WO2019015952A1 - Échangeur de chaleur pour refroidisseur d'air de suralimentation - Google Patents

Échangeur de chaleur pour refroidisseur d'air de suralimentation Download PDF

Info

Publication number
WO2019015952A1
WO2019015952A1 PCT/EP2018/067940 EP2018067940W WO2019015952A1 WO 2019015952 A1 WO2019015952 A1 WO 2019015952A1 EP 2018067940 W EP2018067940 W EP 2018067940W WO 2019015952 A1 WO2019015952 A1 WO 2019015952A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
heat exchanger
recess
plate
collector
pairs
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2018/067940
Other languages
English (en)
Inventor
Frédéric WASCAT
Yoann Naudin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Systemes Thermiques SAS
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Systemes Thermiques SAS filed Critical Valeo Systemes Thermiques SAS
Publication of WO2019015952A1 publication Critical patent/WO2019015952A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/08—Elements constructed for building-up into stacks, e.g. capable of being taken apart for cleaning
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/02—Tubular elements of cross-section which is non-circular
    • F28F1/025—Tubular elements of cross-section which is non-circular with variable shape, e.g. with modified tube ends, with different geometrical features
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/08—Elements constructed for building-up into stacks, e.g. capable of being taken apart for cleaning
    • F28F3/086—Elements constructed for building-up into stacks, e.g. capable of being taken apart for cleaning having one or more openings therein forming tubular heat-exchange passages
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/04—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates
    • F28F9/16—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling
    • F28F9/18—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling by welding
    • F28F9/182—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling by welding the heat-exchange conduits having ends with a particular shape, e.g. deformed; the heat-exchange conduits or end plates having supplementary joining means, e.g. abutments

Definitions

  • the invention relates to a heat exchanger and more particularly to a heat exchanger for brazed supercharging air cooler.
  • Heat exchangers for charge air cooler generally comprise a bundle of exchange tubes inside which passes a heat transfer fluid.
  • the exchange tube bundle is surrounded by a housing whose flanks are open so that the charge air passes between the exchange tubes.
  • a side wall of the housing has openings and serves as a header plate on which is fixed a heat transfer fluid collector.
  • the exchange tubes, the collector plate and the collector are made of metallic material and the seal between these elements is achieved by brazing. However, for this seal to be sufficient and the connection between these elements is sufficiently strong, it is necessary to maintain contact between the header plate, the exchange plates and the collector during soldering.
  • a known method for this is the control of the differential expansion of the elements during brazing.
  • this method has an uncertain and complex repeatability because it requires taking into account many parameters such as the temperature of the brazing furnace, the expansion coefficients of the various elements of ⁇ heat exchanger and the brazing chair.
  • One of the aims of the present invention is therefore to at least partially overcome the disadvantages of the prior art and to provide a heat exchanger for charge-cooler whose seal is simple to implement during soldering.
  • the present invention therefore relates to a heat exchanger, in particular for a motor vehicle engine air-cooler, said heat exchanger comprising:
  • a housing having a heat exchange bundle, said bundle comprising a stack of pairs of exchanger plates within which circulates a coolant between an inlet and a fluid outlet, each exchange plate having a flap so that said fluid inlet and outlet are surrounded by a flange,
  • At least one collector plate disposed at the fluid inlets and outlets and forming a side wall of the housing and the collector, said collector plate comprising an external face opposite the collector and an internal face opposite to said external face,
  • header plate further includes orifices, each pair of exchange plates passing through a dedicated orifice so that the flange is in contact with the outer face of the header plate.
  • the outer face of the header plate comprises at least one recess inside which the flanges are inserted, the at least one recess comprising a bottom intended to be in contact with the flanges.
  • the outer face comprises a multitude of recesses, each recess individually surrounding an orifice.
  • the outer face has a single recess inside which are formed the orifices.
  • the recess comprises, between two orifices, a bead of height less than or equal to the thickness of the flange of pairs of exchange plates.
  • each recess has a depth less than or equal to the thickness of the flange of the pairs of exchange plates.
  • each recess has a depth greater than the thickness of the flange of the pairs of exchange plates and the heat exchanger comprises at least one perforated holding plate and disposed in the recess or recesses. so as to sandwich the flanges of pairs of exchange plates between the bottom of the recess and said holding plate.
  • the thickness of the holding plate is such that its face opposite the flanges is located substantially on the same plane as the outer face of the header plate.
  • the housing, the at least one collector and the beam are made of a metallic material and assembled by brazing, the gaps between these elements being filled by the brazing coating during said soldering.
  • the housing comprises a bottom wall and an upper wall and the header plate comprises, on its edges in contact with the lower and upper walls, a complementary first shoulder with a second shoulder carried by the lower walls. and upper, said first and second shoulders being oriented such that the lower and upper walls hold the collector plate against the flanges of the pairs of exchange plates.
  • FIG. 1 shows a partial schematic representation in perspective of a heat exchanger for a charge air cooler
  • FIG. 2 shows an exploded schematic representation in perspective of an exchange plate
  • FIG. 3 shows a partial diagrammatic representation in perspective of the external face of a collector plate of a heat exchanger for a charge air cooler
  • FIG. 4 shows a partial schematic representation in perspective of the internal face of a collecting plate of a heat exchanger for a charge air cooler
  • FIG. 5 shows a partial schematic representation in perspective and in section of a heat exchanger of FIG. 1,
  • Figure 6 shows a partial schematic perspective and exploded representation of a heat exchanger for charge air cooler according to an alternative embodiment.
  • height is understood to mean the height of an element along the axis H of the trihedron represented in FIGS. 1 and 3 to 6.
  • length is understood to mean the length of an element along the axis P of the trihedron shown in FIGS. 1 and 3 to 6.
  • width means the width of an element along the axis L of the trihedron represented in FIGS. 1 and 3 to 6.
  • FIG. 1 shows a heat exchanger 1, in particular for a charge air cooler of a motor vehicle engine.
  • This heat exchanger 1 comprises a heat exchange bundle 2 disposed within a housing 3, a collector plate 5 and a collector 4. These elements are preferably made of metallic material and fixed together by brazing.
  • the collector plate 5 may more particularly be obtained by stamping.
  • the beam 2 comprises a stack of pairs of exchange plates 20 inside which circulates a coolant.
  • the pairs of exchange plates 20 are stacked according to the height H. Between the pairs of exchange plates 20 are arranged tabs 29 through which the supercharging air circulates in the direction of the width L.
  • a single pair of exchange plates 20 is shown to materialize the beam 2.
  • the pairs of exchange plates 20 may be composed of two plates 20a, 20b stamped so as to form a fluid conduit 24 inside which the heat transfer fluid can circulate between an inlet 21a and a output 21b of fluid. Inside the fluid conduit 24 may also be arranged disrupters 25 to homogenize the coolant during its circulation.
  • the plates 20a, 20b also comprise, at the fluid inlets 21a and exits 21b, flaps extending substantially perpendicularly to the plane of the plates 20a, 20b so that the fluid inlet 21a and outlet 21b are surrounded by a flange 22. flaps may in particular be made during the stamping forming the plates 20a, 20b.
  • the plates 20a, 20b comprise a central rib 23 so that the fluid conduit 24 extends along the axis P of the length of the pair of exchange plates 20. fluid conduit 24 thus has a U shape.
  • the inlet 21a and the fluid outlet 21b are then disposed on one and the same side of the pair of exchange plates 20. It is however quite possible to imagine a embodiment where the inlet 21a and the fluid outlet 21b are arranged on separate sides.
  • the housing 3 comprises an upper wall 31a and a bottom wall 31b.
  • the collector plate 5 forms a side wall of the housing 3.
  • the other side wall located at the other end of the beam 2 is not visible in FIG. 1.
  • the collector plate 5 is disposed at the inputs 21a and the outlets 21b pairs of exchange plates 20 and also forms a side wall of the collector 4.
  • the fluid inlets 21a and 21b exits of the pairs of exchange plates 20 are located a same side.
  • the collector 4 comprises a heat transfer fluid inlet 41a for supplying the inlets 21a of the pairs of exchange plates 20 and a heat transfer fluid discharge 41b in order to evacuate the heat transfer fluid from the fluid exits 21b of the pairs of exchange plates 20.
  • the heat exchanger 1 In the case of a beam with fluid inlets 21a and exits 21b of pairs of exchange plates 20 located on the same side, the heat exchanger 1 would have a first collector plate 5 at the fluid inlets 21a. and a second manifold plate 5 at the fluid exits 21b. Similarly, the heat exchanger 1 would have two collectors 4.
  • the collector plate 5 has an outer face 51a facing the collector 4 (visible in FIG. 3) and a internal face 51b (visible in Figure 4) opposite to said outer face 51a.
  • the external face 51a of the collector plate 5 we speak here of the external face 51a of the collector plate 5 because this face is turned towards the outside of the beam 2.
  • we speak of internal face 51b of the collector plate 5 because this face is turned towards the inside of the beam 2.
  • the collector plate 5 further comprises orifices 52.
  • Each exchange plate 20 passes through a dedicated orifice 52 so that the collar 22 of the exchange plates 20 is in contact with the external face 51a of the collector plate 5.
  • the flanges 22 of the exchange plates 20 are wedged between the header plate 5 and the collector 4 which facilitates the contacting of these elements for brazing and thus allows a good seal.
  • the orifices 52 preferably have a height (along the H axis of the trihedron) and a width (along the L axis of the trihedron) respectively greater than the thickness (along the H axis of the trihedron). ) and the width (along the L axis of the trihedron) pairs of exchange plates 20.
  • the pairs of pairs of exchange plates 20 the distance between the outer faces of the plates 20a, 20b. This makes it possible to compensate for the expansion phenomena of the pairs of exchange plates 20 when the heat exchanger 1 is used. As a result, the collector plate 5 undergoes fewer stresses and is less likely to deteriorate in time and thus increase the risk of leakage.
  • the collector plate 5 may also comprise, on its edges in contact with the lower 31b and upper 31a walls, a first shoulder 59 complementary with a corresponding second shoulder 39 carried by the lower walls 31b and 31a upper. These first 59 and second 39 shoulders are oriented so that the lower 31b and upper 31a walls hold the collector plate 5 against the flanges 22 of the exchange plates 20.
  • the outer face 51a of the header plate 5 more particularly comprises at least one recess 53 inside which the flanges 22 are inserted.
  • the outer face 51a corresponds to a plane peripheral rim of the at least one recess 53
  • the at least one recess 53 has a bottom 53a, intended to be in contact with the flanges 22, and a peripheral flange 53b.
  • the outer face 51a comprises a multitude of recesses 53. Each recess 53 individually surrounds an orifice 52.
  • the outer face 51a comprises a single recess 53 inside which the orifices 52 are formed.
  • This recess 53 may also comprise, between two orifices 52, a bead 55 of height (here in the axis of the length P of the trihedron) less than or equal to the thickness of the flange 22 pairs of exchange plates 20.
  • These beads 55 extend in the bottom 53a of the recess 53 parallel to the pairs of exchange plates 20 and fill the space between the flanges 22 of two pairs of exchange plates 20 contiguous and promote a good seal.
  • each recess 53 may have a depth less than or equal to the thickness of the flange 22 of the pairs of exchange plates 20.
  • the depth of the recess 53 may in particular be equal to thickness of the flange 22 with a tolerance less than or equal to 0.2 mm.
  • the collector 4 can then come into direct contact with the collector plate 5 and flanges 22 of the pairs of plates 20 for sealing, as shown more particularly in sectional view of Figure 5.
  • the beads 55 preferably have a height equal to that of the flanges 22 pairs of exchange plates 20 and equal to the depth of the recess 53.
  • the beads 55 may nevertheless have a slightly smaller height than the flanges 22, as shown in Figure 5.
  • the gap between the top of the bead 55 and the collector 4 is filled by the subsequently by the brazing coating during said brazing.
  • This first variant is applicable as well if there is only a single recess 53 or a recess 53 surrounding each orifice 52 individually.
  • each recess 53 has a depth greater than the thickness of the collar 22 of pairs of exchange plates 20.
  • the heat exchanger 1 then comprises at least one perforated holding plate 6 and arranged in the recess or recesses 53 so as to sandwich the flanges 22 of the pairs of exchange plates 20 between the bottom 53a of the recess 53 and said holding plate 6.
  • the holding plate 6 then fills the recess 53 in which it is inserted.
  • the perforations 62 of the holding plate 6 are opposite fluid inlets 21a and exits 21b of the exchange plates 20.
  • the thickness (along the P axis of the trihedron) of the holding plate 6 is such that its face 61a opposite to the flanges 22 is located on the same plane as the outer face 51a of the header plate 5.
  • the collector 4 then comes directly against the holding plate 6 and the manifold plate 65 to seal.
  • the beads 55 preferably have a height equal to that of the flanges 22 pairs of exchange plates 20 so that the holding plate 6 is in contact with their vertices.
  • the beads 55 may nevertheless have a height slightly less than that of the flanges 22.
  • the gap between the top of the bead 55 and the holding plate 6 is subsequently filled by the solder coating during said soldering.
  • This second variant is applicable as well if there is only one recess 53 or recess 53 individually surrounding each orifice 52. In the first case, there will be as many holding plates 6 as recesses 53 and in the second case, a single support plate 6.
  • the housing 3, the at least one collector 4 and the beam 2 are made of a metallic material and assembled by soldering. As a result, the gaps between these elements are filled by the brazing coating during said soldering in order to have a good seal.
  • the heat exchanger 1 for charge air cooler allows a good seal between the housing 3, the pairs of heat exchanger plates 20, the header plate 5 and the collector 5
  • this structure allows a simpler brazing because these different elements are in contact with each other.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

La présente invention un échangeur de chaleur (1), notamment pour refroidisseur d'air de suralimentation de moteur de véhicule automobile, ledit échangeur de chaleur (1) comprenant : - un boîtier pourvu d'un faisceau d'échange de chaleur, ledit faisceau comportant un empilement de paires de plaques d'échange (20) à l'intérieur desquelles circule un fluide caloporteur entre une entrée et une sortie de fluide, chaque plaque d'échange (20) comportant un rabat de sorte que lesdites entrée et sortie de fluide sont entourées par une collerette (22), - un collecteur (4) du fluide caloporteur circulant dans le faisceau, - au moins une plaque collectrice (5) disposée au niveau des entrées et des sorties de fluide et formant une paroi latérale du boîtier et du collecteur (4), ladite plaque collectrice (5) comportant une face externe en regard du collecteur (4) et une face interne (51b) opposée à ladite face externe, la plaque collectrice (5) comportant en outre des orifices (52), chaque paire de plaques d'échange (20) passant dans un orifice (52) dédié de sorte que la collerette (22) soit en contact avec la face externe de la plaque collectrice (5).

Description

Échangeur de chaleur pour refroidisseur d'air de suralimentation
L'invention concerne un échangeur de chaleur et plus particulièrement un échangeur de chaleur pour refroidisseur d'air de suralimentation brasé.
Les échangeurs de chaleur pour refroidisseur d'air de suralimentation comportent généralement un faisceau de tubes d'échange à l'intérieur desquels passe un fluide caloporteur. Le faisceau de tubes d'échange est entouré par un boîtier dont les flancs sont ouverts afin que l'air de suralimentation passe entre les tubes d'échange. Au niveau des entrées et des sorties de fluide caloporteur, une paroi latérale du boîtier comporte des ouvertures et fait office de plaque collectrice sur laquelle vient se fixer un collecteur de fluide caloporteur.
Généralement, les tubes d'échanges, la plaque collectrice et le collecteur sont réalisés en matériau métallique et l'étanchéité entre ces éléments est réalisée par un brasage. Cependant, pour que cette étanchéité soit suffisante et que la liaison entre ces éléments soit suffisamment solide, il est nécessaire de maintenir le contact entre la plaque collectrice, les plaques d'échange et le collecteur lors du brasage.
Une méthode connue pour cela est le pilotage de la dilatation différentielle des éléments lors du brasage. Néanmoins cette méthode présente une répétabilité incertaine et complexe car elle impose de tenir compte de nombreux paramètres tels que la température du four de brasage, les coefficients de dilatation des différents éléments de Γ échangeur de chaleur et de la chaise de brasage. Un des buts de la présente invention est donc de remédier au moins partiellement aux inconvénients de l'art antérieur et de proposer un échangeur de chaleur pour refroidisseur de suralimentation dont l'étanchéité est simple à mettre en œuvre lors du brasage. La présente invention concerne donc un échangeur de chaleur, notamment pour refroidisseur d'air de suralimentation de moteur de véhicule automobile, ledit échangeur de chaleur comprenant :
0 un boîtier pourvu d'un faisceau d'échange de chaleur, ledit faisceau comportant un empilement de paires de plaques d'échange à l'intérieur desquelles circule un fluide caloporteur entre une entrée et une sortie de fluide, chaque plaque d'échange comportant un rabat de sorte que lesdites entrée et sortie de fluide sont entourées par une collerette,
0 un collecteur du fluide caloporteur circulant dans le faisceau,
0 au moins une plaque collectrice disposée au niveau des entrées et des sorties de fluide et formant une paroi latérale du boîtier et du collecteur, ladite plaque collectrice comportant une face externe en regard du collecteur et une face interne opposée à ladite face externe,
caractérisé en ce que la plaque collectrice comporte en outre des orifices, chaque paire de plaques d'échange passant dans un orifice dédié de sorte que la collerette soit en contact avec la face externe de la plaque collectrice.
Selon un aspect de l'invention, la face externe de la plaque collectrice comporte au moins un renfoncement à l'intérieur desquels sont insérés les collerettes, le au moins un renfoncement comportant un fond destiné à être en contact avec les collerettes.
Selon un autre aspect de l'invention, la face externe comporte une multitude de renfoncements, chaque renfoncement entourant individuellement un orifice. Selon un autre aspect de l'invention, la face externe comporte un unique renfoncement à l'intérieur duquel sont ménagés les orifices. Selon un autre aspect de l'invention, le renfoncement comporte, entre deux orifices, un bourrelet de hauteur inférieure ou égale à l'épaisseur de la collerette des paires de plaques d'échange. Selon un autre aspect de l'invention, chaque renfoncement a une profondeur inférieure ou égale à l'épaisseur de la collerette des paires de plaques d'échange.
Selon un autre aspect de l'invention, chaque renfoncement a une profondeur supérieure à l'épaisseur de la collerette des paires de plaques d'échange et l'échangeur de chaleur comporte au moins une plaque de maintien perforée et disposée dans le ou les renfoncements de sorte à prendre en sandwich les collerettes des paires de plaques d'échange entre le fond du renfoncement et ladite plaque de maintien.
Selon un autre aspect de l'invention, l'épaisseur de la plaque de maintien est telle que sa face opposée aux collerettes est située sensiblement sur le même plan que la face externe de la plaque collectrice.
Selon un autre aspect de l'invention, le boîtier, l'au moins un collecteur et le faisceau sont réalisés dans un matériau métallique et assemblés par brasage, les écarts entre ces éléments étant comblés par le revêtement de brasage lors dudit brasage.
Selon un autre aspect de l'invention, le boîtier comporte une paroi inférieure et une paroi supérieure et la plaque collectrice comporte, sur ses bords en contact avec les parois inférieure et supérieure, un premier épaulement complémentaire avec un deuxième épaulement porté par les parois inférieure et supérieure, lesdits premiers et deuxièmes épaulements étant orientés de sorte que les parois inférieure et supérieure retiennent la plaque collectrice contre les collerettes des paires de plaques d'échange. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels :
• la figure 1 montre une représentation schématique partielle en perspective d'un échangeur de chaleur pour refroidisseur d'air de suralimentation,
• la figure 2 montre une représentation schématique éclatée en perspective d'une plaque d'échange,
• la figure 3 montre une représentation schématique partielle en perspective de la face externe d'une plaque collectrice d'un échangeur de chaleur pour refroidisseur d'air de suralimentation,
• la figure 4 montre une représentation schématique partielle en perspective de la face interne d'une plaque collectrice d'un échangeur de chaleur pour refroidisseur d'air de suralimentation,
• la figure 5 montre une représentation schématique partielle en perspective et en coupe de échangeur de chaleur de la figure 1,
• la figure 6 montre une représentation schématique partielle en perspective et éclatée d'un échangeur de chaleur pour refroidisseur d'air de suralimentation selon un mode de réalisation alternatif.
Les éléments identiques sur les différentes figures, portent les mêmes références.
Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s'appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées ou interchangées pour fournir d'autres réalisations. Dans la présente description, on peut indexer certains éléments ou paramètres, comme par exemple premier élément ou deuxième élément ainsi que premier paramètre et deuxième paramètre ou encore premier critère et deuxième critère etc. Dans ce cas, il s'agit d'un simple indexage pour différencier et dénommer des éléments ou paramètres ou critères proches mais non identiques. Cette indexation n'implique pas une priorité d'un élément, paramètre ou critère par rapport à un autre et on peut aisément interchanger de telles dénominations sans sortir du cadre de la présente description. Cette indexation n'implique pas non plus un ordre dans le temps par exemple pour apprécier tels ou tels critères.
Dans la présente description on entend par hauteur, la hauteur d'un élément selon l'axe H du trièdre représenté aux figures 1 et 3 à 6. On entend par longueur, la longueur d'un élément selon l'axe P du trièdre représenté aux figures 1 et 3 à 6. On entend par largeur, la largeur d'un élément selon l'axe L du trièdre représenté aux figures 1 et 3 à 6.
La figure 1 montre un échangeur de chaleur 1, notamment pour refroidisseur d'air de suralimentation de moteur de véhicule automobile. Cet échangeur de chaleur 1 comprend un faisceau 2 d'échange de chaleur disposé au sein d'un boîtier 3, une plaque collectrice 5 et un collecteur 4. Ces éléments sont de préférence réalisés en matériau métallique et fixés entre eux par brasage. La plaque collectrice 5 peut plus particulièrement être obtenue par emboutissage.
Le faisceau 2 comporte un empilement de paires de plaques d'échange 20 à l'intérieur desquelles circule un fluide caloporteur. Les paires de plaques d'échanges 20 sont empilées selon la hauteur H. Entre les paires de plaques d'échange 20 sont disposés des intercalaires 29 aux travers desquels circule l'air de suralimentation dans la sens de la largeur L. Sur les figure 1 et 3 à 5, une seule paire de plaques d'échange 20 est représentée pour matérialiser le faisceau 2. Comme illustré par la figure 2, les paires de plaques d'échange 20 peuvent être composées de deux plaques 20a, 20b embouties de sorte à former un conduit de fluide 24 à l'intérieur duquel peut circuler le fluide caloporteur entre une entrée 21a et une sortie 21b de fluide. A l'intérieur du conduit de fluide 24 peuvent également être disposés des perturbateurs 25 afin d'homogénéiser le fluide caloporteur lors de sa circulation. Les plaques 20a, 20b comportent également au niveau des entrée 21a et sorties 21b de fluide des rabats s'étendant sensiblement perpendiculairement au plan des plaques 20a, 20b de sorte que les entrée 21a et sortie 21b de fluide sont entourées par une collerette 22. Ces rabats peuvent notamment être réalisés lors de l'emboutissage formant les plaques 20a, 20b. Dans l'exemple présenté à la figure 2, les plaques 20a, 20b comportent une nervure centrale 23 de sorte que le conduit de fluide 24 s'étend selon l'axe P de la longueur de la paire de plaques d'échange 20. Le conduit de fluide 24 a ainsi une forme en U. L'entrée 21a et la sortie 21b de fluide sont alors disposées d'un même côté de la paire de plaques d'échange 20. Il est cependant tout à fait possible d'imaginer un mode de réalisation où l'entrée 21a et la sortie 21b de fluide sont disposées sur des côtés distincts.
Comme le montre la figure 1, le boîtier 3 comprend une paroi supérieure 31a et une paroi inférieure 31b. La plaque collectrice 5 forme une paroi latérale du boîtier 3. L'autre paroi latérale située à l'autre extrémité du faisceau 2 n'est pas visible sur la figure 1. La plaque collectrice 5 est disposée au niveau des entrées 21a et des sorties 21b des paires de plaques d'échange 20 et forme également une paroi latérale du collecteur 4. Dans l'exemple présenté à la figure 1, les entrées 21a et sorties 21b de fluide des paires de plaques d'échange 20 sont situées d'un même côté. Il n'y a donc qu'une seule plaque collectrice 5 et le collecteur 4 comporte une arrivée 41a de fluide caloporteur afin d'alimenter les entrées 21a des paires de plaques d'échange 20 et une évacuation 41b de fluide caloporteur afin d'évacuer le fluide caloporteur en provenance des sorties 21b de fluide des paires de plaques d'échange 20. Dans le cas d'un faisceau avec des entrées 21a et sorties 21b de fluide des paires de plaques d'échange 20 situées d'un même côté, l'échangeur de chaleur 1 aurait une première plaque collectrice 5 au niveau des entrées 21a de fluide et une deuxième plaque collectrice 5 au niveau des sorties 21b de fluide. De même l'échangeur de chaleur 1 aurait deux collecteurs 4.
Comme le montre plus en détail les figures 3 et 4 représentant l'échangeur de chaleur 1 de la figure 1 sans le collecteur 4, la plaque collectrice 5 comporte une face externe 51a en regard du collecteur 4 (visible sur la figure 3) et une face interne 51b (visible sur la figure 4) opposée à ladite face externe 51a. On parle ici de face externe 51a de la plaque collectrice 5 car cette face est tournée vers l'extérieur du faisceau 2. De même, on parle de face interne 51b de la plaque collectrice 5 car cette face est tournée vers l'intérieur du faisceau 2.
La plaque collectrice 5 comporte en outre des orifices 52. Chaque plaque d'échange 20 passe dans un orifice 52 dédié de sorte que la collerette 22 des plaques d'échange 20 soit en contact avec la face externe 51a de la plaque collectrice 5. Ainsi, comme le montre la figure 5, les collerettes 22 des plaques d'échange 20 sont coincées entre la plaque collectrice 5 et le collecteur 4 ce qui facilite la mise en contact de ces éléments pour le brasage et ainsi permet une bonne étanchéité.
Comme illustré à la figure 3, les orifices 52 ont de préférence une hauteur (selon l'axe H du trièdre) et une largeur (selon l'axe L du trièdre) supérieures respectivement à l'épaisseur (selon l'axe H du trièdre) et à la largeur (selon l'axe L du trièdre) des paires de plaques d'échange 20. On entend ici par épaisseur des paires de plaques d'échange 20, la distance entre les faces externes des plaques 20a, 20b. Cela permet de compenser les phénomènes de dilatation des paires de plaques d'échange 20 lors de l'utilisation de l'échangeur de chaleur 1. De ce fait, la plaque collectrice 5 subit moins de contraintes et a moins de risques de se détériorer dans le temps et ainsi d'augmenter les risques de fuite. La plaque collectrice 5 peut également comporter, sur ses bords en contact avec les parois inférieure 31b et supérieure 31a, un premier épaulement 59 complémentaire avec un deuxième épaulement 39 correspondant porté par les parois inférieure 31b et supérieure 31a. Ces premier 59 et deuxième 39 épaulements sont orientés de sorte que les parois inférieure 31b et supérieure 31a retiennent la plaque collectrice 5 contre les collerettes 22 des plaques d'échange 20.
La face externe 51a de la plaque collectrice 5 comporte plus particulièrement au moins un renfoncement 53 à l'intérieur duquel sont insérées les collerettes 22. Dans ce cas de figure, la face externe 51a correspond à un rebord périphérique plan du au moins un renfoncement 53. Comme le montre la figure 3, le au moins un renfoncement 53 comporte un fond 53a, destiné à être en contact avec les collerettes 22, et un rebord périphérique 53b. Selon un premier mode de réalisation non représenté, la face externe 51a comporte une multitude de renfoncements 53. Chaque renfoncement 53 entoure individuellement un orifice 52.
Selon un deuxième mode de réalisation illustré aux figures 3 à 6, la face externe 51a comporte un unique renfoncement 53 à l'intérieur duquel sont ménagés les orifices 52. Ce renfoncement 53 peut également comporter, entre deux orifices 52, un bourrelet 55 de hauteur (ici dans l'axe de la longueur P du trièdre) inférieure ou égale à l'épaisseur de la collerette 22 des paires de plaques d'échange 20. Ces bourrelets 55 s'étendent dans le fond 53a du renfoncement 53 parallèlement aux paires de plaques d'échange 20 et permettent de remplir l'espace entre les collerettes 22 de deux paires de plaques d'échange 20 contiguës et favorisent une bonne étanchéité.
Que ce soit dans le premier ou le deuxième mode de réalisation, sur la largeur L, l'écart E entre la périphérie des collerettes 22 des paires de plaques d'échange 20 et le rebord périphérique 53b contiguë du ou des renfoncements 53 est de préférence inférieur ou égal à 0, 1 mm. Selon une première variante illustrée aux figures 3 à 5, chaque renfoncement 53 peut avoir une profondeur inférieure ou égale à l'épaisseur de la collerette 22 des paires de plaques d'échange 20. La profondeur du renfoncement 53 peut notamment être égale à l'épaisseur de la collerette 22 avec une tolérance inférieure ou égale à 0,2 mm. Les collerettes 22 des paires de plaques d'échange 20 sont alors sur le même plan que la face externe 51a de la plaque collectrice 5. Le collecteur 4 peut alors venir directement au contact de la plaque collectrice 5 et des collerettes 22 des paires de plaques d'échange 20 pour faire l'étanchéité, comme le montre plus particulièrement la vue en coupe de la figure 5. Pour cette première variante, les bourrelets 55 ont de préférence une hauteur égale à celle des collerettes 22 des paires de plaques d'échange 20 et égale à la profondeur du renfoncement 53. Les bourrelets 55 peuvent néanmoins avoir une hauteur légèrement inférieure à celle des collerettes 22, comme illustré sur la figure 5. L'écart entre le sommet du bourrelet 55 et le collecteur 4 étant comblé par la suite par le revêtement de brasage lors dudit brasage.
Cette première variante est applicable aussi bien s'il n'y a qu'un unique renfoncement 53 ou un renfoncement 53 entourant individuellement chaque orifice 52.
Selon une deuxième variante illustrée à la figure 6, chaque renfoncement 53 a une profondeur supérieure à l'épaisseur de la collerette 22 des paires de plaques d'échange 20. L'échangeur de chaleur 1 comporte alors au moins une plaque de maintien 6 perforée et disposée dans le ou les renfoncements 53 de sorte à prendre en sandwich les collerettes 22 des paires de plaques d'échange 20 entre le fond 53a du renfoncement 53 et ladite plaque de maintien 6. La plaque de maintien 6 comble alors le renfoncement 53 dans lequel elle est insérée. Les perforations 62 de la plaque de maintien 6 sont en regard des entrées 21a et sorties 21b de fluide des plaques d'échange 20.
Préférentiellement, l'épaisseur (selon l'axe P du trièdre) de la plaque de maintien 6 est telle que sa face 61a opposée aux collerettes 22 est située sur le même plan que la face externe 51a de la plaque collectrice 5. Le collecteur 4 vient alors directement contre la plaque de maintien 6 et la plaque collectrice 65 pour faire l'étanchéité. Pour cette deuxième variante, les bourrelets 55 ont de préférence une hauteur égale à celle des collerettes 22 des paires de plaques d'échange 20 de sorte que la plaque de maintien 6 soit au contact de leurs sommets. Les bourrelets 55 peuvent néanmoins avoir une hauteur légèrement inférieure à celle des collerettes 22. L'écart entre le sommet du bourrelet 55 et la plaque de maintien 6 étant comblé par la suite par le revêtement de brasage lors dudit brasage.
Cette deuxième variante est applicable aussi bien s'il n'y a qu'un unique renfoncement 53 ou un renfoncement 53 entourant individuellement chaque orifice 52. Dans le premier cas, il y aura autant de plaques de maintien 6 que de renfoncements 53 et dans le deuxième cas, une seule plaque de maintien 6.
Comme dit plus haut, le boîtier 3, l'au moins un collecteur 4 et le faisceau 2 sont réalisés dans un matériau métallique et assemblés par brasage. De ce fait, les écarts entre ces éléments sont comblés par le revêtement de brasage lors dudit brasage afin d'avoir une bonne étanchéité.
Ainsi, on voit bien que de part sa structure, l'échangeur de chaleur 1 pour refroidisseur d'air de suralimentation permet une bonne étanchéité entre le boîtier 3, les paires de plaques d'échangeur 20, la plaque collectrice 5 et le collecteur 5. De plus cette structure permet un brasage plus simple du fait que ces différents éléments sont bien au contact les uns des autres.

Claims

REVENDICATIONS
Échangeur de chaleur (1), notamment pour refroidisseur d'air de suralimentation de moteur de véhicule automobile, ledit échangeur de chaleur (1) comprenant :
0 un boîtier (3) pourvu d'un faisceau (2) d'échange de chaleur, ledit faisceau (2) comportant un empilement de paires de plaques d'échange (20) à l'intérieur desquelles circule un fluide caloporteur entre une entrée (21a) et une sortie (21b) de fluide, chaque plaque d'échange (20) comportant un rabat de sorte que les entrée (21a) et sortie (21b) de fluide sont entourées par une collerette (22),
0 un collecteur (4) du fluide caloporteur circulant dans le faisceau
(2),
0 au moins une plaque collectrice (5) disposée au niveau des entrées (21a) et des sorties (21b) de fluide et formant une paroi latérale du boîtier (3) et du collecteur (4), ladite plaque collectrice (5) comportant une face externe (51a)en regard du collecteur (4) et une face interne (51b) opposée à ladite face externe (51a),
caractérisé en ce que la plaque collectrice (5) comporte en outre des orifices (52), chaque paire de plaques d'échange (20) passant dans un orifice (52) dédié de sorte que la collerette (22) soit en contact avec la face externe (51a) de la plaque collectrice (5).
Échangeur de chaleur (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la face externe (51a) de la plaque collectrice (5) comporte au moins un renfoncement (53) à l'intérieur desquels sont insérés les collerettes (22), le au moins un renfoncement (53) comportant un fond (53a) destiné à être en contact avec les collerettes (22).
3. Échangeur de chaleur (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que la face externe (51a) comporte une multitude de renfoncements (53), chaque renfoncement (53) entourant individuellement un orifice (52).
Échangeur de chaleur (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que la face externe (51a) comporte un unique renfoncement (53) à l'intérieur duquel sont ménagés les orifices (52).
Échangeur de chaleur (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que le renfoncement (53) comporte, entre deux orifices (52), un bourrelet (55) de hauteur inférieure ou égale à l'épaisseur de la collerette (22) des paires de plaques d'échange (20).
Échangeur de chaleur (1) selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que chaque renfoncement (53) a une profondeur inférieure ou égale à l'épaisseur de la collerette (22) des paires de plaques d'échange (20).
Échangeur de chaleur (1) selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que chaque renfoncement (53) a une profondeur supérieure à l'épaisseur de la collerette (22) des paires de plaques d'échange (20) et que échangeur de chaleur (1) comporte au moins une plaque de maintien (6) perforée et disposée dans le ou les renfoncements (53) de sorte à prendre en sandwich les collerettes (22) des paires de plaques d'échange (20) entre le fond (53a) du renfoncement (53) et ladite plaque de maintien (6).
8. Échangeur de chaleur (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'épaisseur de la plaque de maintien (6) est telle que sa face (61a) opposée aux collerettes (22) est située sensiblement sur le même plan que la face externe (51a) de la plaque collectrice (5).
9. Échangeur de chaleur (1) selon l'une des revendications précédentes , caractérisé en ce que le boîtier (3), l'au moins un collecteur (4) et le faisceau (2) sont réalisés dans un matériau métallique et assemblés par brasage, les écarts entre ces éléments étant comblés par le revêtement de brasage lors dudit brasage.
10. Échangeur de chaleur (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le boîtier (3) comporte une paroi inférieure (31b) et une paroi supérieure (31a) et que la plaque collectrice (5) comporte, sur ses bords en contact avec les parois inférieure (31b) et supérieure (31a), un premier épaulement (59) complémentaire avec un deuxième épaulement (39) porté par les parois inférieure (31b) et supérieure (31a), lesdits premiers (59) et deuxièmes (39) épaulements étant orientés de sorte que les parois inférieure (31b) et supérieure (31a) retiennent la plaque collectrice (5) contre les collerettes (22) des paires de plaques d'échange (20).
PCT/EP2018/067940 2017-07-20 2018-07-03 Échangeur de chaleur pour refroidisseur d'air de suralimentation Ceased WO2019015952A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1756879A FR3069312B1 (fr) 2017-07-20 2017-07-20 Echangeur de chaleur pour refroidisseur d'air de suralimentation
FR1756879 2017-07-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019015952A1 true WO2019015952A1 (fr) 2019-01-24

Family

ID=59930566

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2018/067940 Ceased WO2019015952A1 (fr) 2017-07-20 2018-07-03 Échangeur de chaleur pour refroidisseur d'air de suralimentation

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR3069312B1 (fr)
WO (1) WO2019015952A1 (fr)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0656517A1 (fr) * 1993-12-03 1995-06-07 THERMAL-WERKE Wärme-, Kälte-, Klimatechnik GmbH Echangeur de chaleur eau-air en aluminium pour véhicules automobiles
FR2817334A1 (fr) * 2000-11-27 2002-05-31 Valeo Thermique Moteur Sa Echangeur de chaleur brase, notamment pour vehicule automobile, et son procede de fabrication
FR2992715A1 (fr) * 2012-06-27 2014-01-03 Valeo Systemes Thermiques Echangeur de chaleur, notamment refroidisseur d'air de suralimentation de moteur de vehicule automobile
WO2014064086A2 (fr) * 2012-10-25 2014-05-01 Valeo Systemes Thermiques Échangeur thermique, notamment pour vehicule automobile

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0656517A1 (fr) * 1993-12-03 1995-06-07 THERMAL-WERKE Wärme-, Kälte-, Klimatechnik GmbH Echangeur de chaleur eau-air en aluminium pour véhicules automobiles
FR2817334A1 (fr) * 2000-11-27 2002-05-31 Valeo Thermique Moteur Sa Echangeur de chaleur brase, notamment pour vehicule automobile, et son procede de fabrication
FR2992715A1 (fr) * 2012-06-27 2014-01-03 Valeo Systemes Thermiques Echangeur de chaleur, notamment refroidisseur d'air de suralimentation de moteur de vehicule automobile
WO2014064086A2 (fr) * 2012-10-25 2014-05-01 Valeo Systemes Thermiques Échangeur thermique, notamment pour vehicule automobile

Also Published As

Publication number Publication date
FR3069312B1 (fr) 2019-07-26
FR3069312A1 (fr) 2019-01-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2513585B1 (fr) Echangeur de chaleur
EP2513586B1 (fr) Échangeur de chaleur
EP2737269B1 (fr) Plaque d'echangeur de chaleur
EP2064506B1 (fr) Echangeur de chaleur, en particulier refroidisseur d'air de suralimentation
FR2933177A1 (fr) Echangeur de chaleur et carter pour l'echangeur
FR2933178A1 (fr) Echangeur de chaleur et carter pour l'echangeur
EP2972049B1 (fr) Echangeur thermique, en particulier refroidisseur d'air de suralimentation
EP2473809A1 (fr) Echangeur thermique
EP2936029A1 (fr) Tube plat pour échangeur de chaleur d'air de suralimentation et échangeur de chaleur d'air de suralimentation correspondant
FR3037643A1 (fr) Echangeur de chaleur et procede de fabrication associe
EP2912396B1 (fr) Échangeur thermique, notamment pour vehicule automobile
FR3069312B1 (fr) Echangeur de chaleur pour refroidisseur d'air de suralimentation
EP2901097B1 (fr) Echangeur de chaleur, notamment pour vehicule automobile, et procede d'assemblage associe
WO2018115692A1 (fr) Échangeur de chaleur à plaque de renfort
EP3663695B1 (fr) Collecteur constitutif d'un echangeur de chaleur
WO2013092637A1 (fr) Tube plat pour échangeur de chaleur
FR2864610A1 (fr) Tube d'echangeur de chaleur a deux courants de circulation et echangeur de chaleur comportant de tels tubes
EP3430341A1 (fr) Échangeur de chaleur et procédé de fabrication associé
FR2997486A1 (fr) Tube d'echangeur de chaleur a moyen de perturbation plat
FR3069630A1 (fr) Boite collectrice pour echangeur de chaleur et echangeur de chaleur associe
FR2755221A1 (fr) Echangeur de chaleur comprenant des tubes a canal double, en particulier pour vehicule automobile

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18735316

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18735316

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1