WO2013001012A1 - Lame d'echangeur de chaleur a zone de contournement - Google Patents

Lame d'echangeur de chaleur a zone de contournement Download PDF

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WO2013001012A1
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blades
fluid
upstream
zone
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PCT/EP2012/062585
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Laurent Odillard
Jean-Pierre Galland
Sébastien Devedeux
Demetrio ONETTI
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Valeo Systemes Thermiques
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    • F28F2250/10—Particular pattern of flow of the heat exchange media
    • F28F2250/102—Particular pattern of flow of the heat exchange media with change of flow direction

Definitions

  • the invention relates to a blade for a heat exchanger of a motor vehicle, a beam of blades of such an exchanger and a heat exchanger provided with such a beam. It relates in particular to the field of charge air coolers.
  • turbocharged engine there is known a motor vehicle engine comprising a turbocharger and called turbocharged engine.
  • a turbocharged engine can be powered by an air intake system or by a system for admitting a mixture of air and exhaust gas collected at the engine exhaust recirculated exhaust.
  • engine air will be understood to mean both the air coming from an air intake system and the mixture coming from an intake system of a mixture of air and fuel gas. recirculated exhaust.
  • intercooler-type charge air coolers allowing a heat exchange between the charge air circulating in the tubes and a flow of air coming from the outside of the vehicle, flowing between the tubes.
  • heat exchangers comprising a beam formed of a superimposed stack of blades, allowing a heat exchange between the charge air and a cooling fluid, generally liquid.
  • a blade is in the form of an elongated rectangular plate comprising two through holes. The stacked blades alternately form circulation channels for the charge air to be cooled and circulation channels for the cooling fluid.
  • the supercharging air to be cooled enters the heat exchanger by one of its lateral faces, called the upstream face, so as to circulate in the circulation channels for the charge air to be cooled to be cooled by contact with the blades located above and below in which the cooling fluid circulates.
  • the cooled supercharging air then leaves the exchanger via the opposite lateral face, called the downstream face.
  • upstream and downstream also denote in the following description, respectively, the inlet and the outlet of the supercharging air flow in the beam of the heat exchanger.
  • intake and collection channels of the cooling fluid are formed in a portion of the beam.
  • the blades thus comprise raised edges, around each of their two orifices, extending perpendicular to the plane of the blade so as to form these inlet and collection channels of the cooling fluid when the blades are stacked.
  • the part of the heat exchanger bundle corresponding to the intake and collection channels of the cooling fluid does not, however, participate in the heat exchange.
  • intake and collection of coolant More particularly, the spaces located around the orifices allow the circulation of supercharging air not or insufficiently cooled from upstream to downstream of the beam, which has major disadvantages in terms of thermal performance.
  • a device 10, illustrated in FIG. 1, is known, comprising a wall 12 attached to the upstream side face 14 of the exchanger and making it possible to prevent part of the supercharging air flow from entering the heat exchanger bundle. at the level of the bypass zone.
  • Such a device is however not satisfactory, especially for mounting reasons.
  • the invention relates to a blade for heat exchanger, said blade being intended to be stacked with another blade of a heat exchanger to form a pair of blades arranged to allow, between said blades, the circulation of a fluid to be cooled, the blade having a so-called exchange zone intended to promote the exchange of heat with the fluid and a zone, called a bypass zone, capable of allowing the fluid to bypass said zone of exchange, blade characterized in that it further comprises means from the blade configured to force a flow of fluid in the exchange zone.
  • bypass zone is created by means from the blade. These means are therefore created during the manufacture of the blade and therefore no longer intended to be reported on the beam as was the case in previous solutions.
  • the means from the blade extend perpendicularly to the plane of the blade. Such a configuration facilitates the circulation of the fluid towards the exchange zone.
  • the blade is in the form of a plate comprising two upstream and downstream edges and comprising, in the bypass zone, an intake port for a cooling fluid and a collection orifice for said cooling fluid, the means from the blade comprising an upstream partition extending from the upstream edge of the blade and configured to block the flow of fluid to the right of the inlet port and / or a downstream partition extending from the edge downstream of the blade and configured to block the flow of fluid to the right of the collection port.
  • the lengths of the upstream partition and / or the downstream partition are identical to or greater than the largest dimension of the orifices in the direction of the upstream and / or downstream edges.
  • the blade is rectangular and has two long edges and two short edges, said long edges defining said upstream and downstream edges, the inlet orifice and the collection orifice being pierced in a zone. close to one of the short edges.
  • the upstream and downstream partitions are parallel.
  • the upstream and downstream partitions have an oblique distal edge.
  • the means coming from the blade comprise a central partition extending between the intake orifice and the collection orifice.
  • the invention also relates to a beam comprising a plurality of blades as defined above stacked on each other so that two adjacent blades, forming a pair, define a circulation channel for the fluid to be cooled and two blades of two. Different and adjacent pairs form a circulation channel for the coolant. According to one aspect of the invention, the partitions of two blades of the same pair of blades overlap.
  • a turbulator is disposed between two blades of the same pair of blades so as to promote the exchange of heat between the fluid to be cooled and the cooling fluid, said turbulator comprising a height substantially identical to that of the partitions.
  • the invention also relates to a heat exchanger comprising a beam as defined above.
  • Figure 2 is a perspective view, partially exploded, of a known heat exchanger.
  • Figure 3 is a perspective view of a blade according to the invention.
  • Figure 4 is a perspective view of a pair of blades according to the invention between which is inserted a turbulator.
  • Figure 5 is a partial cross-sectional view of a pair of blades according to the invention showing the superposition of a wall of one of the blades with a partition of the other blade.
  • Figure 6 is a perspective view of a heat exchanger comprising a plurality of pairs of blades according to the invention.
  • Figure 7 is a partial perspective view of a pair of blades according to the invention comprising a partition between the intake ports and collection of the coolant.
  • FIG. 2 shows a known heat exchanger with a known beam 21 of blades. It will be noted that the blades according to the invention can be used in an exchanger of this type in place of the known blades.
  • Such a heat exchanger 20 allows the exchange of heat between a fluid to be cooled and a cooling fluid.
  • the fluid to be cooled is air. This is not limiting the scope of the present invention for which, in another type of heat exchanger, the fluid to be cooled could be another gas.
  • the heat exchanger 20, illustrated in FIG. 2, comprises:
  • an upper wall 22 comprising an intake pipe 23a for a cooling fluid and a collection pipe 23b for said cooling liquid
  • a beam comprising a plurality of pairs of blades stacked one on the other between the lower wall and the upper wall.
  • Such a beam enables a heat exchange between the charge air and the cooling fluid, general liquid.
  • the stacked blades 25 alternately form circulation channels for the charge air to be cooled and circulation channels for the cooling fluid. More precisely, two blades 25 of the same pair form a circulation channel for the supercharging air to be cooled and two blades 25 of two pairs, different and adjacent, form a circulation channel for the cooling fluid.
  • intake and collection channels of the cooling fluid are formed in a part of the bundle 21.
  • the intake pipe 23a and the collection pipe 23b of the exchanger 20 respectively allow the intake and collection of the cooling fluid in the cooling fluid circulation channels.
  • an air intake box 28 to be cooled can be mounted on the upstream open side face of the heat exchanger 20.
  • a collector box 29 of the cooled air can be mounted on the open downstream side face 26 of the heat exchanger 20.
  • the cooling fluid enters the heat exchanger through the intake manifold, circulates in the inlet channel, circulates between the pairs of blades stacked in the fluid circulation channels and then leaves the exchanger through the channel. collection then collection tubing.
  • the invention relates to a blade 30 of a beam for a heat exchanger, illustrated in FIG. 3.
  • a blade 30 is here in the form of an elongated rectangular plate extending in a plane P along a longitudinal axis X and comprising an upper face (31a), a lower face (not visible), two ends 31b and 31c, an intake port 32 cooling fluid and a collection port 34 of the coolant, formed in an area near one 31b of the ends of the blade 30.
  • the blade has a bowl shape (reversed in Figure 3), the orifices intake 32 and collection 34 communicating with the bottom of the bowl to define one or more channels of circulation of cooling fluid.
  • the blade 30 comprises, around the inlet 32 of the cooling fluid, an edge 33 extending perpendicularly to the plane P of the blade 30.
  • the blade 30 comprises around the collection port 34 coolant, an edge 35 extending perpendicularly to the plane P of the blade 30.
  • the edges 33 and 35 respectively form the intake channel and the cooling fluid collection channel, perpendicular to the plane P of the blade, on the height of the beam formed by the stack of blades 30.
  • the blade 30 has a so-called exchange zone, ZE, intended to promote the exchange of heat between the air and the cooling fluid, and a zone, called a bypass zone ZBP, capable of allowing the air to bypass said exchange zone ZE.
  • means coming from the blade are configured so as to force a circulation of the fluid in the exchange zone ZE. They come here in the form:
  • An upstream partition 36 of length L extending from the edge of the blade 30, substantially perpendicular to the plane P of the blade 30, to the right of the orifice 32 along an axis perpendicular to the longitudinal axis of the blade 30 and,
  • the bypass zone ZBP thus extends between the upstream partition 36 and the downstream partition 37.
  • the exchange zone extends over the remainder of the blade 30. And the passage of the air at the level of said bypass zone ZBP is blocked.
  • Two blades 30 according to the invention can be assembled one on the other, as illustrated in FIG. 4, in a pair of blades 30 so as to form a circulation channel for the flow of air F to be cooled. More specifically, a blade 30 as illustrated in FIG. 3 can be turned over and placed on another unreverted blade 30 as shown in FIG. 3 so as to form said pair.
  • the size of the edges 33 and 35 extending from the contour of the orifices perpendicular to the plane P of the blade 30 may be different between the two blades of the same pair of blades so that they are complementary and fit together to form the intake and collection channels when the two blades are assembled in one pair.
  • an internal interlayer or turbulator 40 may be inserted, for example before assembly, between two blades 30 of a pair of blades 30. Such a turbulator 40 makes it possible to improve the heat exchange.
  • the ZBP bypass zone is defined substantially by the space created between the upstream partition 36, the downstream partition 37 and the two assembled blades in a pair of pairs.
  • the exchange zone ZE is substantially defined, between the two blades 30 assembled in a pair of blades 30, by the air circulation space, into which the turbulator 40 is inserted.
  • FIG. 5 which is a cross-sectional view perpendicular to the longitudinal axis X of the blade 30 of a pair of assembled blades 30, the distal ends 36 'and 37', respectively of the partitions 36 and 37, can be configured so that that the partitions 36 and 37 are superimposed, overlap or interlock easily.
  • the partitions 36 and 37 may for example have oblique distal edges.
  • the distal end 36 ' is curved inwardly of the space defined by the assembly of two blades 30 and the distal end 37' is curved outwardly of the space defined by the
  • the opposite curvatures of the distal ends 36 'and 37' make assembly of the two blades 30 easy.
  • the partitions 36 and 37 of the same blade 30 are not symmetrical with respect to the longitudinal axis X of said blade 30.
  • the partition 36 of one of the blades is offset, according to the direction of the short sides of the blades 30 relative to the partition 37 of the other blade, which facilitates their overlap. As illustrated in FIG.
  • the air flow F passes through the beam 52, between each pair of blades 30 defining an air circulation channel to be cooled, from upstream to downstream, so as to be cooled by the circulating cooling fluid, in each cooling fluid circulation channel, between the blades 30 of two different pairs.
  • the partitions 36 and 37 made from the material of the blade 30 form, by stacking the blades 30, an upstream wall (not visible) for blocking the air flow F at the upstream side face of the heat exchanger 50 and a downstream wall 54 for blocking the flow of air F at the downstream side face of the heat exchanger 50.
  • the upstream and downstream walls 54 thus prevent the circulation of air at the level of the zone Bypassing the beam.
  • the exchange zone ZE is defined between the upstream and downstream portions of the bundle which are open to the circulation of the air to be cooled.
  • the means coming from the blade configured so as to force a circulation of the fluid in the exchange zone ZE are disposed both on the upstream face and on the downstream face 26 of the heat exchanger 50
  • the means coming from the blade could be arranged for example only on the upstream face of the heat exchanger 50.
  • the blade 70 includes a central partition extending between the inlet port 74 and the collection port 76 forming the circulation channels for the cooling fluid.
  • This central partition is here derived from the material of the two blades 70a and 70b and comprises two raised edges 71a and 71b extending substantially perpendicular to the blades 70a and 70b so as to block the flow of air between the exchange zone ZE and the ZBP bypass zone.
  • the central partition further comprises raised flanges 72a and 72b to increase the blockage of the flow between the exchange zone ZE and the bypass zone ZBP between the intake ports 74 and the collection orifice 76.
  • This figure will also show the bowl shape 73 of the blade 70b, designed to guide the cooling fluid between the inlet orifice 74 and the collection orifice 76.
  • the blades 30 as the rest of the beam is metal, for example aluminum and / or aluminum alloys.

Abstract

Lame (30) pour échangeur de chaleur (50), ladite lame (30) étant destinée à être empilée avec une autre lame (30) d'un échangeur de chaleur (50) pour former une paire de lames (30) agencées pour autoriser, entre lesdites lames (30), la circulation d'un fluide à refroidir, la lame (30) présentant une zone, dite d'échange (ZE), destinée à favoriser l'échange de chaleur avec le fluide et une zone susceptible de permettre au fluide de contourner ladite zone d'échange, dite zone de contournement (ZBP), lame (30) caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des moyens (36, 37) issus de la lame (30) configurés de sorte à forcer une circulation du fluide dans la zone d'échange (ZE).

Description

Lame d'échangeur de chaleur à zone de contournement
L'invention concerne une lame pour un échangeur de chaleur d'un véhicule automobile, un faisceau de lames d'un tel échangeur et un échangeur de chaleur muni d'un tel faisceau. Elle concerne en particulier le domaine des refroidisseurs d'air de suralimentation.
On connaît un moteur de véhicule automobile comprenant un turbocompresseur et appelé moteur turbocompressé. Pour fonctionner, un tel moteur turbocompressé peut être alimenté par un système d'admission d'air ou par un système d'admission d'un mélange d'air et de gaz d'échappement collectés à l'échappement du moteur, appelés gaz d'échappement recirculés. Dans la suite, on entendra par air de suralimentation du moteur aussi bien l'air provenant d'un système d'admission d'air que le mélange provenant d'un système d'admission d'un mélange d'air et de gaz d'échappement recirculés.
Dans le but d'augmenter la densité de l'air de suralimentation du moteur, il est connu de l'art antérieur de refroidir ledit air de suralimentation au moyen d'un échangeur de chaleur, aussi appelé refroidisseur d'air de suralimentation (RAS).
Il a tout d'abord été principalement utilisé des refroidisseurs d'air de suralimentation du type tubes et intercalaires permettant un échange de chaleur entre l'air de suralimentation circulant dans les tubes et un flux d'air provenant de l'extérieur du véhicule, circulant entre les tubes.
Il a également été proposé des échangeurs de chaleur comprenant un faisceau formé d'un empilement de lames superposées, permettant un échange de chaleur entre l'air de suralimentation et un fluide de refroidissement, en général liquide. Une lame se présente sous la forme d'une plaque rectangulaire allongée comprenant deux orifices traversants. Les lames empilées forment alternativement des canaux de circulation pour l'air de suralimentation à refroidir et des canaux de circulation pour le fluide de refroidissement.
L'air de suralimentation à refroidir entre dans l'échangeur de chaleur par l'une de ses faces latérales, appelée face amont, de sorte à circuler dans les canaux de circulation pour l'air de suralimentation à refroidir pour être refroidis par contact avec les lames situées au-dessus et en-dessous dans lesquelles circule le fluide de refroidissement. L'air de suralimentation refroidi sort ensuite de l'échangeur par la face latérale opposée, dite face avale. Les termes « amont » et « aval » désignent aussi dans la suite de la description, respectivement, l'entrée et la sortie du flux d'air de suralimentation dans le faisceau de l'échangeur de chaleur.
Afin de faire circuler le fluide de refroidissement dans l'échangeur, des canaux d'admission et de collecte du fluide de refroidissement sont ménagés dans une partie du faisceau. Les lames comprennent ainsi des bords relevés, autour de chacun de leurs deux orifices, s'étendant perpendiculairement au plan de la lame de sorte à former ces canaux d'admission et de collecte du fluide de refroidissement lorsque les lames sont empilées.
La partie du faisceau de l'échangeur correspondant aux canaux d'admission et de collecte du fluide de refroidissement ne participe cependant pas à l'échange de chaleur. On observe ainsi une zone d'échange destinée à favoriser l'échange de chaleur avec le fluide et une zone permettant au fluide de contourner ladite zone d'échange, dite zone de contournement, correspondant à la zone dans laquelle sont formés les canaux d'admission et de collecte du fluide de refroidissement. Plus particulièrement, les espaces situés autour des orifices autorisent la circulation d'air de suralimentation non, ou insuffisamment, refroidi de l'amont vers l'aval du faisceau, ce qui présente des inconvénients majeurs en termes de performance thermique.
On connaît un dispositif 10, illustré par la figure 1 , comprenant une paroi 12 rapportée sur la face latérale amont 14 de l'échangeur et permettant d'empêcher une partie du flux d'air de suralimentation de rentrer dans le faisceau de l'échangeur au niveau de la zone de contournement. Un tel dispositif n'est cependant pas satisfaisant, notamment pour des raisons de montage. Afin d'améliorer la situation, l'invention concerne une lame pour échangeur de chaleur, ladite lame étant destinée à être empilée avec une autre lame d'un échangeur de chaleur pour former une paire de lames agencées pour autoriser, entre lesdites lames, la circulation d'un fluide à refroidir, la lame présentant une zone, dite d'échange, destinée à favoriser l'échange de chaleur avec le fluide et une zone, dite zone de contournement, susceptible de permettre au fluide de contourner ladite zone d'échange, lame caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des moyens issus de la lame configurés de sorte à forcer une circulation du fluide dans la zone d'échange.
Ainsi, la zone de contournement est créée par des moyens issus de la lame. Ces moyens sont donc créés lors de la fabrication de la lame et n'ont donc plus vocation à être rapportés sur le faisceau comme c'était le cas dans les solutions antérieures.
De préférence, les moyens issus de la lame s'étendent perpendiculairement au plan de la lame. Une telle configuration facilite la circulation du fluide vers la zone d'échange.
Avantageusement, la lame se présente sous la forme d'une plaque comprenant deux bords amont et aval et comprenant, dans la zone de contournement, un orifice d'admission d'un fluide de refroidissement et un orifice de collecte dudit fluide de refroidissement, les moyens issus de la lame comprenant une cloison amont s'étendant depuis le bord amont de la lame et configurée de sorte à bloquer la circulation du fluide au droit de l'orifice d'admission et/ou une cloison avale s'étendant depuis le bord aval de la lame et configurée de sorte à bloquer la circulation du fluide au droit de l'orifice de collecte. Selon un aspect de l'invention, les longueurs de la cloison amont et/ou de la cloison avale sont identiques ou supérieures à la plus grande dimension des orifices selon la direction des bords amonts et/ou aval. Ainsi, l'intégralité du fluide à refroidir est dirigée vers la zone d'échange, ce qui rend l'échangeur de chaleur encore plus efficace. Selon un autre aspect de l'invention, la lame est rectangulaire et présente deux bords longs et deux bords courts, lesdits bords longs définissant lesdits bords amont et aval, l'orifice d'admission et l'orifice de collecte étant percés dans une zone proche de l'un des bords courts. Selon un aspect de l'invention, les cloisons amont et avale sont parallèles.
Selon un aspect de l'invention, les cloisons amont et aval présentent un bord distal oblique. Selon un autre aspect de l'invention, les moyens issus de la lame comprennent une cloison centrale s'étendant entre l'orifice d'admission et l'orifice de collecte.
L'invention concerne aussi un faisceau comprenant une pluralité de lames telles que définies ci-dessus empilées les unes sur les autres de sorte que deux lames adjacentes, formant une paire, définissent un canal de circulation pour le fluide à refroidir et deux lames de deux paires différentes et adjacentes forment un canal de circulation pour le fluide de refroidissement. Selon un aspect de l'invention, les cloisons de deux lames d'une même paire de lames se chevauchent.
Avantageusement, un turbulateur est disposé entre deux lames d'une même paire de lames de manière à favoriser l'échange de chaleur entre le fluide à refroidir et le fluide de refroidissement, ledit turbulateur comprenant une hauteur sensiblement identique à celle des cloisons.
L'invention concerne aussi un échangeur de chaleur comprenant un faisceau tel que défini ci-dessus.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront lors de la description qui suit faite en regard des figures annexées données à titre d'exemples non limitatifs. Des références identiques sont données à des objets semblables. La figure 1 , déjà commentée, est une vue de dessus d'une lame connue d'un faisceau d'un échangeur de chaleur.
La figure 2 est une vue en perspective, partiellement éclatée, d'un échangeur de chaleur connu.
La figure 3 est une vue en perspective d'une lame selon l'invention.
La figure 4 est une vue en perspective d'une paire de lames selon l'invention entre lesquelles est inséré un turbulateur.
La figure 5 est une vue partielle en coupe transversale d'une paire de lames selon l'invention montrant la superposition d'une cloison d'une des lames avec une cloison de l'autre lame. La figure 6 est une vue en perspective d'un échangeur de chaleur comprenant une pluralité de paires de lames selon l'invention.
La figure 7 est une vue partielle en perspective d'une paire de lames selon l'invention comprenant une cloison entre les orifices d'admission et de collecte du liquide de refroidissement.
La figure 2 représente un échangeur de chaleur 20 connu avec un faisceau 21 de lames connues. On notera que les lames selon l'invention peuvent être utilisées dans un échangeur de ce type à la place des lames connues.
Un tel échangeur de chaleur 20 permet l'échange de chaleur entre un fluide à refroidir et une fluide de refroidissement. Dans la suite de la description, le fluide à refroidir est l'air. Ceci n'est pas limitatif de la portée de la présente invention pour laquelle, dans un autre type d'échangeur de chaleur, le fluide à refroidir pourrait être un autre gaz.
L'échangeur de chaleur 20, illustré par la figure 2, comprend :
- une paroi supérieure 22 comprenant une tubulure d'admission 23a d'un fluide de refroidissement et une tubulure de collecte 23b dudit liquide de refroidissement,
- deux parois latérales 24a et 24b,
- une face latérale amont ouverte (non visible) et une face latérale aval ouverte 26,
- une paroi inférieure, et
- une faisceau 21 comprenant une pluralité de paires de lames 25 empilées les unes sur les autres entre la paroi inférieure et la paroi supérieure 22. Un tel faisceau 21 permet un échange de chaleur entre l'air de suralimentation et le fluide de refroidissement, en général liquide. Pour cela, les lames 25 empilées forment alternativement des canaux de circulation pour l'air de suralimentation à refroidir et des canaux de circulation pour le fluide de refroidissement. Plus précisément, deux lames 25 d'une même paire forment un canal de circulation pour l'air de suralimentation à refroidir et deux lames 25 de deux paires, différentes et adjacentes, forment un canal de circulation pour le fluide de refroidissement.
Afin de faire circuler le fluide de refroidissement entre les lames 25 du faisceau 21 de l'échangeur 20, des canaux d'admission et de collecte du fluide de refroidissement sont ménagés dans une partie du faisceau 21 . La tubulure d'admission 23a et la tubulure de collecte 23b de l'échangeur 20 permettent respectivement l'admission et la collecte du fluide de refroidissement dans les canaux de circulation du fluide de refroidissement.
Afin d'admettre l'air à refroidir, un boîtier d'admission 28 d'air à refroidir peut être monté sur la face latérale amont ouverte de l'échangeur de chaleur 20. De même, afin de collecter l'air refroidi par son passage entre les lames de l'échangeur de chaleur 20, un boîtier collecteur 29 de l'air refroidi peut être monté sur la face latérale avale ouverte 26 de l'échangeur de chaleur 20.
Ainsi, le fluide de refroidissement pénètre dans l'échangeur de chaleur par la tubulure d'admission, circule dans le canal d'admission, circule entre les paires de lames empilées dans les canaux de circulation du fluide puis quitte l'échangeur par le canal de collecte puis la tubulure de collecte.
Afin d'éliminer une partie des inconvénients de l'art antérieur cités précédemment, l'invention concerne une lame 30 d'un faisceau pour échangeur de chaleur, illustrée par la figure 3. Une telle lame 30 se présente ici sous la forme d'une plaque rectangulaire, allongée, s'étendant dans un plan P suivant un axe longitudinal X et comprenant une face supérieure (31 a), une face inférieure (non visible), deux extrémités 31 b et 31 c, un orifice d'admission 32 du fluide de refroidissement et un orifice de collecte 34 du fluide de refroidissement, ménagés dans une zone proche de l'une 31 b des extrémités de la lame 30. La lame présente une forme de cuvette (renversée à la figure 3), les orifices d'admission 32 et de collecte 34 communiquant avec le fond de la cuvette pour définir un ou des canaux de circulation de fluide de refroidissement.
La lame 30 comprend, autour de l'orifice d'admission 32 du fluide de refroidissement, un bord 33 s'étendant perpendiculairement au plan P de la lame 30. De même, la lame 30 comprend, autour de l'orifice de collecte 34 du fluide de refroidissement, un bord 35 s'étendant perpendiculairement au plan P de la lame 30. Les bords 33 et 35 permettent de former respectivement le canal d'admission et le canal de collecte du fluide de refroidissement, perpendiculaires au plan P de la lame, sur la hauteur du faisceau formé par l'empilement de lames 30. La lame 30 présente une zone, dite d'échange, ZE destinée à favoriser l'échange de chaleur entre l'air et le fluide de refroidissement et une zone, dite zone de contournement ZBP, susceptible de permettre à l'air de contourner ladite zone d'échange ZE.
Dans la lame 30 selon l'invention illustrée par la figure 3, des moyens issus de la lame sont configurés de sorte à forcer une circulation du fluide dans la zone d'échange ZE. Ils se présentent ici sous la forme :
- d'une cloison amont 36 de longueur L s'étendant du bord de la lame 30, substantiellement perpendiculairement au plan P de la lame 30, au droit de l'orifice 32 suivant un axe perpendiculaire à l'axe longitudinal de la lame 30, et,
- d'une cloison avale 37 de longueur L s'étendant du bord de la lame 30, substantiellement perpendiculairement au plan P de la lame 30 au droit de l'orifice 34 suivant un axe perpendiculaire à l'axe longitudinal de la lame 30.
La zone de contournement ZBP s'étend ainsi entre la cloison amont 36 et la cloison avale 37. La zone d'échange s'étend sur le reste de la lame 30. Et le passage de l'air au niveau de ladite zone de contournement ZBP est bloqué. Deux lames 30 selon l'invention peuvent être assemblées l'une sur l'autre, comme illustré par la figure 4, en une paire de lames 30 de sorte à former un canal de circulation pour le flux d'air F à refroidir. Plus précisément, une lame 30 telle qu'illustrée par la figure 3 peut être retournée et disposée sur une autre lame 30 non retournée, telle qu'illustrée par la figure 3 de sorte à former ladite paire. On notera que la taille des bords 33 et 35 s'étendant du contour des orifices perpendiculairement au plan P de la lame 30 peut être différente entre les deux lames d'une même paire de lames de sorte qu'ils soient complémentaires et s'emboîtent pour former les canaux d'admission et de collecte lorsque les deux lames sont assemblées en une paire. Comme illustré par la figure 4, un intercalaire interne ou turbulateur 40 peut être inséré, par exemple avant assemblage, entre deux lames 30 d'une paire de lames 30. Un tel turbulateur 40 permet d'améliorer l'échange de chaleur.
La zone de contournement ZBP est définie substantiellement par l'espace créé entre la cloison amont 36, la cloison avale 37 et les deux lames 30 assemblées en une paire de lames 30. La zone d'échange ZE est définie substantiellement, entre les deux lames 30 assemblées en une paire de lames 30, par l'espace de circulation de l'air, dans lequel est inséré le turbulateur 40. Comme illustré par la figure 5, qui est une vue en coupe transversale perpendiculaire à l'axe longitudinal X de la lame 30 d'une paire de lames 30 assemblées, les extrémités distales 36' et 37', respectivement des cloisons 36 et 37, peuvent être configurées de sorte que les cloisons 36 et 37 se superposent, se chevauchent ou s'emboîtent facilement.
Dans ce but, les cloisons 36 et 37 peuvent par exemple présentés des bords distaux obliques. Sur la figure 5, l'extrémité distale 36' est courbée vers l'intérieur de l'espace défini par l'assemblage de deux lames 30 et l'extrémité distale 37' est courbée vers l'extérieur de l'espace défini par l'assemblage de deux lames 30. Ainsi, lorsque les deux lames sont superposées pour être assemblées en une paire de lames 30, les courbures opposées des extrémités distales 36' et 37' rendent l'assemblage des deux lames 30 aisé.
Dans le même but, les cloisons 36 et 37 d'une même lame 30 ne sont pas symétriques par rapport à l'axe longitudinal X de ladite lame 30. Ainsi, lorsque deux même lames 30 d'une même paire de lames sont en vis-à-vis l'une de l'autre, l'une des lames étant tournée à 180° autour de l'axe longitudinal X par rapport à l'autre, la cloison 36 de l'une des lames se trouve décalée, selon la direction des petits côtés des lames 30, par rapport à la cloison 37 de l'autre lame, ce qui facilite leur chevauchement. Comme illustré par la figure 6, lorsque la paire de lames 30 est montée dans un échangeur de chaleur 50, le flux d'air F traverse le faisceau 52, entre chaque paire de lames 30 définissant un canal de circulation d'air à refroidir, de l'amont vers l'aval, de sorte à être refroidi par le fluide de refroidissement circulant, dans chaque canal de circulation du fluide de refroidissement, entre les lames 30 de deux paires différentes.
Les cloisons 36 et 37 issus de matière de la lame 30 forment, par empilement des lames 30, une paroi amont (non visible) permettant de bloquer le flux d'air F au niveau de la face latérale amont de l'échangeur de chaleur 50 et une paroi avale 54 permettant de bloquer le flux d'air F au niveau de la face latérale avale de l'échangeur de chaleur 50. Les parois amont et avale 54 empêchent donc la circulation d'air au niveau de la zone de contournement du faisceau. La zone d'échange ZE est définie entre les portions amont et avale du faisceau qui sont ouvertes à la circulation de l'air à refroidir.
On notera que, sur la figure 6, la tubulure d'admission 23a et la tubulure de collecte 23b sont partiellement représentées, ceci pour des raisons de clarté, et que la paroi inférieure 51 de l'échangeur de chaleur 50 est visible.
Dans la forme de réalisation décrite, les moyens issus de la lame configurés de sorte à forcer une circulation du fluide dans la zone d'échange ZE sont disposés aussi bien sur la face amont que sur la face avale 26 de l'échangeur de chaleur 50. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, les moyens issus de la lame pourraient n'être disposés par exemple que sur la face amont de l'échangeur de chaleur 50.
Dans une forme de réalisation illustrée par la figure 7, la lame 70 comprend une cloison centrale s'étendant entre l'orifice d'admission 74 et l'orifice de collecte 76 formant les canaux de circulation pour le fluide de refroidissement. Cette cloison centrale est ici issue de matière des deux lames 70a et 70b et comprend deux rebords relevés 71 a et 71 b s'étendant substantiellement perpendiculairement aux lames 70a et 70b de sorte à bloquer le flux d'air entre la zone d'échange ZE et la zone de contournement ZBP. La cloison centrale comprend en outre des rebords relevés 72a et 72b pour augmenter le blocage du flux entre la zone d'échange ZE et la zone de contournement ZBP entre les orifices d'admission 74 et l'orifice de collecte 76.
On visualisera par ailleurs à cette figure la forme de cuvette 73 de la lame 70b, agencée pour guider le fluide de refroidissement entre l'orifice d'admission 74 et l'orifice de collecte 76.
Avantageusement, les lames 30 comme le reste du faisceau est en métal, par exemple en aluminium et/ou alliages d'aluminium.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Lame (30) pour échangeur de chaleur (50), ladite lame (30) étant destinée à être empilée avec une autre lame (30) d'un échangeur de chaleur (50) pour former une paire de lames (30) agencées pour autoriser, entre lesdites lames (30), la circulation d'un fluide à refroidir, la lame (30) présentant une zone, dite d'échange (ZE), destinée à favoriser l'échange de chaleur avec le fluide et une zone, dite zone de contournement (ZBP), susceptible de permettre au fluide de contourner ladite zone d'échange, lame (30) caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des moyens (36, 37) issus de la lame (30) configurés de sorte à forcer une circulation du fluide dans la zone d'échange (ZE).
2. Lame selon la revendication 1 , dans laquelle les moyens (36, 37) issus de la lame (30) s'étendent perpendiculairement à un plan (P) de la lame (30) .
3. Lame selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, ladite lame (30) se présentant sous la forme d'une plaque comprenant deux bords amont et aval et comprenant, dans la zone de contournement, un orifice d'admission (32) d'un fluide de refroidissement et un orifice de collecte (34) dudit fluide de refroidissement, les moyens issus (36, 37) de la lame (30) comprenant une cloison amont (36) s'étendant depuis le bord amont de la lame (30) et configurée de sorte à bloquer la circulation du fluide au droit de l'orifice d'admission (32) et/ou une cloison avale (37) s'étendant depuis le bord aval de la lame (30) et configurée de sorte à bloquer la circulation du fluide au droit de l'orifice de collecte (34).
4. Lame selon la revendication 3, dans laquelle la lame (32) est rectangulaire et présente deux bords longs et deux bords courts, lesdits bords longs définissant lesdits bords amont et aval, l'orifice d'admission (32) et l'orifice de collecte (34) étant percés dans une zone proche de l'un des bords courts.
5. Lame selon la revendication 4, dans laquelle les longueurs (L) de la cloison amont (36) et/ou de la cloison avale (37) sont identiques ou supérieures à la plus grande dimension des orifices (32, 34) selon la direction des bords longs.
6. Lame selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, dans laquelle les cloisons amont (36) et avale (37) sont parallèles.
7. Lame selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, dans laquelle les cloisons amont et aval (36, 37) présentent un bord distal oblique.
8. Lame selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, dans laquelle les moyens issus de la lame comprennent alternativement ou cumulativement une cloison centrale (71 a, 71 b) s'étendant entre l'orifice d'admission (74) et l'orifice de collecte (76).
9. Faisceau (52) de lames comprenant une pluralité de lames (30, 70a, 70b), selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, empilées les unes sur les autres de sorte que deux lames (30, 70a, 70b) adjacentes, formant une paire, définisse un canal de circulation pour le fluide à refroidir et deux lames (30, 70a, 70b) de deux paires différentes et adjacentes forment un canal de circulation pour le fluide de refroidissement.
10. Faisceau selon la revendication 9, dans lequel les cloisons (36, 37) de deux lames (30, 70) d'une même paire de lames se chevauchent.
1 1 . Faisceau selon l'une quelconque des revendications 9 ou 10, dans lequel un turbulateur (40) est disposé entre deux lames (30, 70a, 70b) d'une même paire de lames (30, 70) de manière à favoriser l'échange de chaleur entre le fluide à refroidir et le fluide de refroidissement, ledit turbulateur (40) comprenant une hauteur sensiblement identique à celle des cloisons (36, 37, 71 a, 71 b).
12. Echangeur de chaleur (50) comprenant un faisceau (52) selon l'une quelconque des revendications 9 à 1 1 .
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