WO2024251686A1 - Elément interne d'échangeur de chaleur - Google Patents

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WO2024251686A1
WO2024251686A1 PCT/EP2024/065248 EP2024065248W WO2024251686A1 WO 2024251686 A1 WO2024251686 A1 WO 2024251686A1 EP 2024065248 W EP2024065248 W EP 2024065248W WO 2024251686 A1 WO2024251686 A1 WO 2024251686A1
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WO
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sector
zone
fluid
heat exchanger
plates
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PCT/EP2024/065248
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English (en)
Inventor
Christophe Denoual
Frederic Tison
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Valeo Systemes Thermiques SAS
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques SAS
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Ceased legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0031—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other
    • F28D9/0043—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another
    • F28D9/005—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another the plates having openings therein for both heat-exchange media
    • 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
    • F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/025—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being corrugated, plate-like elements
    • F28F3/027—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being corrugated, plate-like elements with openings, e.g. louvered corrugated fins; Assemblies of corrugated strips

Definitions

  • the present invention relates to heat exchangers suitable in particular for vehicle air conditioning systems. More specifically, the present invention relates to fluid disturbance devices used for these heat exchangers.
  • the invention falls within this context and aims to at least partially resolve the aforementioned drawback by proposing an alternative to known heat exchangers which makes it possible to ensure homogeneous fluid distribution as well as optimized fluid disturbance while ensuring internal sealing for the desired fluid circulation, namely when two fluids used are distinct, while presenting adequate mechanical resistance.
  • the present invention thus has as its main object a heat exchanger comprising at least one stack of plates, at least two plates adjacent of the stack of plates delimiting at least one chamber intended to be traversed by a fluid, the heat exchanger comprising a disturbance device interposed between the two plates, the chamber comprising at least a first zone, a second zone, a first sector, a second sector and a third sector, the first sector and the second sector being arranged at a first end of the chamber while the third sector is arranged at a second end of the chamber opposite the first end, characterized in that the disturbance device extends in at least one of the zones and/or one of the sectors and comprises a separation member sealingly separating the first zone from the second zone and the first sector from the second sector, the third sector fluidically connecting the first zone to the second zone.
  • the heat exchanger according to the invention is configured for the circulation of fluid, in particular a heat transfer fluid and a refrigerant fluid, such circulation making it possible to carry out heat exchanges and to optimize it by means of the disturbance device arranged between at least two plates belonging to a stack of plates forming the heat exchanger.
  • fluid in particular a heat transfer fluid and a refrigerant fluid
  • the characteristics apply as much to a chamber traversed by heat transfer fluid as to a chamber traversed by refrigerant fluid.
  • the plates of the plate stack have a bathtub shape, with a flat bottom surrounded by a raised edge.
  • the plates of the plate stack are nested within each other and the chambers are sealed by brazing between each of the edges of the plates.
  • the disturbance device is a flat element, the shape of which is complementary to the plate, by fitting into an area delimited by the peripheral edge of a plate, by the bottom of this plate and by the bottom of an adjacent plate.
  • the fluid circulates within a chamber delimited on the one hand by a first plate superimposed on another plate of the stack, in which the disturbance device is arranged.
  • the first sector of the disturbance device is an inlet portion arranged in an area where the fluid enters the chamber delimited by two plates.
  • the second sector of the disturbance device is an outlet portion arranged in an area through which the fluid is discharged from the chamber.
  • the first zone and the second zone of the disturbance device are circulation portions through which the fluid circulates in a main heat exchange zone of the chamber.
  • the first zone is opposite the second zone with respect to the separation member, these zones being on either side of the separation member.
  • the separation member integrated into the disturbance device is configured to increase the thermally active contact surface and to seally separate the first zone and the second zone in which the fluid circulates.
  • the disturbance device extends at least partly in the first zone, the second zone, the first sector, the second sector and the third sector. It thus forms a single-block assembly in the two zones and in the three sectors.
  • the disturbance device may for example comprise disturbance members which disturb the flow of the fluid, causing a modification of its trajectory consequently inducing an increase in heat exchanges.
  • a member is for example an opening or a shutter.
  • the first sector, the first zone, the third sector, the second zone and the second sector delimit in this order a U-shaped fluid circuit.
  • the U-shaped circuit is notably enabled by the third sector which constitutes a fluidic return portion.
  • This return portion makes it possible to return the fluid from the first zone constituting a first branch of the U to the second zone constituting a second branch of the U.
  • the fluid enters the chamber through the first sector, travels through the first zone to the third sector where it joins the second zone to reach the second sector through which the fluid exits the chamber.
  • the disturbance device comprises at least one series of flanks which delimit two by two at least one channel, at least one flank forming the separation member.
  • two adjacent flanks form the separation member.
  • the channel delimited by two sides is intended to be traversed by the fluid.
  • the chamber thus comprises a plurality of channels each delimited by two sides, a sidewall top and a plate bottom.
  • the disturbance device seen in cross-section of the disturbance device, comprises a succession of peaks and troughs, at least one peak and one trough adjacent to said peak being connected by a flank.
  • the association of two flanks can take a crenellated, sinusoidal or triangular shape.
  • the side forming the separation member ensures a seal on the one hand between a pair formed by the first sector and the first zone and on the other hand a pair formed by the second sector and the second zone.
  • the separation member allows a distinct and sealed fluid circulation between the first pair formed by the first zone and the first sector and the pair formed by the second zone and the second sector, each pair being configured to channel the fluid.
  • At least one flank of the series of flanks arranged in at least the first zone, the second zone, the first sector, the second sector or the third sector is provided with a plurality of openings.
  • the plurality of openings are configured to disturb the fluid by causing a change in direction of the fluid as it passes from one channel to another adjacent channel, passing through the openings.
  • the fluid enters these openings, which causes a deviation in its trajectory.
  • an opening can be combined with a shutter, grooves or even bosses, the latter means having the role of deflecting the trajectory of the fluid.
  • the openings provided in the sides arranged in the third sector are divided into at least a first group and a second group, the openings of the first group having a passage section greater than a passage section of the openings of the second group.
  • the second group of openings is longitudinally interposed between the first group of openings and a pair formed by the first zone and the second zone.
  • the first group of openings is at a longitudinal end of the plate, opposite the first zone and/or the second zone with respect to the second group of openings.
  • At least a part of the disturbance device which is arranged in the first sector, the second sector or the third sector comprises at least one clearance.
  • the first sector includes a first clearance configured for fluid to enter the chamber.
  • the second sector includes a second clearance configured for fluid to exit the chamber.
  • the third sector comprises a first clearance configured to allow another fluid to pass through which circulates in the heat exchanger as well as a second clearance also configured to allow this other fluid to pass through.
  • At least one of the plates comprises a member for positioning the disturbance device relative to said plate.
  • the positioning member may for example be a lug. This positioning member is in mechanical interference between the disturbance device and the plate which comprises this positioning member, so as to block the disturbance device within the chamber, at least in a transverse direction T.
  • FIG. 1 illustrates a heat exchanger according to the invention
  • figure 2 illustrates a disturbance device housed in a plate of the heat exchanger of figure i;
  • FIG. 4 is a perspective view of the disturbance device of Figures 2 and 3;
  • FIG. 5 is a close-up view of a slice of the disturbance device of Figures 2, 3 and 4.
  • a longitudinal direction corresponds to a main extension direction of this heat exchanger, this longitudinal direction being parallel to a longitudinal axis L of a reference L, V, T illustrated in the figures.
  • a vertical direction corresponds to a direction perpendicular to a plane in which a bottom of the heat exchanger plate is inscribed, this vertical direction being parallel to a vertical axis V of the reference L, V, T and this vertical axis V being perpendicular to the longitudinal axis L.
  • a transverse direction corresponds to a direction parallel to an axis transverse T of the reference point L, V, T, this transverse axis T being perpendicular to the longitudinal axis L and to the vertical axis V.
  • FIG. 1 illustrates a heat exchanger 1 according to the invention seen in perspective, this heat exchanger 1 being intended to equip a vehicle, for example an automobile.
  • the heat exchanger 1 participates in the heating or cooling of at least one element of the motor vehicle that it equips. For this purpose, it is configured to carry out a heat exchange, that is to say an exchange of calories between a first fluid 3 and a second fluid 5 that both pass through it without mixing.
  • the first fluid 3 is a heat transfer liquid such as glycolated water
  • the second fluid 5 is a phase-change refrigerant fluid, such as for example Ri34a, 1234YF, or a single-phase fluid such as carbon dioxide.
  • the heat exchanger 1 comprises a plurality of plates 2 which extend mainly in a plane including the transverse direction T and the longitudinal direction L. More particularly, the heat exchanger 1 is formed by a stack 4 of plates 2, which are superimposed on each other in a stacking direction E parallel to the vertical direction V.
  • the plates 2 have a bathtub shape and the stack is formed by the nesting of at least three plates 2 inside each other.
  • the stack 4 of plates 2 comprises an end plate 6, which constitutes an end plate of the heat exchanger 1.
  • This end plate 6 has a rectangular shape and its surface is smooth.
  • all of the plates 2 constitute a heating body of the heat exchanger 1, in other words a portion within which the heat exchanges between the first fluid 3 and the second fluid 5 take place.
  • the end plate 6 comprises a first mouth 8a configured to receive the first fluid 3 and a second mouth 8b configured to evacuate the first fluid 3.
  • the end plate 6 also comprises a block 10 comprising an inlet orifice 12a configured to receive the second fluid 5 and an outlet orifice 12b configured to discharge the second fluid 5.
  • a first plate 2a and a second plate 2b of the stack 4 of plates 2 are adjacent and superimposed in the stacking direction E.
  • the stacking of these plates 2a, 2b within the heat exchanger 1 is such that the first fluid 3 circulates between these two directly adjacent plates 2a, 2b, and that the second fluid 5 circulates between each of these two plates 2a, 2b and other plates 2 which are adjacent to them.
  • Each plate 2 of the heat exchanger 1 is intended to be assembled by brazing to the plates 2 which are adjacent to it in the stacking direction E in order to ensure the sealing of the heat exchanger 1.
  • the assembly of the first plate 2a to the second plate 2b by brazing delimits a chamber 14 in which a disturbance device 16 is arranged, configured to disturb the circulation of the heat transfer fluids 3, 5.
  • the heating body thus comprises this stack of plates 2, 2a, 2b and consequently a stack of chambers 14 traversed alternately in the stack by the first fluid 3 and by the second fluid 5.
  • the plate 2 has a substantially rectangular shape with four rounded corners 17.
  • the plate 2 is delimited by two longitudinal edges 18a, 18b opposite one another and which extend in the longitudinal direction L as well as by two lateral edges 20a, 20b opposite one another and perpendicular to these longitudinal edges 18a, 18b.
  • One of the lateral edges 20a, 20b is thus arranged at a first longitudinal end A of the plate 2 and the other of these lateral edges 20a, 20b is arranged at a second longitudinal end B.
  • the longitudinal edges 18a, 18b connected to the lateral edges 20a, 20b constitute a raised and peripheral edge of the plate 2, which surrounds a bottom wall 22 of this plate 2.
  • the longitudinal edges 18a, 18b and lateral edges 20a, 20b delimit between them a volume of the plate 2.
  • the volume of the plate 2 is further delimited by the bottom wall 22 which extends in a longitudinal and transverse plane.
  • the bottom wall 22 is connected to each longitudinal edge 18a, 18b and lateral edge 20a, 20b.
  • the disturbance device 16 is arranged. Specifically, the disturbance device 16 is positioned against the bottom wall 22 of the plate 2 and it is centered relative to the plate 2 by means of a positioning member 26 which is arranged at at least one of the ends A or B of this plate 2, advantageously at each of the ends A and B of this plate 2.
  • the positioning member 26 has a role of centering the disturbance device 16 on the plate 2 and projects from the bottom wall 22 and from a lateral edge 20a, 20b.
  • the disturbance device 16 occupies substantially the entire length and width of the volume of the plate 2.
  • the fluids 3, 5 are conveyed to fluid distribution clearances 24 that the disturbance device 16 comprises. These clearances 24 are arranged proximally to the four rounded corners 17 of the plate 2, that is to say at the level of the bottom wall 22 at the junction between their longitudinal edges 18a, 18b and lateral edges 20a, 20b. It is thus understood that there are four clearances 24. These clearances 24 are configured to supply, evacuate or allow the passage of the fluids 3, 5, either within the chamber 14 formed by the superposition of the plates 2a, 2b, or to bypass a chamber and access the next one due to the alternation of circuits.
  • the plate 2 and the disturbance device 16 both comprise a first clearance 24a disposed proximally to a first rounded corner 17a and a second clearance 24b disposed proximally to a second rounded corner 17b. It is understood that the first clearance 24a belonging to the plate 2 and the first clearance 24a belonging to the disturbance device 16 are superimposed.
  • the first clearance 24a is configured for the inlet of the first fluid 3 and the second clearance 24b is configured for the outlet of the first fluid 3.
  • the plate 2 and the disturbance device 16 both comprise a third clearance 24c disposed proximally to a third rounded corner 17c and a fourth clearance 24b disposed proximally to a fourth rounded corner 17b.
  • the third clearance 24c belonging to the plate 2 and that the fourth clearance 2qd belonging to the disturbance device 16 are superimposed.
  • the third clearance 24c is configured for the inlet of the second fluid 5 and the fourth clearance 2qd is configured for the evacuation of the second fluid 5.
  • the disturbance device 16 participates in delimiting a circulation zone 28 dedicated to the circulation of the first fluid 3 or the second fluid 5, depending on the circuit traveled.
  • the circulation zone is the space or volume of the chamber 14 arranged between two adjacent plates.
  • This circulation zone 28 is traversed in a direction of circulation illustrated by solid arrows shown in Figure 3.
  • the chamber 14 thus comprises a first sector 30, a first zone 32, a third sector 34, a second zone 36 and a second sector 38 which define in this order the circulation zone 28, the latter having a U shape seen in a longitudinal and transverse plane.
  • This circulation zone 28 is in fluid communication with the clearances 24, 24a and 24b. On the other hand, this circulation zone 28 is not in communication with the clearances referenced 24c and 24d.
  • the first sector 30 comprises the first clearance 24a configured to supply the chamber 14 with the first fluid 3.
  • the first fluid 3 then passes through the first zone 32, which is a heat exchange zone, and joins the third sector 34.
  • This third sector 34 is a turnaround portion configured to direct the first fluid 3 arriving via the first zone 32 towards the second zone 36 which is also a heat exchange zone, before reaching the second sector 38 comprising the second clearance 24b through which the first fluid 3 is evacuated from the chamber 14.
  • the third sector 34 comprises the third clearance 24c configured to supply an adjacent chamber 14 with second fluid 5.
  • the fourth clearance 24d plays the same role but to evacuate the second fluid from the adjacent chamber.
  • the first zone 32 and the second zone 36 are separated from each other by a separation member 40 that the disturbance device 16 comprises.
  • This separation member 40 thus separates the first zone 32 from the second zone 36 in a sealed manner, while increasing the active heat exchange surface between two adjacent plates 2. More precisely, the separation member 40 extends longitudinally between the first zone 32 and the second zone 36, but also between the first sector 30 and the second sector 38. It is thus the separation member 40 which also separates the first sector 30 from the second sector 38.
  • the separation member 40 is at least one flank 42 of the disturbance device 16. Such a flank 42 is formed by the material which joins a peak 44 and a hollow 46 immediately adjacent to the peak 44. It is also noted that the separation member 40 is closed at its end 47 by the positioning member 26 mentioned above.
  • flanks 42 As visible in Figures 3, 4 and 5, a succession of peaks 44 and hollows 46 are linked by a plurality of flanks 42.
  • This organization of flank 42, peak 44 and hollows 46 is implemented in the first zone 32, in the second zone 36 as well as at the level of the first sector 30, the second sector 38 and the third sector 34.
  • Two flanks 42 connecting two hollows 46 to a peak 44 at least partially delimit a channel 43 in which the heat transfer fluid 3, 5 circulates.
  • the disturbance device 16 thus delimits, with the bottom wall of the plate on which it is brazed, a plurality of channels 43, for example aligned parallel to each other.
  • At least one of these channels 43 extends in a rectilinear manner in the first sector 30, in the first zone 32 and in the third sector 34, and at least one other of these channels extends in a rectilinear manner in the second sector 38, in the second zone 32 and in the third sector 34.
  • At least one of the sides 42 advantageously all of the sides 42, comprise at least one disturbance member 50 whose role is to promote the mixing and interaction of the fluid with the plates.
  • a disturbance member 50 is one or more openings 48 configured to ensure homogeneous fluid distribution within the chamber.
  • the disturbance member 50 may take the form of a louver 52.
  • a louver is a portion of the flank 42 which is inclined relative to the general plane in which each flank 42 is inscribed.
  • the louver 52 thus deflects the fluid and promotes its contact with the plate, thus increasing the heat exchange coefficient.
  • Such a louver 52 borders, for example, an opening 48, so that the fluid is deflected and also passes from one channel 43 to the other.
  • Figure 4 shows a profile of disturbance device 16 which is crenellated, that is to say a succession of flanks 42 which are inscribed in parallel planes and which are joined by a peak 44 and by a hollow 46.
  • the portion of the disturbance device 16 which extends in the first sector 30 and/or in the second sector 38 and/or in the third sector 34 comprises, as the disturbance member 50, only a plurality of openings 48.
  • the first zone 32 and the second zone 36 may also comprise one or more disturbance members 50 which are only shutters 52.
  • the openings 48 can be of variable section. By arranging openings 48 of reduced section in areas where the flow of the fluid is easy, the latter is forced to circulate towards areas that are more difficult to reach. In doing so, a larger surface area of the plate is better used and the performance of the exchanger is improved. [76] When the section of the openings 48 is variable, openings 48 of smaller dimensions are arranged at the start D of the third sector 34 and openings 48 of larger dimensions are arranged at the end F of the third sector 34, as detailed in figure 3.
  • the start D of the third sector 34 is arranged opposite the first zone 32 and the second zone 36 while the end F of the third sector 34 is arranged opposite one of the lateral edges 20a, 20b of the plate 2 on which the disturbance device 16 is arranged.
  • the separation member 40 which ensures a seal on the one hand between a pair formed by the first sector 30 and the first zone 32 and on the other hand a pair formed by the second sector 38 and the second zone 36 is devoid of openings 48 in order to prevent the passage of the heat transfer fluid 3, 5 from the first zone 32 to the second zone 36.
  • the present invention thus proposes a heat exchanger 1 with plates 2 which comprises flow disturbance devices 16 within the chambers 14 delimited by the plates 2, the disturbance device 16 ensuring the separation between sectors and zones of the chamber 14, so as to impose a fluid circuit within the chamber.

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Abstract

Echangeur de chaleur (1) comprenant au moins un empilement de plaques (4), au moins deux plaques (2a, 2b) adjacentes de l'empilement de plaques (4) délimitant au moins une chambre (14) destinée à être parcourue par un fluide (3, 5), l'échangeur de chaleur 5 (1) comprenant un dispositif de perturbations (16) interposé entre les deux plaques (2a, 2b), la chambre (14) comprenant au moins une première zone (32), une deuxième zone (36), un premier secteur (30), un deuxième secteur (38) et un troisième secteur (34), le premier secteur (30) et le deuxième secteur (38) étant ménagés à une 10 première extrémité (A) de la chambre (14) tandis que le troisième secteur (34) est disposé à une deuxième extrémité (B) de la chambre (14) opposée à la première extrémité (A), caractérisé en ce que le dispositif de perturbations (16) s'étend dans au moins l'une des zones et/ou l'un des secteurs et comprend un organe de séparation (40) 15 séparant de manière étanche la première zone (32) de la deuxième zone (36) et le premier secteur (30) du deuxième secteur (38), le troisième secteur (34) reliant fluidiquement la première zone (32) à la deuxième zone (36).

Description

Elément interne d'échangeur de chaleur
[1] La présente invention concerne les échangeurs de chaleur adaptés notamment aux systèmes de climatisation des véhicules. Plus précisément, la présente invention concerne les dispositifs de perturbation de fluides utilisés pour ces échangeurs de chaleur.
[2] Actuellement, il est connu d’équiper les boucles de climatisation des véhicules électriques ou hybrides d’échangeurs de chaleur à plaques, constitué d’un empilement de plaques brasées entre elles et agencées de sorte à définir une circulation adjacente en deux espaces séparés parcourus par deux fluides distincts, de sorte à réaliser un échange de chaleur entre les deux fluides, sans les mélanger.
[3] Au sein de ces échangeurs de chaleur et des circuits thermodynamiques auxquels ils sont rattachés, les fluides circulent sous pression en absorbant ou en dissipant de l’énergie thermique. L’efficacité des échangeurs thermiques et des circuits thermodynamiques est principalement déterminée par les échanges thermiques entre les fluides les parcourant. Afin de permettre le brassage de ces fluides pour augmenter les échanges thermiques, les échangeurs de chaleur sont équipés de perturbateurs de fluides. Pour des raisons économiques et pratiques, ces perturbateurs de fluides sont généralement agencés de la même façon d’un côté ou de l’autre de la plaque constituant l’échangeur chaleur. Cet agencement présente l’inconvénient de ne pas optimiser la perturbation de l’écoulement des fluides des deux côtés de la plaque, provoquant alors une diminution de la résistance mécanique des plaques et donc, de l’échangeur de chaleur, tout en augmentant les pertes de charge.
[4] L’invention s’inscrit dans ce contexte et a pour objectif de résoudre au moins partiellement l’inconvénient précité en proposant une alternative aux échangeurs de chaleur connus qui permette d’assurer une distribution fluidique homogène ainsi qu’une perturbation des fluides optimisée tout en assurant une étanchéité interne pour la circulation fluidique voulue, à savoir lorsque deux fluides utilisés sont distincts, tout en présentant une résistance mécanique adéquate.
[5] La présente invention a ainsi pour principal objet un échangeur de chaleur comprenant au moins un empilement de plaques, au moins deux plaques adjacentes de l’empilement de plaques délimitant au moins une chambre destinée à être parcourue par un fluide, l’échangeur de chaleur comprenant un dispositif de perturbations interposé entre les deux plaques, la chambre comprenant au moins une première zone, une deuxième zone, un premier secteur, un deuxième secteur et un troisième secteur, le premier secteur et le deuxième secteur étant ménagés à une première extrémité de la chambre tandis que le troisième secteur est disposé à une deuxième extrémité de la chambre opposée à la première extrémité, caractérisé en ce que le dispositif de perturbations s’étend dans au moins l’une des zones et/ou l’un des secteurs et comprend un organe de séparation séparant de manière étanche la première zone de la deuxième zone et le premier secteur du deuxième secteur, le troisième secteur reliant fluidiquement la première zone à la deuxième zone.
[6] L’échangeur de chaleur selon l’invention est configuré pour la circulation de fluide, notamment un liquide caloporteur et un fluide réfrigérant, une telle circulation permettant de réaliser les échanges de chaleur et de l’optimiser par l’intermédiaire du dispositif de perturbations agencé entre au moins deux plaques appartenant à un empilement de plaques formant l’échangeur de chaleur. Dans la description qui suit, les caractéristiques s’appliquent autant à une chambre parcourue par du liquide caloporteur qu’une chambre parcourue par du fluide réfrigérant.
[7] Les plaques de l’empilement de plaques présentent une forme de baignoire, avec un fond plat entouré d’un bord relevé. Les plaques de l’empilement de plaques sont imbriquées les unes dans les autres et les chambres sont rendues étanches par brasage entre chacun des bords des plaques.
[8] Le dispositif de perturbations est un élément plat, dont la forme est complémentaire à la plaque, en venant se loger dans une zone délimitée par le bord périphérique d’une plaque, par le fond de cette plaque et par le fond d’une plaque adjacente.
[9] On comprend ainsi que le fluide circule au sein d’une chambre délimitée d’une part par une première plaque superposée à une autre plaque de l’empilement, dans laquelle le dispositif de perturbations est agencé. [10] Le premier secteur du dispositif de perturbations est une portion d’entrée disposée dans une zone où le fluide entre dans la chambre délimitée par deux plaques.
[n] Le deuxième secteur du dispositif de perturbations est une portion de sortie disposée dans une zone par laquelle le fluide est évacué de la chambre.
[12] La première zone ainsi que la deuxième zone du dispositif de perturbations sont des portions de circulation au travers desquelles le fluide circule dans une zone principale d’échange thermique de la chambre. La première zone est opposée à la deuxième zone par rapport à l’organe de séparation, ces zones étant de part et d’autre de l’organe de séparation.
[13] L’organe de séparation intégré au dispositif de perturbations est configuré pour augmenter la surface de contact active thermiquement et séparer de façon étanche la première zone et la deuxième zone dans lesquelles circule le fluide.
[14] Selon une autre caractéristique, le dispositif de perturbations s’étend au moins en partie dans la première zone, la deuxième zone, le premier secteur, le deuxième secteur et le troisième secteur. Il forme ainsi un ensemble monobloc dans les deux zones et dans les trois secteurs.
[15] Le dispositif de perturbations peut par exemple comprendre des organes de perturbations qui perturbent l’écoulement du fluide, provoquant une modification de sa trajectoire induisant par conséquent une augmentation des échanges thermiques. Un tel organe est par exemple une ouverture ou une persienne.
[16] Selon une autre caractéristique, le premier secteur, la première zone, le troisième secteur, la deuxième zone et le deuxième secteur délimitent dans cet ordre un circuit de fluide en forme de U.
[17] Le circuit en forme de U est notamment permis par le troisième secteur qui constitue une portion de retournement fluidique. Cette portion de retournement permet de ramener le fluide de la première zone constituant une première branche du U à la deuxième zone constituant une deuxième branche du U.
[18] Selon une autre caractéristique, le fluide entre dans la chambre par le premier secteur, parcourt la première zone jusqu’au troisième secteur où il rejoint la deuxième zone pour atteindre le deuxième secteur par lequel le fluide sort de la chambre. [i ] Selon une autre caractéristique, le dispositif de perturbations comprend au moins une série de flancs qui délimitent deux à deux au moins un canal, au moins un flanc formant l’organe de séparation. Avantageusement, deux flancs adjacents forment l’organe de séparation.
[20] Le canal délimité par deux flancs est destiné à être parcouru par le fluide. La chambre comprend ainsi une pluralité de canaux chacun délimité par deux flancs, un sommet de flanc et un fond de plaque.
[21] Selon une autre caractéristique, le dispositif de perturbations, vu en coupe transversal du dispositif de perturbations, comprend une succession de sommets et de creux, au moins un sommet et un creux adjacent audit sommet étant reliés par un flanc.
[22] Selon cette vue en coupe transversale, l’association de deux flancs peut prendre une forme crénelée, sinusoïdale ou triangulaire.
[23] Selon une autre caractéristique, le flanc formant l’organe de séparation assure une étanchéité d’une part entre un couple formé par le premier secteur et la première zone et d’autre part un couple formé par le deuxième secteur et la deuxième zone.
[24] L’organe de séparation permet une circulation fluidique distincte et étanche entre le premier couple formé par la première zone et le premier secteur et le couple formé par la deuxième zone et le deuxième secteur, chaque couple étant configuré pour canaliser le fluide.
[25] Selon une autre caractéristique, au moins un flanc de la série de flancs disposé dans au moins la première zone, la deuxième zone, le premier secteur, le deuxième secteur ou le troisième secteur est pourvu d’une pluralité d’ouvertures.
[26] La pluralité d’ouvertures est configurée pour perturber le fluide en provoquant un changement de direction du fluide qui passe d’un canal à un autre canal adjacent, en passant au travers des ouvertures. Le fluide entre dans ces ouvertures, ce qui provoquent une déviation de sa trajectoire.
[27] Afin de maintenir son rôle d’étanchéité, l’organe de séparation est quant à lui dépourvu d’ouvertures.
[28] Une ouverture peut être combinée avec une persienne, de stries ou encore de bossages, ces derniers moyens ayant pour rôle de dévier la trajectoire du fluide. [29] Selon une caractéristique optionnelle, les ouvertures ménagées dans les flancs disposés dans le troisième secteur sont réparties en au moins un premier groupe et en un deuxième groupe, les ouvertures du premier groupe présentant une section de passage supérieure à une section de passage des ouvertures du deuxième groupe.
[30] Le deuxième groupe d’ouvertures est longitudinalement interposé entre le premier groupe d’ouvertures et un couple formé par la première zone et par la deuxième zone. En d’autres termes, le premier groupe d’ouvertures est à une extrémité longitudinale de la plaque, à l’opposé de la première zone et/ou de la deuxième zone par rapport au deuxième groupe d’ouvertures.
[31] Un tel choix permet de forcer le fluide à circuler en des zones où il ne va pas naturellement. On augmente ainsi le coefficient d’échange thermique et les performances de l’échangeur de chaleur selon l’invention sont améliorées.
[32] Selon une autre caractéristique, au moins une partie du dispositif de perturbations qui est disposée dans le premier secteur, le deuxième secteur ou le troisième secteur comprend au moins un dégagement.
[33] Le premier secteur comprend un premier dégagement configuré pour l’entrée du fluide dans la chambre. Le deuxième secteur comprend un deuxième dégagement configuré pour l’évacuation du fluide de la chambre.
[34] Le troisième secteur comprend un premier dégagement configuré pour laisser passer un autre fluide qui circule dans l’échangeur de chaleur ainsi qu’un deuxième dégagement configuré également pour laisser passer cet autre fluide.
[35] Les dégagements sont des zones de découpe du dispositif de perturbations.
[36] Selon une autre caractéristique, au moins une des plaques comprend un organe de positionnement du dispositif de perturbations par rapport à ladite plaque.
[37] L’organe de positionnement peut par exemple être un ergot. Cet organe de positionnement est en interférence mécanique entre le dispositif de perturbations et la plaque qui comprend cet organe de positionnement, de sorte à bloquer le dispositif de perturbations au sein de la chambre, au moins selon une direction transversale T.
[38] Selon une autre caractéristique, les deux plaques adjacentes et le dispositif de perturbations sont brasés. [39] D’autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui suit d’une part, et d’exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins annexés d’autre part, sur lesquels :
- la figure 1 illustre un échangeur de chaleur selon l’invention ;
- la figure 2 illustre un dispositif de perturbations logé dans une plaque de l’échangeur chaleur de la figure i ;
- la Figure 3 illustre le dispositif de perturbations de la figure 2 ;
- la figure 4 est une vue en perspective du dispositif de perturbations des figures 2 et 3 ;
- la figure 5 est une vue rapprochée d’une tranche du dispositif de perturbations des figures 2, 3 et 4.
[40] Les caractéristiques, variantes et les différentes formes de réalisation de l’invention peuvent être associées les unes avec les autres, selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes par rapport aux autres. On pourra notamment imaginer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites par la suite de manière isolée des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique et/ ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieure.
[41] Sur les figures, les éléments communs à plusieurs figures conservent la même référence.
[42] Dans la description détaillée qui va suivre, les dénominations « longitudinale », « transversale » et « verticale » se réfèrent à l’orientation de l’échangeur de chaleur selon l’invention. Une direction longitudinale correspond à une direction d’extension principale de cet échangeur de chaleur, cette direction longitudinale étant parallèle à un axe longitudinal L d’un repère L, V, T illustré sur les figures. Une direction verticale correspond à une direction perpendiculaire à un plan dans lequel s’inscrit un fond de la plaque d’échangeur de chaleur, cette direction verticale étant parallèle à un axe vertical V du repère L, V, T et cet axe vertical V étant perpendiculaire à l’axe longitudinal L. Enfin, une direction transversale correspond à une direction parallèle à un axe transversal T du repère L, V, T, cet axe transversal T étant perpendiculaire à l’axe longitudinal L et à l’axe vertical V.
[43] La figure 1 illustre un échangeur de chaleur 1 selon l’invention vu en perspective, cet échangeur de chaleur 1 étant destiné à équiper un véhicule, par exemple automobile.
[44] L’échangeur de chaleur 1 participe au réchauffement ou au refroidissement d’au moins un élément du véhicule automobile qu’il équipe. Il est à cet effet configuré pour opérer un échange thermique, c’est-à-dire un échange de calories entre un premier fluide 3 et un deuxième fluide 5 qui le traverse tous deux sans se mélanger. Dans un exemple préféré, le premier fluide 3 est un liquide caloporteur tel qu’une eau glycolée, tandis que le deuxième fluide 5 est un fluide réfrigérant à changement de phases, comme par exemple le Ri34a, le 1234YF, ou encore un fluide monophasique tel que le dioxyde de carbone.
[45] L’échangeur de chaleur 1 comporte une pluralité de plaques 2 qui s’étendent majoritairement dans un plan incluant la direction transversale T et la direction longitudinale L. Plus particulièrement, l’échangeur de chaleur 1 est formé par un empilement 4 de plaques 2, qui sont superposées les unes aux autres selon une direction d’empilement E parallèle à la direction verticale V. Les plaques 2 présentent une forme de baignoire et l’empilement est formé par l’imbrication d’au moins trois plaques 2 les unes dans les autres.
[46] Tel que visible sur la figure 1, l’empilement 4 de plaques 2 comprend une plaque terminale 6, qui constitue une plaque d’extrémité de l’échangeur de chaleur 1. Cette plaque terminale 6 a une forme rectangulaire et sa surface est lisse. A l’exception de la plaque terminale 6 et d’une éventuelle autre plaque terminale disposée à son opposé selon la direction d’empilement E, l’ensemble des plaques 2 constitue un corps de chauffe de l’échangeur de chaleur 1, autrement dit une portion au sein de laquelle ont lieu les échanges thermiques entre le premier fluide 3 et le deuxième fluide 5.
[47] Par ailleurs, la plaque terminale 6 comporte une première bouche 8a configurée pour recevoir le premier fluide 3 et une deuxième bouche 8b configurée pour évacuer le premier fluide 3. [48] La plaque terminale 6 comporte également un bloc 10 comprenant un orifice d’entrée 12a configuré pour recevoir le deuxième fluide 5 et un orifice de sortie 12b configuré pour évacuer le deuxième fluide 5.
[49] Une première plaque 2 a et une deuxième plaque 2b de l’empilement 4 de plaques 2 sont adjacentes et superposées selon la direction d’empilement E. L’empilement de ces plaques 2a, 2b au sein de l’échangeur de chaleur 1 est tel que le premier fluide 3 circule entre ces deux plaques 2a, 2b directement adjacentes, et que le deuxième fluide 5 circule entre chacune de ces deux plaques 2a, 2b et d’autres plaques 2 qui leurs sont adjacentes. Chaque plaque 2 de l’échangeur de chaleur 1 est destinée à être assemblée par brasage aux plaques 2 qui lui sont adjacentes selon la direction d’empilement E afin d’assurer l’étanchéité de l’échangeur de chaleur 1. L’assemblage de la première plaque 2a à la deuxième plaque 2b par brasage délimite une chambre 14 dans laquelle est agencé un dispositif de perturbations 16 configuré pour perturber la circulation des fluides caloporteurs 3, 5.
[50] Le corps de chauffe comprend ainsi cet empilement de plaques 2, 2a, 2b et par conséquent un empilement de chambres 14 parcourue en alternance dans l'empilement par le premier fluide 3 et par le deuxième fluide 5.
[51] La disposition du dispositif de perturbations 16 par rapport à l’une des plaques 2 va maintenant être décrite plus en détail, les caractéristiques de cette plaque 2 associée au dispositif de perturbations 16 étant applicables à chacune des plaques 2 de l’empilement de plaques 4.
[52] Tel que visible sur la figure 2, la plaque 2 présente une forme sensiblement rectangulaire avec quatre coins arrondis 17. La plaque 2 est délimitée par deux bords longitudinaux 18a, 18b opposés l’un à l’autre et qui s’étendent selon la direction longitudinale L ainsi que par deux bords latéraux 20a, 20b opposés l’un à l’autre et perpendiculaires à ces bords longitudinaux 18a, 18b. L’un des bords latéraux 20a, 20b est ainsi disposé à une première extrémité longitudinale A de la plaque 2 et l’autre de ces bords latéraux 20a, 20b est disposé à une deuxième extrémité longitudinale B. On comprend alors que les bords longitudinaux 18a, 18b reliés aux bords latéraux 20a, 20b constituent un bord relevé et périphérique de la plaque 2, qui entoure une paroi de fond 22 de cette plaque 2. [53] Les bords longitudinaux 18a, 18b et latéraux 20a, 20b délimitent entre eux un volume de la plaque 2. Le volume de la plaque 2 est en outre délimité par la paroi de fond 22 qui s’étend dans un plan longitudinal et transversal. La paroi de fond 22 est reliée à chaque bord longitudinal 18a, 18b et latéral 20a, 20b.
[54] C’est dans ce volume de la plaque 2 qu’est agencé le dispositif de perturbations 16. Précisément, le dispositif de perturbations 16 est positionné contre la paroi de fond 22 de la plaque 2 et il est centré par rapport à la plaque 2 grâce à un organe de positionnement 26 qui est disposé à au moins l’une des extrémités A ou B de cette plaque 2, avantageusement à chacune des extrémités A et B de cette plaque 2. L’organe de positionnement 26 présente un rôle de centrage du dispositif de perturbations 16 sur la plaque 2 et fait saillie de la paroi de fond 22 et d’un bord latéral 20a, 20b.
[55] Pour des raisons de tenue mécanique de l’échangeur de chaleur, le dispositif de perturbations 16 occupe sensiblement l’ensemble de la longueur et de la largeur du volume de la plaque 2.
[56] Les fluides 3, 5 sont acheminés jusqu’à des dégagements 24 de distribution fluidique que comporte le dispositif de perturbations 16. Ces dégagements 24 sont disposés de façon proximale aux quatre coins arrondis 17 de la plaque 2, c’est-à-dire au niveau de la paroi de fond 22 à la jonction entre leurs bords longitudinaux 18a, 18b et latéraux 20a, 20b. On comprend ainsi qu’il y a quatre dégagements 24. Ces dégagements 24 sont configurés pour alimenter, évacuer ou autoriser le passage des fluides 3, 5, soit au sein de la chambre 14 formée par la superposition des plaques 2a, 2b, soit pour contourner une chambre et accéder à la suivante en raison de l’alternance de circuits.
[57] La plaque 2 et le dispositif de perturbations 16 comprennent tous deux un premier dégagement 24a disposé de façon proximal à un premier coin arrondi 17a et un deuxième dégagement 24b disposé de façon proximal à un deuxième coin arrondi 17b. On comprend que le premier dégagement 24a appartenant à la plaque 2 et que le premier dégagement 24a appartenant au dispositif de perturbations 16 se superposent. Le premier dégagement 24a est configuré pour l’entrée du premier fluide 3 et le deuxième dégagement 24b est configuré pour la sortie du premier fluide 3. [58] Par ailleurs, la plaque 2 et le dispositif de perturbations 16 comprennent tous deux un troisième dégagement 24c disposé de façon proximale à un troisième coin arrondi 17c et un quatrième dégagement 24b disposé de façon proximale à un quatrième coin arrondi 17b. On comprend que le troisième dégagement 24c appartenant à la plaque 2 et que le quatrième dégagement 2qd appartenant au dispositif de perturbations 16 se superposent. Le troisième dégagement 24c est configuré pour l’entrée du deuxième fluide 5 et le quatrième dégagement 2qd est configuré pour l’évacuation du deuxième fluide 5.
[59] L’empilement des dégagements évoqués ci-dessus forme un collecteur de circulation du fluide.
[60] Tel que visible sur la figure 3, le dispositif de perturbations 16 participe à délimiter une zone de circulation 28 dédiée à la circulation du premier fluide 3 ou du deuxième fluide 5, en fonction du circuit parcouru. La zone de circulation est l’espace ou le volume de la chambre 14 disposé entre deux plaques adjacentes.
[61] Cette zone de circulation 28 est parcourue selon un sens de circulation illustré par des flèches pleines représentées sur la figure 3. La chambre 14 comprend ainsi un premier secteur 30, une première zone 32, un troisième secteur 34, une deuxième zone 36 et un deuxième secteur 38 qui définissent dans cet ordre la zone de circulation 28, cette dernière présentant une forme de U vu dans un plan longitudinal et transversal.
[62] Cette zone de circulation 28 est en communication fluidique avec les dégagements 24, 24a et 24b. En revanche, cette zone de circulation 28 n’est pas en communication avec les dégagements référencés 24c et 24d.
[63] Le premier secteur 30 comprend le premier dégagement 24a configuré pour alimenter la chambre 14 en premier fluide 3. Le premier fluide 3 parcourt ensuite la première zone 32, qui est une zone d’échange thermique, et rejoint le troisième secteur 34.
[64] Ce troisième secteur 34 est une portion de retournement configurée pour diriger le premier fluide 3 arrivant par la première zone 32 vers la deuxième zone 36 qui est également une zone d’échange thermique, avant d’atteindre le deuxième secteur 38 comprenant le deuxième dégagement 24b par lequel le premier fluide 3 est évacué de la chambre 14. [65] A l’inverse, le troisième secteur 34 comprend le troisième dégagement 24c configuré pour alimenter une chambre adjacente 14 en deuxième fluide 5. Le quatrième dégagement 24d joue le même rôle mais pour évacuer le deuxième fluide de la chambre adjacente.
[66] La première zone 32 et la deuxième zone 36 sont séparées l’une de l’autre par un organe de séparation 40 que le dispositif de perturbations 16 comprend. Cet organe de séparation 40 sépare ainsi la première zone 32 de la deuxième zone 36 de façon étanche, tout en augmentant la surface active d’échange thermique entre deux plaques 2 adjacentes. Plus précisément, l’organe de séparation 40 s’étend longitudinalement entre la première zone 32 et la deuxième zone 36, mais également entre le premier secteur 30 et le deuxième secteur 38. C’est ainsi l’organe de séparation 40 qui sépare aussi le premier secteur 30 du deuxième secteur 38.
[67] Comme cela est visible sur la figure 4, l’organe de séparation 40 est au moins un flanc 42 du dispositif de perturbations 16. Un tel flanc 42 est formé par la matière qui joint un sommet 44 et d’un creux 46 immédiatement adjacent au sommet 44. On note par ailleurs que l’organe de séparation 40 est fermé à son extrémité 47 par l’organe de positionnement 26 évoqué plus haut.
[68] Tel que visible sur les figures 3, 4 et 5, une succession de sommets 44 et de creux 46 sont liés par une pluralité de flancs 42. Cette organisation de flanc 42, de sommet 44 et de creux 46 est mise en œuvre dans la première zone 32, dans la deuxième zone 36 ainsi qu’au niveau du premier secteur 30, du deuxième secteur 38 et du troisième secteur 34. Deux flancs 42 reliant deux creux 46 à un sommet 44 délimitent au moins partiellement un canal 43 dans lequel le fluide caloporteur 3, 5 circule. Le dispositif de perturbations 16 délimitent ainsi, avec la paroi de fond de la plaque sur laquelle il est brasé, une pluralité de canaux 43, par exemple alignés parallèlement les uns par rapport aux autres. Au moins un de ces canaux 43 s’étend de manière rectiligne dans le premier secteur 30, dans la première zone 32 et dans le troisième secteur 34, et au moins un autre de ces canaux s’étend de manière rectiligne dans le deuxième secteur 38, dans la deuxième zone 32 et dans le troisième secteur 34.
[69] Tel que visible sur la figure 5, au moins un des flancs 42, avantageusement tous les flancs 42, comportent au moins un organe de perturbations 50 dont le rôle est de favoriser le mélange et l’interaction du fluide avec les plaques. Selon un exemple, un tel organe de perturbations 50 est une ou plusieurs ouvertures 48 configurées pour assurer une distribution fluidique homogène au sein de la chambre.
[70] De manière alternative ou complémentaire à l’ouverture 48, l’organe de perturbations 50 peut prendre la forme d’une persienne 52. Une telle persienne est une portion du flanc 42 qui est inclinée par rapport au plan général dans lequel s’inscrit chaque flanc 42. La persienne 52 dévie ainsi le fluide et favorise sa mise en contact avec la plaque, augmentant ainsi le coefficient d’échange thermique. Une telle persienne 52 borde par exemple une ouverture 48, de sorte que le fluide est dévié et en plus passe d’un canal 43 à l’autre.
[71] La figure 4 montre un profil de dispositif de perturbations 16 qui est en créneaux, c’est-à-dire une succession de flancs 42 qui s’inscrivent dans des plans parallèles et qui sont joints par un sommet 44 et par un creux 46.
[72] Sur la figure 5, on voit que ce profil est triangulaire puisque les flancs 42 deux à deux se rejoignent par le sommet 44 et par le creux 46. Bien que non représenté, l’invention couvre aussi un profil du dispositif de perturbations 16 qui est sinusoïdal. Quel que soit le profil évoqué ci-dessus, il s’observe dans un plan de coupe vertical et transversal, selon le repère illustré sur les figures.
[73] Selon un aspect optionnel de l’invention visible sur la figure 3, la portion du dispositif de perturbations 16 qui s’étend dans le premier secteur 30 et/ou dans le deuxième secteur 38 et /ou dans le troisième secteur 34 comporte, au titre de l’organe de perturbations 50, seulement une pluralité d’ouvertures 48.
[74] La première zone 32 et la deuxième zone 36 peuvent également comprendre un ou plusieurs organes de perturbations 50 qui sont seulement des persiennes 52.
[75] Selon un aspect de ce mode de réalisation, au sein d’un même secteur, les ouvertures 48 peuvent être de section variable. En disposant des ouvertures 48 de section réduite en des zones ou l’écoulement du fluide est aisé, on force ce dernier à circuler vers des zones plus difficile à atteindre. Ce faisant, une surface plus grande de la plaque est mieux utilisée et les performances de l’échangeur s’en trouvent améliorées. [76] Lorsque la section des ouvertures 48 est variable, des ouvertures 48 de plus faibles dimensions sont disposées en début D de troisième secteur 34 et des ouvertures 48 de dimensions plus importantes sont disposées en fin F de troisième secteur 34, tel que détaillé sur la figure 3.
[77] Le début D de troisième secteur 34 est disposé en regard de la première zone 32 et de la deuxième zone 36 tandis que la fin F de troisième secteur 34 est disposée en regard d’un des bords latéraux 20a, 20b de la plaque 2 sur laquelle est disposée le dispositif de perturbations 16.
[78] Grâce à cette particularité, le fluide rejoint plus facilement la fin F et échange mieux dans cette zone de la plaque.
[79] Bien entendu, une telle organisation est également transposable au premier secteur 30 ou au deuxième secteur 38.
[80] A contrario, l’organe de séparation 40 qui assure une étanchéité d’une part entre un couple formé par le premier secteur 30 et la première zone 32 et d’autre part un couple formé par le deuxième secteur 38 et la deuxième zone 36 est dépourvu d’ouvertures 48 afin d’empêcher le passage du fluide caloporteur 3, 5 de la première zone 32 à la deuxième zone 36.
[81] La présente invention propose ainsi un échangeur de chaleur 1 à plaques 2 qui comprend des dispositifs de perturbations 16 de l’écoulement au sein des chambres 14 délimitées par les plaques 2, le dispositif de perturbations 16 assurant la séparation entre des secteurs et zones de la chambre 14, de manière à imposer un circuit du fluide au sein de la chambre.
[82] La présente invention ne saurait toutefois se limiter aux moyens et configurations décrits et illustrés ici et elle s’étend également à tout moyen et toute configuration équivalents ainsi qu’à toute combinaison techniquement opérante de tels moyens.

Claims

REVENDICATIONS
1. Echangeur de chaleur (1) comprenant au moins un empilement de plaques (4), au moins deux plaques (2a, 2b) adjacentes de l’empilement de plaques (4) délimitant au moins une chambre (14) destinée à être parcourue par un fluide (3, 5), l’échangeur de chaleur (1) comprenant un dispositif de perturbations (16) interposé entre les deux plaques (2a, 2b), la chambre (14) comprenant au moins une première zone (32), une deuxième zone (36), un premier secteur (30), un deuxième secteur (38) et un troisième secteur (34), le premier secteur (30) et le deuxième secteur (38) étant ménagés à une première extrémité (A) de la chambre (14) tandis que le troisième secteur (34) est disposé à une deuxième extrémité (B) de la chambre (14) opposée à la première extrémité (A), caractérisé en ce que le dispositif de perturbations (16) s’étend dans au moins l’une des zones et/ou l’un des secteurs et comprend un organe de séparation (40) séparant de manière étanche la première zone (32) de la deuxième zone (36) et le premier secteur (30) du deuxième secteur (38), le troisième secteur (34) reliant fluidiquement la première zone (32) à la deuxième zone (36).
2. Echangeur de chaleur (1) selon la revendication 1, dans lequel le dispositif de perturbations (16) s’étend au moins en partie dans la première zone (32), la deuxième zone (36), le premier secteur (30), le deuxième secteur (38) et le troisième secteur (34).
3. Echangeur de chaleur (1) selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel le premier secteur (30), la première zone (32), le troisième secteur (34), la deuxième zone (36) et le deuxième secteur (38) délimitent dans cet ordre un circuit de fluide en forme de U.
4. Echangeur de chaleur (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, configuré pour que le fluide (3, 5) entre dans la chambre (14) par le premier secteur (30), parcourt la première zone (32) jusqu’au troisième secteur (34) où il rejoint la deuxième zone (36) pour atteindre le deuxième secteur (38) par lequel le fluide (3, 5) sort de la chambre (14).
5. Echangeur de chaleur (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le dispositif de perturbations (16) comprend au moins une série de flancs (42) qui délimitent deux à deux au moins un canal (43), au moins un flanc (42) formant l’organe de séparation (40).
6. Echangeur de chaleur (1) selon la revendication 5, dans lequel le dispositif de perturbations (16), vu en coupe, comprend une succession de sommets (44) et de creux (46), au moins un sommet (44) et un creux (46) adjacent audit sommet (44) étant reliés par un flanc (42).
7. Echangeur de chaleur (1) selon l’une quelconque des revendications 5 ou 6, dans lequel le flanc (42) formant l’organe de séparation (40) assure une étanchéité d’une part entre un couple formé par le premier secteur (30) et la première zone (32) et d’autre part un couple formé par le deuxième secteur (38) et la deuxième zone (36).
8. Echangeur de chaleur (1) selon l’une quelconque des revendications 5 à 7, dans lequel au moins un flanc (42) de la série de flancs (42) disposé dans au moins la première zone (32), la deuxième zone (36), le premier secteur (30), le deuxième secteur (38) ou le troisième secteur (34) est pourvu d’une pluralité d’ouvertures (48).
9. Echangeur de chaleur (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel une partie du dispositif de perturbations (16) qui est disposée dans le premier secteur (30), le deuxième secteur (38) ou le troisième secteur (34) comprend au moins un dégagement (24).
10. Echangeur de chaleur (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel au moins une des plaques (2) comprend un organe de positionnement (40) du dispositif de perturbations (16) par rapport à ladite plaque (2).
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