WO2008135321A1 - Echangeur de chaleur extrude - Google Patents

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WO2008135321A1
WO2008135321A1 PCT/EP2008/053826 EP2008053826W WO2008135321A1 WO 2008135321 A1 WO2008135321 A1 WO 2008135321A1 EP 2008053826 W EP2008053826 W EP 2008053826W WO 2008135321 A1 WO2008135321 A1 WO 2008135321A1
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heat exchanger
ducts
central body
channels
flank
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PCT/EP2008/053826
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Georges De Pelsemaeker
Olivier Delgarde
Laurent Albert
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques
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    • F28F2255/00—Heat exchanger elements made of materials having special features or resulting from particular manufacturing processes
    • F28F2255/16—Heat exchanger elements made of materials having special features or resulting from particular manufacturing processes extruded

Definitions

  • the present invention relates to the field of heat exchangers for exchanging heat between two fluids for motor vehicles, and more particularly to heat exchangers used to recirculate the exhaust gases of the combustion engines of these vehicles, also commonly known as EGR ("Exhaust Gas Recirculation").
  • EGR exhaust Gas Recirculation
  • An exhaust gas recirculation circuit of the engine of a motor vehicle (commonly called EGR for "Exhaust Gas Re circulate”) extends between the exhaust system of the engine and the intake circuit and generally comprises a heat exchanger for cooling the exhaust gas, an uncooled bypass channel, a bypass valve for selectively directing the gas stream into the heat exchanger or the bypass duct, and a control valve to adjust the flow rate of the gas stream in the recirculation circuit.
  • EGR exhaust Gas Re circulate
  • a first type of this type of heat exchanger comprising a body with tubes received in an outer casing whose ends are connected to flanges of connection to the circuit is known at the present time.
  • Such an exchanger comprises a large number of brazed parts to each other, which makes such an exchanger complex and expensive to manufacture.
  • heat exchangers of the type comprising an outer casing having ends provided with connecting flanges and receiving two molded and contiguous half-shells, provided with internal fins to facilitate heat exchange between, on the one hand the fluid to cooling circulating between the fins and, on the other hand, the coolant flowing between the outer shell and the half-shells,
  • document US Pat. No. 4,746,479 discloses a heat exchanger consisting of an extruded body and a plurality of panels intended to close a category of channels; the two categories of channels / conduits of this embodiment allowing the perpendicular flow of the two fluids relative to each other.
  • This embodiment requires several manufacturing steps, one for obtaining the extruded body and several production steps for each of the closing panels intended to close a single category of channels / ducts.
  • the present invention intends to overcome the disadvantages of existing heat exchangers and in particular for the treatment of exhaust gases.
  • the invention relates to a heat exchanger having channels / ducts for the exchange of heat between two fluids, comprising at least one extruded longitudinal central body forming at least partly the channels / ducts and at least one lateral flank for laterally closing at least one of said channels / ducts of said body.
  • extruded means that the central body is an element obtained by the technique of extrusion. It will be noted that the central body is a metallic material, for example aluminum.
  • the heat exchanger allows a flow of the two fluids in the same direction (and not the same direction) in the channels / ducts.
  • the invention makes it possible to achieve a significant specific power density, or much greater than that of prior art heat exchangers, in particular by adding secondary surface (reported or worked on the surface of the same body). central and / or the flank (s)), by a particular method of architecture or cross flow.
  • the present invention has the following advantages: the invention allows simplicity of implementation; no complicated machining, an assembly of two or three parts (extruded central body and one or two sides) regardless of the length of the heat exchanger, the different parts may have different thicknesses taking into account the properties of heat transfer and manufacturability; the invention provides a circulation of the fluid which allows an optimal heat transfer and much better than that obtained by the cross circulation of the production of this document;
  • the invention provides a modular concept for protection against corrosion, which is not possible in the production of this document because the extruded part is too complex and deep and has no front surface closed to the lid / flank;
  • the invention provides a design that also allows the addition of component (fin) to increase the performance of the air side.
  • the lateral flank extends over the entire length of the central extruded body; the lateral flank extends from one end or face (inlet or outlet) of the extruded central body,
  • the heat exchanger comprises at least two lateral flanks for closing said body laterally;
  • flank (s) is / are fixed (s) to the central body by brazing / welding, gluing or clipping;
  • the central body comprises at least one conduit / closed channel and at least one open channel; the open channel being closed by the flank.
  • channel / open duct is understood to mean a channel / duct of which only the association of central body with one of the flanks makes it possible to close said channel / duct so that the latter has only two openings, on the front and back side of the central body / heat exchanger.
  • the central body comprises only channels / open channels, these channels / conduits being closed by the sidewall and / or by an upper wall / bottom.
  • the invention authorizes the treatment of the internal surfaces of these open channels / ducts, before the fixing of the flank (s), especially for a protection of its surface tale fumes / acidic liquids of the exhaust gases.
  • the closed duct is intended for the circulation of a liquid
  • the open duct is intended for the circulation of a gas;
  • the conduit / open channel comprises at least partly a means forming a secondary surface;
  • the secondary surface means consists of fins or a disruptor
  • the central body comprises an upper wall and / or a lower wall.
  • the heat exchanger also comprises a housing at least for forming the inlet channel and the outlet of the exchanger; said casing being made of one or more pieces,
  • FIG. 1 shows a perspective view of a heat exchanger according to the invention
  • FIG. 2 represents a perspective view of another heat exchanger according to the invention
  • FIG. 3 illustrates, like the previous figures, a third embodiment of a heat exchanger according to the invention
  • FIG. 4 illustrates a portion of a central body and that of a sidewall to present a way to fix a sidewall and a way of working the surface of the ducts of said exchanger;
  • FIG. 5 illustrates a portion of a central body, whose surface is worked, and a sidewall according to the invention
  • FIG. 6 illustrates a way of increasing the exchange surface of a pipe, here by incorporating a turbulator into the central body
  • FIG. 7 illustrates an example of inserts that can be placed in a duct of the central body
  • FIG. 8 illustrates a portion of a conduit of a central body in which an insert has been placed
  • the present invention is described here for a use particularly adapted to a fluid exchanger which one of the fluids consists of the exhaust gas of the vehicle but it is understood that its realization and mounting concepts can be envisaged especially for all other types of heat exchangers, or even more generally for producing a module intended for the circulation of at least two fluids.
  • FIG. 1 shows a heat exchanger 1 for exhaust gases comprising an extruded central body 2 defining a plurality of ducts 3 ⁇ 3 ', 4, 4', some 3, 3 'intended for the circulation of the exhaust gases and others 4, 4 'for the circulation of the fluid used to cool these gases.
  • This heat exchanger 1 has a front face 5 visible in FIG. 1, like FIGS. 2 and 3, as well as a rear face 6, these two faces 5, 6 being open until they are put in place and fixing the front and rear collectors, or respectively inlet and outlet, not shown in the accompanying figures, intended respectively to close each of these faces 5, 6 and form the inlet chamber and the outlet chamber of a fluids, here the (s) exhaust gas.
  • the heat exchanger 1 comprises two lateral flanks 7, 8 and two walls, one upper 9 and the other lower 10.
  • the central body 2 may comprise these upper 9 and lower 10 walls, in which case the central body 2 will inherently have an upper wall 9 and lower 10 in the same way as is visible in particular in Figures 4 and 6.
  • some of the ducts 4, 4 'of the central body are closed, that is to say that these conduits are open only on the front 5 and rear 6.
  • all the ducts 3, 3 ', 4, 4' are open, that is to say that they have a lateral face (4 lateral faces: the two sides 7, 8, and the two upper walls 9 and bottom 10) without wall.
  • the central body 2 has two types of ducts, one 4, 4 'of T-shaped section and the other 3, 3' of shaped section.
  • the upper 9 and lower walls 10 each comprise an opening or recess 1 1, 12 for allowing the passage of one of the fluids, here of the glycol water (cooling water of the engine) which can circulate in one of the two types of ducts, here the two ducts of T-section 4, 4 ', the brine between the opening 11 located on the upper face 9 of the heat exchanger 1, flows in the direction Fl in the duct 4 and, thanks to a junction opening, not shown in the accompanying figures, between the two ducts 4, 4 ', in the duct 4' in the direction F2.
  • the coolant circulates in U in the linear direction Oy,
  • the exhaust gases flow through the ducts of the second type 3, 3 'in a single pass, that is to say by entering through one of the faces 5 or 6 of the heat exchanger 1. passing through said heat exchanger 1 and then coming out directly through the opposite face 5 or 6, for example the front face 5. It is also possible to carry out a U-shaped circulation for the exhaust gases, for example against the flow current F1 / F2 of the coolant, through the inlet and outlet manifolds, not shown in the accompanying figures.
  • the circulation of the second fluid namely here the (s) exhaust gas, will be U and flowing in the opposite direction / inverse to Fl in the respective ducts 3, 4 and in the opposite direction / inverse to F2 in the respective ducts 3 ', 4'.
  • the extruded central body 2 comprises the upper and lower walls 9, so that in this embodiment all the ducts 3, 3 ', 4, 4 'are open only on one of their faces (excluding the faces defined as the front / entry and rear / exit faces), subsequently closed by one or other of the two sides 7 or 8.
  • the first type of duct 4, 4 ' has an E-shaped section and is used in this example for the circulation of the coolant.
  • the inlet orifice 11 of the coolant is located in the upper wall 9 and allows direct communication with a first conduit 4, which is itself in communication, or communication (s) is not not shown (s) or visible in the accompanying figures, with the second duct 4 'of the first type.
  • the outlet orifice 12 is located here in the bottom wall 10 and allows direct communication with the second duct 4 '. Circulation of the fluid flowing in this first type of ducts 4, 4 'is ideally in two passes or U in the direction Oy.
  • the second type of ducts 3, 3 ' is here identical to the second type of ducts 3, 3' represented on the heat exchanger 1 of FIG. 1, that is to say that they consist of ducts of section square or rectangular and the circulation is also in two passes or in U.
  • the flow of exhaust gas is here in this type of ducts 3, 3 ', this circulation can be against the direction of the circulation or in the same direction of circulation as the liquid depending on the shape and function of the inlet and outlet manifold (the inlet manifold can fulfill the function of an outlet manifold, sealing the inlet and outlet chambers hermetically whereas then, the so-called "outlet” collector will consist of an intermediate collector), not shown in the appended figures; the realization of a flow against the current or in the same direction (for the two passes of each of the fluids) being perfectly known to those skilled in the art.
  • an inlet and outlet manifold is also designated as a casing, intended generally to form / constitute in particular the inlet and outlet channel of the heat exchanger 1.
  • FIG. 3 illustrates an embodiment in which the central body 2 again comprises the upper 9 and lower 10 walls and the configuration of the ducts 3, 3 ', 4, 4' and identical to that shown and described in connection with the
  • the heat exchanger 1 comprises a partition wall 13 located substantially in the middle of the central body 2 / exchanger 1, so that the circulation of the fluid, here the coolant , is carried out according to a U, this U extending in the vertical direction Oz unlike the U-shaped circulation of the embodiments of Figures 1 and 2 in which the U-shaped circulation extend in the horizontal direction Oy,
  • This wall separation 13 is ideally reported following the extrusion of the central body 2 and fixed, for example by brazing, inside a duct 4 of the first type, of T-shaped section,
  • the second fluid here the exhaust gas
  • FIGS. 4 to 8 show different ways of increasing the internal exchange surfaces of the ducts 3, 3 ', 4, 4', this being made possible thanks to the production of a central extruded body 2, sometimes with ducts " open “(on at 'least one lateral surface 7, 8 or greater 9 / lower 10) for work directly their internal surfaces with ducts" closed “(with openings only on the front / entry and rear / output) allowing to have additional means of increasing the exchange surface.
  • FIG. 4 shows an example of an "open" conduit of a central body 2 according to the invention.
  • an inner face 14 of a duct 3 comprises an increase in its exchange surface which is obtained directly by extrusion, during the production of the central body 2 or can be obtained independently of obtaining the central body 2, for example by clamping, rolling, machining, stamping or punching.
  • this FIG. 4 shows a flank 7 which comprises a horizontal wall 16 whose exchange surface is increased 15, identical to the internal surface 14 of the duct 3 formed by the walls of the central body 2.
  • one or more or all internal surfaces of the ducts 3, 3 ', 4, 4' may have an increased or improved exchange surface 15.
  • the flank 7 shown comprises a holding clip 17 intended to cooperate with a longitudinal groove 18 present in the upper wall 9, on its outer face.
  • the holding clip 17 of the flank 7 is positioned in the groove 18 when the flank 7 is brought into contact with the central body 2.
  • the flank 7 is fastened by this holding clip 7, which is optional, the fixing of the flank (s) 7 or 8 on the central body 2 is performed by brazing / welding or gluing.
  • the brazing material can be disposed only on the contact surface, or internal surface, of the flank (s) 7; the whole of the heat exchanger 1 being formed, by fixing the different elements together, during brazing in the brazing furnace.
  • FIG. 5 illustrates a wall 18 of a duct of the central body 2 whose exchange surface is increased 15, by punching, by the use of a knife, by stamping or machining, while the flank 7 represented always comprises a holding clip 17 and extends linearly, that is to say in a plane, without having a part or complementary partition of a duct 3 or 3 '.
  • the duct 3 illustrated does not have an exchange surface increased by a particular work carried out on the internal surface (s) of the duct 3 but by the incorporation, or the arrangement, of This turbulator 19 is attached to the walls of the wall of the duct 3 in which it is placed for example by brazing its vertices on one or more internal surfaces 14 of the duct 3.
  • FIG. 7 illustrates an example of spacer 20 that can be placed inside a duct of the central body 2.
  • This spacer 20 can also be obtained by extrusion, like the central body 2, from the flanks 7, 8 and possibly upper and lower walls 9 and 10.
  • FIG. 8 illustrates an insert or spacer piece 21 adapted to be disposed in a duct 3 of the central body 2, always with the aim in particular of increasing the heat exchange surface of the duct 3.
  • the inlet and outlet orifices 11 and 12 present on the upper wall 9 and / or bottom 10 are obtained by cutting, milling or other known technique.
  • the reported flanks 7, 8 and / or the upper 9 and lower 10 walls can also be obtained by extmsion, identical to the central body 2.

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Abstract

La présente invention concerne un échangeur de chaleur (1) présentant des canaux/conduits (3, 3', 4, 4') pour l'échange de chaleur entre deux fluides, comprenant au moins un corps central longitudinal (2) extradé formant au moins en partie les canaux/conduits (3, 3', 4, 4') et au moins un flanc latéral (7 ou 8) pour fermer latéralement au moins l'un desdits canaux/conduits (3, 3', 4, 4') dudit corps (2).

Description

Titre : Echangeur de chaleur extrudé
La présente invention se rapporte au domaine des échangeurs de chaleur destinés à échanger de la chaleur entre deux fluides pour véhicules automobiles, et plus particulièrement aux échangeurs de chaleur utilisés pour faire recirculer les gaz d'échappement des moteurs thermiques de ces véhicules, également communément dénommé EGR (« Exhaust Gas Recirculation »).
Un circuit de recirculation de gaz d'échappement du moteur thermique d'un véhicule automobile (communément appelé EGR pour « Exhaust Gas Re circulât! on ») s'étend entre le circuit d'échappement du moteur thermique et le circuit d'admission et comprend généralement un echangeur thermique pour refroidir les gaz d'échappement, un canal de dérivation non refroidi, une vanne de by-pass pour diriger sélectivement le flux gazeux dans l'échangeur de chaleur ou dans le conduit de dérivation, et une vanne de régulation pour régler le débit du flux gazeux dans le circuit de recirculation.
On connaît à l'heure actuelle un premier type de ce genre d'échangeur de chaleur comportant un corps avec des tubes reçus dans une enveloppe externe dont les extrémités sont reliées à des brides de raccordement au circuit. Un tel echangeur comporte un grand nombre de pièces brasées les unes aux autres, ce qui rend un tel echangeur complexe et coûteux à fabriquer, On connaît également des échangeurs de chaleur du type comportant une enveloppe externe ayant des extrémités pourvues de brides de raccordement et recevant deux demi-coquilles moulées et accolées, pourvues d'ailettes internes pour faciliter les échanges thermiques entre, d'une part le fluide à refroidir circulant entre les ailettes et, d'autre part, le fluide caloporteur circulant entre l'enveloppe externe et les demi-coquilles, II existe d'autres structures moulées présentant une superposition de canaux alternativement affectés au transport du fluide à refroidir et du fluide caloporteur. Ces structures comportent un nombre de pièces réduit mais reste coûteuses à réaliser.
On connaît enfin par le document US 4746479 qui divulgue un échangeur de chaleur constitué d'un coips extrudé et une pluralité de panneaux destinés à fermer une catégorie de canaux/conduits ; les deux catégories de canaux/conduits de cette réalisation permettant le circulation perpendiculaire des deux fluides l'un par rapport à l'autre. Cette réalisation nécessite plusieurs étapes de fabrication, une pour l'obtention du corps extrudé et plusieurs étapes de réalisation pour chacun des panneaux de fermeture destinés à fermer qu'un unique catégorie de canaux/conduits.
Outre l'inconvénient essentiel du coût de fabrication/montage de ces types d'échangeur de chaleur, ces échangeurs de chaleur présentent une faible performance et un risque d'encrassement important.
La présente invention entend remédier aux inconvénients des échangeurs de chaleur existants et en particulier destinés au traitement des gaz d'échappement.
Ainsi, l'invention concerne un échangeur de chaleur présentant des canaux/conduits pour l'échange de chaleur entre deux fluides, comprenant au moins un corps central longitudinal extrudé formant au moins en partie les canaux/conduits et au moins un flanc latéral pour fermer latéralement au moins l'un desdits canaux/conduits dudit corps.
On entend par l'expression « extrudé » le fait que le corps central est un élément obtenu par la technique de l'extrusion. On notera que le corps central est un matériau métallique, par exemple de l'aluminium.
Grâce à l'invention, on a au moins un corps central extrudé de dimensions et de forme particulièrement peu coûteux à obtenir et qui permet un travail complémentaire de ses surfaces avant de lui adjoindre au moins un flanc latéral pour fermer le ou les canaux de l'échangeur de chaleur. Par ailleurs, l'échangeur de chaleur selon l'invention autorise une circulation des deux fluides dans la même direction (et non le même sens) dans les canaux/conduits.
En effet, l'invention permet d'atteindre une densité de puissance spécifique importante, ou beaucoup plus importante que celle des écharigeurs de chaleur de l'art antérieur, en particulier par adjonction de surface secondaire (rapportée ou travaillée sur la surface même du coips central et/ou du ou des flanc(s)), par une architecture méthodique particulière ou à courant croisé.
Plus spécifiquement par rapport au document US 4746479, la présente invention présente les avantages suivants : - l'invention permet une simplicité de mise en œuvre ; pas d'usinage compliqué, un assemblage de deux ou trois pièces (corps central extrudé et un ou deux flanc(s) latéral) quelque soit la longueur de l'échangeur de chaleur, les différentes pièces pouvant présenter différentes épaisseurs tenant compte des propriétés de transfert de la chaleur et de la manufacturabilité ; - l'invention prévoit une circulation du fluide qui permet un transfert de chaleur optimal et bien meilleur que la celui obtenu par la circulation croisée de la réalisation de ce document ;
- l'invention prévoit un concept modulaire permettant une protection contre la corrosion, ce qui n'est pas envisageable dans la réalisation de ce document car la pièce extradée est trop complexe et profonde et ne possède pas de surface frontale fermée au regard du couvercle/flanc ;
- l'invention prévoit une conception qui permet aussi l'ajout de composant (ailette) permettant l'augmentation de la performance du côté air.
D'autres particularités ou caractéristiques sont présentées dans la suite :
- le flanc latéral s'étend sur toute la longueur du corps extradé central, - le flanc latéral s'étend à partir d'une extrémité, ou face (d'entrée ou de sortie), du corps central extradé,
- l'échangeur de chaleur comprend au moins deux flancs latéraux pour fermer latéralement ledit corps ;
- le ou les flanc(s) est/sont fixé(s) au corps central par brasage/soudure, par collage ou par clippage ;
- le corps central comprend au moins un conduit/canal fermé et au moins un canal ouvert ; le canal ouvert étant fermé par le flanc. On entend par l'expression « canal/conduit ouvert » un canal/conduit dont seule l'association de corps central avec l'un des flanc permet de fermer ledit canal/conduit de sorte que ce dernier ne présente que deux ouvertures, sur la face avant et la face arrière du corps central/échangeur de chaleur. - selon une possibilité offerte par l'invention, le coips central comprend uniquement des conduits/canaux ouverts, ces canaux/conduits étant fermé par le flanc et/ou par une paroi supérieure/inférieure. Ainsi, l'invention autorise le traitement des surfaces internes de ces canaux/conduits ouverts, avant la fixation du ou des flanc(s), notamment pour une protection de sa surface conte les fumées/liquides acides des gaz d'échappement.
- le conduit fermé est destiné à la circulation d'un liquide ;
- le conduit ouvert est destiné à la circulation d'un gaz ; - le conduit/canal ouvert comporte au moins en partie un moyen formant surface secondaire ;
- le moyen formant surface secondaire consiste en des ailettes ou un perturbateur ;
. - le corps central comprend une paroi supérieure et/ou une paroi inférieure.
- l'échangeur de chaleur comprend également un carter au moins destiné à former le canal d'entrée et celui de sortie de l'échangeur ; ledit carter étant constitué en une ou plusieurs pièces,
Un mode de réalisation de l'invention sera décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, en faisant référence aux dessins annexés dans lesquels :
- La figure 1 représente une vue en perspective d'un échangeur de chaleur selon l'invention ; - la figure 2 représente une vue en perspective d'un autre échangeur de chaleur selon l'invention ;
- la figure 3 illustre, à l'instar des figures précédentes, d'une troisième mode de réalisation d'un échangeur de chaleur selon l'invention ;
- la figure 4 illustre une partie d'un corps central ainsi que celle d'un flanc pour présenter une façon de fixer un flanc et une façon de travailler la surface des conduits dudit échangeur ;
- la figure 5 illustre une portion d'un corps central, dont la surface est travaillée, et d'un flanc selon l'invention ;
- la figure 6 illustre une façon d'augmenter la surface d'échange d'un conduit, ici par l'incorporation au corps central d'un turbulateur ; - la figure 7 illustre un exemple d'intercalaires pouvant être disposé dans un conduit du corps central ;
- la figure 8 illustre une portion d'un conduit d'un corps central dans lequel a été placé un insert,
La présente invention est décrite ici pour une utilisation particulièrement adaptée à un échangeur de fluide dont l'un des fluides consiste en les gaz d'échappement du véhicule mais il est bien entendu que ses concepts de réalisation et de montage peuvent être envisagés notamment pour tous autres types d'échangeurs de chaleur, voire plus généralement pour la réalisation d'un module destiné à la circulation d'au moins deux fluides.
On notera cependant que l'homme du métier considéré pour la présente invention est un technicien du domaine des échangeurs de chaleur pour véhicules automobiles, et plus particulièrement des échangeurs de chaleur destinés à traiter thermiquement les gaz d'échappement.
La figure 1 présente un échangeur de chaleur 1 pour gaz d'échappement comprenant un corps central extrudé 2 définissant une pluralité de conduits 3} 3', 4, 4', certains 3, 3 ' prévus pour la circulation des gaz d'échappement et d'autres 4, 4' pour la circulation du fluide utilisé pour refroidir ces gaz. Cet échangeur de chaleur 1 présente une face avant 5 visible sur la figure 1 , à l'instar des figures 2 et 3, ainsi qu'une face arrière 6, ces deux faces 5, 6 étant ouvertes jusqu'à la mise en place et la fixation des collecteurs avant et arrière, ou respectivement d'entrée et de sortie, non représentés sur les figures annexées, destinés respectivement à fermer chacune de ces faces 5, 6 et former la chambre d'entrée et la chambre de sortie d'un des fluides, ici le(s) gaz d'échappement.
Dans cet exemple choisi pour illustrer l'invention, outre le corps central 2, Péchangeur de chaleur 1 comprend deux flancs latéraux 7, 8 ainsi que deux parois, l'une supérieure 9 et l'autre inférieure 10. Selon une variante, le corps central 2 pourra comporter ces parois supérieure 9 et inférieure 10, dans ce cas, le corps central 2 présentera intrinsèquement une paroi supérieure 9 et inférieure 10 à l'identique de ce qui est visible notamment sur les figures 4 et 6. Dans ce mode de réalisation, on note que certains des conduits 4, 4' du corps central sont fermés, c'est-à-dire que ces conduits ne sont ouverts que sur les faces avant 5 et arrière 6.
Selon la réalisation du corps central extradé 2 présenté sur la figure 1, l'ensemble des conduits 3, 3', 4, 4' est ouvert, c'est-à-dire qu'ils présentent une face latérale (4 faces latérales : les deux flancs 7, 8, et les deux parois supérieure 9 et inférieure 10) sans paroi. Par fixation des deux flancs 7, 8 et des parois supérieure 9 et inférieure 10, le coips central 2 présente deux types de conduits, les uns 4, 4' de section en forme de T et les autres 3, 3 ' de section de forme carré ou rectangulaire, Les parois supérieure 9 et inférieure 10 comportent chacune une ouverture ou évidement 1 1, 12 destiné à autoriser le passage de l'un des fluides, ici de l'eau glycolée (eau de refroidissement du moteur) qui pourra circuler dans l'un des deux types de conduits, ici les deux conduits de section en T 4, 4', L'eau glycolée entre par l'ouverture 11 située sur la face supérieure 9 de l'échangeur de chaleur 1, circule dans le sens Fl dans le conduit 4 puis, grâce à une ouverture de jonction, non représenté sur les figures annexées, entre les deux conduits 4, 4', dans le conduit 4' dans le sens F2. Ainsi, le liquide de refroidissement effectue une circulation en U dans la direction linéaire Oy,
Les gaz d'échappement circulent dans cet exemple par les conduits du second type 3, 3' en effectuant une seule passe, c'est-à-dire en entrant par l'une des faces 5 ou 6 de l'échangeur de chaleur 1, traversant ledit échangeur 1 puis ressortant directement par la face opposé 5 ou 6, par exemple la face avant 5. On peut également réaliser une circulation en U pour les gaz d'échappement, par exemple à contre courant de la circulation F1/F2 du liquide de refroidissement, grâce aux collecteurs d'entrée et de sortie, non représentés sur les figures annexées. Ainsi, la circulation du second fluide, à savoir ici le(s) gaz d'échappement, sera en U et circulant dans le sens opposé/inverse à Fl dans les conduits respectifs 3, 4 et dans le sens opposé/inverse à F2 dans les conduits respectifs 3', 4'.
Sur la figure 2, les différences avec la réalisation illustrée sur la figure 1 réside dans le fait le corps central extrudé 2 comporte les parois supérieure 9 et inférieure 10 de sorte que dans cette réalisation l'ensemble des conduits 3, 3 ', 4, 4' ne sont ouverts que sur une de leurs faces (hors les faces définies comme les faces avant/d'entrée et arrière/sortie), fermée ultérieurement par l'un ou l'autre des deux flancs 7 ou 8.
Dans cette réalisation, il existe toujours deux types de conduits 3, 3' et 4, 4' respectivement pour chacun des fluides.
Le premier type de conduit 4, 4' présente une section en forme de E et est utilisé dans cet exemple pour la circulation du liquide de refroidissement. Dans cet exemple, l'orifice d'entrée 11 du liquide de refroidissement est situé dans la paroi supérieure 9 et permet la communication directe avec un premier conduit 4, qui est lui-même en communication, cette ou communication(s) n'étant pas représ entée(s) ou visible sur les figures annexées, avec le second conduit 4' du premier type. L'orifice de sortie 12 est située ici dans la paroi inférieure 10 et permet la communication directe avec ce second conduit 4'. La circulation du fluide circulant dans ce premier type de conduits 4, 4' est idéalement suivant deux passes ou en U suivant la direction Oy.
Le second type de conduits 3, 3' est ici identique au second type de conduits 3, 3 ' représenté sur l'échangeur de chaleur 1 de la figure 1, c'est-à- dire qu'ils consistent en des conduits de section carré ou rectangulaire et la circulation est également suivant deux passes ou en U. La circulation des gaz d'échappement se fait ici dans ce type de conduits 3, 3', cette circulation pouvant être à contre sens de la circulation ou dans la même sens de circulation que le liquide de refroidissement, et ce en fonction de la forme et de la fonction du collecteur d'entrée et de celui de sortie (le collecteur d'entrée pouvant remplir la fonction de collecteur de sortie, en séparant hermétiquement les chambres d'entrée et de sortie tandis qu'alors, le collecteur dit de « sortie » consistera en un collecteur intermédiaire), non représentés sur les figures annexées ; la réalisation d'une circulation à contre courant ou dans le même sens (pour les 2 passes de chacun des fluides) étant parfaitement connue de l'homme du métier. On notera que ce qui est dénommé collecteur d'entrée et de sortie se désigne également comme un carter, destiné de façon générale à former/constituer notamment le canal d'entrée et de sortie de l'échangeur de chaleur 1.
La figure 3 illustre un mode de réalisation dans lequel le corps central 2 comprend à nouveau les parois supérieure 9 et inférieure 10 et la configuration des conduits 3, 3', 4, 4' et identique à celle représentée et décrite en rapport avec l'échangeur de chaleur de la figure 1, Dans cet exemple, l'échangeur de chaleur 1 comporte une paroi de séparation 13, située sensiblement au milieu du corps central 2/échangeur 1, de sorte que la circulation du fluide, ici le liquide de refroidissement, s'effectue suivant un U, ce U s 'étendant suivant la direction verticale Oz à la différence de la circulation en U des réalisations des figures 1 et 2 dans lesquelles la circulation en U s'étendent suivant la direction horizontale Oy, Cette paroi de séparation 13 est idéalement rapportée suite à l'extrusion du corps central 2 et fixée, par exemple par brasage, à l'intérieur d'un conduit 4 du premier type, de section en forme de T,
Le second fluide, ici les gaz d'échappement, circule à l'identique des réalisations représentées et décrites relativement aux figures 1 et 2 de sorte que dans ce mode de réalisation de l'échangeur de chaleur 1, les circulations des deux fluides ne s'effectuent ni dans le même sens ni dans la même direction, ici respectivement la direction Oz pour le liquide de refroidissement et la direction Oy pour les gaz d'échappement.
Les figures 4 à 8 présentent différentes façons d'augmenter les surfaces internes d'échange des conduits 3, 3', 4, 4', ceci étant rendu possible grâce à la réalisation d'un corps extrudé central 2, tantôt avec des conduits « ouverts » (sur au' moins une face latérale 7, 8 ou supérieure 9/inférieure 10) permettant de travailler directement leurs surfaces internes ou avec des conduits « fermés » (présentant des ouvertures uniquement sur les faces avant/entrée et arrière/sortie) permettant de disposer des moyens annexes d'augmentation de la surface d'échange.
La figure 4 montre un exemple d'un conduit « ouvert » d'un corps central 2 selon l'invention. Dans cet exemple, une face interne 14 d'un conduit 3 comporte une augmentation 15 de sa surface d'échange qui est obtenue directement par extrusion, lors de la réalisation du corps central 2 ou peut être obtenu indépendamment de l'obtention du corps central 2, par exemple par clampage, laminage, usinage, matriçage ou poinçonnage. Par ailleurs, cette figure 4 montre un flanc 7 qui comprend une paroi horizontale 16 dont la surface d'échange est augmentée 15, à l'identique de la surface interne 14 du conduit 3 formé par les parois du corps central 2. Bien entendu, une ou plusieurs, voire toutes, surfaces internes des conduits 3, 3', 4, 4' peut/peuvent présenter une surface d'échange augmentée ou améliorée 15.
Par ailleurs, le flanc 7 représenté comporte un clip de maintien 17 destiné à coopérer avec une rainure longitudinale 18 présente dans la paroi supérieure 9, sur sa face extérieure. Le clip de maintien 17 du flanc 7 vient se positionner dans la rainure 18 lorsque le flanc 7 est amené en contact du corps central 2. Outre, la fixation du flanc 7 par ce clip de maintien 7, qui est optionnel, la fixation du ou des flanc(s) 7 ou 8 sur le corps central 2 est exécutée par brasage/soudure ou par collage. Dans le cas d'une fixation par brasure, on pourra disposer Ie matériau de brasage uniquement sur la surface de contact, ou surface interne, du ou des flanc(s) 7 ; l'ensemble de l'échangeur de chaleur 1 étant réalisé, par fixation des différents éléments entre eux, lors du brasage dans le four de brasage.
La figure 5 illustre une paroi 18 d'un conduit du corps central 2 dont la surface d'échange est augmentée 15, par poinçonnage, par l'utilisation d'un couteau, par matriçage ou usinage tandis que le flanc 7 représenté comprend toujours un clip de maintien 17 et s'étend linéairement, c'est-à-dire suivant un plan, sans comporter une partie ou cloison complémentaire d'un conduit 3 ou 3'.
Sur la figure 6, le conduit 3 illustré ne présente pas une surface d'échange augmentée par un travail particulier réalisé sur la ou les surface(s) inteme(s) dμ conduit 3 mais par l'incorporation, ou la disposition, d'un turbulateur 19, Ce turbulateur 19 est fixé aux parois du paroi du conduit 3 dans lequel il est placé par exemple par brasage de ses sommets sur une ou plusieurs surfaces internes 14 du conduit 3.
La figure 7 illustre un exemple d'intercalaire 20 pouvant être disposé à l'intérieur d'un conduit du corps central 2. Cet intercalaire 20 pourra être également obtenu par extrusion, à l'instar du corps central 2, des flancs 7, 8 et éventuellement des parois supérieure 9 et inférieure 10.
Enfin, la figure 8 illustre une pièce d'insert ou intercalaire 21 apte à être disposé dans un conduit 3 du corps central 2, toujours dans le but en particulier d'augmenter la surface d'échange de chaleur du conduit 3. On notera que les orifices d'entrée 11 et de sortie 12 présents sur la paroi supérieure 9 et/ou inférieure 10 sont obtenus par découpe, fraisage ou une autre technique connue. Par ailleurs, les flancs rapportés 7, 8 et/ou les parois supérieure 9 et inférieure 10 pourront être également obtenues par extmsion, à l'identique du corps central 2.
L'homme de l'art pourra appliquer les concepts décrits à de nombreux autres systèmes similaires, en combinant à souhait les différentes réalisations et modes d'exécution présentés précédemment, sans sortir du cadre de l'invention défini dans les revendications jointes,

Claims

Revendications
1. Echangeur de chaleur (1) présentant des canaux/conduits (3, 3', 4, 4') pour l'échange de chaleur entre deux fluides, comprenant au moins un coips central longitudinal (2) extrudé formant au moins en partie les canaux/conduits (3, 3', 4, 4') et au moins un flanc latéral (7 ou 8) pour fermer latéralement au moins l'un desdits canaux/conduits (3, 3', 4, 4') dudit corps (2).
2. Echangeur de chaleur (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux flancs latéraux (7, 8) pour fermer latéralement ledit. corps (2),
3. Echangeur de chaleur (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le ou les flanc(s) (7 et/ou 8) est/sont fixé(s) au coips central (2) par brasage/soudure, par collage et/ou par clippage.
4. Echangeur de chaleur (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps central (2) comprend au moins un conduit/canal fermé (4 ou 4') et au moins un canal ouvert (3, 3 ', 4, 4') ; le canal ouvert (3, 3', 4, 4') étant fermé par le flanc (7 ou 8).
5. Echangeur de chaleur (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le conduit fermé (4 ou 4') est destiné à la circulation d'un liquide.
6. Echangeur de chaleur (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que le conduit ouvert (3, 3 ', 4 ou 4') est destiné à la circulation d'un gaz.
7. Echangeur de chaleur (1) selon la revendication 4 ou 6, caractérisé en ce que le conduit/canal ouvert (3, 3', 4 ou 4') comporte au moins en partie un moyen formant surface secondaire (15, 19, 20, 21).
8. Echangeur de chaleur (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le corps central (2) comprend uniquement des conduits/canaux ouverts (3, 3', 4 ou 4') ; ces canaux/conduits (3, 3', 4 ou 4') étant formés par le flanc (7 ou 8) et/ou par une paroi supérieure 9/inférieure 10.
9. Echangeur de chaleur (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le corps central (2) comprend une paroi supérieure (9) et/ou une paroi inférieure (10).
10. Echangeur de chaleur (1) selon la revendication 7, caractérisé en ce que le moyen formant surface secondaire (19, 20, 21) consiste en des ailettes/intercalaires ou un perturbateur.
11. Echangeur de chaleur (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend également un carter au moins destiné à former le canal d'entrée et celui de sortie de l'échangeur ; ledit carter étant constitué en une ou plusieurs pièces.
12. Echangeur de chaleur (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le flanc latéral (7 ou 8) s'étend sur toute la longueur du corps extrudé central (2).
13. Echangeur de chaleur (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le flanc latéral (7 ou 8) s'étend à partir d'une extrémité, ou face d'entrée ou de sortie, du corps central extrudé (2).
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