direction D1 generally leads to a deviation in the movement of the heat transfer fluid 2, a loss of the flow speed of the heat transfer fluid 2 in the fin cooling and overall load loss. On a macroscopic scale, this reduction in the charge of the heat transfer fluid 2 passing through the cooling fin 12 and the heat exchanger 14 then results in a reduction in the flow rate of the heat transfer fluid 2 passing through the cavity 124 in particular.
  • the heat exchange between the heat exchange surface 10 or the heat exchanger 14 and the heat transfer fluid 2 is negatively impacted.
  • the fractal structure of the heat exchanger 14 has the advantage of improving the heat exchange without impacting, or only slightly impacting, the load linked to the heat transfer fluid 2 passing through the cooling fin.
  • the wall forming the fractal structure of the heat exchanger 14 is relatively weak so as not to deflect the movement of the heat transfer fluid 2 in the cavity 124. And, this fractal structure ensures good rigidity of the heat exchanger, in addition to its multiple attachment with the heat exchange surface 10.
  • the cooling fin according to the invention makes it possible, via the heat exchanger 14, to increase the overall heat exchange surface by limiting the pressure loss of the heat transfer fluid 2 passing through the cooling device. cooling 1.
  • connection upper 123 it can be envisaged to connect the heat exchanger 14 to the first wall 120 and to the second wall 122 by means of, for example, the connection upper 123.
  • the heat exchanger 14 can also be directly connected to the first wall 120 and to the second wall 122. This configuration more uniformly distributes the fixings of the heat exchanger 14 in the cavity 124 of the cooling fin 12 and improves the rigidity of the heat exchanger 14.
  • the first wall 120 and/or the second wall 122 conduct heat from the exchange surface thermal 10. Therefore, the overall heat exchange surface in the cooling fin consists of the heat exchange surface 10, the first wall 120, the second wall 122 and the heat exchanger 14. And , the heat exchanger 14 then allows better distribution of heat in the heat exchange surface 10, of the first wall 120, of the second wall 122 and of the heat exchanger 14 and particularly in the first wall 120 and in the second wall 122 or even in the upper connection 123.
  • the only thermal path allowing heat to be conducted from the heat exchange surface 10 to the upper connection 123 or even one end of the first wall 120 or the second wall 122 not directly connected to the heat exchange surface 10 is the thermal path passing through the end 120' of the first wall 120 and the end 122' of the second wall 122 connected directly to the heat exchange surface 10 and then passing through the entirety of the first wall 120 or the second wall 122.
  • the heat is then not fully transmitted and the upper connection 123 or the end of the first wall 120 or the second wall 122 not directly connected to the heat exchange surface 10 is relatively colder than the heat exchange surface 10, which degrades the heat exchange by convection with the heat transfer fluid 2 since the temperature differential is reduced.
  • the heat exchanger 14 makes it possible, through its fractal structure, to generate several thermal paths between different points of the heat exchange surface 10 and these same zones where the heat exchange is degraded, namely the connection upper 123 or the end of the first wall 120 or the second wall 122 not directly connected to the heat exchange surface 10, so as to be able to conduct more heat and therefore to improve the heat exchange between these zones and the heat transfer fluid 2 by convection.
  • the elementary pattern 140 is a diamond-type polygon.
  • This diamond shape has the advantage of being the most easily reproducible polygonal shape while increasing the total heat exchange surface in the cooling fin 12 in the available volume defined by the cavity 124.
  • the heat exchanger 14 is connected only to the first wall 120 or only to the second wall 122.
  • the elementary pattern 140 is an open polygonal pattern, that is to say that the polygon is open along one of its sides, as shown in Figure 3, where the elementary pattern 140 is a triangle of which one of its sides is not connected.
  • This configuration has the advantage of making it possible to increase the density of elementary elements 140 in the cavity 124 and to increase the additional heat exchange surface 142 generated by the presence of the heat exchanger 14.
  • the exchange surface additional heat 142 is thus the heat exchange surface with the heat transfer fluid 2 of the heat exchanger 14 only.
  • the deletion of the same side of the elementary pattern 140 of triangular shape has the advantage of making it possible to compress the elementary patterns 140 in one direction of the plane P1, namely a second direction D2 according to the configuration shown in Figure 3.
  • the elementary pattern 140 is hexagonal in shape.
  • the hexagonal shape offers the smallest perimeter to fill space compared to other known regular polygons. Indeed, of the three regular polygons mentioned previously allowing a space to be paved, namely cavity 124, the hexagon is the one which offers the smallest perimeter. And, this dimension of the hexagonal shape has the advantage of having a surface projected in the plane P1, linked to the same wall thickness between the different shapes, the smallest, which induces a lower pressure loss compared to other types of paving.
  • the hexagonal shape has the advantage of optimizing the front surface, that is to say the surface of the heat exchanger 14 in the plane P1, of the cooling fin 12 seen from the heat transfer fluid 2 entering the cooling device 1 in the predefined flow direction, relative to the contact surface of this same heat transfer fluid 2 along its path through the cavity 124 and the cooling device 1, optimizing the quantity of material used for this implementation.
  • the choice of the hexagon is linked to its capacity for “paving” a predefined zone, namely the cavity 124 of the cooling fin 12.
  • the zone is the front surface of the heat exchanger 14 according to the plane P1 relative to the direction of flow of the heat transfer fluid passing through the cavity 124 and the cooling fin 12.
  • Paving the cavity in the plane P1 is the way of filling a predefined area using an identical elementary pattern 140 without leaving “holes” or unused space between the shapes, or overflow of one elementary form or motif onto another.
  • the elementary pattern 140 can also be defined by a dimension other than its perimeter.
  • the elementary pattern 140 may include a larger dimension L, as shown in Figure 4, which represents the largest length included in the elementary pattern 140 observable in the plane P1 perpendicular to the first direction D1.
  • L the largest dimension included in the elementary pattern 140 observable in the plane P1 perpendicular to the first direction D1.
  • the greatest length of the elementary pattern can be interpreted as the length connecting two opposite vertices of the hexagon passing through the center of the hexagon.
  • the greatest length of the elementary pattern 140 is its diagonal.
  • this largest dimension L is a length less than twelve millimeters.
  • the greatest length of the elementary pattern 140 is between one millimeter and twelve millimeters.
  • the additional exchange surface 142 of the heat exchanger 14 represents at least a quarter of the projected surface included in the cavity 124 of the heat exchanger 14. cooling fin 12 in the plane P1 perpendicular to the direction D1 of the heat transfer flow 2.
  • the elementary pattern 140 can be a simple polygonal pattern like the patterns cited above or even be part of a non-exhaustive list including a heptagon, an octagon or even a decagon and other regular polygon.
  • one side 141 of the elementary pattern of polygonal shape is connected to the heat exchange surface 10 so as to improve the thermal connection between the heat exchanger 14 and the heat exchange surface 10.
  • each elementary pattern 140 connected to each other parallel to the heat exchange surface 10 is thermally connected via a side 141 improving the heat exchange between two adjacent elementary patterns 140 and therefore improving the thermal conductivity of the heat exchanger 14.
  • the elementary pattern 140 can therefore be a polygonal pattern which therefore includes broken sides 141 and vertices 142'.
  • the elementary pattern 140 includes, instead of the broken vertices 142', folded vertices 142”.
  • a broken vertex 142' thus presents an acute angle or an obtuse angle in the elementary pattern 140.
  • a folded vertex 142 highlights a folding angle or a fold angle.
  • Figure 7 represents a preferred configuration of the cooling fin 12 comprising the heat exchanger 14 whose fractal structure has an elementary pattern of polygonal shape comprising a plurality of sides 141 and broken vertices 142'.
  • the elementary pattern 140 can be compared to a snowflake type fractal pattern. More precisely, the elementary pattern 140 of the heat exchanger 14 in Figure 7 is based on a Von Koch type fractal geometry.
  • the elementary pattern 140 is obtained from a segment, for example a side 141, to which an elementary modification is applied recursively.
  • the total perimeter of the elementary pattern 140 is multiplied by a predefined value. As an indicative example, this value is four thirds.
  • the heat exchanger 14 comprises a fractal structure of the Von Koch flake type thus has the advantage of making it possible to increase the perimeter of the elementary pattern at each elementary modification step so as to increase the exchange surface.
  • additional 142 of the heat exchanger 14 and therefore improve the heat exchange capacity between the heat exchanger 14 and the heat transfer fluid 2.
  • any other form of elementary pattern of the fractal type respecting a deterministic rule can be considered in the heat exchanger 14.
  • deterministic rule we understand a repeated modification on the structure of the heat exchanger leading to the generation of an identical elementary pattern 140 throughout the heat exchanger 14.
  • the heat exchanger 14 may include a second motive elementary 144.
  • the second elementary pattern 144 is then of complementary shape and dimensions to the elementary pattern 140 included in the heat exchanger 14.
  • the second elementary pattern 144 is a star pattern whose shape is complementary to the elementary pattern 140 of Von Koch snowflake, which advantageously makes it possible to position the second elementary pattern 144 in the shape of a star between three elementary patterns 140 adjacent to each other.
  • the second elementary pattern 144 may be of dimensions smaller than the dimensions of the elementary pattern 140, as shown in FIG. 7.
  • the perimeter of the elementary pattern 140 in the form of a Von Koch snowflake is of greater value. higher than the perimeter of the second elementary star-shaped pattern 144.
  • the second elementary pattern 144 is a pattern identical to the elementary pattern 140.
  • the heat exchanger 14 then comprises an elementary pattern 140 and 144 but reproduced in two dimensions different. Therefore, it can also be envisaged that the dimensions of the second elementary pattern 144 are less than half compared to the dimensions of the elementary pattern 140.
  • the perimeter of the second elementary pattern 144 represents half of the perimeter of the elementary pattern 140.
  • Figure 9 represents a manufacturing process 1000 of the cooling fin 12 of Figure 7. More precisely, the manufacturing process 1000 focuses on the repetitive modification of a segment or a side 141 by shape self-similarity.
  • the manufacturing process 1000 by self-similarity is a repetition of geometric modification following a predefined logic at the different scales of the model, the latter being repeated on each sub-model appearing by the implementation place the geometric modification logic, repeating on the subdivisions created by the previous step, and so on.
  • the general shape of the additional heat exchange surface 142 of the heat exchanger 14 is defined by a succession of mathematical and/or geometric operations applied to an original layout of said heat exchanger 14.
  • the method 1000 comprises the following steps:
  • This unit section 146 is a length representing in the plane P1 the additional heat exchange surface 142 projected. It can be envisaged that this unitary section 146 is one side 141 of an elementary pattern 140 serving as a basis for the manufacture of a more complex fractal structure.
  • the angular modification 1004 of the unitary section 146 of the additional exchange surface 142 in a first direction of modification D3'.
  • the angular modification consists of creating an isosceles triangle 148 of large base the unit section 146 of the additional exchange surface 142 selected, in the first direction of modification D3'.
  • the isosceles triangle 148 then includes two subdivided sides 148’ and 148” and a height equal to the length of the unit section 146 of the selected additional exchange surface 142 multiplied by a predefined factor k. From then on, the isosceles triangle 148 is open on the large base.
  • the factor k is a value defined according to the desired angle between the two subdivided sides 148’ and 148”. Furthermore, the value of the factor k can be set fixedly or can be variable.
  • the second direction of modification D3 can be intersecting or parallel to the first direction of modification D3’.
  • steps 1006 and 1008 a selection step 1010 of the other subdivided side 148” among the two subdivided sides 148' and 148”, and an angular modification step 1012 on the other subdivided side 148” selected in the second modification direction D3”.
  • the method 1000 can also include a step of repeating the previous steps following the angular modification step 1012.
  • the first direction of modification D3' and the second direction of modification D3” are intersecting with respect to each other.
  • the geometric repetition of the elementary pattern and the linked geometric modification can also be considered to obtain a Mandelbrot set, a Serpihski carpet structure or a three-dimensional Serpihski cube structure or even a Julia set.
  • first direction of modification D3' and the second direction of modification D3” are parallel to each other and that the second direction of modification D3” is substantially opposite to the first direction of modification D3 '.
  • the number of geometric modifications of the fractal type that is to say the number of repetitions of steps 1002, 1004, 1006, 1008, 1010 and 1012, can be defined in advance, and for example included between one and six.
  • the limit on the number of repetitions or number of geometric modification applications is linked to the fine resolution of the machine used. This resolution increasing with the evolution of machines, a greater number of repetitions is possible in the future.
  • the example presented is linked to the current capabilities of the machines.
  • the angular modification consisting of the creation of the triangle can be replaced by an angular modification consisting of the creation of a square for example or even a rectangle or even a right triangle or even a triangular folding generating a fold angle as mentioned previously.
  • the heat exchange surface 10, the first wall 120, the second wall 122, the upper connection 123 or the heat exchanger 14 are obtained in a metallic material.
  • any material with good thermal conductivity can be considered.
  • any material having good rigidity can be considered.
  • the heat transfer fluid 2 is air.
  • any fluid, liquid or gas, with good thermal extraction capacity can be considered.
  • any fluid can be considered.
  • the invention therefore relates to a cooling device 1 comprising a plurality of cooling fins 12 exchanging by convection with a heat transfer fluid 2 so as to allow heat extraction from the cooling device towards the heat transfer fluid 2 and to a form of cooling fin comprising a heat exchanger 14 deduced from a geometric evolution of the fractal type by self-similarity of shape.
  • This fractal architecture has the advantage of making it possible to increase the heat exchange surface of the cooling fin and to improve the heat exchange without impacting the load of the heat transfer fluid 2 which passes through the cooling fin 12.
  • the invention solves the problem linked to increasing the heat exchange surface to optimize the heat exchange without significantly increasing the pressure losses linked to an increase in the frontal surface.
  • the applications are linked to the areas of heat exchange, typically between hot air coming from electronic equipment and a water network at a lower temperature.
  • the invention makes it possible to increase the efficiency of exchanges between these two fluids without constraining one or the other in terms of pressure losses. [0109] It can also be used to allow the cooling of an electronic component, by the shape of the fins used for heat dissipation towards a fluid such as water or air.
  • the means of producing such a cooling fin 12 and such a heat exchanger 14 comprising the fractal structure can be 3D printing, preferably metallic.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif de refroidissement (1) comprenant au moins une ailette de refroidissement (12), le dispositif (1) étant configuré pour permettre une circulation d'un fluide caloporteur (2) le long de l'au moins une ailette de refroidissement (12) selon une première direction (D1), un échange de chaleur pouvant s'opérer par convection entre l'au moins une ailette de refroidissement (12) et le flux caloporteur (2), l'ailette de refroidissement (12) comprenant : - Une surface d'échange thermique (10) configurée pour permettre l'échange de chaleur avec le fluide caloporteur (2), - Une première paroi (120) et une deuxième paroi (122), la première paroi (120) et la deuxième paroi (122) s'étendant selon un plan sensiblement parallèle à la première direction (D1) et sensiblement perpendiculaire par rapport à la surface d'échange thermique (10), - Une cavité (124) comprise entre la première paroi (120) et la deuxième paroi (122), le fluide caloporteur (2) circulant dans la cavité (124), - Un échangeur thermique (14) compris dans la cavité (124) et connecté à la surface d'échange thermique (10), l'échangeur thermique (14) ayant une structure fractale selon un plan (P1) perpendiculaire à la première direction (D1) du fluide caloporteur (2).

Description

DESCRIPTION
Architecture d’ailette favorisant l’échange thermique
[0001] L’invention concerne le refroidissement d’un élément produisant de la chaleur. L’invention trouve une application dans le domaine des machines électriques et de l’électronique de puissance. En effet, il est connu que les équipements électroniques, les calculateurs, et l’électronique de manière générale engendrent des pertes qui se traduisent par une production de chaleur qu’il est nécessaire d’évacuer. L’évacuation de cette chaleur, garantissant un bon fonctionnement des éléments cités précédemment, devient donc une priorité. L’invention trouve une application particulière dans le domaine l’électronique embarquée où la tendance est d’augmenter le nombre d’équipements électriques et donc la puissance électrique embarquée.
[0002] L’invention porte plus particulièrement sur une architecture d’ailette de refroidissement pour un tel échangeur thermique.
[0003] Actuellement, un grand nombre de systèmes électroniques sont équipés d’échangeurs thermiques, permettant d’évacuer la chaleur des éléments dissipant de l’énergie thermique vers une source d’évacuation de cette chaleur, afin de permettre à cette électronique de fonctionner dans des conditions optimales.
[0004] Il est aujourd’hui connu des échangeurs thermiques comprenant un ensemble d’ailettes disposées dans une axe de déplacement d’un flux caloporteur pour lequel l’échange thermique avec un second fluide ou l’élément thermique même est souhaité, par exemple des ailettes droites dans le sens d’un flux d’air traversant l’échangeur thermique se servant des ailettes pour extraire l’énergie thermique vers un fluide à température inférieure, ou un fluide utilisant les ailettes pour extraire l’énergie thermique générée par un composant électronique.
[0005] La fonction des ailettes est de permettre l’échange thermique entre deux fluides, ou un fluide et un élément solide conducteur de chaleur, ces deux éléments étant à des températures différentes. Plus précisément, les ailettes sont alors des interfaces servant à améliorer l’efficacité d’échanges entre les éléments cités, à savoir les deux fluides caloporteurs ou le fluide et l’élément solide.
[0006] L’utilisation d’un unique flux caloporteur balayant l’échangeur thermique est toutefois privilégié pour des raisons de compacité et de poids. En effet, l’ajout d’un second fluide caloporteur et de l’ensemble du circuit permettant la circulation de ce second fluide génère souvent un excédent de masse et de volume qu’il devient nécessaire de prendre en considération, surtout dans le domaine de l’aéronautique dans lequel la problématique principale est la gestion de la masse du véhicule.
[0007] Par conséquent, le refroidissement d’une machine électrique est aujourd’hui limité par des contraintes de masse et d’encombrement que l’état de l’art n’est pas capable de surmonter.
[0008] Ainsi, dans une configuration de refroidissement entre un fluide caloporteur opérant une extraction directe de la chaleur des ailettes de l’échangeur thermique, une surface d’échange en contact avec l’échangeur thermique et avec le fluide caloporteur, au niveau des ailettes de refroidissement, peut être identifiée pour permettre cette extraction thermique.
[0009] Dans le but d’améliorer cet échange, des recherches sont actuellement mises en oeuvre concernant la surface de contact de ces ailettes entre le fluide caloporteur sur lequel l’échange thermique est souhaité et l’élément solide servant à cet échange.
[0010] En outre, les principaux procédés de réalisation de telles ailettes sont l’emboutissage ou le pliage, ce qui limite les formes, et donc les performances des échanges thermiques.
[0011] Ainsi, il est actuellement difficile, voire impossible, pour des raisons techniques et de fabrication, d’améliorer cet échange thermique au niveau de la surface d’échange des ailettes de l’échangeur thermique.
[0012] L’invention vise à pallier tout ou partie des problèmes cités plus haut en proposant des formes d’ailettes permettant d’augmenter la surface d’échange entre la source thermique, à savoir l’élément solide, et un fluide caloporteur balayant l’échangeur thermique, permettant le transfert de l’énergie thermique. Cette évolution géométrique présente l’avantage d’augmenter la surface d’échange thermique, permettant d’améliorer l’échange thermique, tout en limitant une éventuelle perte de charge du flux ou fluide caloporteur traversant l’échangeur thermique, induisant à une diminution de l’échange thermique.
[0013] A cet effet, l’invention a pour objet un dispositif de refroidissement comprenant au moins une ailette de refroidissement, le dispositif étant configuré pour permettre une circulation d’un fluide caloporteur le long de l’au moins une ailette de refroidissement selon une première direction, un échange de chaleur pouvant s’opérer par convection entre l’au moins une ailette de refroidissement et le flux caloporteur, l’ailette de refroidissement comprenant :
- Une surface d’échange thermique configurée pour permettre l’échange de chaleur avec le fluide caloporteur,
- Une première paroi et une deuxième paroi, la première paroi et la deuxième paroi s’étendant selon un plan sensiblement parallèle à la première direction et sensiblement perpendiculaire par rapport à la surface d’échange thermique,
- Une cavité comprise entre la première paroi et la deuxième paroi, le fluide caloporteur circulant dans la cavité,
- Un échangeur thermique compris dans la cavité et connecté à la surface d’échange thermique, l’échangeur thermique ayant une structure fractale selon un plan perpendiculaire à la première direction du fluide caloporteur.
[0014] Selon un aspect de l’invention, l’échangeur thermique est relié à la première paroi et à la deuxième paroi.
[0015] Selon un aspect de l’invention, l’échangeur thermique est défini de sorte à maximiser la surface d’échange thermique.
[0016] Selon un aspect de l’invention, l’échangeur thermique comprend une répétition d’un motif élémentaire.
[0017] Selon un aspect de l’invention, le motif élémentaire comprend une plus grande dimension inférieure à 12 millimètres.
[0018] Selon un aspect de l’invention, l’échangeur thermique comprend une surface d’échange additionnelle, la surface d’échange additionnelle représentant au moins un quart de la surface comprise dans la cavité de l’ailette de refroidissement selon le plan perpendiculaire à la direction du flux caloporteur.
[0019] Selon un aspect de l’invention, le motif élémentaire est un motif polygonal. [0020] Selon un aspect de l’invention, le motif polygonal est ouvert selon au moins un côté du motif polygonal.
[0021] Selon un aspect de l’invention, le motif élémentaire comprend un sommet brisé.
[0022] Selon un aspect de l’invention, le motif élémentaire comprend un sommet plié.
[0023] Selon un aspect de l’invention, l’échangeur thermique comprend un deuxième motif élémentaire, le deuxième motif élémentaire étant de dimensions inférieures aux dimensions du motif élémentaire.
[0024] Selon un aspect de l’invention, le deuxième motif élémentaire est un motif identique au motif élémentaire.
[0025] Selon un aspect de l’invention, les dimensions du deuxième motif élémentaire sont inférieures de moitié par rapport aux dimensions du motif élémentaire.
[0026] Selon un aspect de l’invention, l’échangeur thermique comprend une structure fractale auto-similaire.
[0027] L’invention a également trait à un procédé de fabrication d’une ailette de refroidissement de l’échangeur thermique comprenant une surface d’échange thermique additionnelle, le procédé comprenant les étapes suivantes :
- Sélection d’une section unitaire de la surface d’échange additionnelle de l’échangeur thermique,
- Modification angulaire de la section unitaire de la surface d’échange additionnelle dans une première direction de modification, la modification angulaire consistant en une création d’un triangle isocèle de grande base la section unitaire de la surface d’échange additionnelle sélectionnée, dans la première direction de modification, le triangle isocèle comprenant deux côtés subdivisés et de hauteur égale à la longueur de la section unitaire de la surface d’échange additionnelle sélectionnée multipliée par un facteur k prédéfini, le triangle isocèle étant ouvert sur la grande base,
- Sélection d’un côté subdivisé parmi les deux côtés subdivisés,
- Modification angulaire du côté subdivisé sélectionné dans une deuxième direction de modification sécante à la première direction de modification,
- Sélection de l’autre côté subdivisé parmi les deux côtés subdivisés, - Modification angulaire de l’autre côté subdivisé sélectionné dans la deuxième direction de modification,
- Répétition des étapes précédentes.
[0028] Selon un aspect de l’invention, la deuxième direction de modification est sensiblement opposée à la première direction de modification.
[0029] L’invention sera mieux comprise et d’autres avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée d’un mode de réalisation donné à titre d’exemple, description illustrée par les dessins joints dans lequel :
[0030] [Fig.1] la figure 1 représente une vue schématique en coupe d’une ailette de refroidissement d’un dispositif de refroidissement selon l’invention ;
[0031] [Fig.2] la figure 2 représente une vue schématique en coupe de l’ailette de refroidissement selon une deuxième configuration ;
[0032] [Fig.3] la figure 3 représente une vue schématique en coupe de l’ailette de refroidissement selon une troisième configuration ;
[0033] [Fig.4] la figure 4 représente une vue schématique en coupe de l’ailette de refroidissement selon une quatrième configuration ;
[0034] [Fig.5A] la figure 5A représente une vue schématique de l’ailette de refroidissement de la figure 4 selon une première variante ;
[0035] [Fig.5B] la figure 5B représente une vue schématique de l’ailette de refroidissement de la figure 4 selon une deuxième variante ;
[0036] [Fig.6] la figure 6 représente une vue schématique en coupe de l’ailette de refroidissement selon une cinquième configuration ;
[0037] [Fig.7] la figure 7 représente une vue schématique en coupe de l’ailette de refroidissement selon une sixième configuration ;
[0038] [Fig.8] la figure 8 représente une vue schématique en coupe de l’ailette de refroidissement selon une septième configuration ;
[0039] [Fig.9] la figure 9 représente un procédé de réalisation d’un échangeur thermique d’une ailette de refroidissement d’un dispositif de refroidissement selon l’invention. [0040] Par souci de clarté, les mêmes éléments porteront les mêmes repères dans les différentes figures.
[0041] La figure 1 représente une vue schématique d’une ailette de refroidissement 12 d’un dispositif de refroidissement 1 comprenant au moins une ailette de refroidissement 12 telle que représentée. Le dispositif de refroidissement 1 est configuré pour permettre une circulation d’un fluide caloporteur 2 le long de l’au moins une ailette de refroidissement 12 selon une première direction D1 d’écoulement du fluide caloporteur 2. Ainsi, un échange de chaleur peut s’opérer par convection entre l’ailette de refroidissement 12 et le flux caloporteur 2. Dans une configuration préférentielle de l’invention, comme représenté en figure 1 , la première direction D1 d’écoulement du fluide caloporteur 2 est parallèle à la direction selon laquelle l’ailette de refroidissement 12 se développe. Autrement dit, le fluide caloporteur 2, qui se déplace parallèlement par rapport à la première direction D1 , traverse perpendiculairement l’ailette de refroidissement 12 selon un plan P1 perpendiculaire à la première direction D1 de sorte à échanger par convection avec l’ailette de refroidissement 12.
[0042] Et, cet échange de chaleur est très efficient pour le fluide caloporteur se trouvant à proximité de l’ailette de refroidissement 12 alors que l’échange de chaleur est moins efficient, en comparaison de l’échange de chaleur par convection entre le fluide caloporteur 2 se trouvant à proximité directe de l’ailette de refroidissement 12 et l’ailette de refroidissement 12 même.
[0043] En variante, il peut être envisagé que la première direction D1 soit sécante à la direction de développement de l’ailette de refroidissement 12. Il peut également être envisagé que le fluide caloporteur 2 traverse selon la première direction D1 l’ailette de refroidissement 12 avant d’échanger thermiquement avec un second fluide de température plus faible.
[0044] En outre, l’ailette de refroidissement 12 comprend une surface d’échange thermique 10 configurée pour permettre l’échange de chaleur avec le fluide caloporteur 2. La surface d’échange thermique 10 est ainsi une surface conductrice de chaleur permettant de répartir la chaleur sur toute la surface d’échange thermique par conduction en vue de permettre une zone d’échange thermique avec le fluide caloporteur 2 tout le long de l’ailette de refroidissement 12. La surface d’échange thermique 10 est ainsi un corps chaud qui nécessite de se décharger d’une quantité de chaleur alors que le fluide caloporteur 2 est un corps froid dont la fonction est d’échanger avec la surface d’échange thermique 10 et d’extraire de la chaleur. La surface d’échange thermique 10 comprend avantageusement un matériau thermiquement conducteur. Et, cette chaleur est transmise de la surface d’échange thermique 10 au fluide caloporteur 2 qui traverse l’ailette de refroidissement 12 par convection de sorte à évacuer la chaleur du dispositif de refroidissement 1 , cet échange thermique se produisant principalement le long de la surface d’échange thermique 10 et à proximité de la surface d’échange thermique 10.
[0045] L’ailette de refroidissement comprend également une première paroi 120 et une deuxième paroi 122 s’étendant sensiblement parallèlement à la première direction D1 et selon un plan sensiblement parallèle à la première direction D1 et sensiblement perpendiculaire par rapport à la surface d’échange thermique 10. La première paroi 120 et la deuxième paroi 122 sont ainsi la structure porteuse de l’ailette de refroidissement 12.
[0046] De plus, l’ailette de refroidissement comprend une cavité 124 comprise entre la première paroi 120 et la deuxième paroi 122 dans laquelle le fluide caloporteur 2 circule. Autrement dit, le fluide caloporteur 2, qui échange thermiquement avec la surface d’échange thermique 10, traverse l’ailette de refroidissement 2 entre la première paroi 120 et la deuxième paroi 122 de façon sensiblement parallèle à la première direction D1 .
[0047] Il peut être envisagé de relier la première paroi 120 et la deuxième paroi 122 de sorte à définir une cavité 124 fermée entre la première paroi 120 et la deuxième paroi 122 comme représenté en figure 1. Dès lors, la première paroi 120 est reliée à la deuxième paroi 122 par le biais de la surface d’échange thermique 10 mais aussi par une autre liaison supérieure 123.
[0048] En variante, la première paroi 120 est reliée à la deuxième paroi 122 uniquement par le biais de la surface d’échange thermique 10. Dès lors, la liaison supérieure 123 n’est alors plus représentée et la cavité communique avec un milieu extérieur à l’ailette de refroidissement 12.
[0049] Or, comme observé précédemment, l’échange de chaleur entre le corps chaud, à savoir la surface d’échange thermique 10, et le corps froid, à savoir le fluide caloporteur 2, se fait de manière efficiente le long de la surface d’échange thermique 10 et à proximité de la surface d’échange thermique 10. Et, cette efficience de l’échange de chaleur entre la surface d’change thermique 10 et le fluide caloporteur 2 décroit proportionnellement par rapport à la distance entre le fluide caloporteur 2 et la surface d’échange thermique 10.
[0050] Ainsi, de manière avantageuse, l’ailette de refroidissement 12 comprend un échangeur thermique 14 compris dans la cavité 124 et connecté à la surface d’échange thermique 10. L’échangeur thermique 14 comprend une structure fractale représentée dans le plan P1 perpendiculaire à la première direction D1 du fluide caloporteur 2.
[0051 ] Ainsi, l’échangeur thermique 14 est défini comme une structure apte à augmenter la surface d’échange thermique 10 voir maximiser la surface d’échange thermique 10. Autrement dit, l’échangeur thermique 14 est une surface d’échange thermique supplémentaire par rapport à la surface d’échange thermique 10 de sorte à permettre également un échange de chaleur par convection entre le fluide caloporteur 2 et l’échangeur thermique 14. En effet, l’échangeur thermique 14 présente également une bonne capacité de conduction de sorte que la chaleur comprise dans la surface d’échange thermique 10 peut être conduite dans l’échangeur thermique 14. Dès lors, l’échange par convection ne se fait plus uniquement entre le fluide caloporteur 2 et la surface d’échange thermique 10 mais également entre le fluide caloporteur 2 et l’échangeur thermique 14. L’échange de chaleur par convection est ainsi amélioré.
[0052] Ainsi, l’échangeur thermique 14 comprend au sein de sa structure une répétition d’un motif élémentaire 140 simple. Dans la configuration de la figure 1 , ce motif élémentaire 140 est un losange relié à la surface d’échange thermique 10.
[0053] Le terme « fractal >> est donc à comprendre comme une structure comprenant uniquement une répétition d’un motif élémentaire 140 simple s’étendant dans la cavité 124. Autrement dit, la structure fractale de l’échangeur thermique 14 est une structure morcelée par le biais du motif élémentaire 140.
[0054] En outre, l’échangeur thermique 14 présente également l’avantage, en plus d’augmenter la surface d’échange de chaleur avec le fluide caloporteur 2 et d’améliorer l’échange de chaleur avec le fluide caloporteur 2, de ne pas impacter le fluide caloporteur 2 traversant l’ailette de refroidissement. En effet, positionner un objet de sorte à faire face au déplacement du fluide caloporteur 2 selon la première direction D1 induit généralement à une déviation du déplacement du fluide caloporteur 2, une perte de la vitesse d’écoulement du fluide caloporteur 2 dans l’ailette de refroidissement et globalement à une perte de charge. A l’échelle macroscopique, cette diminution de la charge du fluide caloporteur 2 traversant l’ailette de refroidissement 12 et l’échangeur thermique 14 se traduit alors comme une diminution du débit du fluide caloporteur 2 traversant la cavité 124 notamment. Dès lors, l’échange de chaleur entre la surface d’échange thermique 10 ou l’échangeur thermique 14 et le fluide caloporteur 2 s’en trouve négativement impacté. Or, la structure fractale de l’échangeur thermique 14 présente l’avantage d’améliorer l’échange de chaleur sans impacter, ou en impactant faiblement, la charge liée au fluide caloporteur 2 traversant l’ailette de refroidissement.
[0055] En effet, la paroi formant la structure fractale de l’échangeur thermique 14 est relativement faible de sorte à ne pas dévier le déplacement du fluide caloporteur 2 dans la cavité 124. Et, cette structure fractale assure une bonne rigidité de l’échangeur thermique, en plus de sa fixation multiple avec la surface d’échange thermique 10.
[0056] Ainsi, l’ailette de refroidissement selon l’invention permet, par l’intermédiaire de l’échangeur thermique 14 d’augmenter la surface d’échange thermique globale en limitant la perte de charge du fluide caloporteur 2 traversant le dispositif de refroidissement 1 .
[0057] En variante, et afin d’améliorer la rigidité de l’échangeur thermique 14, il peut être envisagé de connecter l’échangeur thermique 14 à la première paroi 120 et à la deuxième paroi 122 par le biais par exemple de la liaison supérieure 123.
[0058] Selon un deuxième exemple de configuration, représenté en figure 2, l’échangeur thermique 14 peut également être directement relié à la première paroi 120 et à la deuxième paroi 122. Cette configuration répartie plus uniformément les fixations de l’échangeur thermique 14 dans la cavité 124 de l’ailette de refroidissement 12 et améliore la rigidité de l’échangeur thermique 14.
[0059] De plus, il peut également être envisagé que la première paroi 120 et/ou la deuxième paroi 122 soient conductrices de chaleur à partir de la surface d’échange thermique 10. Dès lors, la surface d’échange thermique globale dans l’ailette de refroidissement se compose de la surface d’échange thermique 10, de la première paroi 120, de la deuxième paroi 122 et de l’échangeur thermique 14. Et, l’échangeur thermique 14 permet alors une meilleure répartition de la chaleur dans la surface d’échange thermique 10, de la première paroi 120, de la deuxième paroi 122 et de l’échangeur thermique 14 et particulièrement dans la première paroi 120 et dans la deuxième paroi 122 voire dans la liaison supérieure 123.
[0060] En effet, comme énoncé précédemment, plus la distance entre deux corps est grande, plus l’échangeur de chaleur est difficile. Or, c’est également le cas pour la conduction entre la surface d’échange thermique 10 qui est le corps chaud et, par exemple, la liaison supérieure 123 ou encore une extrémité de la première paroi 120 ou de la deuxième paroi 122 non directement connectée à la surface d’échange thermique 10.
[0061] Dès lors, en l’absence de l’échangeur thermique 14, l’unique chemin thermique permettant à de la chaleur d’être conduite de la surface d’échange thermique 10 à la liaison supérieure 123 ou encore une extrémité de la première paroi 120 ou de la deuxième paroi 122 non directement connectée à la surface d’échange thermique 10 est le chemin thermique passant par l’extrémité 120’ de la première paroi 120 et l’extrémité 122’ de la deuxième paroi 122 reliée directement à la surface d’échange thermique 10 et traversant ensuite l’entièreté de la première paroi 120 ou de la deuxième paroi 122.
[0062] Or, la chaleur n’est alors pas intégralement transmise et la liaison supérieure 123 ou encore l’extrémité de la première paroi 120 ou de la deuxième paroi 122 non directement connectée à la surface d’échange thermique 10 est relativement plus froide que la surface d’échange thermique 10, ce qui dégrade l’échange de chaleur par convection avec le fluide caloporteur 2 puisque le différentiel de température est réduit.
[0063] L’échangeur thermique 14 permet, par le biais de sa structure fractale, de générer plusieurs chemins thermiques entre différents points de la surface d’échange thermique 10 et ces mêmes zones où l’échange thermique est dégradé, à savoir la liaison supérieure 123 ou encore l’extrémité de la première paroi 120 ou de la deuxième paroi 122 non directement connectée à la surface d’échange thermique 10, de sorte à pouvoir conduire plus de chaleur et donc de permettre d’améliorer l’échange de chaleur entre ces zones et le fluide caloporteur 2 par convection.
[0064] En outre, comme représenté en figure 1 et en figure 2, le motif élémentaire 140 est un polygone de type losange. Cette forme de losange présente l’avantage d’être la forme polygonale la plus facilement reproductible tout en augmentant la surface d’échange thermique totale dans l’ailette de refroidissement 12 dans le volume disponible défini par la cavité 124.
[0065] Selon une variante, il peut être envisagé que l’échangeur thermique 14 soit relié uniquement à la première paroi 120 ou uniquement à la deuxième paroi 122.
[0066] En outre, il peut également être envisagé que le motif élémentaire 140 soit un motif polygonal ouvert, c’est-à-dire que le polygone est ouvert selon l’un de ses côtés, comme représenté en figure 3, où le motif élémentaire 140 est un triangle dont l’un de ses côtés n’est pas relié. Cette configuration présente l’avantage de permettre d’augmenter la densité d’éléments élémentaires 140 dans la cavité 124 et d’augmenter la surface d’échange thermique additionnelle 142 générée par la présence de l’échangeur thermique 14. La surface d’échange thermique additionnelle 142 est ainsi la surface d’échange thermique avec le fluide caloporteur 2 de l’échangeur thermique 14 uniquement.
[0067] En effet, dans la plan P1 , la suppression d’un même côté du motif élémentaire 140 de forme triangulaire présente l’avantage de permettre de compresser les motifs élémentaires 140 selon une direction du plan P1 , à savoir une deuxième direction D2 selon la configuration représentée en figure 3.
[0068] Dès lors, un plus grand nombre de motif élémentaire 140 peut être envisagé dans la structure de l’échangeur thermique 14 et la surface d’échange thermique additionnelle 142 est augmentée, améliorant l’échange de chaleur par convection avec le fluide caloporteur 2.
[0069] Comme représenté en figure 4, il peut également être envisagé que le motif élémentaire 140 soit de forme hexagonale. La forme hexagonale offre le plus petit périmètre pour remplir en espace par rapport aux autres polygones réguliers connus. En effet, des trois polygones réguliers cités précédemment permettant de paver un espace, à savoir la cavité 124, l’hexagone est celui qui offre le plus petit périmètre. Et, cette dimension de la forme hexagonale présente l’intérêt d’avoir une surface projetée dans la plan P1 , liée à une même épaisseur de paroi entre les différentes formes, la plus réduite, ce qui induit une perte de charge plus faible comparativement aux autres types de pavage.
[0070] Ainsi, la forme hexagonale présente l’avantage d’optimiser la surface frontale, c’est-à-dire la surface de l’échangeur thermique 14 dans le plan P1 , de l’ailette de refroidissement 12 vue du fluide caloporteur 2 entrant dans le dispositif de refroidissement 1 dans le sens d’écoulement prédéfini, par rapport à la surface de contact de ce même fluide caloporteur 2 le long de son trajet à travers la cavité 124 et le dispositif de refroidissement 1 , en optimisant la quantité de matière utilisée pour cette mise en oeuvre.
[0071] Le choix de l’hexagone est lié à sa capacité de « pavage » d’une zone prédéfinie, à savoir la cavité 124 de l’ailette de refroidissement 12. La zone est la surface frontale de l’échangeur thermique 14 selon le plan P1 par rapport au sens d’écoulement du fluide caloporteur traversant la cavité 124 et l’ailette de refroidissement 12.
[0072] Le pavage de la cavité dans le plan P1 est la manière de remplir une zone prédéfinie à l’aide d’un motif élémentaire 140 identique sans que cela ne laisse de « trous » ou d’espace non utilisé entre les formes, ou de débordement d’une forme ou motif élémentaire sur l’autre.
[0073] En outre, le motif élémentaire 140 peut également être défini par une autre dimension que son périmètre. A titre d’exemple indicatif, le motif élémentaire 140 peut comprendre une plus grande dimension L, comme représentée en figure 4, qui représente la longueur la plus grande comprise dans le motif élémentaire 140 observable dans le plan P1 perpendiculaire à la première direction D1. Dans le cas de la figure 4, pour laquelle le motif élémentaire 140 est un motif hexagonal, la plus grande longueur du motif élémentaire peut être interprétée comme la longueur reliant deux sommets opposés de l’hexagone en passant par le centre de l’hexagone.
[0074] Dans le cas d’un motif élémentaire 140 dont la forme polygonale comprendre quatre côtés, comme représenté en figure 1 , la plus grande longueur du motif élémentaire 140 est sa diagonale. [0075] Et, cette plus grande dimension L est une longueur inférieure à douze millimètres. A titre d’exemple indicatif, la plus grande longueur du motif élémentaire 140 est comprise entre un millimètre et douze millimètres.
[0076] Ainsi, il peut être envisagé, grâce aux faibles dimensions des motifs élémentaires 140, que la surface d’échange additionnelle 142 de l’échangeur thermique 14 représente au moins un quart de la surface projetée comprise dans la cavité 124 de l’ailette de refroidissement 12 dans le plan P1 perpendiculaire à la direction D1 du flux caloporteur 2.
[0077] Comme énoncé précédemment, le motif élémentaire 140 peut être un motif polygonal simple comme les motifs cités précédemment ou encore faire partie d’une liste non exhaustive comprenant un heptagone, un octogone ou encore un décagone et autre polygone régulier.
[0078] En outre, concernant les formes de motif élémentaire 140 à plus de quatre côtés, et préférentiellement dans une configuration avec un motif élémentaire hexagonal, il peut être envisagé différentes configurations de liaison thermique entre la surface d’échange thermique 10 et la surface d’échange thermique additionnelle 142 de l’échangeur thermique 14.
[0079] En effet, comme représenté en figure 5A, il peut être envisagé qu’un côté 141 du motif élémentaire de forme polygonale, et dans le cas de la figure 5A de forme hexagonal, soit relié à la surface d’échange thermique 10 de sorte à améliorer la liaison thermique entre l’échangeur thermique 14 et la surface d’échange thermique 10.
[0080] Selon une variante représentée en figure 5B, il peut également être envisagé que la liaison thermique entre l’échangeur thermique 14 et la surface d’échange thermique 10 se fasse par le biais d’un sommet 142’. Dès lors, chaque motif élémentaire 140 relié entre eux parallèlement à la surface d’échange thermique 10 est thermiquement relié par le biais d’un côté 141 améliorant l’échange thermique entre deux motifs élémentaires 140 adjacents et améliorant donc la conductivité thermique de l’échangeur thermique 14.
[0081] Comme énoncé précédemment, le motif élémentaire 140 peut donc être un motif polygonal qui comprend donc des côtés 141 et des sommets 142’ brisés. [0082] Néanmoins, il peut également être envisagé, comme représenté en figure 6, que le motif élémentaire 140 comprennent, à la place des sommets brisés 142’, des sommets pliés 142”. Un sommet brisé 142’ présente ainsi un angle aigu ou un angle obtus dans le motif élémentaire 140. A l’inverse, un sommet plié 142” met en évidence un angle de pliage ou un angle de pli.
[0083] La figure 7 représente une configuration préférentielle de l’ailette de refroidissement 12 comprenant l’échangeur thermique 14 dont la structure fractale présente un motif élémentaire de forme polygonale comprenant une pluralité de côtés 141 et de sommets 142’ brisé. En outre, le motif élémentaire 140 peut être assimilé à un motif fractal de type flocon. Plus précisément, le motif élémentaire 140 de l’échangeur thermique 14 de la figure 7 se base sur une géométrie fractale de type Von Koch.
[0084] Autrement dit, le motif élémentaire 140 est obtenu à partir d’un segment, par exemple un côté 141 , sur lequel une modification élémentaire est appliquée de façon récursive. De plus, chaque fois qu’est appliquée la modification élémentaire sur chaque segment de droite, à savoir un côté 141 , le périmètre total du motif élémentaire 140 est multiplié par une valeur prédéfinie. A titre d’exemple indicatif, cette valeur est de quatre tiers.
[0085] Le fait que l’échangeur thermique 14 comprenne une structure fractale de type flocon Von Koch présente ainsi l’avantage de permettre d’augmenter le périmètre du motif élémentaire à chaque étape de modification élémentaire de sorte à augmenter la surface d’échange additionnelle 142 de l’échangeur thermique 14 et donc d’améliorer le capacité d’échange de chaleur entre l’échangeur thermique 14 et le fluide caloporteur 2.
[0086] En variante, toute autre forme de motif élémentaire de type fractale respectant une règle déterministe peut être envisagée dans l’échangeur thermique 14. On comprend par règle déterministe une modification répétée sur la structure de l’échangeur thermique amenant à la génération d’un motif élémentaire 140 identique dans l’entièreté de l’échangeur thermique 14.
[0087] En outre, afin de remplir du mieux possible l’espace disponible dans la cavité 124, c’est-à-dire la surface entre la première paroi 120 et la deuxième paroi 122 dans le plan P1 , l’échangeur thermique 14 peut comprendre un deuxième motif élémentaire 144. Le deuxième motif élémentaire 144 est alors de forme et de dimensions complémentaires du motif élémentaire 140 compris dans l’échangeur thermique 14. Ainsi, à titre d’exemple indicatif, dans la configuration représentée en figure 7, le deuxième motif élémentaire 144 est un motif d’étoile dont la forme est complémentaire du motif élémentaire 140 de flocon Von Koch, ce qui permet avantageusement de positionner le deuxième motif élémentaire 144 en forme d’étoile entre trois motifs élémentaires 140 adjacents les uns des autres.
[0088] En outre, le deuxième motif élémentaire 144 peut être de dimensions inférieures aux dimensions du motif élémentaire 140, comme il est représenté en figure 7. En effet, le périmètre du motif élémentaire 140 en forme de flocon Von Koch est de valeur plus élevé que le périmètre du deuxième motif élémentaire 144 de forme d’étoile.
[0089] De plus, il peut être envisagé, comme représenté en figure 8, que le deuxième motif élémentaire 144 soit un motif identique au motif élémentaire 140. L’échangeur thermique 14 comprend alors un motif élémentaire 140 et 144 mais reproduit selon deux dimensions différentes. Dès lors, il peut également être envisagé que les dimensions du deuxième motif élémentaire 144 soient inférieures de moitié par rapport aux dimensions du motif élémentaire 140. Ainsi, le périmètre du deuxième motif élémentaire 144 représente la moitié du périmètre du motif élémentaire 140. Cette configuration présente l’intérêt de permettre une excellente répartition de la structure fractale dans l’échangeur thermique 14 tout en facilitant l’usinage de l’échangeur thermique 14.
[0090] D’autres proportions entre le motif élémentaire 140 et le deuxième motif élémentaire 144 peuvent être également envisagées.
[0091] En outre, la figure 9 représente un procédé de fabrication 1000 de l’ailette de refroidissement 12 de la figure 7. Plus précisément, le procédé de fabrication 1000 se concentre sur la modification répétitive d’un segment ou d’un côté 141 par autosimilarité de forme.
[0092] Le procédé de fabrication 1000 par autosimilarité est une répétition de modification géométrique suivant une logique prédéfinie aux différentes échelles du modèle, celui-ci se répétant sur chaque sous-modèle apparaissant par la mise en place de la logique de modification géométrique, se répétant sur les subdivisions créer par l’étape précédente, et ainsi de suite.
[0093] La forme générale de la surface d’échange thermique additionnelle 142 de l’échangeur thermique 14 se définie par une succession d’opérations mathématiques et ou géométriques appliquées sur un tracé originel dudit échangeur thermique 14.
[0094] Le procédé 1000 comprend les étapes suivantes :
- Une sélection 1002 d’une section unitaire 146 de la surface d’échange additionnelle 142 de l’échangeur thermique 14. Cette section unitaire 146 est une longueur représentant dans le plan P1 la surface d’échange thermique additionnelle 142 projetée. Il peut être envisagé que cette section unitaire 146 soit un côté 141 d’un motif élémentaire 140 servant de base à la fabrication d’une structure fractale plus complexe.
- Une modification angulaire 1004 de la section unitaire 146 de la surface d’échange additionnelle 142 dans une première direction de modification D3’. La modification angulaire consiste en une création d’un triangle isocèle 148 de grande base la section unitaire 146 de la surface d’échange additionnelle 142 sélectionnée, dans la première direction de modification D3’. Le triangle isocèle 148 comprend alors deux côtés subdivisés 148’ et 148” et une hauteur égale à la longueur de la section unitaire 146 de la surface d’échange additionnelle 142 sélectionnée multipliée par un facteur k prédéfini. Dès lors, le triangle isocèle 148 est ouvert sur la grande base.
Le facteur k est une valeur définie en fonction de l’angle souhaité entre les deux côtés subdivisés 148’ et 148”. En outre, la valeur du facteur k peut être définie de manière fixe ou peut être variable.
- S’en suit alors une étape de sélection 1006 d’un côté subdivisé 148’ parmi les deux côtés subdivisés 148’, 148”, puis une modification angulaire 1008 du côté subdivisé 148’ sélectionné dans une deuxième direction de modification D3”. Selon un aspect de l’invention, la deuxième direction de modification D3” peut être sécante ou parallèle à la première direction de modification D3’. La grande base de ce nouveau triangle isocèle 149, à savoir le côté subdivisé 148’, est alors ouverte.
Et de façon similaire aux étapes 1006 et 1008, une étape de sélection 1010 de l’autre côté subdivisé 148” parmi les deux côtés subdivisés 148’ et 148”, et une étape de modification angulaire 1012 de l’autre côté subdivisé 148” sélectionné dans la deuxième direction de modification D3”.
[0095] De plus, le procédé 1000 peut également comprendre une étape de répétition des étapes précédentes à la suite de l’étape de modification angulaire 1012.
[0096] Afin de générer une structure fractale de type flocon Von Koch, la première direction de modification D3’ et la deuxième direction de modification D3” sont sécantes l’une par rapport à l’autre. Néanmoins, la répétition géométrique du motif élémentaire et de la modification géométrique liée peut également être envisagée pour obtenir un ensemble de Mandelbrot, une structure de tapis de Serpihski ou une structure de cube de Serpihski en trois dimensions ou encore un ensemble de Julia.
[0097] En variante, il peut également être envisagé que la première direction de modification D3’ et la deuxième direction de modification D3” soient parallèles entre elles et que la deuxième direction de modification D3” soit sensiblement opposée à la première direction de modification D3’.
[0098] Autrement dit, il est peut être envisagé, par le biais du procédé de fabrication 1000, de générer à partir d'un segment de droite, à savoir la section unitaire 146, en modifiant récursivement chaque segment de droite de la façon suivante :
[0099] En divisant dans un premier temps le segment de droite, c’est-à-dire la section unitaire 146, en deux segments de longueurs égales, à savoir les deux côtés subdivisés 148’ et 148”, puis en construisant un triangle quelconque ayant pour base le segment initial sélectionné, puis en supprimant le segment de droite qui était la base du triangle lors de la construction du triangle.
[0100] Il est ainsi possible de répéter ces étapes dans la deuxième direction de modification D3”.
[0101] En outre, le nombre de modification géométrique de type fractale, c’est-à-dire le nombre de répétition des étapes 1002, 1004, 1006, 1008, 1010 et 1012, peut être défini en avance, et par exemple compris entre un et six. La limite du nombre des répétitions ou nombre d’applications de modification géométrique est liée à la finesse de résolution de la machine utilisée. Cette résolution augmentant avec l’évolution des machines, un plus grand nombre de répétitions est possible dans le futur. L’exemple présenté est lié aux capacités actuelles des machines. [0102] De plus, la modification angulaire consistant en la création du triangle peut être remplacée par une modification angulaire consistant en la création d’un carré par exemple ou encore d’un rectangle ou encore d’un triangle rectangle ou encore un pliage triangulaire générant un angle de pli comme mentionné précédemment.
[0103] A titre d’exemple indicatif, il peut être envisagé que la surface d’échange thermique 10, la première paroi 120, la deuxième paroi 122, la liaison supérieure 123 ou l’échangeur thermique 14 soient obtenus dans un matériau métallique. En variante tout matériau disposant d’une bonne conductivité thermique peut être envisagé. En variante, tout matériau présentant une bonne rigidité peut être envisagé.
[0104] A titre d’exemple indicatif, il peut être envisagé que le fluide caloporteur 2 soit de l’air. En variante, tout fluide, liquide ou gazeux, disposant d’une bonne capacité d’extraction thermique peut être envisagé. En variante, tout fluide peut être envisagé.
[0105] L’invention a donc trait à un dispositif de refroidissement 1 comprenant une pluralité d’ailettes de refroidissement 12 échangeant par convection avec un fluide caloporteur 2 de sorte à permettre une extraction de chaleur du dispositif de refroidissement en direction du fluide caloporteur 2 et à une forme d’ailette de refroidissement comprenant un échangeur thermique 14 déduit d’une évolution géométrique de type fractale par autosimilarité de forme. Cette architecture fractale présente l’avantage de permettre d’augmenter la surface d’échange thermique de l’ailette de refroidissement et d’améliorer l’échange de chaleur sans impacter la charge du fluide caloporteur 2 qui traverse l’ailette de refroidissement 12. Autrement dit, l’invention résout le problème lié à l’augmentation de la surface d’échange thermique pour optimiser l’échange thermique sans augmenter significativement les pertes de charge liées à une augmentation de la surface frontale.
[0106] Les applications sont liées aux domaines de l’échange thermique, typiquement entre de l’air chaud provenant d’équipements électroniques et un réseau d’eau à température inférieure.
[0107] En outre, il peut également être envisagé un fonctionnement à partir de deux fluides échangeant thermiquement.
[0108] L’invention permet d’augmenter l’efficacité d’échanges entre ces deux fluides sans contraindre l’un ou l’autre en termes de pertes de charges. [0109] Elle peut aussi servir pour permettre le refroidissement d’un composant électronique, par la forme des ailettes servant à la dissipation thermique vers un fluide comme l’eau ou l’air.
[0110] A titre d’exemple indicatif, le moyen de réalisation d’une telle ailette de refroidissement 12 et d’un tel échangeur thermique 14 comprenant la structure fractale peut être l’impression 3D, métallique de préférence.
[0111] Une extraction de ces profils par filières d’extrusion métallique est également envisageable.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de refroidissement (1 ) comprenant au moins une ailette de refroidissement (12), le dispositif étant configuré pour permettre une circulation d’un fluide caloporteur (2) le long de l’au moins une ailette de refroidissement selon une première direction (D1 ), un échange de chaleur pouvant s’opérer par convection entre l’au moins une ailette de refroidissement (12) et le flux caloporteur (2), l’ailette de refroidissement (12) comprenant :
Une surface d’échange thermique (10) configurée pour permettre l’échange de chaleur avec le fluide caloporteur (2),
Une première paroi (120) et une deuxième paroi (122), la première paroi (120) et la deuxième paroi (122) s’étendant selon un plan sensiblement parallèle à la première direction (D1 ) et sensiblement perpendiculaire par rapport à la surface d’échange thermique (10),
Une cavité (124) comprise entre la première paroi (120) et la deuxième paroi (122), le fluide caloporteur (2) circulant dans la cavité (124),
Un échangeur thermique (14) compris dans la cavité (126) et connecté à la surface d’échange thermique (10), l’échangeur thermique (14) ayant une structure fractale selon un plan perpendiculaire (P1 ) à la première direction (D1 ) du fluide caloporteur (2), l’échangeur thermique (14) comprenant une répétition d’un motif élémentaire (140), une plus grande dimension du motif élémentaire étant inférieure à 12 millimètres.
2. Dispositif de refroidissement (1 ) selon la revendication 1 , dans lequel l’échangeur thermique (14) est relié à la première paroi (120) et à la deuxième paroi (122).
3. Dispositif de refroidissement (1 ) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l’échangeur thermique (14) est configuré pour maximiser la surface d’échange thermique (10).
4. Dispositif de refroidissement (1 ) selon la revendication 1 , dans lequel le motif élémentaire (140) comprend un sommet brisé (142’).
5. Dispositif de refroidissement (1 ) selon la revendication 1 , dans lequel le motif élémentaire (140) comprend un sommet plié (142”).
6. Dispositif de refroidissement (1 ) selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel l’échangeur thermique (14) comprend un deuxième motif élémentaire (144), le deuxième motif élémentaire (144) étant de dimensions inférieures aux dimensions du motif élémentaire (140).
7. Dispositif de refroidissement (1 ) selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel l’échangeur thermique (14) comprend une surface d’échange additionnelle (142), la surface d’échange additionnelle (142) représentant au moins un quart de la surface comprise dans la cavité (124) de l’ailette de refroidissement (12) selon le plan (P1 ) perpendiculaire à la direction (D1) du flux caloporteur (2).
8. Dispositif de refroidissement (1 ) selon la revendication 1 à 7, dans lequel le motif élémentaire (140) est un motif polygonal.
9. Dispositif de refroidissement (1 ) selon la revendication 8, dans lequel le motif polygonal est ouvert selon au moins un côté du motif polygonal.
10. Dispositif de refroidissement (1 ) selon la revendication 6, dans lequel le deuxième motif élémentaire (144) est un motif identique au motif élémentaire (140).
11. Dispositif de refroidissement (1 ) selon la revendication 10, dans lequel les dimensions du deuxième motif élémentaire (144) sont inférieures de moitié par rapport aux dimensions du motif élémentaire (140).
12. Dispositif de refroidissement (1 ) selon l’une des revendications 1 à 11 , dans lequel l’échangeur thermique (14) comprend une structure fractale auto-similaire.
13. Procédé de fabrication (1000) d’une ailette de refroidissement (12) d’un dispositif de refroidissement (1 ) selon l’une des revendications précédentes, l’échangeur thermique (14) comprenant une surface d’échange thermique additionnelle (142), le procédé comprenant les étapes suivantes :
Sélection (1002) d’une section unitaire (146) de la surface d’échange additionnelle (142) de l’échangeur thermique (14),
Modification angulaire (1004) de la section unitaire (146) de la surface d’échange additionnelle (142) dans une première direction de modification (D3’), la modification angulaire consistant en une création d’un triangle isocèle (148) de grande base la section unitaire (146) de la surface d’échange additionnelle (142) sélectionnée, dans la première direction de modification (D3’), le triangle isocèle (148) comprenant deux côtés subdivisés (148’, 148”) et de hauteur égale à la longueur de la section unitaire (146) de la surface d’échange additionnelle (142) sélectionnée multipliée par un facteur k prédéfini, le triangle isocèle (148) étant ouvert sur la grande base,
Sélection (1006) d’un côté subdivisé (148’) parmi les deux côtés subdivisés (148’, 148”),
Modification angulaire (1008) du côté subdivisé (148’) sélectionné dans une deuxième direction de modification (D3”) sécante à la première direction de modification (D3’),
Sélection (1010) de l’autre côté subdivisé (148”) parmi les deux côtés subdivisés (148’, 148”),
Modification angulaire (1012) de l’autre côté subdivisé (148”) sélectionné dans la deuxième direction de modification (D3”),
Répétition des étapes précédentes.
14. Procédé de fabrication (1000) d’une ailette de refroidissement (12) selon la revendication précédente, dans lequel la deuxième direction de modification (D3”) est sensiblement opposée à la première direction de modification (D3’).
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