FR3077379A1 - PERTURBATION DEVICE FOR PLATE OF A HEAT EXCHANGER - Google Patents
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Abstract
Plaque (2) pour échangeur de chaleur en forme générale de baignoire comprenant au moins un dispositif de perturbation (100) de l'écoulement d'un fluide, le dispositif de perturbation (100) comprenant au moins une pluralité de sillons (104), parallèles les uns aux autres et agencés en « V », chaque sillon (104) étant défini par une largeur et une hauteur, caractérisée en ce que au moins une branche (106) du « V » d'au moins un sillon (104) est disposée par rapport à une direction transversale de la plaque (2) selon un angle compris entre 25 et 35°, le rapport entre la largeur et la hauteur dudit sillon (104) étant compris entre 2 et 2.5. Application au domaine de l'automobilePlate (2) for a tub-shaped heat exchanger comprising at least one fluid flow disturbance device (100), the disturbance device (100) comprising at least a plurality of grooves (104), parallel to each other and arranged in "V", each groove (104) being defined by a width and a height, characterized in that at least one branch (106) of the "V" of at least one groove (104) is arranged with respect to a transverse direction of the plate (2) at an angle between 25 and 35 °, the ratio between the width and the height of said groove (104) being between 2 and 2.5. Application to the field of the automobile
Description
DISPOSITIF DE PERTURBATION POUR PLAQUE D’UN ECHANGEUR DE CHALEURDISTURBANCE DEVICE FOR A PLATE OF A HEAT EXCHANGER
Le domaine de la présente invention est celui des échangeurs de chaleur, notamment destinés à équiper les boucles de climatisation des véhicules automobiles.The field of the present invention is that of heat exchangers, in particular intended to equip the air conditioning loops of motor vehicles.
Les échangeurs de chaleur équipant les boucles de climatisation des véhicules sont agencés pour permettre la circulation adjacente en deux espaces séparés de deux fluides différents, de manière à réaliser un échange de chaleur entre les fluides, sans les mélanger. Un type d’échangeur de chaleur utilisé entre autres dans le domaine automobile est l’échangeur à plaques, cet échangeur étant constitué d’un empilement de plaques brasées entre elles et agencées pour définir les espaces où circulent les fluides.The heat exchangers fitted to the air conditioning loops of vehicles are arranged to allow adjacent circulation in two separate spaces of two different fluids, so as to exchange heat between the fluids, without mixing them. One type of heat exchanger used inter alia in the automotive field is the plate exchanger, this exchanger consisting of a stack of plates brazed together and arranged to define the spaces in which the fluids circulate.
Au sein des échangeurs de chaleur et des circuits thermodynamiques auxquels ils sont rattachés, les fluides circulent sous haute pression. L’efficacité des échangeurs de chaleur et des circuits thermodynamiques est principalement déterminée par les échanges thermiques entre les fluides les parcourant. Afin de permettre le brassage de ces fluides pour augmenter les échanges thermiques, les échangeurs de chaleur sont équipés de dispositifs de perturbation de l’écoulement des fluides. Pour des raisons économiques et pratiques, l’agencement de ces dispositifs de perturbation est généralement le même d’un côté et de l’autre des plaques. Cet agencement n’est cependant pas prévu pour optimiser la perturbation de l'écoulement des fluides des deux côtés de la plaque. De plus, un agencement mal conçu peut provoquer une diminution de la résistance mécanique des plaques, et donc de l’échangeur de chaleur, tout en augmentant les pertes de charge au sein du système.Within the heat exchangers and the thermodynamic circuits to which they are attached, the fluids circulate under high pressure. The efficiency of heat exchangers and thermodynamic circuits is mainly determined by the heat exchanges between the fluids flowing through them. In order to allow the mixing of these fluids to increase heat exchange, the heat exchangers are equipped with devices for disturbing the flow of fluids. For economic and practical reasons, the arrangement of these disturbance devices is generally the same on one side and the other of the plates. This arrangement is however not intended to optimize the disturbance of the flow of fluids on both sides of the plate. In addition, a poorly designed arrangement can cause a reduction in the mechanical resistance of the plates, and therefore of the heat exchanger, while increasing the pressure drops within the system.
Le but de la présente invention est donc de résoudre les inconvénients décrits ci-dessus en concevant une plaque pour un échangeur de chaleur à plaques, la plaque étant équipée de dispositifs de perturbation adaptés pour perturber efficacement la circulation des fluides de chaque côté de la plaque tout en présentant une résistance mécanique adéquate.The object of the present invention is therefore to solve the drawbacks described above by designing a plate for a plate heat exchanger, the plate being equipped with disturbance devices suitable for effectively disturbing the circulation of fluids on each side of the plate. while having adequate mechanical strength.
L'invention a donc pour objet une plaque pour échangeur de chaleur en forme générale de baignoire, comprenant au moins un dispositif de perturbation de l’écoulement d’un fluide, le dispositif de perturbation comprenant au moins une pluralité de sillons. Les sillons sont parallèles les uns aux autres et agencés en « V », chaque sillon étant défini par une largeur et une hauteur. Au moins une branche du « V » d’au moins un sillon est disposée par rapport à une direction transversale de la plaque selon un angle compris entre 25 et 35°> le rapport entre la largeur et la hauteur dudit sillon étant compris entre 2 et 2.5·The invention therefore relates to a plate for a heat exchanger in the general form of a bathtub, comprising at least one device for disturbing the flow of a fluid, the disturbing device comprising at least a plurality of grooves. The grooves are parallel to each other and arranged in a "V", each groove being defined by a width and a height. At least one branch of the "V" of at least one groove is arranged with respect to a transverse direction of the plate at an angle between 25 and 35 °> the ratio between the width and the height of said groove being between 2 and 2.5 ·
Cet agencement permet un brassage optimal des deux fluides parcourant un échangeur de chaleur constitué des plaques selon l’invention, tout en résistant aux contraintes mécaniques imposées par un circuit thermodynamique, notamment sa partie haute pression. Par ailleurs, l’invention permet de résister aux pressions de test auxquels sont soumis ces échangeurs de chaleur. Les échanges thermiques sont améliorés, sans augmentation des pertes de charge, ce qui permet d’améliorer l'efficacité des boucles thermodynamiques dans lesquelles un échangeur de ce type est installé.This arrangement allows optimal mixing of the two fluids passing through a heat exchanger made up of the plates according to the invention, while resisting the mechanical stresses imposed by a thermodynamic circuit, in particular its high pressure part. Furthermore, the invention makes it possible to withstand the test pressures to which these heat exchangers are subjected. The heat exchanges are improved, without increasing the pressure drops, which improves the efficiency of the thermodynamic loops in which a heat exchanger of this type is installed.
La plaque selon l’invention comprend avantageusement l’une quelconque au moins des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison :The plate according to the invention advantageously comprises any one at least of the following characteristics, taken alone or in combination:
le rapport entre la largeur et la hauteur dudit sillon est de 2,2. On comprendra que cette valeur peut être supérieure ou inférieure d’environ 5%, compte tenu des tolérances de fabrication, la largeur d’un sillon est la dimension du sillon selon une direction longitudinale de la plaque. La largeur d’un sillon est prise d’un premier bord du sillon à un deuxième bord opposé du sillon dans une direction perpendiculaire au premier bord. La largeur du sillon est prise depuis un sommet du premier bord du sillon à un sommet du deuxième bord du sillon. La largeur d’au moins un sillon du dispositif de perturbation est de 3 millimètres. On comprendra que cette valeur peut être supérieure ou inférieure d’environ 5%> compte tenu des tolérances de fabrication, la hauteur d’un sillon est la dimension du sillon selon une direction verticale de la plaque. La hauteur d’un sillon est prise depuis une base du sillon jusqu’à un sommet du sillon. La hauteur d’au moins un sillon du dispositif de perturbation est de 1,35 millimètre. On comprendra que cette valeur peut être supérieure ou inférieure d’environ 5%> compte tenu des tolérances de fabrication, les deux branches d’au moins un sillon sont disposées par rapport à la direction transversale de la plaque selon un angle compris entre 25 et 35°· Avantageusement, les deux branches dudit sillon sont disposées par rapport à la direction transversale de la plaque selon le même angle. L’angle selon lequel au moins une branche du « V » d’au moins un sillon est disposée par rapport à une direction transversale de la plaque a pour valeur 3θ°· On comprendra que cette valeur peut être supérieure ou inférieure d’environ 5%> compte tenu des tolérances de fabrication, les deux branches de tous les sillons du dispositif de perturbation sont disposées par rapport à la direction transversale de la plaque selon un angle compris entre 25 et 35°· Avantageusement, les deux branches de tous les sillons sont disposées par rapport à la direction transversale de la plaque selon le même angle, tous les sillons du dispositif de perturbation ont un rapport entre leur largeur et leur hauteur compris entre 2 et 2.5· Avantageusement, tous les sillons du dispositif de perturbation ont le même rapport entre leur largeur et leur hauteur, la plaque comprend un fond entouré par un bord périphérique fermé et relevé formant la baignoire, le dispositif de perturbation s’étendant depuis, c’est-à-dire à partir de, le fond de la plaque. Le bord périphérique est continu, c’est-à-dire qu’il ne forme qu’un seul bord périphérique s’étendant sur tout le pourtour du fond de la plaque, au moins un sillon du dispositif de perturbation s’étend transversalement depuis un premier pied du bord périphérique jusqu’à un deuxième pied du bord périphérique. Le premier pied du bord périphérique est opposé au deuxième pied du bord périphérique. Plus particulièrement, le premier pied du bord périphérique s’étend le long d’une première extrémité transversale de la plaque, le deuxième pied du périphérique s’étendant le long d’une deuxième extrémité transversale de la plaque. Avantageusement, plus de la moitié des sillons du dispositif de perturbation s’étendent transversalement depuis un premier pied du bord périphérique jusqu’à un deuxième pied du bord périphérique, le dispositif de perturbation s’étend depuis une face inférieure du fond de la plaque, au moins un sillon du dispositif de perturbation s’étend dans un sens opposé au sens d’extension générale du bord périphérique. Avantageusement, tous les sillons du dispositif de perturbation s’étendent dans un sens opposé au sens d’extension générale du bord périphérique, le dispositif de perturbation est issu de matière avec la plaque le portant, c’est-à-dire que la plaque et le dispositif de perturbation sont d’un seul tenant, le dispositif de perturbation étant formé par des déformations d’une tôle constitutive de la plaque, au moins un sillon est continu d’une branche à l’autre, c’est-à-dire que sa hauteur est constante entre la première extrémité transversale de la plaque et la deuxième extrémité transversale de la plaque, la pointe du « V » d’au moins un sillon est sensiblement au centre transversalement de la plaque, le dispositif de perturbation est fabriqué par emboutissage ou par roulage, la plaque comprend au moins un trou agencé pour permettre la circulation d’au moins un fluide. La plaque est avantageusement pourvue d’une pluralité de trous, par exemple quatre trous chacun disposé à un angle de la plaque. Deux de ces trous sont empruntés par le premier fluide et les deux autres trous sont empruntés par le deuxième fluide.the ratio between the width and the height of said groove is 2.2. It will be understood that this value can be higher or lower by about 5%, taking into account manufacturing tolerances, the width of a groove is the dimension of the groove in a longitudinal direction of the plate. The width of a groove is taken from a first edge of the groove to a second opposite edge of the groove in a direction perpendicular to the first edge. The width of the groove is taken from a vertex of the first edge of the groove to a vertex of the second edge of the groove. The width of at least one groove of the disturbance device is 3 millimeters. It will be understood that this value can be higher or lower by approximately 5%> taking into account manufacturing tolerances, the height of a groove is the dimension of the groove in a vertical direction of the plate. The height of a groove is taken from the base of the groove to the top of the groove. The height of at least one groove of the disturbance device is 1.35 millimeters. It will be understood that this value can be higher or lower by about 5%> taking into account manufacturing tolerances, the two branches of at least one groove are arranged relative to the transverse direction of the plate at an angle between 25 and 35 ° · Advantageously, the two branches of said groove are arranged relative to the transverse direction of the plate at the same angle. The angle at which at least one branch of the "V" of at least one groove is disposed with respect to a transverse direction of the plate has the value 3θ ° · It will be understood that this value can be higher or lower by about 5 %> taking into account the manufacturing tolerances, the two branches of all the grooves of the disturbance device are arranged with respect to the transverse direction of the plate at an angle of between 25 and 35 ° · Advantageously, the two branches of all the grooves are arranged relative to the transverse direction of the plate at the same angle, all the grooves of the disturbance device have a ratio between their width and their height of between 2 and 2.5 · Advantageously, all the grooves of the disturbance device have the same ratio between their width and their height, the plate includes a bottom surrounded by a closed and raised peripheral edge forming the bathtub, the disturbance device extending from, that is to say from, the bottom of the plate. The peripheral edge is continuous, that is to say that it forms only one peripheral edge extending around the entire periphery of the bottom of the plate, at least one groove of the disturbance device extends transversely from a first foot from the peripheral edge to a second foot from the peripheral edge. The first foot of the peripheral edge is opposite the second foot of the peripheral edge. More particularly, the first foot of the peripheral edge extends along a first transverse end of the plate, the second foot of the peripheral extends along a second transverse end of the plate. Advantageously, more than half of the grooves of the disturbance device extend transversely from a first foot of the peripheral edge to a second foot of the peripheral edge, the disturbance device extends from a lower face of the bottom of the plate, at least one groove of the disturbance device extends in a direction opposite to the direction of general extension of the peripheral edge. Advantageously, all the grooves of the disturbance device extend in a direction opposite to the direction of general extension of the peripheral edge, the disturbance device comes from the material with the plate carrying it, that is to say that the plate and the disturbance device are in one piece, the disturbance device being formed by deformations of a sheet metal constituting the plate, at least one groove is continuous from one branch to another, that is to say say that its height is constant between the first transverse end of the plate and the second transverse end of the plate, the point of the "V" of at least one groove is substantially in the transverse center of the plate, the disturbance device is manufactured by stamping or by rolling, the plate comprises at least one hole arranged to allow the circulation of at least one fluid. The plate is advantageously provided with a plurality of holes, for example four holes each disposed at an angle to the plate. Two of these holes are used by the first fluid and the other two holes are used by the second fluid.
L’invention concerne également un tube de circulation d’un fluide comprenant une première plaque et une deuxième plaque telles que définies ci-dessus, les sillons en « V » de la première plaque étant disposés dans un sens opposé aux sillons en « V » de la deuxième plaque.The invention also relates to a fluid circulation tube comprising a first plate and a second plate as defined above, the "V" grooves of the first plate being arranged in a direction opposite to the "V" grooves of the second plate.
Le tube de circulation selon l’invention comprend avantageusement l’une quelconque au moins des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison :The circulation tube according to the invention advantageously comprises any one of the following characteristics, taken alone or in combination:
le dispositif de perturbation de la première plaque est en contact avec un fond de la deuxième plaque, la deuxième plaque étant disposée verticalement sous la première plaque. Plus particulièrement, chaque sillon comprend une base, la base de chaque sillon de la première plaque étant en contact avec le fond de la deuxième plaque, la base d’au moins un sillon de la première plaque est en contact avec une face supérieure du fond de la deuxième plaque au moins entre deux sillons de la deuxième plaque, la base du sillon de la première plaque est en contact avec la face supérieure du fond de la deuxième plaque entre une pluralité de sillons de la deuxième plaque, la première plaque et la deuxième plaque sont brasées ensemble, notamment au moins au niveau des points de contact entre sillon et fond de plaque. On augmente ainsi la résistance mécanique du tube de circulation en évitant que les fonds des deux plaques ne s’éloignent l’un de l’autre, les baignoires des plaques sont imbriquées l’une dans l’autre. La face supérieure d’une plaque, dite première plaque, est en regard de la face inférieure d’une plaque adjacente, dite deuxième plaque, la face inférieure de la plaque étant en regard de la face supérieure d’une autre plaque adjacente, par exemple une troisième plaque.the disturbance device of the first plate is in contact with a bottom of the second plate, the second plate being arranged vertically under the first plate. More particularly, each groove comprises a base, the base of each groove of the first plate being in contact with the bottom of the second plate, the base of at least one groove of the first plate is in contact with an upper face of the bottom of the second plate at least between two grooves of the second plate, the base of the groove of the first plate is in contact with the upper face of the bottom of the second plate between a plurality of grooves of the second plate, the first plate and the second plate are brazed together, in particular at least at the points of contact between groove and bottom of plate. This increases the mechanical strength of the circulation tube by preventing the bottoms of the two plates from moving away from each other, the tubs of the plates are nested one inside the other. The upper face of a plate, called the first plate, is opposite the lower face of an adjacent plate, called the second plate, the lower face of the plate being opposite the upper face of another adjacent plate, by example a third plate.
L’invention concerne également un échangeur de chaleur comprenant une pluralité de plaques définies précédemment, les plaques étant imbriquées les unes dans les autres, au moins un premier couple de plaques définissant un premier tube de circulation apte à être emprunté par un premier fluide et au moins un deuxième couple de plaque définissant un deuxième tube de circulation apte à être emprunté par un deuxième fluide. L’invention concerne également une utilisation d’un tel échangeur de chaleur en tant que condenseur ou refroidisseur de gaz. Dans le cadre de cette utilisation, le premier fluide est un fluide réfrigérant et le deuxième fluide est un liquide caloporteur.The invention also relates to a heat exchanger comprising a plurality of plates defined above, the plates being nested one inside the other, at least a first pair of plates defining a first circulation tube capable of being borrowed by a first fluid and at at least a second pair of plates defining a second circulation tube capable of being taken up by a second fluid. The invention also relates to the use of such a heat exchanger as a condenser or gas cooler. In the context of this use, the first fluid is a cooling fluid and the second fluid is a heat transfer liquid.
L’invention concerne enfin un circuit de fluide réfrigérant comprenant au moins un organe de détente, un évaporateur, un compresseur et un échangeur de chaleur tel que défini ci-dessus, parcourus par un fluide réfrigérant et par un liquide caloporteur.The invention finally relates to a refrigerant circuit comprising at least one expansion member, an evaporator, a compressor and a heat exchanger as defined above, traversed by a refrigerant and by a heat transfer liquid.
D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins dans lesquelsOther characteristics, details and advantages of the invention will emerge more clearly on reading the description given below by way of indication in relation to the drawings in which
- la figure 1 est une vue générale, en perspective, d'un échangeur de chaleur selon l’invention,FIG. 1 is a general perspective view of a heat exchanger according to the invention,
- la figure 2 est une vue en perspective d’une plaque selon l’invention,FIG. 2 is a perspective view of a plate according to the invention,
- la figure 3 est une vue de dessus d’une plaque selon l’invention, illustrant notamment la disposition d’un dispositif de perturbation agencé sur la plaque,FIG. 3 is a top view of a plate according to the invention, illustrating in particular the arrangement of a disturbance device arranged on the plate,
- la figure 4 est une vue en coupe d’une plaque, illustrant notamment la disposition d’un dispositif de perturbation agencé sur la plaque, selon un plan perpendiculaire à un plan 1-1 visible sur la figure 3> et- Figure 4 is a sectional view of a plate, illustrating in particular the arrangement of a disturbance device arranged on the plate, along a plane perpendicular to a plane 1-1 visible in Figure 3> and
- la figure 5 est une vue schématique de l’interaction entre la base des sillons d’une première plaque avec le fond d’une deuxième plaque dans laquelle est insérée la première plaque.- Figure 5 is a schematic view of the interaction between the base of the grooves of a first plate with the bottom of a second plate into which the first plate is inserted.
faut tout d’abord noter que les figures exposent l’invention de manière détaillée pour mettre en œuvre l’invention, lesdites figures pouvant bien entendu servir à mieux définir l’invention le cas échéant.it should first be noted that the figures show the invention in detail to implement the invention, said figures can of course be used to better define the invention if necessary.
Dans la suite de la description, les dénominations longitudinales, verticales ou transversales, dessus, dessous, devant, derrière se réfèrent à l’orientation de l’échangeur de chaleur selon l’invention. La direction longitudinale correspond à l'axe principal de l’échangeur de chaleur dans lequel sa plus grande dimension s’étend. La direction verticale correspondant au sens d’empilement des plaques constituant l’échangeur de chaleur, la direction transversale étant la direction perpendiculaire aux deux autres. Les directions longitudinale, transversale et verticale sont également visibles dans un trièdre L, V, T représenté sur les figures.In the following description, the longitudinal, vertical or transverse names, above, below, in front, behind, refer to the orientation of the heat exchanger according to the invention. The longitudinal direction corresponds to the main axis of the heat exchanger in which its largest dimension extends. The vertical direction corresponding to the stacking direction of the plates constituting the heat exchanger, the transverse direction being the direction perpendicular to the other two. The longitudinal, transverse and vertical directions are also visible in a L, V, T trihedron shown in the figures.
La figure 1 montre en perspective un module d’échange de chaleur 3 formé par un organe de séparation 56 solidaire d’un échangeur de chaleur 1.FIG. 1 shows in perspective a heat exchange module 3 formed by a separation member 56 secured to a heat exchanger 1.
L’échangeur de chaleur 1 est un composant d’un circuit de fluide réfrigérant qui équipe un véhicule, notamment automobile. Selon l’invention, l’échangeur de chaleur 1 met en œuvre un échange de calories entre un premier fluide et un deuxième fluide, le premier fluide étant alors refroidi par le deuxième fluide. Dans une telle configuration, l’échangeur de chaleur 1 est utilisé en tant que condenseur pour un fluide réfrigérant sous-critique ou super-critique. Le deuxième fluide est avantageusement un liquide caloporteur, tel qu’un mélange eau-glycol.The heat exchanger 1 is a component of a refrigerant circuit which equips a vehicle, in particular an automobile. According to the invention, the heat exchanger 1 implements a heat exchange between a first fluid and a second fluid, the first fluid then being cooled by the second fluid. In such a configuration, the heat exchanger 1 is used as a condenser for a subcritical or supercritical refrigerant. The second fluid is advantageously a heat transfer liquid, such as a water-glycol mixture.
L’échangeur de chaleur 1 comprend un faisceau 6 où l’échange de chaleur entre le premier fluide et le deuxième fluide prend place. Le faisceau 6 est globalement formé par un empilement de plaques 2, superposées les unes sur les autres le long d’une direction d’empilement 7 de ces plaques 2. Le faisceau 6 comprend notamment des joues référencées 5θ et 52 qui délimitent le faisceau 6 le long de la direction d’empilement 7· Entre ces deux joues 5θ et 52 est disposée la pluralité de plaques 2 qui délimite deux circuits distincts : un premier circuit 4 agencé pour être parcouru par le premier fluide et un deuxième circuit 8 configuré pour être parcouru par le deuxième fluide.The heat exchanger 1 comprises a bundle 6 where the heat exchange between the first fluid and the second fluid takes place. The bundle 6 is generally formed by a stack of plates 2, superimposed on each other along a stacking direction 7 of these plates 2. The bundle 6 notably includes cheeks referenced 5θ and 52 which delimit the bundle 6 along the stacking direction 7 · Between these two cheeks 5θ and 52 is arranged the plurality of plates 2 which delimits two distinct circuits: a first circuit 4 arranged to be traversed by the first fluid and a second circuit 8 configured to be traversed by the second fluid.
L’écbangeur de chaleur 1 comprend par ailleurs des moyens de mise en relation de ces circuits avec d’une part un circuit du premier fluide extérieur à l’écbangeur de chaleur 1 et d’autre part avec un circuit du deuxième fluide extérieur à l’écbangeur de chaleur 1. L’écbangeur de chaleur 1 comprend ainsi un premier manchon 68 par lequel le premier fluide peut entrer dans l’écbangeur de chaleur 1 et un deuxième manchon 7θ par lequel le premier fluide peut sortir de l’écbangeur de chaleur 1. Cet échangeur de chaleur 1 comprend encore un troisième manchon 72 par lequel le deuxième fluide peut entrer dans le faisceau 6, ainsi qu’un quatrième manchon 74 par lequel le deuxième fluide peut sortir du faisceau 6. On notera que le faisceau 6 comprend un premier orifice et un deuxième orifice empruntés par le deuxième fluide et sont en communication avec une embase 57 interposée fluidiquement entre l’échangeur de chaleur 1 et l’organe de séparation 56, ce dernier étant porté mécaniquement par l’embase 57· L’embase 57 fait ainsi partie du module d’échange de chaleur 3·The heat exchanger 1 also comprises means for connecting these circuits with on the one hand a circuit of the first fluid external to the heat exchanger 1 and on the other hand with a circuit of the second fluid external to the heat exchanger 1. The heat exchanger 1 thus comprises a first sleeve 68 by which the first fluid can enter the heat exchanger 1 and a second sleeve 7θ by which the first fluid can exit from the heat exchanger 1. This heat exchanger 1 also comprises a third sleeve 72 by which the second fluid can enter the bundle 6, as well as a fourth sleeve 74 by which the second fluid can exit from the bundle 6. It will be noted that the bundle 6 comprises a first orifice and a second orifice taken by the second fluid and are in communication with a base 57 fluidly interposed between the heat exchanger 1 and the separation member 56, the latter being carried mechanically by the base 57 · The base 57 thus forms part of the heat exchange module 3 ·
L’échangeur de chaleur 1 comprend une première extrémité longitudinale 4θ et une deuxième extrémité longitudinale 42 la première extrémité longitudinale 4θ étant opposée à la deuxième extrémité longitudinale 42 par rapport à une portion centrale 43 de l’échangeur de chaleur.The heat exchanger 1 comprises a first longitudinal end 4θ and a second longitudinal end 42, the first longitudinal end 4θ being opposite the second longitudinal end 42 relative to a central portion 43 of the heat exchanger.
L’échangeur de chaleur 1 selon l’invention comprend ainsi un ensemble de plaques 2 empilées les unes sur les autres pour former les circuits de l’échangeur de chaleur 1. Un exemple de plaque 2 est illustré à la figure 2. Deux plaques 2 immédiatement adjacentes définissent un tube de circulation où peut circuler le premier fluide ou le deuxième fluide. Les tubes de circulation agencés pour la circulation du premier fluide, dit premier tube de circulation, alternent avec les conduits agencés pour la circulation du deuxième fluide, dit deuxième tube de circulation. Ainsi, une première plaque 2 peut être agencée pour la circulation du premier fluide en collaboration avec une deuxième plaque 2 adjacente, et être agencée pour la circulation du deuxième fluide en collaboration avec une troisième plaque 2 adjacente. Une même plaque 2 est ainsi léchée d’un côté par le premier fluide et de l’autre par le deuxième fluide.The heat exchanger 1 according to the invention thus comprises a set of plates 2 stacked on each other to form the circuits of the heat exchanger 1. An example of plate 2 is illustrated in FIG. 2. Two plates 2 immediately adjacent define a circulation tube through which the first fluid or the second fluid can circulate. The circulation tubes arranged for the circulation of the first fluid, called the first circulation tube, alternate with the conduits arranged for the circulation of the second fluid, called the second circulation tube. Thus, a first plate 2 can be arranged for the circulation of the first fluid in collaboration with a second adjacent plate 2, and be arranged for the circulation of the second fluid in collaboration with a third adjacent plate 2. The same plate 2 is thus licked on one side by the first fluid and on the other by the second fluid.
Comme visible sur la figure 2, chaque plaque 2 a la forme d’une baignoire, c’est-à-dire qu’elle comprend un fond 20, entouré d’un bord périphérique 22. Le fond 20 de la plaque 2 a une forme de rectangle aux angles arrondis. Le bord périphérique 22 entourant le fond s’étend de façon continue tout autour de la plaque 2, sans interruption.As can be seen in FIG. 2, each plate 2 has the shape of a bathtub, that is to say that it comprises a bottom 20, surrounded by a peripheral edge 22. The bottom 20 of the plate 2 has a rectangle shape with rounded corners. The peripheral edge 22 surrounding the bottom extends continuously around the plate 2, without interruption.
Le bord périphérique 22 comprend une face intérieure 24 et une face extérieure 26, la face extérieure 26 étant opposée à la face intérieure 24· Le fond 20 est délimité par une face supérieure 3θ et une face inférieure 32, la face supérieure 3θ étant la face d’où s’élève le bord périphérique 22, la face inférieure 32 étant la face de la plaque 2 opposée à la face supérieure 3θ· La face intérieure 24 du bord périphérique 22 est en continuité de la face supérieure 3θ du fond 20 de la plaque 2.The peripheral edge 22 includes an inner face 24 and an outer face 26, the outer face 26 being opposite to the inner face 24 · The bottom 20 is delimited by an upper face 3θ and a lower face 32, the upper face 3θ being the face from which rises the peripheral edge 22, the lower face 32 being the face of the plate 2 opposite the upper face 3θ · The inner face 24 of the peripheral edge 22 is in continuity with the upper face 3θ of the bottom 20 of the plate 2.
Le bord périphérique 22 est évasé, c’est-à-dire que le périmètre de la partie du bord périphérique 22 en contact avec le fond 20 est inférieur au périmètre à sa partie libre 28, la partie libre 28 étant la partie opposée à la partie en contact avec le fond 20.The peripheral edge 22 is flared, that is to say that the perimeter of the part of the peripheral edge 22 in contact with the bottom 20 is less than the perimeter of its free part 28, the free part 28 being the part opposite to the part in contact with the bottom 20.
Les plaques 2 sont empilées les unes dans les autres, la face supérieure 3θ d’une première plaque 2 étant en regard de la face inférieure 32 d’une deuxième plaque 2 adjacente. De même, la face inférieure 32 de la première plaque 2 est en regard de la face supérieure 3θ d’une troisième plaque 2 adjacente.The plates 2 are stacked one inside the other, the upper face 3θ of a first plate 2 being opposite the lower face 32 of a second adjacent plate 2. Similarly, the lower face 32 of the first plate 2 is opposite the upper face 3 face of a third adjacent plate 2.
Les plaques 2 sont fabriquées par emboutissage, estampage ou roulage d’un feuillard d’un matériau agencé pour autoriser des échanges thermiques suffisant pour permettre à l’échangeur de chaleur 1 de remplir son rôle. 11 peut notamment s’agir d’aluminium ou d’un alliage d’aluminium.The plates 2 are produced by stamping, stamping or rolling a strip of a material arranged to allow sufficient heat exchange to allow the heat exchanger 1 to fulfill its role. It may in particular be aluminum or an aluminum alloy.
Chaque plaque 2 comprend au moins un trou 34· Dans l’exemple de l’invention, les plaques 2 comporte quatre trous 34» disposés à chacun des angles de la plaque 2. Les plaques comportent ainsi un premier trou 34a, un deuxième trou 34b, un troisième trou 34c et un quatrième trou 34d. Les trous 34 ont une forme circulaire. Les trous 34 sont traversant. Ces trous 34 sont agencés pour permettre le passage du premier fluide ou du deuxième fluide.Each plate 2 comprises at least one hole 34 · In the example of the invention, the plates 2 comprises four holes 34 "arranged at each of the corners of the plate 2. The plates thus comprise a first hole 34a, a second hole 34b , a third hole 34c and a fourth hole 34d. The holes 34 have a circular shape. The holes 34 are through. These holes 34 are arranged to allow the passage of the first fluid or the second fluid.
Les plaques 2 comprennent un dispositif de perturbation 100 de l’écoulement d’au moins un des fluides, et avantageusement des deux fluides aptes à parcourir l’échangeur de chaleur. Les plaques 2 comprennent une première extrémité transversale 44, une deuxième extrémité transversale 46 opposée à la première extrémité transversale 44 par rapport au dispositif de perturbation 100, une première extrémité longitudinale 40 et une deuxième extrémité longitudinale 42 opposée à la première extrémité longitudinale 40 par rapport au dispositif de perturbation 100.The plates 2 comprise a device 100 for disturbing the flow of at least one of the fluids, and advantageously of the two fluids capable of traversing the heat exchanger. The plates 2 include a first transverse end 44, a second transverse end 46 opposite the first transverse end 44 relative to the disturbance device 100, a first longitudinal end 40 and a second longitudinal end 42 opposite the first longitudinal end 40 relative to to the disturbance device 100.
Le premier trou 34a est disposé à l’angle de la première extrémité longitudinale 4θ et de la première extrémité transversale 44·The first hole 34a is arranged at the angle of the first longitudinal end 4θ and the first transverse end 44 ·
Le deuxième trou 34b est disposé à l’angle de la deuxième extrémité longitudinale 42 et de la première extrémité transversale 44·The second hole 34b is arranged at the angle of the second longitudinal end 42 and the first transverse end 44 ·
Le troisième trou 34c est disposé à l’angle de la première extrémité longitudinale 4θ et de la deuxième extrémité transversale 46.The third hole 34c is arranged at the angle of the first longitudinal end 4θ and the second transverse end 46.
Le quatrième trou 34d est disposé à l’angle de la deuxième extrémité longitudinale 42 et de la deuxième extrémité transversale 46.The fourth hole 34d is arranged at the corner of the second longitudinal end 42 and the second transverse end 46.
Le premier trou 34a et le deuxième trou 34b sont agencés pour permettre la circulation du premier fluide. Le troisième trou 34c et le quatrième trou 34d sont quant à eux agencés pour permettre la circulation du second fluide.The first hole 34a and the second hole 34b are arranged to allow the circulation of the first fluid. The third hole 34c and the fourth hole 34d are in turn arranged to allow the circulation of the second fluid.
Les plaques 2 se différencient en premier type de plaque 2a et deuxième type de plaque 2b. Le terme et la référence plaque 2 désignent indifféremment l’une, l’autre ou aux deux types de plaques.The plates 2 differ in first type of plate 2a and second type of plate 2b. The term and the reference plate 2 designate one, the other or both types of plates.
Sur le premier type de plaque 2a, le troisième trou 34c et/ou le quatrième trou 34d sont agencés dans le fond 20 de la première plaque 2a, c’est-à-dire qu’un plan dans lequel s’étend le troisième trou 34c et/ou le quatrième trou 34d est confondu avec le plan dans lequel s’étend le fond 20 de la première plaque 2a.On the first type of plate 2a, the third hole 34c and / or the fourth hole 34d are arranged in the bottom 20 of the first plate 2a, that is to say a plane in which the third hole extends 34c and / or the fourth hole 34d coincides with the plane in which the bottom 20 of the first plate 2a extends.
Sur ce même premier type de plaque 2a, le premier trou 34a et/ou le deuxième trou 34b sont disposés au bout d’un collet 48. Cette disposition est illustrée à la figure 2. Le collet 48 d’une première plaque 2a est destiné à être en contact avec la face inférieure 32 de la deuxième plaque 2b adjacente. Lorsque le collet 48 est en contact avec la face inférieure 32 de la deuxième plaque 2b adjacente, il interdit la circulation du premier fluide dans le tube de circulation destiné au deuxième fluide.On this same first type of plate 2a, the first hole 34a and / or the second hole 34b are arranged at the end of a collar 48. This arrangement is illustrated in FIG. 2. The collar 48 of a first plate 2a is intended to be in contact with the underside 32 of the second adjacent plate 2b. When the collar 48 is in contact with the lower face 32 of the second adjacent plate 2b, it prohibits the circulation of the first fluid in the circulation tube intended for the second fluid.
Sur le deuxième type de plaque 2b, le premier trou 34a et/ou le deuxième trou 34b sont agencés dans le fond 20 de la deuxième plaque 2b, c’est-à-dire que le plan dans lequel s’étend le premier trou 34a et/ou le deuxième trou 34b est confondu avec le plan dans lequel s’étend le fond 20 de la deuxième plaque 2b.On the second type of plate 2b, the first hole 34a and / or the second hole 34b are arranged in the bottom 20 of the second plate 2b, that is to say that the plane in which the first hole 34a extends and / or the second hole 34b coincides with the plane in which the bottom 20 of the second plate 2b extends.
Sur ce même deuxième type de plaque 2b, le troisième trou 34c et/ou le quatrième trou 34d sont disposés au bout d’un collet 48. Le collet 48 est en contact avec la face inférieure 32 d’une première plaque 2a d’un couple de plaques immédiatement adjacent. Ce collet 48 interdit la circulation du deuxième fluide dans le conduit destiné au premier fluide.On this same second type of plate 2b, the third hole 34c and / or the fourth hole 34d are arranged at the end of a collar 48. The collar 48 is in contact with the underside 32 of a first plate 2a of a pair of plates immediately adjacent. This collar 48 prohibits the circulation of the second fluid in the conduit intended for the first fluid.
Les plaques 2 comprennent au moins le dispositif de perturbation 100, illustré sur les figures 2 à 4, et agencé pour perturber la circulation du fluide ou des fluides circulant le long des plaques. Ce dispositif de perturbation 100 est par exemple issu de matière avec les plaques 2, c’est-à-dire qu’ils forment un seul bloc de matière avec la plaque 2 dans laquelle il est formé. Le dispositif de perturbation 100 est issu du procédé de fabrication de la plaque 2, et est par exemple embouti en même temps que la plaque 2.The plates 2 comprise at least the disturbance device 100, illustrated in Figures 2 to 4, and arranged to disturb the circulation of the fluid or fluids flowing along the plates. This disturbance device 100 is for example made from material with the plates 2, that is to say that they form a single block of material with the plate 2 in which it is formed. The disturbance device 100 comes from the process for manufacturing the plate 2, and is for example stamped at the same time as the plate 2.
Le dispositif de perturbation 100 s’étend entre le premier trou 34a et le troisième trou 34c d’une part et le deuxième trou 34b et le quatrième trou 34d d’autre part, c’est-à-dire sur la totalité de la portion des plaques 2 qui s’étend entre la première extrémité longitudinale 4θ et la deuxième extrémité longitudinale 42.The disturbance device 100 extends between the first hole 34a and the third hole 34c on the one hand and the second hole 34b and the fourth hole 34d on the other hand, that is to say over the entire portion plates 2 which extends between the first longitudinal end 4θ and the second longitudinal end 42.
Ce dispositif de perturbation 100 prend la forme de cbevrons, c’est-à-dire d’une succession de sillons 104 profilés en « V », lorsqu’observé dans un plan perpendiculaire au plan d’extension de la plaque 2. Cette disposition en cbevrons est visible sur les figures 2 à 4· Chaque sillon 104 comprend ainsi deux branches 106, correspondant aux deux branches 106 du « V ». La pointe du « V » d’au moins un sillon 104 est sensiblement au centre transversalement de la plaque 2.This disturbance device 100 takes the form of cbevrons, that is to say of a succession of grooves 104 profiled in a "V" shape, when observed in a plane perpendicular to the plane of extension of the plate 2. This arrangement in cbevrons is visible in Figures 2 to 4 · Each groove 104 thus comprises two branches 106, corresponding to the two branches 106 of the "V". The tip of the "V" of at least one groove 104 is substantially in the transverse center of the plate 2.
Les sillons 104 sont profilés en « U » dans un plan de coupe perpendiculaire à la direction de la branche 106 du sillon 104 considéré. Ce profil en « U » définit ainsi deux sommets 110, une base 108, un premier bord 103 et un deuxième bord 105- Cette disposition est plus particulièrement visible sur la figure 4·The grooves 104 are profiled in "U" in a section plane perpendicular to the direction of the branch 106 of the groove 104 considered. This “U” profile thus defines two vertices 110, a base 108, a first edge 103 and a second edge 105- This arrangement is more particularly visible in FIG. 4 ·
Le sommet 110 du dispositif de perturbation 100 est la partie de la plaque 2 qui correspond à une face supérieure du fond 20 de la plaque 2 disposée entre deux sillons 104·The top 110 of the disturbance device 100 is the part of the plate 2 which corresponds to an upper face of the bottom 20 of the plate 2 disposed between two grooves 104 ·
La base 108 du dispositif de perturbation 100 est la partie de la plaque 2 qui correspond à une face inférieure du sillon 104The base 108 of the disturbance device 100 is the part of the plate 2 which corresponds to a lower face of the groove 104
Les deux branches 106 de chaque sillon 104 sont agencées par rapport à la direction transversale de la plaque 2 selon un angle 10 ayant une valeur de 3θ°· Cette caractéristique est illustrée à la figure 3· On comprendra que dans une version alternative de l’invention, l’angle 10 aura une valeur comprise entre 25 et 35°· Les valeurs de l’angle 10 comprises dans cette fourchette correspondent à des valeurs permettant d’atteindre un coefficient d’échange thermique élevé tout en minimisant les pertes de charge de chaque côté de la plaque 2, c’est-à-dire à l’égard du premier fluide et à l’égard du deuxième fluide. Ainsi agencés, le dispositif de perturbation 100 permet d’améliorer les échanges thermiques entre les fluides, sans compromettre la résistance des plaques 2. On supprime ainsi la nécessité d’augmenter l’épaisseur matière des plaques 2. En conséquence, on obtient la possibilité de fabriquer un échangeur de chaleur 1 ayant un nombre de plaques 2 inférieur à la moyenne des échangeurs de chaleur, limitant ainsi l’encombrement tout en augmentant la performance de l’échangeur de chaleur 1.The two branches 106 of each groove 104 are arranged relative to the transverse direction of the plate 2 at an angle 10 having a value of 3θ ° · This characteristic is illustrated in Figure 3 · It will be understood that in an alternative version of the invention, the angle 10 will have a value between 25 and 35 ° · The values of the angle 10 included in this range correspond to values making it possible to achieve a high heat exchange coefficient while minimizing the pressure losses of each side of the plate 2, that is to say with respect to the first fluid and with respect to the second fluid. Thus arranged, the disturbance device 100 makes it possible to improve the heat exchanges between the fluids, without compromising the resistance of the plates 2. This therefore eliminates the need to increase the material thickness of the plates 2. Consequently, the possibility is obtained to manufacture a heat exchanger 1 having a number of plates 2 lower than the average of the heat exchangers, thus limiting the space requirement while increasing the performance of the heat exchanger 1.
Chaque sillon 104 est défini par une hauteur 12 et une largeur 14 illustrées sur la figure 4·Each groove 104 is defined by a height 12 and a width 14 illustrated in FIG. 4 ·
La hauteur 12 d’un sillon 104 est la dimension du sillon 104 selon une direction verticale, c’est-à-dire la direction perpendiculaire au plan général d’extension du fond 20 de la plaque 2. La hauteur 12 d’un sillon 104 se mesure entre un premier plan passant par deux bases 108 et un deuxième plan passant par deux sommets 110, selon une direction perpendiculaire au premier plan. Dans l’exemple de l’invention illustré ici, la hauteur 12 d’un sillon 104 est de 1,35 millimètre. On comprendra que dans une version alternative de l’invention, la hauteur 12 d’un sillon 104 est comprise entre 1 et 1,70 millimètre.The height 12 of a groove 104 is the dimension of the groove 104 in a vertical direction, that is to say the direction perpendicular to the general plane of extension of the bottom 20 of the plate 2. The height 12 of a groove 104 is measured between a first plane passing through two bases 108 and a second plane passing through two vertices 110, in a direction perpendicular to the first plane. In the example of the invention illustrated here, the height 12 of a groove 104 is 1.35 millimeters. It will be understood that in an alternative version of the invention, the height 12 of a groove 104 is between 1 and 1.70 millimeters.
La largeur 14 d’un sillon 104 est la dimension du sillon 104 mesurée perpendiculairement à la direction d’extension d’une branche 106 du sillon 104· La largeur 14 d’un sillon 104 est prise d’un premier bord 103 du sillon 104 à un deuxième bord 105 opposé du sillon 104 dans une direction perpendiculaire au premier bord 103- La largeur 14 du sillon 104 est prise du sommet 110 du premier bord 103 du sillon 104 au sommet 110 du deuxième bord 105 du sillon 104· Dans l’exemple de l’invention illustré ici, la largeur 14 d’un sillon 104 est de 3 millimètres. On comprendra que dans une version alternative de l’invention, la largeur 14 d’un sillon 104 est comprise entre 2 et 4 millimètres.The width 14 of a groove 104 is the dimension of the groove 104 measured perpendicular to the direction of extension of a branch 106 of the groove 104 · The width 14 of a groove 104 is taken from a first edge 103 of the groove 104 to a second edge 105 opposite the furrow 104 in a direction perpendicular to the first edge 103- The width 14 of the furrow 104 is taken from the top 110 of the first edge 103 of the furrow to the top 110 of the second edge 105 of the furrow 104 · In the example of the invention illustrated here, the width 14 of a groove 104 is 3 millimeters. It will be understood that in an alternative version of the invention, the width 14 of a groove 104 is between 2 and 4 millimeters.
Les sillons 104 étant disposés à proximité les uns des autres, deux sillons 104 ont un bord commun. Ainsi, un bord entre deux sillons 104 peut être à la fois un premier bord 103 d’un premier sillon 104 et un deuxième bord 105 d’un deuxième sillon 104 adjacent.The grooves 104 being arranged close to each other, two grooves 104 have a common edge. Thus, an edge between two grooves 104 can be both a first edge 103 of a first groove 104 and a second edge 105 of a second adjacent groove 104.
Le rapport entre la largeur 14 et la hauteur 12 d’un sillon 104 est compris entre 2 et 2,5- En d’autres termes, la largeur 14 du sillon 104 est 2 à 2,5 fois plus importante que la hauteur 12 du sillon 104· Dans l’exemple de l’invention illustré ici, le rapport entre la largeur 14 et la hauteur 12 d’un sillon 104 est de 2,2.The ratio between the width 14 and the height 12 of a groove 104 is between 2 and 2.5- In other words, the width 14 of the groove 104 is 2 to 2.5 times greater than the height 12 of the groove 104 · In the example of the invention illustrated here, the ratio between the width 14 and the height 12 of a groove 104 is 2.2.
Dans cet exemple de l’invention, tous les sillons 104 ont la même hauteur 12 et la même largeur 14· Alternativement, seulement une partie des sillons 104 constitutifs du dispositif de perturbation 100 répond à ce rapport largeur/bauteur.In this example of the invention, all the grooves 104 have the same height 12 and the same width 14 · Alternatively, only part of the grooves 104 constituting the disturbance device 100 responds to this width / width ratio.
Les sillons 104 s’étendent d’un premier pied 112 du bord périphérique 22 le long de la première extrémité transversale 44 de la plaque 2 et sont continus jusqu’à un deuxième pied 114 du bord périphérique 22 le long de la deuxième extrémité transversale 46 de la plaque 2. Les sillons 104 sont continus sur toute leur longueur, c’est-à-dire que leur hauteur 12 est constante du premier pied 112 au deuxième pied 114·The grooves 104 extend from a first foot 112 of the peripheral edge 22 along the first transverse end 44 of the plate 2 and are continuous up to a second foot 114 of the peripheral edge 22 along the second transverse end 46 of the plate 2. The grooves 104 are continuous over their entire length, that is to say that their height 12 is constant from the first foot 112 to the second foot 114 ·
La direction des chevrons est alternée d’une plaque 2 à l’autre. Ainsi, les sillons 104 en « V » de la première plaque 2 sont disposés dans un sens opposé aux sillons 104 en « V » de la deuxième plaque 2. En d’autres termes, la pointe du « V » des sillons 104 d’une première plaque 2 est dirigée vers la première extrémité longitudinale 4θ> tandis que la pointe du « V » des sillons 104 d’une deuxième plaque 2 immédiatement adjacente à la première plaque 2 est dirigée vers la deuxième extrémité longitudinale 42. De même, la pointe du « V » des sillons 104 d’une troisième plaque 2 immédiatement adjacente à la première plaque 2 est dirigée vers la deuxième extrémité longitudinale 42.The direction of the rafters is alternated from one plate 2 to the other. Thus, the grooves 104 in "V" of the first plate 2 are arranged in a direction opposite to the grooves 104 in "V" of the second plate 2. In other words, the tip of the "V" of the grooves 104 of a first plate 2 is directed towards the first longitudinal end 4θ> while the tip of the “V” of the grooves 104 of a second plate 2 immediately adjacent to the first plate 2 is directed towards the second longitudinal end 42. Similarly, the tip of the “V” of the grooves 104 of a third plate 2 immediately adjacent to the first plate 2 is directed towards the second longitudinal end 42.
La déformation du dispositif de perturbation 100 au cours du processus de fabrication se fait dans la direction opposée à la baignoire de la plaque 2, c’est-à-dire que le dispositif de perturbation 100 s’étend depuis la face inférieure 32 de la plaque 2. Le sens de cette déformation est le même pour chaque plaque 2. Lors de l’empilement des plaques 2, au moins une portion des bases 108 des sillons 104 de la première plaque 2 entre en contact avec une portion du fond 20 de la deuxième plaque 2 agencée au-dessous de la première plaque 2 considérée. Plus particulièrement, un point de contact 18 se fait entre la base 108 de la plaque 2 supérieure et le sommet 110 de la plaque 2 inférieure, entre deux sillons 104 de la plaque 2 inférieure.The deformation of the disturbance device 100 during the manufacturing process is done in the direction opposite to the bath of the plate 2, that is to say that the disturbance device 100 extends from the underside 32 of the plate 2. The direction of this deformation is the same for each plate 2. When the plates 2 are stacked, at least a portion of the bases 108 of the grooves 104 of the first plate 2 comes into contact with a portion of the bottom 20 of the second plate 2 arranged below the first plate 2 considered. More particularly, a point of contact 18 is made between the base 108 of the upper plate 2 and the top 110 of the lower plate 2, between two grooves 104 of the lower plate 2.
Un tube de circulation comprend une pluralité de points de contact 18. Le sommet 110 de chaque sillon 104 d’une première plaque 2 a plusieurs points de contact 18 avec la base 108 de plusieurs sillons 104 d’une deuxième plaque 2. De même, la base 108 de chaque sillon 104 de la deuxième plaque 2 a plusieurs points de contact 18 avec le sommet 110 de plusieurs sillons 104 de la première plaque 2.A circulation tube comprises a plurality of contact points 18. The top 110 of each groove 104 of a first plate 2 has several contact points 18 with the base 108 of several grooves 104 of a second plate 2. Likewise, the base 108 of each groove 104 of the second plate 2 has several contact points 18 with the apex 110 of several grooves 104 of the first plate 2.
Un sillon 104 d’une première plaque 2 est en contact avec un sillon 104 d’une deuxième plaque 2 en deux points de contact 18. 11 y a un point de contact 18 par branche 106 d’un sillon 104· Ainsi, une première branche 106 du sillon 104 de la première plaque 2 est en contact avec une première branche 106 du sillon 104 de la deuxième plaque 2, tandis qu’une deuxième branche 106 du sillon 104 de la première plaque 2 est en contact avec une deuxième branche 106 du sillon 104 de la deuxième plaque 2.A groove 104 of a first plate 2 is in contact with a groove 104 of a second plate 2 at two contact points 18. There is a contact point 18 per branch 106 of a groove 104 · Thus, a first branch 106 of the groove 104 of the first plate 2 is in contact with a first branch 106 of the groove 104 of the second plate 2, while a second branch 106 of the groove 104 of the first plate 2 is in contact with a second branch 106 groove 104 of the second plate 2.
Ce point de contact 18, une fois les plaques 2 brasées entre elles, forme un pont joignant les deux plaques adjacentes constitutive du tube de circulation. Un tel pont perturbe l’écoulement du fluide entre les deux plaques 2. Chacun de ces points de contact 18 participent au renfort de l’échangeur de chaleur 1 en solidarisant entre elles les plaques 2, empêchant leur séparation, et en permettant une répartition des forces entre l’ensemble des points de contact 18.This contact point 18, once the plates 2 are brazed together, forms a bridge joining the two adjacent plates constituting the circulation tube. Such a bridge disturbs the flow of fluid between the two plates 2. Each of these contact points 18 participate in the reinforcement of the heat exchanger 1 by joining together the plates 2, preventing their separation, and allowing a distribution of the forces between all contact points 18.
Cette disposition est illustrée à la figure 5· Sur cette figure, les traits pleins représentent des sillons 104a d’une première plaque 2, les traits en tirets représentent les sillons 104b d’une deuxième plaque 2, les traits en pointillés représentant les sommets 110 de la deuxième plaque 2.This arrangement is illustrated in FIG. 5. In this figure, the solid lines represent grooves 104a of a first plate 2, the dashed lines represent the grooves 104b of a second plate 2, the dotted lines representing the vertices 110 of the second plate 2.
Le premier fluide est un liquide caloporteur ou un mélange entre un ou plusieurs liquides caloporteurs et un ou plusieurs autres fluides, le ou les liquides caloporteurs étant sélectionnés parmi les liquides caloporteurs autorisés et adapté à l’usage qui en est fait. Le ou les liquides caloporteurs sont notamment de l’eau, de l’eau déionisée, un mélange de glycol et d’eau ou un liquide diélectrique tel des hydrocarbures fluorés.The first fluid is a heat transfer liquid or a mixture between one or more heat transfer liquids and one or more other fluids, the heat transfer liquid (s) being selected from the authorized heat transfer liquids and suitable for the use that is made of it. The heat-transfer liquid (s) are in particular water, deionized water, a mixture of glycol and water or a dielectric liquid such as fluorinated hydrocarbons.
Le deuxième fluide est un fluide réfrigérant ou un mélange entre un ou plusieurs fluides réfrigérants et un ou plusieurs autres fluides, le ou les fluides réfrigérants étant sélectionnés parmi les fluides réfrigérants autorisés et adaptés à l’usage qui en est fait. Le ou les fluides réfrigérants sont notamment de la famille des hydrochlorofluorocarbures (HCFC), ou des hydrofluorocarbures (HFC). Le fluide réfrigérant peut notamment être du R134a ou du 1234YF. Le fluide réfrigérant peut également être le dioxyde de carbone connu sous l’acronyme R744·The second fluid is a refrigerant or a mixture between one or more refrigerants and one or more other fluids, the refrigerant (s) being selected from the authorized refrigerants and adapted to the use made of it. The refrigerant or fluids are in particular from the family of hydrochlorofluorocarbons (HCFCs) or hydrofluorocarbons (HFCs). The refrigerant may in particular be R134a or 1234YF. The refrigerant can also be carbon dioxide known by the acronym R744 ·
Un procédé de fabrication de l’échangeur de chaleur 1 va maintenant être décrit. Cet exemple de procédé est donné à titre d’exemple non limitatif, des procédés alternatifs pouvant être utilisés pour réaliser l’échangeur de chaleur 1 tel que décrit ci-dessus.A method of manufacturing the heat exchanger 1 will now be described. This example process is given by way of nonlimiting example, alternative processes that can be used to make the heat exchanger 1 as described above.
Les différentes plaques 2 qui définissent l’échangeur de chaleur 1 sont empilées. Une première plaque 2, correspondant au premier type de plaque 2a, est disposée en alternance avec une deuxième plaque 2, correspondant au deuxième type de plaque 2b, l’empilement de ces plaques 2 alternées étant compris entre la première joue 5θ et la deuxième joue 52.The different plates 2 which define the heat exchanger 1 are stacked. A first plate 2, corresponding to the first type of plate 2a, is arranged alternately with a second plate 2, corresponding to the second type of plate 2b, the stacking of these alternating plates 2 being between the first cheek 5θ and the second cheek 52.
On dispose ensuite le premier manchon 68, le deuxième manchon 7θ> le troisième manchon 72 et le quatrième manchon 74·We then have the first sleeve 68, the second sleeve 7θ> the third sleeve 72 and the fourth sleeve 74 ·
L’ensemble des pièces disposées à l’étape précédente sont ensuite brasées ensemble, selon un procédé de brasage par passage dans un four. Cette étape solidarisera les différents types de plaques 2 entre elles. L’échangeur de chaleur 1 est alors être raccordé aux boucles des différents fluides.All of the parts arranged in the previous step are then brazed together, using a brazing process carried out in an oven. This step will join the different types of plates 2 together. The heat exchanger 1 is then connected to the loops of the various fluids.
L’échangeur de chaleur 1 ainsi agencé est apte à fonctionner selon l’exemple suivant. Cet exemple n’est pas limitatif, d’autres fonctionnements peuvent être envisagés. Parmi ces fonctionnements, on trouvera la possibilité d’agencer les circuits de façon à y faire circuler les fluides en plusieurs passes.The heat exchanger 1 thus arranged is able to operate according to the following example. This example is not limiting, other operations can be envisaged. Among these operations, there is the possibility of arranging the circuits so as to circulate the fluids in several passes.
Le premier fluide entre dans l’échangeur de chaleur 1 par le premier manchon 68. Le premier fluide circule dans le premier circuit 4 vers le deuxième manchon 7θ en une seule passe.The first fluid enters the heat exchanger 1 through the first sleeve 68. The first fluid flows in the first circuit 4 to the second sleeve 7θ in a single pass.
La circulation du premier fluide est perturbée par les dispositifs de perturbation 100. Le premier fluide est ensuite évacué bors du deuxième mancbon 7θ vers une boucle de traitement thermique du premier fluide. Tout au long de cette boucle, le premier fluide est à l’état liquide et il échange des calories avec le deuxième fluide.The circulation of the first fluid is disturbed by the disturbance devices 100. The first fluid is then evacuated through the second mancbon 7θ to a heat treatment loop of the first fluid. Throughout this loop, the first fluid is in a liquid state and it exchanges calories with the second fluid.
Le deuxième fluide entre dans l’échangeur de chaleur 1 par le troisième manchon 72. Le deuxième fluide peut être à l’état gazeux. Le deuxième fluide circule dans le deuxième circuit 8 et transfère ses calories au premier fluide qui circule dans le premier circuit 4· Ce transfert de calories se traduit par un refroidissement du deuxième fluide, qui passe de l’état gazeux à un état diphasique gaz-liquide puis à un état liquide. L’écoulement du deuxième fluide est perturbé par les dispositifs de perturbation 100 présent dans le deuxième circuit 8. Le deuxième fluide passe au travers de l’organe de séparation 56 avant d’atteindre le quatrième manchon 74 et d’être évacué.The second fluid enters the heat exchanger 1 through the third sleeve 72. The second fluid can be in the gaseous state. The second fluid circulates in the second circuit 8 and transfers its calories to the first fluid which circulates in the first circuit 4 · This transfer of calories results in a cooling of the second fluid, which passes from the gaseous state to a biphasic state gas- liquid then in a liquid state. The flow of the second fluid is disturbed by the disturbance devices 100 present in the second circuit 8. The second fluid passes through the separation member 56 before reaching the fourth sleeve 74 and being evacuated.
La description qui précède explique clairement comment l’invention permet d’atteindre les objectifs qu’elle s’est fixé et notamment de proposer une plaque pour échangeur de chaleur agencée pour brasser de façon optimale les fluides destinés à circuler le long de la plaque.The foregoing description clearly explains how the invention makes it possible to achieve the objectives which it has set itself and in particular to propose a plate for a heat exchanger arranged to optimally mix the fluids intended to circulate along the plate.
Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l’homme du métier à la plaque, au tube de circulation ou à l’échangeur de chaleur qui viennent d’être décrits à titre d’exemple non limitatif, dès lors que l’on met en œuvre au moins une plaque possédant un dispositif de perturbation de l’écoulement d’un fluide, le dispositif de perturbation comprenant des sillons ayant un rapport entre leur largeur et leur hauteur compris entre 2 et 2.5, et des branches disposée par rapport à une direction transversale de la plaque selon un angle compris entre 25 et 35°·Of course, various modifications can be made by those skilled in the art to the plate, to the circulation tube or to the heat exchanger which have just been described by way of nonlimiting example, as soon as one puts using at least one plate having a device for disturbing the flow of a fluid, the disturbing device comprising grooves having a ratio between their width and their height of between 2 and 2.5, and branches arranged relative to a transverse direction of the plate at an angle between 25 and 35 ° ·
En tout état de cause, l’invention ne saurait se limiter au mode de réalisation spécifiquement décrit dans ce document, et s’étend en particulier à tous moyens équivalents et à toute combinaison techniquement opérante de ces moyens.In any event, the invention cannot be limited to the embodiment specifically described in this document, and extends in particular to all equivalent means and to any technically operative combination of these means.
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