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EP2294348A1 - Echangeur de chaleur a plaques, notamment pour vehicules automobiles - Google Patents

Echangeur de chaleur a plaques, notamment pour vehicules automobiles

Info

Publication number
EP2294348A1
EP2294348A1 EP09749869A EP09749869A EP2294348A1 EP 2294348 A1 EP2294348 A1 EP 2294348A1 EP 09749869 A EP09749869 A EP 09749869A EP 09749869 A EP09749869 A EP 09749869A EP 2294348 A1 EP2294348 A1 EP 2294348A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heat exchanger
plates
undulations
fluid
exchanger according
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.)
Granted
Application number
EP09749869A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP2294348B1 (fr
Inventor
Anne-Sylvie Magnier-Cathenod
Jean-Sylvain Bernard
Carlos Martins
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=40149695&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP2294348(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Valeo Systemes Thermiques SAS filed Critical Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority to PL09749869T priority Critical patent/PL2294348T3/pl
Publication of EP2294348A1 publication Critical patent/EP2294348A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP2294348B1 publication Critical patent/EP2294348B1/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • 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
    • F28F3/04—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element
    • F28F3/042—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element in the form of local deformations of the element
    • F28F3/046—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element in the form of local deformations of the element the deformations being linear, e.g. corrugations
    • 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
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/008—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for vehicles
    • F28D2021/0084—Condensers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2275/00—Fastening; Joining
    • F28F2275/04—Fastening; Joining by brazing

Definitions

  • the invention relates to the field of heat exchangers, especially for motor vehicles.
  • It relates more particularly to a heat exchanger of the type comprising an alternating stack of first plates and second plates respectively provided with first undulations and second undulations to define, between the plates, first circulation channels for a first fluid which alternate with second circulation channels for a second fluid.
  • the first plates and the second plates are provided with aligned through openings which define ducts to allow the first fluid to feed the first circulation channels and the second fluid to feed the second circulation channels.
  • Such a heat exchanger is generally made by soldering by tight assembly of respective raised edges of all the plates.
  • Stacked plate heat exchangers are used primarily as oil exchangers, for example for cooling engine oil or motor vehicle gearbox oil. They are also used for water condensers, in which a refrigerant is cooled by water, usually the cooling water of the engine.
  • the plates may have different geometric shapes, for example rectangles, _ and _e_ll_es _sont generally provided with reliefs intended to be brazed mutually to ensure the mechanical strength. These reliefs also serve to disturb the circulation of the fluid and to increase the heat exchange surface.
  • the plates used are identical or symmetrical, so that the first circulation channels and the second circulation channels have identical passage sections.
  • the object of the invention is in particular to overcome the aforementioned drawbacks.
  • Its main purpose is to provide a heat exchanger of the aforementioned type which makes it possible to adapt the respective passage sections of the first and second circulation channels to the two fluids used, in particular as regards their flow rates and physical properties.
  • the invention also aims to provide a heat exchanger of the aforementioned type offering a better resistance to the pressure of each of the first channels and the second circulation channels by a suitable configuration of the corrugations.
  • the invention proposes a plate heat exchanger, as defined in the introduction, in which the first undulations are distant from each other by a first pitch P 1 , while the second undulations are distant from one another. not P 2 , which is different from the first step, which allows the first channels and second channels to define respectively a first passage section and a second passage section different respectively adapted to the first fluid and the second fluid.
  • This adaptation is thus effected by an appropriate choice of the values of the first step and the second step.
  • the first corrugations are in principle identical to each other and the same is true for the second corrugations, which avoids having to produce different corrugations within the same plate, as is the case in the EP publication 1 630 510 supra.
  • the resistance to pressure of the first and second channels is ensured by making each time pass the corrugations by the neutral line of the respective plates, in particular by providing the corrugations of one and the same side of said neutral line.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a plate heat exchanger in a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 is a perspective view of a first plate of the heat exchanger of FIG. 1, the undulations of which are straight and spaced apart by a first pitch P 1 ;
  • FIG. 3 is a perspective view of a second plate of the heat exchanger of FIG. 1, the undulations of which are straight and spaced apart by a second pitch P 2 ;
  • FIG. 4 is a side view of a plate heat exchanger in a second. embodiment of the invention.
  • FIG. 5 is a perspective view of a first plate of the heat exchanger of FIG. 4, the corrugations of which are in chevron and spaced apart by a first step;
  • FIG. 6 is a longitudinal sectional view of the first plate of Figure 5;
  • FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a second plate of the heat exchanger of Figure 4;
  • - Figure 8 is a sectional view, on an enlarged scale, along the line VIII-VIII of Figure 4;
  • Figure 9 is a partial section of the section of Figure 8 showing a second plate superimposed over a first plate
  • Figure 10 is a partial section of the section of Figure 8 showing a first plate superimposed over a second plate;
  • FIG. 11 illustrates the brazing surfaces between the plates of FIG. 9.
  • the heat exchanger 10 shown in FIG. 1 comprises an alternating stack of first plates 12 and second plates 14 respectively provided with first corrugations
  • This stack is comprised between two end plates, namely a bottom plate 20, which is closed, and an upper plate 22, which is provided with two tubes 24 and 26 for the inlet and the outlet. output of a first fluid Fi and two other pipes 28 and 30 for the entry and exit of a second fluid F 2 .
  • the first plate 12 (FIG. 2) comprises a flat bottom 32, in the example of a generally rectangular shape, defining a neutral line through which the first undulations 16 pass. All the undulations pass through the bottom 32. In the example, these first undulations 16 propagate in a straight line parallel to a first direction Di, which extends obliquely with respect to the sides of the rectangle defined by the bottom 32 of the plate. In FIG. 2, the corrugations 16 are identical to each other and spaced apart by a first pitch Pi.
  • the bottom 32 is surrounded by a raised peripheral edge 34, in the form of draft, to allow its assembly to respective raised edges of second adjacent plates, as will be seen later.
  • the bottom of the plate comprises two bosses 36 and 38 provided along a long side of the rectangle and provided with respective openings 40 and 42. These two bosses are flat and raised relative to the plane defined by the bottom 32 of the plate.
  • the bottom 32 has two other openings 44 and 46 along the other long side, the latter being formed directly in the bottom 32 of the plate.
  • the openings 40, 42, 44 and 46 are circular.
  • the second plate 14 is made in a homologous manner. It comprises a flat bottom 48 defining a neutral line through which the second undulations 18 pass. These last propagate in a straight line parallel to a second direction D qui which extends obliquely with respect to the sides of the rectangle defined by the bottom 48.
  • the corrugations 18 are parallel to each other and spaced apart by a second pitch P 2 which is greater than the pitch Pi.
  • the plate 14 is surrounded by a raised peripheral edge 50 flush to allow mutual assembly of the plates by interlocking and brazing their respective peripheral edges.
  • the corrugations of said first and second plates have, for example, a height, that is to say a dimension in the direction perpendicular to the extension plane of said plates, identical.
  • the angle of engagement of said plates is thus the same for all the plates.
  • the choice of the height of said peripheral edges is made according to the value of the nesting angle and the material thickness of the plates to allow interlocking with contact of the raised peripheral edges of the adjacent plates during assembly said plates.
  • the height of the corrugations is 1 adapted to ensure contact from one plate to another without limiting the interlocking to ensure a constant nesting angle.
  • the flat bottom 48 has two bosses 52 and 54 provided along a long side of the rectangle and provided with respective openings 56 and 58.
  • the bottom 48 also comprises two openings 60 and 62 arranged along the other long side rectangle, these openings being 'made directly in the bottom 48.
  • the openings 56, 58, 60 and 62 are made circular.
  • the assembly formed by the first plates and the second plates as well as by the end plates can be assembled by soldering in a single operation.
  • a multiplicity of alternating channels for the circulation of the first fluid F1 which alternate with a multiplicity of circulation channels for the fluid F 2 is defined.
  • the tubing 24 is in line with the openings 40 and 60, which are aligned, to define a supply duct.
  • the tubing 26 is in line with the openings 42 and 62, which are aligned, to define a supply duct.
  • the tubing 28 is in line with the openings 46 and 58, which are aligned, to define a supply duct.
  • the tubing 30 is in line with the openings 44 and 56, which are aligned, to define a supply duct.
  • the corrugations 16 of a first plate each intersect with the undulations 18 of the second adjacent plates, so that the first undulations and the second undulations intersect and come into contact with each other by vertices. respectively.
  • These peaks are brazed during the brazing operation, thus ensuring better mechanical resistance of the plates to pressure.
  • the passage sections defined by the first and second channels are different and can be adapted by appropriate choice of the pitch values Pi and P 2 .
  • the ratio Pi / P 2 between the first pitch Pi and the second pitch P 2 is between 1 and 6 with P1 P2.
  • this ratio is a fractional number, for example 1 to 1 2/3, etc.
  • this ratio is 1 A.
  • the difference of the passage sections of the circulation channels will be further explained with the second embodiment of FIGS. 4 to 12.
  • Figure 4 is a side view of the heat exchanger 110 of the second embodiment.
  • FIG. 5 shows a first plate 112 which is homologous to the plate 12 of FIG. 2, the main difference being that the corrugations 116 propagate in chevron, that is to say that they have nested V-shapes one in the others. These corrugations are identical to each other and spaced apart by a pitch Pi as can be seen in FIG. 5 and as can also be seen in the section of FIG. 6. The corrugations 116 pass through the neutral line defined by the bottom 132 of the plate 116.
  • the second plate 114 is not shown in perspective, but only in section in FIG. 7. It comprises second corrugations 118 which propagate in chevron but with a different orientation from that of the corrugations 116 of the plate 112. Indeed, the respective chevrons of plates 112 and 114 are propagated in mutually opposite directions so that the first undulations and the second undulations intersect and contact respective vertices. These respective tops are intended to be soldered during soldering of stacking the plates to ensure better mechanical strength.
  • the corrugations 118 are spaced from each other by a second pitch P 2 which, in the example, is twice the pitch Pi.
  • the ratio Pi on P 2 is also 1 A. as in the first embodiment.
  • FIG. 8 shows the alternating stack of plates 112 and 114, between a lower plate 120 and an upper plate 122 which carries tubings 124, 126, 128 and 130 (see also FIG. 4).
  • Figure 8 also shows the passage sections of the respective flow channels defined between the plates 112 and 114.
  • FIG. 9 shows a first plate 112 with corrugations 116 spaced by a pitch Pi, on which is placed a second plate 114 with corrugations 118 spaced apart by a pitch P 2 . It can be seen that the corrugations 116 and 118 come into contact with each other by their respective vertices, once in three for the corrugations 116 and once in two for the corrugations 118, and this thanks to the choice of the ratio P1 / P2. Between the plates 112 and 114 are defined first traffic channels Ci whose passage section Si is marked by hatching.
  • FIG. 10 shows the inverted configuration in which the first plate 112 is disposed above a second plate 114.
  • second circulation channels C 2 are defined between these plates, the passage section S 2 of which is materialized. by hatching. It is seen, by a comparison of FIGS. 9 and 10, that the passage section If first channels Ci ( Figure 9) is greater than the passage section S 2 of the second channels C 2 ( Figure 10).
  • pitch values P 1 and P 2 the values of these passage sections can be varied and adapted to the fluid in question.
  • the refrigerant will be passed through. by the weakest passage section, that is to say by the channels C 2 ( Figure 10).
  • the fluid operating at lower pressure here water
  • the water corresponds to the fluid F1 fed by the tubing 124 and discharged through the tubing 126
  • the refrigerant then corresponds to the fluid F 2 supplied by the tubing 128 and discharged through the tubing 130.
  • first passage section S 1 and the second passage section S 2 which is the smallest is adapted to that of the first fluid F 1 and the second fluid F 2 which operates at the highest pressure.
  • Figure 11 shows the brazing surfaces SBi enter the plates 112 and 114 in the configuration of Figure 9, while Figure 12 shows the brazing surfaces SB 2 between the first plate 112 and the second plate 114 in the configuration of the figure 10.
  • the higher pressure fluid F 2 can propagate between the brazing surfaces SB2 as shown by the arrow.
  • brazing surfaces are more limited and the passage sections. more extensive, allowing the passage of a fluid at lower pressure.
  • brazing surfaces are wider, which allows a better pressure resistance for the passage of a fluid at higher pressure.
  • the invention is capable of numerous variants, particularly with regard to the general shape of the plates, the shape and the respective pitch of the corrugations of the different plates.
  • the invention finds a preferential application to heat exchangers for motor vehicles, including condensers traversed by a refrigerant and cooled by water.

Landscapes

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Abstract

Un échangeur de chaleur (10) comprend un empilement alterné de premières plaques (12) et de secondes plaques (14) munies respectivement de premières ondulations (16) distantes entre elles d'un premier pas (P1) et de secondes ondulations (18) distantes entre elles d'un second pas (P2), qui est différent du premier pas (P1). On définit ainsi, entre les plaques, des premiers canaux de circulation ayant une première section de passage adaptée à premier fluide (F1) qui alternent avec des seconds canaux de circulation ayant une seconde section de passage adaptée à un second fluide (F2). L'invention s'applique en particulier aux échangeurs de chaleur pour véhicules automobiles.

Description

Échangeur de chaleur à plaques, notamment pour véhicules automobiles
L'invention se rapporte au domaine des échangeurs de chaleur, notamment pour véhicules automobiles.
Elle concerne plus particulièrement un échangeur de chaleur du type comprenant un empilement alterné de premières plaques et de secondes plaques munies respectivement de premières ondulations et de secondes ondulations pour définir, entre les plaques, des premiers canaux de circulation pour un premier fluide qui alternent avec des seconds canaux de circulation pour un second fluide.
Dans un tel échangeur de chaleur, les premières plaques et les secondes plaques sont pourvues d'ouvertures traversantes alignées qui définissent des conduits pour permettre au premier fluide d'alimenter les premiers canaux de circulation et au second fluide d'alimenter les seconds canaux de circulation.
Un tel échangeur de chaleur est généralement réalisé par brasage par assemblage étanche de bords relevés respectifs des de toutes les plaques.
Les échangeurs de chaleur à plaques empilées sont utilisés surtout comme échangeurs d'huile, par exemple pour le refroidissement de l'huile du moteur ou de l'huile de la boîte de vitesses de véhicules automobiles. Ils sont également utilisés pour des condenseurs à eau, dans lesquels un fluide frigorigène est refroidi par de l'eau, habituellement l'eau de refroidissement du moteur.
Les plaques peuvent présenter différentes formes géométriques, par exemple_ rectangμlaires, _ et _e_ll_es _sont généralement munies de reliefs destinés à être brasés mutuellement pour assurer la tenue mécanique. Ces reliefs servent aussi à perturber la circulation du fluide et à augmenter la surface d'échange thermique.
Dans la plupart des solutions connues, les plaques utilisées sont identiques ou symétriques, si bien que les premiers canaux de circulation et les seconds canaux de circulation présentent des sections de passage identiques .
Il est connu par ailleurs, d'après EP 1 630 510, de prévoir des plaques empilées permettant d'avoir des sections de passage différentes pour les premiers et les seconds canaux de circulation, donc pour les deux fluides qui échangent de la chaleur entre eux,
La publication précitée enseigne pour cela de prévoir des plaques symétriques comportant des ondulations différentes, par exemple une grande ondulation alternant avec deux petites ondulations. Toutefois, dans cette solution connue, les petites ondulations ne passent jamais par la ligne neutre de la plaque, c'est-à-dire par le plan moyen de la plaque. Il en résulte que chaque petite ondulation ne vient pas en contact avec une autre petite ondulation, ce qui a pour effet que la tenue à la pression n'est assurée que par l'épaisseur de la plaque, Or ces échangeurs de chaleur à plaques peuvent dans certaines applications être traversés par des fluides fonctionnant à pression élevée, par exemple de l'ordre d'une centaine de bars, nécessitant une tenue mécanique à de telles valeurs de pression.
L'invention a notamment pour but de surmonter les inconvénients précités.
Elle vise principalement à procurer un échangeur de chaleur du type précité qui permet d'adapter les sections de passage respectives des premiers canaux et des seconds canaux de circulation aux deux fluides utilisés, notamment en ce qui concerne leurs débits et leurs propriétés physiques .
L'invention vise encore à procurer un échangeur de chaleur du type précité offrant une meilleure tenue à la pression de chacun des premiers canaux et des seconds canaux de circulation par une configuration appropriée des ondulations .
L'invention propose à cet effet un échangeur de chaleur à plaques, comme défini en introduction, dans lequel les premières ondulations, sont distantes entre elles d'un premier pas P1, tandis que les secondes ondulations sont distantes entre elles d'un second pas P2, qui est différent du premier pas, ce qui permet aux premiers canaux et aux seconds canaux de définir respectivement une première section de passage et une seconde section de passage différentes adaptées respectivement au premier fluide et au second fluide.
Cette adaptation s'effectue ainsi par un choix approprié des valeurs du premier pas et du second pas .
Les premières ondulations sont en principe identiques entre elles et il en est de même pour les secondes ondulations, ce qui évite d'avoir à réaliser des ondulations différentes au sein d'une même plaque, comme c'est le cas dans la publication EP 1 630 510 précitée.
Ainsi, par le choix des valeurs des pas P1 et P2, il est possible d'adapter la section de passage des premiers canaux et celle des seconds canaux respectivement au premier fluide et au second fluide en fonction des propriétés de ces deux fluides .
La tenue à la pression des premiers et seconds canaux est assurée en faisant à chaque fois passer les ondulations par la ligne neutre des plaques respectives, notamment en prévoyant les ondulations d'un seul et même côté de ladite ligne neutre.
Dans la description détaillée qui suit, faite seulement à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1 est une vue en perspective éclatée d'un échangeur de chaleur à plaques dans une première forme de réalisation de l'invention ;
- la figure 2 est une vue en perspective d'une première plaque de l' échangeur de chaleur de la figure 1 dont les ondulations sont droites et espacées d'un premier pas P1 ;
- la figure 3 est une vue en perspective d'une seconde plaque de l' échangeur de chaleur de la figure 1 dont les ondulations sont droites et espacées d'un second pas P2 ;
- la figure 4 est une vue de côté d'un échangeur de chaleur à plaques dans une deuxième . forme de réalisation de l'invention ;
- la figure 5 est une vue en perspective d'une première plaque de l' échangeur de chaleur de la figure 4 dont les ondulations sont en chevron et espacées d'un premier pas
Pi ;
- la figure 6 est une vue en coupe longitudinale de la première plaque de la figure 5 ;
- la figure 7 est une vue en coupe longitudinale d'une seconde plaque de l' échangeur de chaleur de la figure 4 ; - la figure 8 est une vue en coupe, à échelle agrandie, selon la ligne VIII-VIII de la figure 4 ;
- la figure 9 est une section partielle de la coupe de la figure 8 montrant une seconde plaque superposée au-dessus d'une première plaque ;
- la figure 10 est une section partielle de la coupe de la figure 8 montrant une première plaque superposée au-dessus d'une seconde plaque ;
- la figure 11 illustre les surfaces de brasage entre les plaques de la figure 9 ; et
- la figure 12 illustre les surfaces de brasage entre les plaques de la figure 10.
L'échangeur de chaleur 10 représenté à la figure 1 comprend un empilement alterné de premières plaque 12 et de secondes plaques 14 munies respectivement de premières ondulations
16 et de secondes ondulations 18. Cet empilement est compris entre deux plaques d'extrémité, à savoir une plaque inférieure 20, qui est fermée, et une plaque supérieure 22, qui est munie de deux tubulures 24 et 26 pour l'entrée et la sortie d'un premier fluide Fi et de deux autres tubulures 28 et 30 pour l'entrée et la sortie d'un second fluide F2.
La première plaque 12 (figure 2) comporte un fond plan 32, dans l'exemple de forme générale rectangulaire, définissant une ligne neutre par laquelle passent les premières ondulations 16. Toutes les ondulations passent par le fond 32. Dans l'exemple, ces premières ondulations 16 se propagent en ligne droite parallèlement à une première direction Di, laquelle s'étend obliquement par rapport aux côtés du rectangle que définit le fond 32 de la plaque. Dans la figure 2, les ondulations 16 sont identiques entre elles et espacées d'un premier pas Pi.
Le fond 32 est entouré d'un bord périphérique relevé 34, en forme de dépouille, pour permettre son assemblage à des bords relevés respectifs de secondes plaques adjacentes, comme on le verra plus loin.
Par ailleurs, le fond de la plaque comprend deux bossages 36 et 38 prévus le long d'un grand côté du rectangle et munis d'ouvertures respectives 40 et 42. Ces deux bossages sont plans et surélevés par rapport au plan que définit le fond 32 de la plaque. Le fond 32 comporte deux autres ouvertures 44 et 46 le long de l'autre grand côté, ces dernières étant ménagées directement dans le fond 32 de la plaque. Les ouvertures 40, 42, 44 et 46 sont réalisées circulaires.
La seconde plaque 14 est réalisée de façon homologue. Elle comporte un fond plan 48 définissant une ligne neutre par laquelle passent les secondes ondulations 18. Ces dernières se propagent en ligne droite parallèlement à une seconde direction D≤ qui s'étend obliquement par rapport aux côtés du rectangle que définit le fond 48. Les ondulations 18 sont parallèles entre elles et espacées d'un second pas P2 qui est supérieur au pas Pi. Comme dans le cas de la première plaque 12 , la plaque 14 est entourée d'un bord périphérique relevé 50 en dépouille pour permettre un assemblage mutuel des plaques par emboîtement et brasage de leurs bords périphériques respectifs.
Les ondulations desdites premières et deuxièmes plaques présentent, par exemple, une hauteur, c'est-à-dire une dimension selon la direction perpendiculaire au plan d'extension desdites plaques, identique. L'angle d'emboîtement desdites plaques est ainsi le même pour toutes les plaques .
Le choix de la hauteur desdits bords périphériques est effectué en fonction de la valeur de l'angle d'emboîtement et de l'épaisseur de matière des plaques afin de permettre un emboîtement avec contact des bords périphériques relevés des plaques adjacentes lors de l'assemblage deεdites plaques. La hauteur des ondulations est1 adaptée pour assurer un contact d'une plaque à l'autre sans toutefois limiter l'emboîtement afin d'assurer un angle d'emboîtement constant.
Le fond plan 48 comporte deux bossages 52 et 54 prévus le long d'un grand côté du rectangle et munis d'ouvertures respectives 56 et 58. Le fond 48 comprend par ailleurs deux ouvertures 60 et 62 aménagées le long de l'autre grand côté du rectangle, ces ouvertures étant' réalisées directement dans le fond 48. Les ouvertures 56, 58, 60 et 62 sont réalisées circulaires. L'ensemble formé par les premières plaques et les secondes plaques ainsi que par les plaques d'extrémité peut être assemblé par brasage en une seule opération. On définit ainsi une multiplicité de canaux alternés pour la circulation du premier fluide Fi qui alternent avec une multiplicité de canaux de circulation pour le fluide F2. La tubulure 24 vient dans le prolongement des ouvertures 40 et 60, Qui sont alignées, pour définir un conduit d'alimentation. La tubulure 26 vient dans le prolongement des ouvertures 42 et 62, qui sont alignées, pour définir un conduit d'alimentation. La tubulure 28 vient dans le prolongement des ouvertures 46 et 58, qui sont alignées, pour définir un conduit d'alimentation. Enfin la tubulure 30 vient dans le prolongement des ouvertures 44 et 56, qui sont alignées, pour définir un conduit d'alimentation.
Dans l'empilement, les ondulations 16 d'une première plaque viennent à chaque fois s ' intersecter avec les ondulations 18 des secondes plaques adjacentes, si bien que les premières ondulations et les secondes ondulations se croisent et viennent en contact entre elles par des sommets respectifs. Ces sommets sont brasés lors de l'opération de brasage, assurant ainsi une meilleure tenue mécanique des plaques à la pression.
Du fait que les pas Pi et P2 sont différents, les sections de passage définies par les premiers canaux et les seconds canaux sont différentes et peuvent être adaptées par un choix approprié des valeurs des pas Pi et P2. Avantageusement, le rapport Pi/P2 entre le premier pas Pi et le second pas P2 est compris entre 1 et 6 avec Pl P2. Avantageusement, ce rapport est un nombre fractionnaire, par exemple 1A1 2/3, etc..
Dans l'exemple de la figure 1, ce rapport est de 1A. La différence des sections de passage des canaux de circulation sera davantage expliquée avec le deuxième mode de réalisation des figures 4 à 12.
Dans ce second mode de réalisation, les éléments homologues à ceux du premier mode de réalisation sont désignés par les mêmes références numériques augmentées de 100.
La figure 4 est une vue de côté de l ' échangeur de chaleur 110 du second mode de réalisation.
La figure 5 montre une première plaque 112 qui est homologue à la plaque 12 de la figure 2, la principale différence étant que les ondulations 116 se propagent en chevron, c'est-à-dire qu'elles présentent des formes en V emboîtées les unes dans les autres. Ces ondulations sont identiques entre elles et espacées d'un pas Pi comme on le voit sur la figure 5 et comme on le voit aussi sur la coupe de la figure 6. Les ondulations 116 passent par la ligne neutre que définit le fond 132 de la plaque 116.
La seconde plaque 114 n'est pas représentée en perspective, mais seulement en coupe sur la figure 7. Elle comprend des secondes ondulations 118 qui se propagent en chevron mais avec une orientation différente de celle des ondulations 116 de la plaque 112. En effet, les chevrons respectifs de des plaques 112 et 114 se propagent dans des directions mutuellement opposées en sorte que les premières ondulations et les secondes ondulations se croisent et soient en contact par des sommets respectifs. Ces sommets respectifs sont destinés à être brasés lors du brasage de l'empilement des plaques pour assurer une meilleure tenue mécanique .
Comme on le voit sur la vue en coupe de la figure 7, les ondulations 118 sont distantes entre elles d'un second pas P2 qui, dans l'exemple est le double du pas Pi. Il en résulte que le rapport Pi sur P2 est aussi de 1A. comme dans la première forme de réalisation.
La vue en coupe de la figure 8 montre l'empilement alterné des plaques 112 et 114, entre une plaque inférieure 120 et une plaque supérieure 122 qui porte les tubulures 124, 126, 128 et 130 (voir aussi la figure 4) . La figure 8 montre aussi les sections de passage des canaux de circulation respectifs définis entre les plaques 112 et 114.
La figure 9 montre une première plaque 112 avec des ondulations 116 espacés d'un pas Pi, sur laquelle est placée une seconde plaque 114 avec des ondulations 118 espacées d'un pas P2. On voit que les ondulations 116 et 118 viennent se contacter par leurs sommets respectifs, une fois sur trois pour les ondulations 116 et une fois sur deux pour les ondulations 118, et cela grâce au choix du rapport P1/P2. Entre les plaques 112 et 114, sont définis des premiers canaux de circulation Ci dont la section de passage Si est matérialisée par des hachures.
La figure 10 montre la configuration inversée dans laquelle la première plaque 112 est disposée au-dessus d'une seconde plaque 114. Dans ce cas, on définit entre ces plaques des seconds canaux de circulation C2 dont la section de passage S2 est matérialisée par des hachures. On voit, par une comparaison des figures 9 et 10, que la section de passage Si des premiers canaux Ci (figure 9) est supérieure à la section de passage S2 des seconds canaux C2 (figure 10) . Ainsi, par un choix approprié des valeurs des pas Pi et P2, on peut faire varier les valeurs de ces sections de passage et les adapter au fluide considéré.
Par exemple, dans le cas d'un condenseur parcouru par un fluide frigorigène sous haute pression (typiquement de 110 bars) et par de l'eau de refroidissement sous basse pression {typiquement de 1 à 2 bars) , on fera passer le fluide frigorigène par la section de passage la plus faible, c'est-à-dire par les canaux C2 (figure 10) . En revanche, le fluide fonctionnant à pression plus basse, ici l'eau, passera par la section de passage la plus grande, c'est-à-dire par les canaux de passage Ci (figure 9) . L'eau correspond dans ce cas au fluide Fi amené par la tubulure 124 et évacué par la tubulure 126, tandis que le fluide frigorigène correspond alors au fluide F2 amené par la tubulure 128 et évacué par la tubulure 130. Ainsi, celle de la première section de passage S1 et de la seconde section de passage S2 qui est la plus petite est adaptée à celui du premier fluide F1 et du second fluide F2 qui fonctionne à la pression la plus élevée.
La figure 11 montre les surfaces de brasage SBi entrent les plaques 112 et 114 dans la configuration de la figure 9, tandis que la figure 12 montre les surfaces de brasage SB2 entre la première plaque 112 et la deuxième plaque 114 dans la configuration de la figure 10.
Dans les surfaces SBi de la figure 11 sont plus limitées que les surfaces SB2 de la figure 12. Le fluide à plus basse pression, ici le fluide Fi, peut se propager entre les surfaces de brasage SBi comme représenté par la flèche de la figure 11.
Par contre, dans le cas de la figure 12, le fluide F2 à plus haute pression peut se propager entre les surfaces de brasage SB2 comme montré par la flèche.
Dans le cas de la figure 11, les surfaces de brasage sont plus limitées et les sections de passage. plus étendues, ce qui permet le passage d'un fluide à plus basse pression.
Inversement, dans le cas de la figure 12, les surfaces de brasage sont plus étendues, ce qui permet une meilleure résistance à la pression pour le passage d'un fluide à plus haute pression.
L'invention est susceptible de nombreuses variantes de réalisation, notamment en ce qui concerne la forme générale des plaques, la forme et les pas respectifs des ondulations des différentes plaques.
L'invention trouve une application préférentielle aux échangeurs de chaleur pour véhicules automobiles, et notamment aux condenseurs parcourus par un fluide frigorigène et refroidis par de l'eau.

Claims

Revendications
1. Échangeur de chaleur comprenant un empilement alterné de premières plaques (12 ; 112) et de secondes plaques (14 ; 114) munies respectivement de premières ondulations (16 ; 116) et de secondes ondulations {18 ; 118) pour définir, entre les plaques, des premiers canaux de circulation (C1) pour un premier fluide (F1) qui alternent avec des seconds canaux de circulation (C2) pour un second fluide (F2) , caractérisé en ce que les premières ondulations (16 ; 116) sont distantes entre elles d'un premier pas (P1) tandis que les secondes ondulations (18 ; 118) sont distantes entre elles d'un second pas (P2) , qui est différent du premier pas (P1) , ce qui permet aux premiers canaux (C1) et aux seconds canaux (C2) de définir respectivement une première section de passage (S1) et une seconde section de passage (S2) différentes adaptées au premier fluide (F1) et au second fluide (F2) ,
2. Échangeur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première plaque (12 ; 112) comporte un fond plan (32 ; 132) définissant une ligne neutre par laquelle passent les premières ondulations (16 ; 116) .
3. Échangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 et
2, caractérisé en ce que la seconde plaque (14 ; 114) comporte un fond plan (48 ; 148) définissant une ligne neutre par laquelle passent les secondes ondulations (18 ; 118) ,
4. Échangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 à
3, caractérisé en ce que les premières ondulations (16) se propagent en ligne droite parallèlement à une première direction (D1) et en ce que les secondes ondulations (18) se propagent en ligne droite parallèlement à une seconde direction (D2), s 'étendant angulairement par rapport à la première direction (Dl) , en sorte que les premières ondulations et les secondes ondulations se croisent et soient en contact par des sommets respectifs.
5. Échangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les premières ondulations (116) se propagent en chevrons et en ce que les secondes ondulations
(118) se propagent en chevrons dans des directions mutuellement opposées, en sorte que les premières ondulations et les secondes ondulations se croisent et soient en contact par des sommets respectifs.
6. Échangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le rapport (P1ZP2) entre le premier pas (P1) et le second pas (P2) est compris entre 1 et 6, avec P1 < P2.
7. Échangeur de chaleur selon la revendication 6, caractérisé en ce que le rapport (P1ZP2) entre le premier pas (P1) et le second pas (P2) est un nombre fractionnaire, par exemple 1Z2, 2Z3, etc.
8. Échangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 à 1 , caractérisé en ce que les premières plaques (12 ; 112) et les secondes plaques (14 ; 114) sont munies chacune d'un bord périphérique relevé (34 ; 134 ; 50 ; 150) en dépouille pour permettre un assemblage mutuel des plaques par emboîtement et brasage de leurs bords périphériques respectifs.
9. Échangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les premières plaques (12 ; 112) et les secondes plaques (14 ; 114} sont de forme générale rectangulaire.
10. Échangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 à
9, caractérisé en ce que les premières plaques (12 ; 112) et les secondes plaques {14 ; 114) sont munies d'ouvertures {40, 42, 44, 46 ; 56, 58, 60, 62 ; 140, 142, 144, 146 ; 156, 158, 160, 162) pour le passage du premier fluide (F1) et du second fluide (F2) .
11. Échangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 à
10, caractérisé en ce qu'il comprend une première plaque d'extrémité (20 ; 120) fermée et une seconde plaque d'extrémité (22 ; 12) munie de deux tubulures (24, 26 ; 124, 126) pour l'entrée et la sortie du premier fluide (F1) et de deux autres tubulures (28, 30 ; 128, 130) pour l'entrée et la sortie du second fluide (F2) .
12. Échangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 à
11, caractérisé en ce que celle de la première section de passage (S1) et de la seconde section de passage (S2) qui est la plus petite est adaptée à celui du premier fluide (F1) et du second fluide (F2) qui fonctionne à la pression la plus élevée.
13. Échangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 à
12, caractérisé en ce qu'il est réalisé sous la forme d'un condenseur apte à être traversé par un fluide frigorigène et un fluide de refroidissement.
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