FR2905003A1 - Charge air cooler for transferring heat between coolant and charge air, has heat exchange core having stack of embossed plate pairs with coolant flow paths and elongated spacers with charge air flow paths, and inlet and outlet tanks - Google Patents
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Abstract
Description
f 1 La présente invention se rapporte à un échangeur de chaleur et à unThe present invention relates to a heat exchanger and to a
procédé de fabrication d'un échangeur de chaleur, et plus particulièrement à un refroidisseur d'air de suralimentation et à un procédé de fabrication d'un refroidisseur d'air de suralimentation. Il existe toujours un besoin d'améliorer les échangeurs de chaleur. Une zone courante dans le besoin d'amélioration est pour les refroidisseurs d'air de suralimentation qui peuvent fournir une performance acceptable en relation avec de faibles débits de fluide de refroidissement qui sont classiques dans les circuits de fluide de refroidissement à basse température comme on s'attend à ce qu'ils deviennent de plus en plus courants pour certaines applications de moteur (par exem- pie, des applications de moteur Diesel) auxquels on va demander de satisfaire de plus en plus à des stratégies de conformité d'émissions. Dans certains modes de réalisation, la présente inven- tion propose un échangeur de chaleur qui a une utilisa- tion particulière comme refroidisseur d'air de surali- mentation dans des systèmes de moteur ayant de faibles débits de fluide de refroidissement qui sont classiques dans les circuits de fluide de refroidissement à basse température. L'échangeur de chaleur utilise une combi- naison d'une conception à plaques entretoisées et d'une conception à plaques empilées en même temps que des boîtes d'entrée et de sortie pour éliminer le contour- nement d'air autour du coeur jusqu'au refroidisseur tout en obtenant un refroidisseur pouvant être forte- ment industrialisé. La conception permet également dif-férentes hauteurs d'empilement de coeur pour des appli- cations différentes en changeant la quantité des compo- sants pour le coeur sans exiger de quelconque change- ment significatif aux éléments constitutifs du coeur. method of manufacturing a heat exchanger, and more particularly to a charge air cooler and a method of manufacturing a charge air cooler. There is still a need to improve heat exchangers. A common area in need of improvement is for charge air coolers that can provide acceptable performance in relation to low coolant flow rates that are conventional in low temperature coolant circuits as can be seen in the literature. It is expected that they will become more and more common for certain engine applications (for example, diesel engine applications) which will be required to increasingly meet emission compliance strategies. In some embodiments, the present invention provides a heat exchanger which has particular use as a supercharger air cooler in engine systems having low coolant flow rates which are conventional in low temperature coolant circuits. The heat exchanger uses a combination of a bridged plate design and a stacked plate design together with inlet and outlet boxes to eliminate air around the core until to the chiller while obtaining a chiller that can be highly industrialized. The design also allows different heart stack heights for different applications by changing the amount of components for the core without requiring any significant changes to the core components.
La conception peut en outre procurer des avantages par- 2905003 r 2 ticuliers dans lesquels les composants de coeur et potentiellement d'autres composants de l'échangeur de chaleur sont faits d'aluminium. Dans certains modes de réalisation, l'invention propose 5 un refroidisseur d'air de suralimentation pour transférer la chaleur entre l'air de suralimentation et un fluide de refroidissement. Le refroidisseur peut comprendre un coeur d'échangeur de chaleur comprenant un empilement de couples de plaques estampées. Chaque cou- 10 ple de plaques peut définir un chemin d'écoulement de fluide de refroidissement indirect ou sinueux à travers le coeur d'échangeur de chaleur. Le coeur d'échangeur de chaleur peut également comprendre un certain nombre d'entretoises allongées intercalées avec les couples de 15 plaques pour définir des chemins d'écoulement d'air de suralimentation entre des couples de plaques adjacents à travers le coeur d'échangeur de chaleur. Le refroidisseur d'air de suralimentation peut également comprendre une boîte d'entrée d'air de suralimentation re- 20 liée à un premier côté du coeur d'échangeur de chaleur pour diriger l'air de suralimentation dans les chemins d'écoulement d'air de suralimentation et une boîte de sortie d'air de suralimentation reliée à un second côté du coeur d'échangeur de chaleur pour recueillir l'air 25 de suralimentation en provenance des chemins d'écoulement d'air de suralimentation. Dans d'autres modes de réalisation, la présente inven- tion propose un refroidisseur d'air de suralimentation comprenant une boîte d'entrée d'air de suralimentation, 30 une boîte de sortie d'air de suralimentation espacée de la boîte d'entrée, et un coeur d'échangeur de chaleur positionné entre les boîtes d'entrée et de sortie et comprenant un empilement de couples de plaques. Chacun des couples de plaques peut définir un chemin à multi- 35 pies passages pour le fluide de refroidissement. Des 2905003 3 premières et secondes entretoises allongées peuvent être positionnées entre des couples de plaques adjacents et peuvent s'étendre entre la boîte d'entrée et la boîte de sortie sur des côtés opposés du coeur 5 d'échangeur de chaleur pour définir des chemins d'écoulement pour l'air de suralimentation à travers le coeur d'échangeur de chaleur. La présente invention propose également un procédé d'assemblage d'un refroidisseur d'air de suralimenta- 10 tion, le procédé comprenant les étapes consistant à estamper une pluralité de plaques, à empiler la pluralité de plaques par couples de plaques de sorte que des bossages de chaque couple de plaques définissent au moins partiellement un chemin d'écoulement pour un fluide de 15 refroidissement, à intercaler une pluralité d'entretoises allongées entre les couples de plaques, à fixer une boîte d'entrée d'air de suralimentation aux couples de plaques empilés pour recevoir l'air de suralimentation et répartir l'air de suralimentation vers des chemins 20 d'écoulement définis entre des couples de plaques adjacents, et à fixer une boîte de sortie d'air de suralimentation aux couples de plaques assemblés pour recevoir l'air de suralimentation en provenance des chemins d'écoulement. The design may furthermore provide particular advantages in which the core components and potentially other components of the heat exchanger are made of aluminum. In some embodiments, the invention provides a charge air cooler for transferring heat between the charge air and a coolant. The cooler may comprise a heat exchanger core comprising a stack of stamped plate pairs. Each pair of plates can define an indirect or sinuous cooling fluid flow path through the heat exchanger core. The heat exchanger core may also include a number of elongated struts interposed with the pairs of plates to define charge air flow paths between adjacent plate pairs through the heat exchanger core. heat. The charge air cooler may also include a charge air inlet box attached to a first side of the heat exchanger core for directing the charge air into the flow paths of the charge air cooler. A charge air and a charge air outlet box connected to a second side of the heat exchanger core for collecting charge air from the charge air flow paths. In other embodiments, the present invention provides a charge air cooler including a charge air inlet box, a charge air outlet box spaced from the input box. , and a heat exchanger core positioned between the input and output boxes and comprising a stack of plate pairs. Each of the plate pairs can define a multi-pass path for the coolant. First and second elongate struts may be positioned between adjacent pairs of plates and may extend between the inlet box and the outlet box on opposite sides of the heat exchanger core to define pathways. flow for the charge air through the heat exchanger core. The present invention also provides a method of assembling a supercharger air cooler, the method comprising the steps of stamping a plurality of plates, stacking the plurality of plates in pairs of plates so that bosses of each pair of plates at least partially define a flow path for a cooling fluid, to interpose a plurality of elongated spacers between the pairs of plates, to fix a charge air intake box to the couples stacked plates for receiving the charge air and distributing the charge air to flow paths defined between adjacent pairs of plates, and attaching a charge air outlet box to the pairs of plates assembled to receive charge air from the flow paths.
25 D'autres aspects, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui va suivre à titre d'exemple, lorsque prise en relation avec les dessins annexés, sur lesquels : 30 ù la figure 1 est une vue en perspective d'un échangeur de chaleur selon certains modes de réalisation de la présente invention ; ù la figure 2 est une vue en perspective, partiellement éclatée, de l'échangeur de chaleur représenté à la 35 figure 1 ; 2905003 4 la figure 3 est une vue en perspective d'une plaque utilisée dans l'échangeur de chaleur représenté à la figure 1 ; et û la figure 4 est une vue d'un mode de réalisation sup-5 plémentaire de l'échangeur de chaleur de la présente invention. Avant que l'on n'explique des modes de réalisation de l'invention de façon détaillée, on doit comprendre que l'invention n'est pas limitée dans son application aux 10 détails de structure et à l'agencement de composants exposés dans la description qui va suivre ou représentés sur les dessins annexés. L'invention est susceptible d'autres modes de réalisation et d'être mise en pratique ou d'être exécutée de diverses façons. Égale- 15 ment, on doit comprendre que la phraséologie et la terminologie utilisées dans ce document sont dans un but descriptif et ne doivent pas être considérées comme une limitation. L'utilisation des termes "comprenant", "incluant", ou "ayant" et de leurs variantes dans ce docu- 20 ment est censée englober les éléments listés après cela et leurs équivalents aussi bien que des éléments supplémentaires. À moins que spécifié ou limité autrement, les termes "monté", "relié", "supporté" et "couplé" et leurs va- 25 riantes sont utilisés au sens large et englobent des montages, des connexions, des supports et des accouplements tant directs qu'indirects. En outre, "relié" et "couplé" ne sont pas limités aux connexions ou aux accouplements physiques ou mécaniques.Other aspects, features and advantages of the present invention will become more apparent upon reading the following detailed description, when taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: Figure 1 is a perspective view of a heat exchanger according to some embodiments of the present invention; Figure 2 is a partially exploded perspective view of the heat exchanger shown in Figure 1; Figure 3 is a perspective view of a plate used in the heat exchanger shown in Figure 1; and Figure 4 is a view of a sup plementary embodiment of the heat exchanger of the present invention. Before details of embodiments of the invention are explained in detail, it should be understood that the invention is not limited in its application to the structural details and arrangement of components set forth in the present invention. description which will follow or shown in the accompanying drawings. The invention is susceptible of other embodiments and to be practiced or to be performed in various ways. Also, it should be understood that the phraseology and terminology used in this document is for descriptive purposes and should not be construed as a limitation. The use of the terms "comprising", "including", or "having" and their variants in this document is intended to encompass the items listed after that and their equivalents as well as additional elements. Unless otherwise specified or limited, the terms "mounted", "connected", "supported" and "coupled" and their alternatives are used broadly and include mounts, connections, supports and couplings both direct than indirect. In addition, "connected" and "coupled" are not limited to physical or mechanical connections or couplings.
30 Également, on comprendra que la phraséologie et la terminologie utilisées dans ce document en se référant à l'orientation de dispositif ou d'élément (par exemple, des termes comme "central", "supérieur "inférieur", "avant", "arrière", et ainsi de suite) sont seulement 35 utilisées pour simplifier la description de la présente 2905003 5 invention, et n'indiquent pas ou n'impliquent pas que seul le dispositif ou l'élément mentionné doit avoir une orientation particulière. De plus, les termes comme "premier" et "second" sont utilisés dans ce document 5 dans un but descriptif et ne sont pas destinés à indiquer ou à impliquer une importance ou une signification relative. Dans le mode de réalisation représenté aux figures 1 et 2, l'échangeur de chaleur 10 est un refroidisseur 10 d'air de suralimentation configuré pour recevoir un flux d'air de suralimentation 12 en provenance d'un compresseur d'air de suralimentation 14 et pour fournir un flux d'air de suralimentation refroidi 16 pour la combustion dans un moteur thermique 18 après avoir 15 transféré la chaleur depuis un flux d'air de suralimentation 12 à un flux de fluide de refroidissement 20 fourni par un système de refroidissement 22 associé au moteur thermique 18. Il y a de nombreux types classiques et connus de compresseurs d'air de suralimentation 20 14 (par exemple ce qu'on appelle les "turbocompresseurs"), des moteurs à combustion 18, et des systèmes de refroidissement 22 qui sont généralement utilisés dans des véhicules et d'autres applications, tous pouvant être acceptés pour une utilisation avec l'échan- 25 Beur de chaleur 10 de la présente invention. En conséquence, une description supplémentaire des composants 14, 18 et 22 ne sera pas fournie dans ce document. Comme le montrent les figures 1 et 2, l'échangeur de chaleur 10 peut comprendre un coeur 30, une boîte d'en-30 trée d'air de suralimentation 32 reliée à un côté du coeur 30 pour diriger le flux d'air de suralimentation 12 dans le coeur 30, et une boîte de sortie d'air de suralimentation 33 reliée au côté opposé du coeur 30 pour recevoir le flux d'air de suralimentation refroidi 35 16 en provenance de ce dernier et diriger le flux d'air 2905003 6 de suralimentation vers le moteur thermique 18. Dans d'autres modes de réalisation, les boîtes d'entrée et de sortie d'air de suralimentation 32, 33 peuvent être placées sur le même côté du coeur 30. Dans certains mo- 5 des de réalisation de ce type, les boîtes d'entrée et de sortie d'air de suralimentation 32, 33 peuvent être formées d'un seul tenant et peuvent comprendre une ou plusieurs divisions internes pour définir des parties d'entrée et de sortie de boîte d'un seul tenant. Dans 10 d'autres modes de réalisation, les boîtes d'entrée et de sortie d'air de suralimentation 32, 33 peuvent être placées sur les côtés adjacents du coeur 30 (par exemple, sur les côtés supérieur et gauche, les côtés inférieur et gauche, les côtés avant et gauche, etc.).Also, it will be understood that the phraseology and terminology used in this document with reference to device or element orientation (e.g., terms such as "central", "upper", "lower", "forward", " "Back", and so on) are only used to simplify the description of the present invention, and do not indicate or imply that only the device or element mentioned must have a particular orientation. the terms like "first" and "second" are used in this document for descriptive purposes and are not intended to indicate or imply any significance or relative significance.In the embodiment shown in FIGS. the heat exchanger 10 is a charge air cooler 10 configured to receive a charge air flow 12 from a charge air compressor 14 and to provide a charge air flow. a cooled engine 16 for combustion in a heat engine 18 after transferring heat from a charge air stream 12 to a coolant stream 20 supplied by a cooling system 22 associated with the engine 18. many conventional and known types of supercharger air compressors 14 (for example so-called "turbochargers"), combustion engines 18, and cooling systems 22 which are generally used in vehicles and engines. Other applications, all of which may be accepted for use with the heat exchanger 10 of the present invention. Accordingly, a further description of the components 14, 18 and 22 will not be provided in this document. As shown in FIGS. 1 and 2, the heat exchanger 10 may comprise a core 30, a charge air intake box 32 connected to one side of the core 30 to direct the air flow of the air. supercharger 12 in the core 30, and a charge air outlet box 33 connected to the opposite side of the core 30 to receive the cooled charge air stream 16 from the latter and direct the airflow 2905003 In other embodiments, the charge air inlet and outlet boxes 32, 33 may be placed on the same side of the core 30. In some embodiments, In one such embodiment, the charge air inlet and outlet boxes 32, 33 may be integrally formed and may include one or more internal divisions for defining box inlet and outlet portions. in one piece. In other embodiments, the charge air inlet and outlet boxes 32, 33 may be placed on the adjacent sides of the core 30 (e.g., on the upper and left sides, the lower and the lower sides). left, front and left sides, etc.).
15 Le coeur 30 peut comprendre un ou plusieurs orifices d'entrée de fluide de refroidissement 34 et un ou plu-sieurs orifices de sortie de fluide de refroidissement 36 pour diriger le flux de fluide de refroidissement dans et hors du coeur 30. Dans le mode de réalisation 20 représenté aux figures 1 et 2, le coeur 30 comprend un orifice d'entrée unique 34 et un orifice de sortie uni-que 36 situés sur un côté commun du coeur 30 afin de définir une relation de contre-courant entre le flux de fluide de refroidissement 20 et le flux d'air de sura- 25 limentation 12 à travers le coeur 30. Dans d'autres modes de réalisation, le coeur 30 peut comprendre deux ou plusieurs de chacun des orifices d'entrée et de sortie 34, 36 et/ou les orifices d'entrée et de sortie 34, 36 peuvent être placés sur un côté commun du coeur 30, ou 30 comme variante, les orifices d'entrée et de sortie 34, 36 peuvent être placés sur des côtés différents du coeur 30. Dans certains modes de réalisation de ce type, les orifices d'entrée et de sortie 34, 36 peuvent être orientés de façon à définir une relation de flux 35 transversal ou de flux parallèle entre le flux de 2905003 fluide de refroidissement 20 et le flux d'air de suralimentation 12 à travers le coeur 30. Dans le mode de réalisation représenté aux figures 1 et 2, le coeur 30 comprend un certain nombre de couples 5 de plaques empilés 40 (14 dans le mode de réalisation représenté) avec des ailettes côté air 42 et des barres d'entretoise allongées 44, 45 intercalées entre des couples de plaques adjacents 40 pour définir les chemins d'écoulement d'air 46 à travers le coeur 30. Dans 10 le mode de réalisation représenté, une ailette côté air 42 est supportée entre chaque couple de plaques adjacent 40, et entre un couple de barres d'entretoise 44, 45, qui scelle extrémités opposées du coeur d'échangeur de chaleur 30. Dans d'autres modes de réalisation, deux 15 ou plusieurs ailettes côté air 42 peuvent être supportées entre des couples de plaques adjacents 40, le coeur 30 peut comprendre une ou plusieurs paires de couples de plaques adjacents 40 n'ayant pas d'ailette côté air 42 et/ou de barre d'entretoise 44 placée entre 20 ces derniers, une barre d'entretoise unique 44 peut être placée entre un ou plusieurs couples de plaques adjacents 40, un couple de barres d'entretoise 44, 45 peut sceller des côtés adjacents du coeur d'échangeur de chaleur 30, et/ou trois ou quatre barres d'entre- 25 toise 44 peuvent être placées entre des couples de plaques adjacents 40. Tandis qu'une ailette de type sinueux ou ondulé 42 est représentée (seules les extrémités sont représentées en réalité pour la simplicité) pour l'ailette côté air 42, dans certains modes de ré- 30 alisation le coeur 30 peut comprendre une ou plusieurs ailettes 42 ayant d'autres configurations, par exemple, à lancette et décalées, à persienne, et d'autres de ce genre. Comme le montre la figure 2, les barres d'entretoise 35 44, 45 peuvent chacune avoir une forme sensiblement 2905003 8 carrée en coupe transversale. Dans d'autres modes de réalisation, la barre d'entretoise 44, 45 peut avoir une forme différente en coupe transversale, par exemple, ronde, triangulaire, en coin, rectangulaire, tra- 5 pézoïdale, ou toute autre forme polygonale, ovale, irrégulière, et d'autres de ce genre. Dans encore d'autres modes de réalisation, le coeur 30 peut comprendre une plaque unique pliée ou retournée sur elle-même de sorte que les extrémités opposées de 10 la plaque entrent en contact l'une avec l'autre et de sorte que la plaque unique englobe sensiblement un chemin d'écoulement de fluide de refroidissement 49 et maintient du fluide de refroidissement dans le chemin d'écoulement de fluide de refroidissement 49 distinct 15 des chemins d'écoulement d'air 46. Dans certains modes de réalisation de ce type, le coeur 30 peut comprendre un certain nombre de plaques adjacentes pliées ou roulées, chacune d'elle pouvant définir un chemin d'écoulement de fluide de refroidissement distinct 49, et des 20 barres d'entretoise 44 et/ou des ailettes côté air 42 peuvent être supportées dans le coeur 30 entre des plaques adjacentes pliées ou roulées. Dans le mode de réalisation représenté aux figures 1 à 3, chacun des couples de plaques 40 est formé à par- 25 tir d'un couple de plaques tamponnées ou estampées 47, 48 qui sont jointes au niveau de leur périphérie afin d'englober et définir un chemin d'écoulement de fluide de refroidissement 49 (mieux vu à la figure 3) pour le fluide de refroidissement entre ces dernières. Chacune 30 des plaques 47, 48 comprend un couple d'ouvertures 50, 52 qui sont alignées sur les ouvertures correspondantes 50, 52 des autres plaques pour définir des collecteurs de fluide de refroidissement respectifs 54, 56 pour la distribution et la collecte du fluide de refroidisse- 35 ment vers et en provenance des chemins d'écoulement 49.The core 30 may include one or more cooling fluid inlet ports 34 and one or more coolant outlet ports 36 for directing the flow of cooling fluid into and out of the core 30. Embodiment 20 shown in Figures 1 and 2, the core 30 includes a single inlet port 34 and a single outlet port 36 located on a common side of the core 30 to define a countercurrent relationship between the flow In other embodiments, the core 30 may comprise two or more of each of the inlet and outlet ports 34 and the flow of supercooling air 12 through the core 30. , 36 and / or the inlet and outlet ports 34, 36 may be placed on a common side of the core 30, or alternatively, the inlet and outlet ports 34, 36 may be placed on different sides of heart 30. In some embodiments In this type of arrangement, the inlet and outlet ports 34, 36 may be oriented to define a cross flow or parallel flow relationship between the cooling fluid flow 2905003 and the supercharging air flow. Through the core 30. In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the core 30 comprises a number of stacked plate pairs 40 (14 in the illustrated embodiment) with air-side fins 42 and FIGS. Elongated spacer bars 44, 45 interposed between adjacent plate pairs 40 to define the air flow paths 46 through the core 30. In the embodiment shown, an air-side fin 42 is supported between each adjacent pair of plates 40, and between a pair of spacer bars 44, 45, which seals opposite ends of the heat exchanger core 30. In other embodiments, two or more fins on the air side 42 may be supported between adjacent pairs of plates 40, the core 30 may comprise one or more pairs of adjacent plate pairs 40 having no air-side fin 42 and / or spacer bar 44 placed therebetween Lastly, a single spacer bar 44 may be placed between one or more pairs of adjacent plates 40, a pair of spacer bars 44, 45 may seal adjacent sides of the heat exchanger core 30, and / or three or four spacer bars 44 may be placed between adjacent pairs of plates 40. While a serpentine or corrugated type fin 42 is shown (only the ends are actually represented for simplicity) for the fin In some embodiments, the core 30 may comprise one or more fins 42 having other configurations, for example, lancet and staggered, louvered, and the like. As shown in FIG. 2, the spacer bars 44, 45 may each have a substantially square cross-sectional shape. In other embodiments, the spacer bar 44, 45 may have a different cross-sectional shape, for example, round, triangular, wedge, rectangular, trapezoidal, or any other polygonal, oval shape, irregular, and others of this kind. In yet other embodiments, the core 30 may comprise a single plate folded or turned on itself so that the opposite ends of the plate come into contact with each other and so that the plate The single embodiment substantially encloses a coolant flow path 49 and maintains coolant in the coolant flow path 49 distinct from the air flow paths 46. In some embodiments of this type the core 30 may comprise a number of adjacent folded or rolled plates, each of which may define a separate coolant flow path 49, and spacer bars 44 and / or air-side fins 42 may be supported in the heart between adjacent folded or rolled plates. In the embodiment shown in FIGS. 1 to 3, each of the plate pairs 40 is formed from a pair of stamped or stamped plates 47, 48 which are joined at their periphery to enclose and define a coolant flow path 49 (best seen in Figure 3) for the coolant therebetween. Each of the plates 47, 48 comprises a pair of apertures 50, 52 which are aligned with the corresponding apertures 50, 52 of the other plates to define respective coolant manifolds 54, 56 for dispensing and collecting the coolant fluid. Cooling to and from the flow paths 49.
2905003 9 À cet égard, chacune des ouvertures 50, 52 est respectivement entourée par une protubérance élevée correspondante 58, 60, qui fait face vers l'extérieur à par-tir de chaque couple de plaques 40 pour s'accoupler 5 avec une protubérance adjacente alignée 58, 60 afin de sceller les collecteurs correspondants 54, 56. Dans des variantes de modes de réalisation, des inserts peuvent être positionnés entre chacune des ouvertures 50, 52 pour au moins englober partiellement l'un ou les deux 10 collecteurs de fluide de refroidissement 54, 56. Comme variante, les barres d'entretoise 44, 45 peuvent être formées pour entourer les ouvertures 50, 52 afin de former un joint entre des couples de plaques adjacents 40 et pour définir au moins partiellement un ou les 15 deux des collecteurs de fluide de refroidissement 54, 56. Dans le mode de réalisation représenté aux figures 1 à 3, un couple de collecteurs de fluide de refroidisse-ment 54, 56 est placé sur un côté commun du coeur 20 d'échangeur de chaleur 30. Dans d'autres modes de réalisation, le coeur 30 peut comprendre un collecteur unique ayant une division interne, ou comme variante, le coeur 30 peut comprendre deux ou plusieurs collecteurs 54, 56 situés sur des côtés différents du coeur 25 d'échangeur de chaleur 30. Comme le montre la figure 2, chaque barre d'entretoise 44, 45 peut être formée afin de se conformer à la péri- phérie d'extrémité correspondante des couples de pla-ques adjacents empilés 40. Dans le mode de réalisation 30 représenté de la figure 2, les barres d'entretoise 44 situées sur un côté du coeur 30 (c'est-à-dire, le côté droit à la figure 2) comprennent des parties profilées 64, 66 qui s'enroulent autour des protubérances profi- lées de façon correspondante 58, 60 des couples de pla- 35 ques adjacents 40 afin de sceller le côté air du coeur 2905003 î 10 30 de l'extrémité correspondante du coeur 30. Comme le montre la figure 2, les barres d'entretoise 45 situées sur le côté opposé du coeur 30 (c'est-à-dire, le côté gauche à la figure 2) peuvent avoir une forme corres- 5 pondant aux extrémités des couples de plaques adjacents 40 afin de sceller le côté air du coeur 30 à l'extrémité correspondante du coeur 30. Tandis que les barres d'entretoise 44, 45 du mode de réalisation représenté de la figure 2 ont une forme différente pour sceller 10 les côtés de forme différente du coeur 30, dans d'autres modes de réalisation, les barres d'entretoise 44, 45 peuvent avoir une forme similaire pour mettre en prise des côtés de forme similaire du coeur 30. Dans certains modes de réalisation de ce type, des barres 15 d'entretoise communes peuvent être placées sur des côtés opposés du coeur 30, éliminant le besoin de barres d'entretoise de forme différente 44, 45 et simplifiant l'assemblage du coeur 30. Le coeur 30 peut également comprendre une plaque supé- 20 rieure 67 et une plaque inférieure 68 qui prennent en sandwich les couples de plaques 40 et des ailettes intercalées 42 et des barres d'entretoise 44, 45 entre elles. Dans le mode de réalisation représenté, la plaque supérieure 67 possède un couple d'ouvertures pour 25 recevoir les orifices 34, 36, tandis que la plaque inférieure 68 ne comporte pas d'ouvertures afin d'englober les collecteurs 54, 56. Dans d'autres modes de réalisation, un des orifices 34, 36 (par exemple, l'orifice d'entrée 34) peut s'étendre à travers une ouver- 30 ture dans la plaque supérieure 67 et l'autre orifice 34, 36 (par exemple, l'orifice de sortie 36) peut s'étendre à travers une ouverture dans la plaque inférieure 68, ou comme variante, les deux orifices 34, 36 peuvent s'étendre à travers la plaque inférieure 68.In this regard, each of the openings 50, 52 is respectively surrounded by a corresponding raised protuberance 58, 60, which faces outwardly from each pair of plates 40 to mate with an adjacent protuberance In alternative embodiments, inserts may be positioned between each of the apertures 50, 52 to at least partially encompass one or both of the fluid collectors 50, 52, 58, 60. Alternatively, the spacer bars 44, 45 may be formed to surround the openings 50, 52 to form a seal between adjacent pairs of plates 40 and to at least partially define one or both of the coolant collectors 54, 56. In the embodiment shown in FIGS. 1 to 3, a pair of cooling fluid collectors 54, 56 is placed on a common side In other embodiments, the core 30 may comprise a single collector having an internal division, or alternatively, the core 30 may include two or more collectors 54, 56 located on the heat exchanger core 30. the different sides of the heat exchanger core 30. As shown in FIG. 2, each strut bar 44, 45 may be formed to conform to the corresponding end periphery of adjacent plate pairs. In the embodiment shown in FIG. 2, the spacer bars 44 located on one side of the core 30 (i.e., the right side in FIG. 2) comprise profiled portions 64. 66, which wrap around the correspondingly projecting protuberances 58, 60 of adjacent plate pairs 40 to seal the air side of the core 30 of the corresponding end of the core 30. As shown in FIG. shows figure 2, the bars of ent The ends of the reticles 45 located on the opposite side of the core 30 (i.e., the left side in FIG. 2) may have a shape corresponding to the ends of the adjacent plate pairs 40 in order to seal the air side of the core. core 30 at the corresponding end of the core 30. While the spacer bars 44, 45 of the illustrated embodiment of FIG. 2 have a different shape for sealing the differently shaped sides of the core 30, in others In embodiments, the spacer bars 44, 45 may have a similar shape for engaging similarly shaped sides of the core 30. In some embodiments of this type, common spacer bars may be placed on opposing sides of the core 30, eliminating the need for differently shaped spacer bars 44, 45 and simplifying assembly of the core 30. The core 30 may also include a top plate 67 and a bottom plate sandwiching the pairs of plates 40 and spaced fins 42 and spacer bars 44, 45 therebetween. In the embodiment shown, the upper plate 67 has a pair of apertures for receiving the apertures 34, 36, while the lower plate 68 has no apertures to encompass the collectors 54, 56. In other embodiments, one of the orifices 34, 36 (for example, the inlet port 34) may extend through an opening in the upper plate 67 and the other orifice 34, 36 (through for example, the outlet port 36) can extend through an opening in the lower plate 68, or alternatively, the two orifices 34, 36 can extend through the bottom plate 68.
35 Dans le mode de réalisation représenté à la figure 2, 2905003 11 la plaque supérieure 67 met en prise un couple supérieur de plaques 40 et la plaque inférieure 68 met en prise un couple inférieur de plaques 40. Dans d'autres modes de réalisation, une ailette 42 peut être suppor- 5 tée entre la plaque supérieure 67 et le couple supérieur de plaques 40 et/ou une ailette 42 peut être supportée entre le couple inférieur de plaques 40. Dans encore d'autres modes de réalisation, la plaque supérieure 67 peut être éliminée et le couple supérieur de 10 plaques 40 peut définir un sommet du coeur 30 et/ou la plaque inférieure 68 peut être éliminée et le couple inférieur de plaques 40 peut définir le fond du coeur 30 Dans le mode de réalisation représenté à la figure 3, 15 chacune des plaques 47, 48 comprend un bossage périphé- rique 70 et une pluralité de bossages longitudinaux 72, 74, 76, 78 et 80, qui s'étendent vers l'intérieur à partir du bossage périphérique 70 pour coopérer avec l'autre plaque 47, 48 du couple de plaques 40 pour dé- 20 finir les chemins d'écoulement de fluide de refroidis- sement 49 avec des passages multiples A, B, C, D, E et F pour créer un flux croisé avec les chemins de flux d'air de suralimentation 46 à travers le coeur 30. De plus, des bossages courbes 82 sont prévus entre les ex- 25 trémités adjacentes des passages A à E pour aider à di- riger le flux de fluide de refroidissement d'un passage au suivant avec une distribution uniforme du flux de fluide de refroidissement. Comme le montre la figure 3, les bossages longitudinaux 72, 74, 76, 78 et 80 et les 30 bossages courbes 82 définissent un chemin d'écoulement de fluide de refroidissement indirect 49 à travers cha- cun des couples de plaques 40. Dans d'autres modes de réalisation, une ou les deux plaques 47, 48 peuvent avoir des bossages ayant d'autres configurations et 35 orientations relatives pour définir un chemin d'écoule- 2905003 12 ment de fluide de refroidissement indirect 49. Dans encore d'autres modes de réalisation, une ou les deux plaques 47, 48 peuvent avoir d'autres protubérances longitudinales et/ou des protubérances courbées, une ou 5 plusieurs d'entre elles pouvant être jointes à chaud, soudées, ou brasées à une ou aux deux plaques 47, 48 pour au moins partiellement définir le chemin d'écoulement de fluide de refroidissement 49. Dans certains modes de réalisation, une ou les deux 10 plaques 47, 48 peuvent comprendre un certain nombre de bossages élevés en forme de creux 84, 86 pour renforcer la connexion entre les plaques 47, 48 et/ou agir comme des turbulateurs pour le flux de fluide de refroidisse-ment. Tandis qu'une forme préférée est représentée pour 15 les plaques 47, 48, on appréciera qu'il y ait de nombreuses formes possibles pour les plaques 47, 48 et que la forme particulière sélectionnée va dépendre d'un certain nombre de paramètres pour chaque application spécifique. Par exemple, dans certaines applications, 20 moins, ou plus, de passages multiples A à F peuvent être souhaités. De manière similaire, dans certaines applications, les bossages 82, 84 et 86 peuvent être éliminés, ou modifiés comme on le souhaite. Comme le montrent les figures 1 et 2, les boîtes d'en- 25 trée d'air de suralimentation et de sortie d'air de su- ralimentation 32, 33 possèdent chacune un rebord péri- phérique respectivement 90, 92, qui correspond, et s'accouple respectivement avec, les périphéries latéra- les d'air 94, 96, du coeur 30 définies par les bords 30 des plaques supérieure et inférieure 67, 68, les barres d'entretoise 44, 45 et les extrémités correspondantes des couples de plaques 40 qui entourent les côtés d'en- trée et de sortie des chemins d'écoulement d'air 46 à travers le coeur 30. Les périphéries correspondantes 35 90, 94 et 92, 96 peuvent être liées d'une façon appro-2905003 13 priée, par exemple par jonction à chaud, soudage, ou brasage, afin de sceller les périphéries 90, 94 et 92, 96 ensemble pour empêcher ou limiter la fuite du flux d'air de suralimentation depuis l'échangeur de chaleur 5 10 et autour des chemins d'écoulement 46. Dans certains modes de réalisation, un joint ou une garniture d'étanchéité peut être positionné entre le coeur 30 et la boîte d'entrée d'air de suralimentation 32 et/ou entre le coeur 30 et la boîte de sortie d'air de suralimenta- 10 tion 34. Les boîtes d'entrée d'air de suralimentation et de sortie d'air de suralimentation 32, 33 peuvent avoir une structure appropriée et, dans le mode de réalisation représenté, les boîtes d'entrée d'air de suralimenta-15 tion et de sortie d'air de suralimentation 32, 33 sont représentées comme des pièces moulées ou des moulages formés à partir d'une matière appropriée, la boîte d'entrée d'air de suralimentation 32 ayant un orifice d'entrée d'air approprié 100 formé dessus et la boîte 20 de sortie 33 ayant un orifice de sortie d'air approprié 102 formé dessus. À cet égard, il est important de no-ter que l'utilisation des barres d'entretoise 44, 45 aide à définir une surface périphérique de sorte que les boîtes 32, 33 peuvent être accouplées et liées 25 d'une façon appropriée avec le coeur 30. Bien que l'on puisse utiliser n'importe quelle matière appropriée pour l'échangeur de chaleur 10, dans certains modes de réalisation préférés il est souhaitable de former les boîtes 32, 33 et les composants pour le 30 coeur à partir d'aluminium et de lier tous les composants de l'échangeur de chaleur 10 ensemble en utilisant une opération appropriée de brasage, soudage, ou jonction à chaud. Un avantage de la structure représentée pour le coeur 35 30 est qu'elle peut autoriser des tailles différentes 2905003 14 de l'échangeur de chaleur 10 en ajoutant ou en sous-trayant simplement le nombre de couples de plaques 40 et d'ailettes intercalées 42 et de barres d'entretoise 44, 45 sans exiger de changement de la configuration de 5 composant pour les composants du coeur 30. Cela est représenté à la figure 4 qui représente un coeur 30 formé à partir de sept couples de plaques 40 et d'un nombre correspondant d'ailettes intercalées 42 et de barres d'entretoise 44, 45. À cet égard, on notera que l'on 10 préfère que la boîte d'entrée d'air de suralimentation 32 et la boîte de sortie d'air de suralimentation 33 soient dimensionnées de sorte que leurs périphéries 90, 92 se conforment aux périphéries 94, 96 du coeur 30.In the embodiment shown in FIG. 2, the upper plate 67 engages an upper pair of plates 40 and the lower plate 68 engages a lower pair of plates 40. In other embodiments, a fin 42 may be supported between the upper plate 67 and the upper pair of plates 40 and / or a fin 42 may be supported between the lower pair of plates 40. In still other embodiments, the upper plate 67 can be eliminated and the upper pair of plates 40 can define an apex of the core 30 and / or the lower plate 68 can be eliminated and the lower pair of plates 40 can define the bottom of the core 30 In the embodiment shown in FIG. 3, each of the plates 47, 48 comprises a peripheral boss 70 and a plurality of longitudinal bosses 72, 74, 76, 78 and 80 which extend inwardly from the projection perimeter 70 to cooperate with the other plate 47, 48 of the pair of plates 40 to define the coolant flow paths 49 with multiple passages A, B, C, D, E and F for create a cross flow with the charge air flow paths 46 through the core 30. In addition, curved bosses 82 are provided between the adjacent ends of the passages A through E to help direct the flow. cooling fluid from one passage to the next with a uniform distribution of the coolant flow. As shown in FIG. 3, the longitudinal bosses 72, 74, 76, 78 and 80 and the curved bosses 82 define an indirect coolant flow path 49 through each of the pairs of plates 40. In other embodiments, one or both of the plates 47, 48 may have bosses having other configurations and relative orientations for defining an indirect coolant flow path 49. In yet others Embodiments, one or both plates 47, 48 may have other longitudinal protuberances and / or curved protuberances, one or more of which may be hot joined, welded, or brazed to one or both plates. 47, 48 to at least partially define the cooling fluid flow path 49. In some embodiments, one or both of the plates 47, 48 may comprise a number of elevated c-shaped bosses. 84, 86 for reinforcing the connection between the plates 47, 48 and / or acting as turbulators for the cooling fluid flow. While a preferred shape is shown for the plates 47, 48, it will be appreciated that there are many possible shapes for the plates 47, 48 and that the particular shape selected will depend on a number of parameters for each specific application. For example, in some applications, fewer, or more, of multiple passes A to F may be desired. Similarly, in some applications, the bosses 82, 84 and 86 may be removed, or modified as desired. As shown in FIGS. 1 and 2, the supercharger air intake and supercharger air inlet boxes 32, 33 each have a peripheral rim 90, 92, respectively, corresponding to, and mates respectively with, the lateral air peripheries 94, 96, of the core 30 defined by the edges 30 of the upper and lower plates 67, 68, the spacer bars 44, 45 and the corresponding ends of the pairs of the plates 40 which surround the inlet and outlet sides of the air flow paths 46 through the core 30. The corresponding peripheries 90, 94 and 92, 96 may be appropriately connected to each other. In this connection, for example by heat-sealing, welding, or soldering, to seal the peripheries 90, 94 and 92, 96 together to prevent or limit leakage of the charge air stream from the heat exchanger 10. and around the flow paths 46. In some embodiments, a gasket or gasket may be positioned between the core 30 and the charge air intake box 32 and / or between the core 30 and the charge air outlet box 34. The charge air intake and charge air outlet boxes 32, 33 may have a suitable structure and, in the illustrated embodiment, the charge air intake and output boxes. charge air 32, 33 are shown as moldings or moldings formed from a suitable material, the charge air inlet box 32 having a suitable air inlet port 100 formed thereon and the outlet box 33 having a suitable air outlet port 102 formed thereon. In this regard, it is important to note that the use of the spacer bars 44, 45 helps define a peripheral surface so that the boxes 32, 33 can be coupled and bonded appropriately with the Although any suitable material for the heat exchanger 10 may be used, in some preferred embodiments it is desirable to form the boxes 32, 33 and the core components from aluminum and bond all the components of the heat exchanger together by using a suitable brazing, welding, or hot-junction operation. An advantage of the structure shown for the core 30 is that it can allow different sizes of the heat exchanger 10 by simply adding or sub-milking the number of pairs of plates 40 and spaced fins 42 and spacer bars 44, 45 without requiring a change in the component configuration for core components 30. This is shown in FIG. 4 which shows a core 30 formed from seven pairs of plates 40 and a corresponding number of intercalated vanes 42 and spacer bars 44, 45. In this regard, it will be appreciated that it is preferred that the charge air inlet box 32 and the air outlet box supercharger 33 are dimensioned so that their peripheries 90, 92 conform to the peripheries 94, 96 of the core 30.
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