FR2814537A1 - Heat exchanger for cooling vehicle exhaust has longitudinal partitions connected to collector boxes at each end and transverse partitions, some of which are connected to collector boxes on each side, ensuring fluid flows in one direction - Google Patents
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Abstract
Description
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Échangeur de chaleur pour deux fluides à rendement amélioré L'invention concerne un échangeur de chaleur pour l'échange de chaleur entre un premier fluide et un second fluide, comprenant un faisceau d'échange de chaleur présentant deux extrémités mutuellement opposées dans une première direction et deux côtés mutuellement opposés dans une seconde direction perpendiculaire à la première direction, ledit faisceau comportant une multiplicité de cloisons s'étendant chacune de l'une à l'autre desdites extrémités et de l'un à l'autre desdits côtés et délimitant entre elles, en alternance dans une troisième direction perpendiculaire aux première et seconde directions, des premiers intervalles fermés aux deux extrémités et ouverts sur les deux côtés du faisceau et des seconds intervalles ouverts aux deux extrémités et fermés sur les deux côtés du faisceau, l'échangeur de chaleur comprenant en outre des moyens de guidage pour faire circuler le premier fluide dans les premiers intervalles et le second fluide dans les seconds intervalles de manière à permettre un échange de chaleur entre les fluides à travers les cloisons, les moyens de guidage définissant deux boîtes collectrices pour le second fluide situées respectivement en regard des deux extrémités du faisceau et communiquant avec les seconds intervalles sensiblement sur toute la largeur du faisceau d'un côté à l'autre de celui-ci. The invention relates to a heat exchanger for the exchange of heat between a first fluid and a second fluid, comprising a heat exchange bundle having two mutually opposite ends in a first direction and two mutually opposite sides in a second direction perpendicular to the first direction, said beam comprising a multiplicity of partitions each extending from one to the other of said ends and from one to the other of said sides and delimiting between them , alternately in a third direction perpendicular to the first and second directions, first intervals closed at both ends and open on both sides of the bundle and second intervals open at both ends and closed on both sides of the bundle, the heat exchanger heat further comprising guide means for circulating the first fluid from in the first intervals and the second fluid in the second intervals so as to allow a heat exchange between the fluids through the partitions, the guide means defining two manifolds for the second fluid situated respectively opposite the two ends of the bundle and communicating with the second intervals substantially over the entire width of the beam from one side to the other thereof.
Dans les échangeurs de chaleur connus de ce genre, le premier fluide pénètre dans chacun des premiers intervalles par l'un des côtés du faisceau, sur toute la longueur de celui-ci, et en ressort par le côté opposé, également sur toute la longueur, tandis que le second fluide circule dans les seconds intervalles d'une extrémité à l'autre du faisceau. In known heat exchangers of this kind, the first fluid enters each of the first intervals by one of the sides of the bundle, over the entire length thereof, and exits from the opposite side, also over the entire length , while the second fluid circulates in the second intervals from one end to the other of the beam.
Les deux fluides circulent donc de manière croisée, à savoir dans la seconde direction pour le premier fluide et dans la première direction pour le second fluide. The two fluids therefore flow crosswise, namely in the second direction for the first fluid and in the first direction for the second fluid.
Il peut cependant être souhaitable de faire circuler les deux fluides dans une même direction, soit dans le même sens, soit It may however be desirable to circulate the two fluids in the same direction, either in the same direction or
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en sens opposé. En particulier, une circulation en sens opposé, ou à contre-courant, améliore le rendement de l'échange de chaleur entre les deux fluides. in the opposite way. In particular, circulation in the opposite direction, or against the current, improves the efficiency of the heat exchange between the two fluids.
Le but de l'invention est de permettre une circulation des deux fluides au moins en partie dans une même direction. The object of the invention is to allow a circulation of the two fluids at least partly in the same direction.
L'invention vise notamment un échangeur de chaleur du genre défini en introduction, et prévoit que les moyens de guidage définissent deux boîtes collectrices pour le premier fluide situées chacune en regard de l'un des côtés du faisceau, et communiquant avec les premiers intervalles au total sur une fraction minoritaire de la longueur du faisceau, au voisinage des deux extrémités de celui-ci respectivement, et obturent de manière étanche les premiers intervalles sur la surface restante desdits côtés de manière à établir dans chaque premier intervalle un trajet pour le premier fluide orienté essentiellement dans la première direction. The invention relates in particular to a heat exchanger of the kind defined in the introduction, and provides that the guide means define two manifolds for the first fluid each located opposite one of the sides of the bundle, and communicating with the first intervals at total over a minority fraction of the length of the beam, in the vicinity of the two ends thereof respectively, and seal the first intervals on the remaining surface of said sides so as to establish in each first interval a path for the first fluid oriented mainly in the first direction.
Des caractéristiques optionnelles de l'invention, complémentaires ou alternatives, sont énoncées ci-après : - Le faisceau est formé d'un empilement de plaques dont chacune présente un profil en U ou en C et possède un dos plan constituant l'une desdites cloisons et deux ailes s'étendant hors du plan du dos pour venir en contact étanche avec la face extérieure du dos d'une plaque voisine, l'empilement comportant en alternance des premières plaques dont les ailes sont situées aux extrémités du faisceau et des secondes plaques dont les ailes sont situées le long des côtés du faisceau. Optional, complementary or alternative features of the invention are set out below: - The beam is formed by a stack of plates, each of which has a U or C profile and has a flat back constituting one of said partitions and two wings extending out of the plane of the back to come into tight contact with the outside face of the back of a neighboring plate, the stack alternately comprising first plates, the wings of which are located at the ends of the bundle and second plates whose wings are located along the sides of the bundle.
- Les moyens de guidage comprennent un boîtier fermé muni de tubulures d'entrée et de sortie pour les fluides et comportant deux joues qui s'étendent selon des plans parallèles aux première et seconde directions de part et d'autre du faisceau. - The guide means comprise a closed housing provided with inlet and outlet pipes for fluids and comprising two cheeks which extend in planes parallel to the first and second directions on either side of the beam.
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- Le boîtier comporte une paroi tubulaire se raccordant aux joues à la périphérie de celles-ci, s'écartant du faisceau pour définir les boites collectrices et venant en contact étanche avec le faisceau sur ladite surface restante. - The housing has a tubular wall connecting to the cheeks at the periphery thereof, moving away from the beam to define the manifolds and coming into tight contact with the beam on said remaining surface.
- Les tubulures d'entrée et de sortie s'étendent dans la troisième direction à partir des joues. - The inlet and outlet pipes extend in the third direction from the cheeks.
- Les boîtes collectrices pour le premier fluide et/ou pour le second fluide présentent le long de la troisième direction une section transversale qui diminue progressivement à partir des tubulures d'entrée et de sortie. - The manifolds for the first fluid and / or for the second fluid have along the third direction a cross section which decreases progressively from the inlet and outlet pipes.
- Le boîtier comporte deux parois profilées situées en regard des côtés du faisceau, s'écartant du faisceau pour définir les boîtes collectrices pour le premier fluide et venant en contact étanche avec le faisceau sur ladite surface restante, et deux couvercles situés en regard des extrémités du faisceau, définissant les boites collectrices pour le second fluide. - The housing has two profiled walls located opposite the sides of the bundle, moving away from the bundle to define the manifolds for the first fluid and coming into sealed contact with the bundle on said remaining surface, and two covers located opposite the ends of the beam, defining the manifolds for the second fluid.
- Les tubulures d'entrée et de sortie pour le premier fluide s'étendent dans la seconde direction à partir des parois latérales et les tubulures d'entrée et de sortie pour le second fluide s'étendent dans la première direction à partir des couvercles. - The inlet and outlet pipes for the first fluid extend in the second direction from the side walls and the inlet and outlet pipes for the second fluid extend in the first direction from the covers.
- Chacun desdits seconds intervalles est subdivisé en canaux s'étendant dans la première direction par un intercalaire ondulé dont les crêtes d'ondulation viennent en contact alternativement avec les deux cloisons afin de perturber la circulation du second fluide. - Each of said second intervals is subdivided into channels extending in the first direction by a corrugated interlayer whose wave crests come into contact alternately with the two partitions in order to disturb the circulation of the second fluid.
- Chacun desdits seconds intervalles est subdivisé en canaux s'étendant dans la première direction par des nervures formées sur l'une des deux cloisons limitant cet intervalle et venant en contact avec l'autre de ces deux cloisons. - Each of said second intervals is subdivided into channels extending in the first direction by ribs formed on one of the two partitions limiting this interval and coming into contact with the other of these two partitions.
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- Les nervures sont formées sur le dos des secondes plaques et font saillie du même côté du plan de celui-ci que les ailes correspondantes. - The ribs are formed on the back of the second plates and project from the same side of the plane thereof as the corresponding wings.
- Des obstacles propres à perturber la circulation du premier fluide sont prévus dans les premiers intervalles. - Obstacles capable of disturbing the circulation of the first fluid are provided in the first intervals.
- Lesdits obstacles sont formés par des enfoncement du dos des premières plaques et font saillie du même côté du plan de celui-ci que les ailes correspondantes pour s'appuyer sur le dos des secondes plaques. - Said obstacles are formed by depression of the back of the first plates and project from the same side of the plane thereof as the corresponding wings to bear on the back of the second plates.
- Les deux boîtes collectrices pour le premier fluide sont situées respectivement en regard des deux côtés du faisceau. - The two manifolds for the first fluid are located respectively opposite the two sides of the bundle.
- Les deux boites collectrices pour le premier fluide sont situées en regard du même côté du faisceau. - The two manifolds for the first fluid are located opposite the same side of the bundle.
Les caractéristiques et avantages de l'invention seront exposés plus en détail dans la description ci-après, en se référant aux dessins annexés. The characteristics and advantages of the invention will be explained in more detail in the description below, with reference to the accompanying drawings.
La figure 1 est une vue en perspective d'un échangeur de chaleur selon l'invention. Figure 1 is a perspective view of a heat exchanger according to the invention.
La figure 2 est une vue partielle en perspective de l'échangeur de la figure 1, avec arrachement partiel. Figure 2 is a partial perspective view of the exchanger of Figure 1, with partial cutaway.
La figure 2a est une autre vue partielle en perspective de cet échangeur. Figure 2a is another partial perspective view of this exchanger.
La figure 3 est une vue en coupe longitudinale de l'échangeur selon la ligne III-III de la figure 1. FIG. 3 is a view in longitudinal section of the exchanger according to line III-III of FIG. 1.
La figure 4 représente le détail A de la figure 3 à plus grande échelle. Figure 4 shows the detail A of Figure 3 on a larger scale.
La figure 5 est une vue en coupe de l'échangeur, selon la ligne V-V de la figure 3. FIG. 5 is a sectional view of the exchanger, along the line V-V of FIG. 3.
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La figure 6 est une vue analogue à la figure 1, montrant une variante du boîtier de l'échangeur. La figure 7 est une vue analogue à la figure 4, montrant une variante des premières plaques. Figure 6 is a view similar to Figure 1 showing a variant of the exchanger housing. Figure 7 is a view similar to Figure 4 showing a variant of the first plates.
La figure 8 est une vue partielle en coupe longitudinale de l'une des premières plaques montrées sur la figure 7. FIG. 8 is a partial view in longitudinal section of one of the first plates shown in FIG. 7.
La figure 9 est une vue partielle en plan de cette même plaque. Figure 9 is a partial plan view of the same plate.
La figure 10 est une vue en perspective d'un autre échangeur de chaleur selon l'invention. Figure 10 is a perspective view of another heat exchanger according to the invention.
Les figures 11 et 12 sont des vues en élévation, respectivement selon la troisième direction et selon la seconde direction, de l'échangeur de la figure 10. FIGS. 11 and 12 are elevation views, respectively in the third direction and in the second direction, of the exchanger of FIG. 10.
La figure 13 est une vue en perspective éclatée de l'échangeur de la figure 10. FIG. 13 is an exploded perspective view of the exchanger of FIG. 10.
La figure 14 représente le détail A de la figure 13, à plus grande échelle. Figure 14 shows the detail A of Figure 13, on a larger scale.
La figure 15 est une vue partielle en perspective du faisceau d'un échangeur de chaleur selon l'invention, montrant une forme particulière des secondes plaques. Figure 15 is a partial perspective view of the bundle of a heat exchanger according to the invention, showing a particular shape of the second plates.
L'échangeur de chaleur représenté sur les figures 1 à 5 comprend un faisceau 1 en forme de parallélépipède rectangle et un boîtier 2 entourant le faisceau 1 de tous côtés. The heat exchanger shown in Figures 1 to 5 comprises a bundle 1 in the shape of a rectangular parallelepiped and a housing 2 surrounding the bundle 1 on all sides.
Le faisceau 1 est formé par des plaques empilées dans une direction représentée comme étant verticale sur les figures 1 à 4, appelée ci-après par commodité direction de la hauteur. Ces plaques sont de deux types, empilées en alternance, et sont réalisées en tôle profilée. Chaque plaque 3 d'un premier type comprend un dos rectangulaire 4 s'étendant The bundle 1 is formed by plates stacked in a direction shown as being vertical in FIGS. 1 to 4, hereinafter called for convenience direction of height. These plates are of two types, stacked alternately, and are made of profiled sheet. Each plate 3 of a first type comprises a rectangular back 4 extending
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selon un plan horizontal et deux ailes repliées vers le bas le long des petits côtés du rectangle, chaque aile comportant une partie verticale 5 adjacente au bord du dos, suivie d'une partie 6 repliée horizontalement en direction de l'extrémité opposée de la plaque. La plaque 3 présente donc un profil en C. Chaque plaque 7 du second type présente un profil analogue à celui de la plaque 3, et possède un dos rectangulaire horizontal 8 de mêmes dimensions que le dos 4, et deux ailes en deux parties 9,10 qui s'abaissent au-dessous du plan du dos 8 et s'étendent le long des grands côtés du rectangle, c'est-à-dire dans une direction perpendiculaire à celle de la longueurs des ailes 5,6, les parties 9 étant plus hautes que les parties 5. Les parties horizontales des ailes de chaque plaque s'appuient sur le dos de la plaque de l'autre type située immédiatement au-dessous, auquel elles sont reliées de manière étanche au fluide par brasage. Les plaques 3,7 délimitent entre elles des intervalles s'étendant chacun sur toute la longueur et sur toute la largeur du faisceau, correspondant à la longueur et à la largeur des dos rectangulaires des plaques. Ces intervalles sont également de deux types disposés alternativement dans la direction de la hauteur. Les intervalles 17 d'un premier type, limité vers le haut par un dos 4 et vers le bas par un dos 8, sont fermés aux deux extrémités 11, 12 du faisceau, mutuellement opposées dans la direction longitudinale, par les ailes 5,6 des plaques 3, et ouverts sur les côtés opposés 13,14 du faisceau, sur toute la longueur de celui-ci. Les intervalles 15 du second type, au contraire, sont fermés par les ailes 9, 10 des plaques 7, sur toute la longueur des côtés 13,14, et ouverts sur toute la largeur des extrémités 11, 12. along a horizontal plane and two wings folded down along the short sides of the rectangle, each wing having a vertical part 5 adjacent to the edge of the back, followed by a part 6 folded horizontally towards the opposite end of the plate . The plate 3 therefore has a profile in C. Each plate 7 of the second type has a profile similar to that of the plate 3, and has a horizontal rectangular back 8 of the same dimensions as the back 4, and two wings in two parts 9, 10 which lower below the plane of the back 8 and extend along the long sides of the rectangle, that is to say in a direction perpendicular to that of the lengths of the wings 5,6, the parts 9 being higher than the parts 5. The horizontal parts of the wings of each plate rest on the back of the plate of the other type located immediately below, to which they are connected in a fluid-tight manner by soldering. The plates 3,7 delimit between them intervals each extending over the entire length and over the whole width of the beam, corresponding to the length and the width of the rectangular backs of the plates. These intervals are also of two types arranged alternately in the direction of the height. The intervals 17 of a first type, limited upwards by a back 4 and downwards by a back 8, are closed at the two ends 11, 12 of the bundle, mutually opposite in the longitudinal direction, by the wings 5,6 plates 3, and open on the opposite sides 13, 14 of the bundle, over the entire length of the latter. The intervals 15 of the second type, on the contrary, are closed by the wings 9, 10 of the plates 7, over the entire length of the sides 13, 14, and open over the entire width of the ends 11, 12.
Comme on le voit sur les figures 2 et 2a, des intercalaires 16 sont logés de manière connue dans les intervalles 15. Ces intercalaires sont des feuilles métalliques ondulées selon un profil sensiblement sinusoïdal dont les crêtes d'ondulation viennent en contact alternativement avec les deux dos 4,8 limitant chaque intervalle, auxquels elles sont brasées. Les crêtes d'ondulation s'étendent dans la direction longitudinale du faisceau, de l'une à l'autre des extrémités 11, 12, As can be seen in FIGS. 2 and 2a, spacers 16 are housed in a known manner in the intervals 15. These spacers are corrugated metal sheets according to a substantially sinusoidal profile whose ripple ridges come into contact alternately with the two backs 4.8 limiting each interval, to which they are soldered. The ripple ridges extend in the longitudinal direction of the beam, from one to the other of the ends 11, 12,
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de sorte que chaque intercalaire divise l'intervalle correspondant en une multiplicité de canaux parallèles pour perturber la circulation du second fluide. so that each insert divides the corresponding interval into a multiplicity of parallel channels to disturb the circulation of the second fluid.
Le boîtier 2 comprend une joue supérieure 20, une joue inférieure 21 et une paroi tubulaire ou annulaire 22, toutes en tôle. Les joues 20 et 21 s'étendent selon des plans horizontaux, c'est-à-dire parallèles à ceux des dos 4 et 8, et viennent en appui, dans l'exemple illustré, respectivement sur le dos 8 de la plaque 7 située au sommet du faisceau et sur les parties horizontales 6 des ailes de la plaque 3 située à la base du faisceau. La paroi 22 relie entre eux les bords périphériques des joues 20 et 21, auxquels elle est brasée de manière étanche, formant ainsi une ceinture qui entoure le faisceau 1 dans toutes les directions horizontales. En regard des extrémités 11 et 12 du faisceau, la paroi 22 comporte des régions respectives 23,24 présentant en section par un plan horizontal une forme incurvée dont la concavité est tournée vers le faisceau, de manière à définir, entre chaque extrémité 11,12 et la région correspondante 23, 24, une boite collectrice 25,26 qui communique avec les intervalles 15 sur toute la largeur de ceux-ci entre les ailes 9,10. En regard de chacun des côtés 13,14 du faisceau, la paroi 22 comporte une région plane 26,27 accolée à ce côté, qui se raccorde à l'une des régions incurvées 23,24 et s'étend sur la majeure partie de la longueur du faisceau. The housing 2 comprises an upper cheek 20, a lower cheek 21 and a tubular or annular wall 22, all made of sheet metal. The cheeks 20 and 21 extend in horizontal planes, that is to say parallel to those of the backs 4 and 8, and come to bear, in the example illustrated, respectively on the back 8 of the plate 7 located at the top of the beam and on the horizontal parts 6 of the wings of the plate 3 located at the base of the beam. The wall 22 interconnects the peripheral edges of the cheeks 20 and 21, to which it is brazed in a sealed manner, thus forming a belt which surrounds the bundle 1 in all the horizontal directions. Opposite the ends 11 and 12 of the bundle, the wall 22 has respective regions 23, 24 having in section by a horizontal plane a curved shape whose concavity is turned towards the bundle, so as to define, between each end 11, 12 and the corresponding region 23, 24, a manifold 25, 26 which communicates with the intervals 15 over the entire width of these between the wings 9, 10. Opposite each of the sides 13, 14 of the bundle, the wall 22 has a flat region 26, 27 attached to this side, which connects to one of the curved regions 23, 24 and extends over most of the beam length.
Chaque région plane 26,27 est brasée aux parties verticales 9 des ailes des plaques 7 pour fermer latéralement les intervalles 17 de manière étanche au fluide. Chaque région plane 26,27 se raccorde, à l'opposé de la région incurvée 23,24, à une autre région incurvée 28,29 située en regard du côté correspondant 13,14 et délimitant avec celui-ci une boite collectrice 30,31 qui communique avec l'ensemble des intervalles 17, mais sur une petite fraction de la longueur du faisceau. Entre chaque région incurvée d'extrémité 23,24 et la région incurvée latérale voisine 29,28, la paroi 22 présente une zone d'étanchéité 32 brasée de manière étanche au faisceau sur toute la hauteur de celui-ci de manière à éviter toute communication entre les deux boîtes collectrices Each flat region 26, 27 is brazed to the vertical parts 9 of the wings of the plates 7 to laterally close the gaps 17 in a fluid-tight manner. Each flat region 26,27 is connected, opposite the curved region 23,24, to another curved region 28,29 located opposite the corresponding side 13,14 and delimiting therewith a manifold 30,31 which communicates with all of the intervals 17, but over a small fraction of the length of the beam. Between each curved end region 23, 24 and the neighboring lateral curved region 29, 28, the wall 22 has a sealing zone 32 brazed in a beam-tight manner over the entire height of the latter so as to avoid any communication. between the two manifolds
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délimitées par ces régions. Dans l'exemple illustré, chaque zone d'étanchéité 32 est en contact avec un côté 13, 14 du faisceau sur une petite fraction de la longueur de celui-ci. delimited by these regions. In the example illustrated, each sealing zone 32 is in contact with one side 13, 14 of the bundle over a small fraction of the length thereof.
En variante, elle pourrait être en contact avec l'une des extrémités 11,12 du faisceau sur une petite fraction de la largeur de celui-ci, ou simplement avec une arête verticale du faisceau. Alternatively, it could be in contact with one of the ends 11,12 of the beam over a small fraction of the width thereof, or simply with a vertical edge of the beam.
Chacune des boîtes collectrices 25,26, 30,31 est reliée à une tubulure d'entrée ou de sortie d'axe vertical 35,36, 37, 38 brasée à l'une des joues 20,21 le long du bord d'une ouverture circulaire ménagée dans celle-ci. Dans l'exemple illustré sur les figures 1 à 3 et 5, les deux tubulures d'entrée/sortie affectées à un même fluide, 35 et 36 d'une part, 37 et 38 d'autre part, sont situées l'une au-dessous et l'autre au-dessus du faisceau. Dans la variante de la figure 6, toutes les tubulures sont situées au-dessus du faisceau. Each of the manifolds 25, 26, 30, 31 is connected to an inlet or outlet pipe with a vertical axis 35, 36, 37, 38 brazed to one of the cheeks 20, 21 along the edge of a circular opening formed therein. In the example illustrated in FIGS. 1 to 3 and 5, the two inlet / outlet pipes assigned to the same fluid, 35 and 36 on the one hand, 37 and 38 on the other hand, are located one at the below and the other above the beam. In the variant of FIG. 6, all the tubes are located above the bundle.
Sur la figure 5, la flèche illustre le trajet en forme de S suivi par le fluide dans les intervalles 17, dont une grande partie s'étend dans la direction longitudinale, c'est-à-dire parallèlement au trajet du fluide dans les intervalles 15. In FIG. 5, the arrow illustrates the S-shaped path followed by the fluid in the intervals 17, a large part of which extends in the longitudinal direction, that is to say parallel to the path of the fluid in the intervals 15.
Par ailleurs, on voit sur les figures 1 à 3 et 6 que les régions curvilignes d'extrémité 23 et 24 de la paroi tubulaire du boîtier sont inclinées par rapport à la direction verticale, de manière à conférer aux boites collectrices 25, 26 une section par un plan horizontal qui diminue progressivement lorsque ce plan s'éloigne de la tubulure d'entrée/sortie 35,36. Cette disposition améliore la répartition du débit de fluide entre les différents intervalles 15. Furthermore, it can be seen in FIGS. 1 to 3 and 6 that the curvilinear end regions 23 and 24 of the tubular wall of the housing are inclined relative to the vertical direction, so as to give the manifolds 25, 26 a section by a horizontal plane which gradually decreases when this plane moves away from the inlet / outlet manifold 35,36. This arrangement improves the distribution of the fluid flow rate between the different intervals 15.
Dans l'exemple représenté sur la figure 4, aucun obstacle ne vient perturber la circulation du fluide à l'intérieur des intervalles 17. Au contraire, dans la variante de la figure 7, des boutons 40 sont formés par déformation du dos 4 de chaque plaque 3, du côté du plan du dos où se trouvent les ailes 5,6. Ces boutons viennent donc s'appuyer sur le dos de la plaque 7 voisine en même temps que les parties horizontales 6 des ailes. Ils améliorent l'échange de chaleur entre In the example represented in FIG. 4, no obstacle disturbs the circulation of the fluid inside the intervals 17. On the contrary, in the variant of FIG. 7, buttons 40 are formed by deformation of the back 4 of each plate 3, on the side of the back plane where the wings are located 5.6. These buttons therefore come to bear on the back of the neighboring plate 7 at the same time as the horizontal parts 6 of the wings. They improve the heat exchange between
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les deux fluides, en perturbant la circulation du fluide dans les intervalles 17, et améliorent également la tenue mécani- que du faisceau. the two fluids, by disturbing the circulation of the fluid in the intervals 17, and also improve the mechanical behavior of the beam.
L'échangeur de chaleur représenté sur les figures 10 à 14 comprend un faisceau 1 semblable à celui illustré plus particulièrement sur les figures 2,2a et 4, sous réserve de l'absence des intercalaires 16 et du fait que la hauteur des parties 9 des ailes des plaques 7, et par conséquent des intervalles 15, est la même que celle des parties 5 des ailes des plaques 3, et des intervalles 17, étant observé par ailleurs que les ailes des plaques sont représentées sur les figures 13 et 14 comme étant tournées vers le haut et non plus vers le bas. The heat exchanger shown in FIGS. 10 to 14 comprises a bundle 1 similar to that illustrated more particularly in FIGS. 2,2a and 4, subject to the absence of the spacers 16 and to the fact that the height of the parts 9 of the wings of the plates 7, and consequently of the intervals 15, is the same as that of the parts 5 of the wings of the plates 3, and of the intervals 17, being observed moreover that the wings of the plates are represented in FIGS. 13 and 14 as being turned upwards rather than downwards.
Le boîtier 50 de l'échangeur de chaleur des figures 10 à 14 est composé de six composants brasés entre eux et au faisceau 1, qui viennent en regard des six faces du faisceau parallélépipédique respectivement. Deux de ces composants sont des joues en tôle planes 51 et 52 qui recouvrent les faces supérieure et inférieure du faisceau de la même manière que les joues 20 et 21 du boîtier 1. Deux autres composants comprennent chacun une bande de tôle 53,54, d'une largeur égale à la hauteur du faisceau, pliée de manière à comporter une région plane 55,56 qui recouvre un côté 13,14 du faisceau sur la majeure partie de la longueur de celui-ci, à partir de l'une de ses extrémités 11, 12, une région intermédiaire 57,58 qui s'écarte du côté 13,14, et une zone d'extrémité 59,60, située dans le même plan que la région 55,56 de manière à s'appliquer également sur le côté 13,14 au voisinage immédiat de l'extrémité opposée 12,11 du faisceau. Sur la région intermédiaire 57,58 de chaque bande 53,54 est fixée une tubulure d'entrée ou de sortie de fluide 61,62 dont l'axe est orienté dans la seconde direction, c'est-à-dire dans la direction de la largeur du faisceau. The housing 50 of the heat exchanger of Figures 10 to 14 is composed of six components brazed together and to the bundle 1, which come opposite the six faces of the parallelepipedal bundle respectively. Two of these components are flat sheet metal cheeks 51 and 52 which cover the upper and lower faces of the bundle in the same way as the cheeks 20 and 21 of the housing 1. Two other components each include a sheet metal strip 53, 54, d '' a width equal to the height of the bundle, folded so as to comprise a planar region 55, 56 which covers one side 13, 14 of the bundle over most of its length, from one of its ends 11, 12, an intermediate region 57.58 which deviates from the side 13.14, and an end region 59.60, situated in the same plane as region 55.56 so as to also apply to the side 13,14 in the immediate vicinity of the opposite end 12,11 of the beam. On the intermediate region 57.58 of each strip 53.54 is fixed a fluid inlet or outlet pipe 61.62 whose axis is oriented in the second direction, that is to say in the direction of the width of the beam.
Les deux derniers composants sont des couvercles emboutis 63, 64 coiffant les extrémités 11, 12 du faisceau et dont chacun définit une tubulure d'entrée ou de sortie 65 orientée selon The last two components are stamped covers 63, 64 covering the ends 11, 12 of the bundle and each of which defines an inlet or outlet pipe 65 oriented according to
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l'axe longitudinal du faisceau, une région intermédiaire 66 s'évasant en forme de buse en direction du faisceau et quatre rebords plans 67 recouvrant les zones marginales des joues 51,52 et des bandes 53, 54. Les joues 51,52 présentent des élargissements 70 qui coopèrent avec les régions 57,58 des bandes latérales 55,56 pour délimiter des boîtes collectrices qui communiquent d'une part avec les tubulures d'entrée et de sortie 61,62, d'autre part avec les intervalles 17 de la manière décrite précédemment. Ces mêmes joues présentent, en regard des régions planes 55,56 des bandes latérales, des rebords 71 qui sont repliés sur la face extérieure de ces régions, sur des zones marginales de celle-ci. Les buses 66 délimitent quant à elles des boites collectrices qui communiquent d'une part avec les tubulures d'entrée/sortie 65, d'autre part avec les intervalles 15 de la manière décrite plus haut. the longitudinal axis of the beam, an intermediate region 66 widening in the form of a nozzle in the direction of the beam and four flat edges 67 covering the marginal zones of the cheeks 51, 52 and bands 53, 54. The cheeks 51, 52 have widenings 70 which cooperate with the regions 57.58 of the lateral bands 55.56 to delimit manifolds which communicate on the one hand with the inlet and outlet pipes 61.62, on the other hand with the intervals 17 of the as previously described. These same cheeks have, opposite the flat regions 55, 56 of the lateral bands, flanges 71 which are folded over the external face of these regions, on marginal zones thereof. The nozzles 66 delimit manifolds which communicate on the one hand with the inlet / outlet pipes 65, on the other hand with the intervals 15 in the manner described above.
La figure 15 montre des plaques 80 modifiées par rapport aux plaques 7 décrites précédemment, et qui peuvent être obtenues par extrusion. Chaque plaque 80 comprend un dos plan 81 et une série de nervures longitudinales verticales, parmi lesquelles deux nervures latérales 82 (dont une seule est visible sur la figure 15) qui remplacent les ailes 9,10, et des nervures intermédiaires 83, de même hauteur que les précédentes, qui jouent le rôle de l'intercalaire 16 en subdivisant l'intervalle 15 en une multiplicité de canaux parallèles et en renforçant mécaniquement le faisceau. Entre deux nervures intermédiaires 83, et entre une nervure latérale 82 et une nervure intermédiaire 83, peut être prévue une nervure 84 de moindre hauteur. FIG. 15 shows plates 80 modified with respect to the plates 7 described above, and which can be obtained by extrusion. Each plate 80 comprises a flat back 81 and a series of vertical longitudinal ribs, among which two lateral ribs 82 (only one of which is visible in FIG. 15) which replace the wings 9,10, and intermediate ribs 83, of the same height than the previous ones, which play the role of the interlayer 16 by subdividing the interval 15 into a multiplicity of parallel channels and by mechanically reinforcing the beam. Between two intermediate ribs 83, and between a lateral rib 82 and an intermediate rib 83, a rib 84 of lesser height can be provided.
Bien que, dans les exemples décrits, les deux boîtes collectrices pour le premier fluide soient disposées respectivement sur les deux côtés du faisceau, conduisant à des trajets de fluide en forme de S, ces deux boites peuvent également être situées sur un même côté du faisceau, les trajets du fluide étant alors en forme de U. Although, in the examples described, the two manifolds for the first fluid are disposed respectively on the two sides of the bundle, leading to S-shaped fluid paths, these two boxes can also be located on the same side of the bundle , the fluid paths then being U-shaped.
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L'échangeur de chaleur selon l'invention peut être utilisé pour l'échange de chaleur entre deux liquides, entre un liquide et un gaz ou entre deux gaz. Il est utilisable en particulier pour le refroidissement de l'air de suralimentation d'un moteur thermique de véhicule par de l'air ou par un liquide de refroidissement. L'échangeur des figures 10 à 14 est utilisable avantageusement pour le refroidissement des gaz d'échappement d'un moteur thermique de véhicule, en tant que second fluide, par un liquide de refroidissement en tant que premier fluide.The heat exchanger according to the invention can be used for the exchange of heat between two liquids, between a liquid and a gas or between two gases. It can be used in particular for cooling the charge air of a vehicle heat engine with air or with a coolant. The exchanger of FIGS. 10 to 14 can advantageously be used for cooling the exhaust gases of a heat engine of a vehicle, as a second fluid, with a coolant as the first fluid.
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