FR3053775A1

FR3053775A1 - Echangeur thermique et vehicule comprenant cet echangeur

Info

Publication number: FR3053775A1
Application number: FR1656502A
Authority: FR
Inventors: Vincent ROSSIGNOL; Christophe MAESEELE
Original assignee: Novares France SAS; Mecaplast France SAS
Current assignee: Novares France SAS
Priority date: 2016-07-06
Filing date: 2016-07-06
Publication date: 2018-01-12
Anticipated expiration: 2036-07-06
Also published as: FR3053775B1; EP3482148B1; WO2018007735A1; EP3482148A1

Abstract

Cet Echangeur (1) thermique comprend (i) un ensemble (2a) de plaques (4) en matière plastique, présentant deux plaques (4a) d'extrémité et une pluralité de plaques intermédiaires (4b) juxtaposées s'étendant entre les deux plaques (4a) d'extrémité, un ensemble de premiers espaces (6) et, cloisonné de l'ensemble de premiers espaces (6a), un ensemble de deuxièmes espace (6b) délimités par les plaques (4) adjacentes, les premiers espaces (6) étant destinés à une circulation d'un premier fluide entre les plaques (4) et les deuxièmes espaces (6b) étant destinés à une circulation d'un deuxième fluide entre les plaques (4), et (ii) une partie de base (8,70) contre laquelle sont fixées les deux plaques (4a) d'extrémité, la pluralité de plaques (4b) s'étendant de façon curviligne entre les deux plaques (4a) d'extrémité.

Description

INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE

COURBEVOIE © Int Cl⁸ : F28 F21/06 (2017.01), F28 D 1/03

DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1

©) Date de dépôt : 06.07.16.	(© Demandeur(s) : MECAPLAST FRANCE Société par
(© Priorité :	actions simplifiée — FR.
	@ Inventeur(s) : ROSSIGNOL VINCENT et MAESEELE
	CHRISTOPHE.
(43) Date de mise à la disposition du public de la
demande : 12.01.18 Bulletin 18/02.
©) Liste des documents cités dans le rapport de
recherche préliminaire : Se reporter à la fin du
présent fascicule
(© Références à d’autres documents nationaux	® Titulaire(s) : MECAPLAST FRANCE Société par
apparentés :	actions simplifiée.
©) Demande(s) d’extension :	© Mandataire(s) : CABINET GERMAIN & MAUREAU.

ECHANGEUR THERMIQUE ET VEHICULE COMPRENANT CET ECHANGEUR.

FR 3 053 775 - A1 (£/) Cet Echangeur (1) thermique comprend (i) un ensemble (2a) de plaques (4) en matière plastique, présentant deux plaques (4a) d'extrémité et une pluralité de plaques intermédiaires (4b) juxtaposées s'étendant entre les deux plaques (4a) d'extrémité, un ensemble de premiers espaces (6) et, cloisonné de l'ensemble de premiers espaces (6a), un ensemble de deuxièmes espace (6b) délimités par les plaques (4) adjacentes, les premiers espaces (6) étant destinés à une circulation d'un premier fluide entre les plaques (4) et les deuxièmes espaces (6b) étant destinés à une circulation d'un deuxième fluide entre les plaques (4), et (ii) une partie de base (8,70) contre laquelle sont fixées les deux plaques (4a) d'extrémité, la pluralité de plaques (4b) s'étendant de façon curviligne entre les deux plaques (4a) d'extrémité.

6,8b j 6,6a^;

i

La présente invention concerne un échangeur thermique, et un véhicule comprenant cet échangeur thermique.

Les échangeurs thermiques à plaques comprennent traditionnellement plusieurs plaques en aluminium empilées de manière à former entre les plaques adjacentes un espace intermédiaire destiné à la circulation d'un fluide.

Les plaques sont classiquement rectangulaires, empilées selon une direction d'empilement rectiligne et perpendiculaire aux plaques.

Cependant, un inconvénient de ces échangeurs thermiques est un encombrement relativement important.

De plus, les échangeurs thermiques en aluminium présentent, du fait de la forme des plaques et leur direction d'empilement rectiligne, une forme parallélépipédique qui rend difficile leur intégration dans un environnement où la place disponible est limitée.

Enfin, du fait de la pression subie au sein des plaques, il est souvent nécessaire de renforcer les échangeurs thermiques existants au moyen de pièces supplémentaires rapportées, comme des pontets disposés entre les plaques. Cependant, ces pièces supplémentaires rapportées peuvent générer des vibrations bruyantes et augmentent par ailleurs le coût de l'échangeur.

Aussi, la présente invention vise à pallier tout ou partie de ces inconvénients en proposant un échangeur thermique offrant une robustesse, une compacité et un rendement améliorés.

A cet effet, la présente invention a pour objet un échangeur thermique comprenant (i) un ensemble de plaques en matière plastique, présentant deux plaques d'extrémité et une pluralité de plaques intermédiaires juxtaposées s'étendant entre les deux plaques d'extrémité, un ensemble de premiers espaces et, cloisonné de l'ensemble de premiers espaces, un ensemble de deuxièmes espace délimités par les plaques adjacentes, les premiers espaces étant destinés à une circulation d'un premier fluide entre les plaques et les deuxièmes espaces étant destinés à une circulation d'un deuxième fluide entre les plaques, et (ii) une partie de base contre laquelle sont fixées les deux plaques d'extrémité, la pluralité de plaques s'étendant de façon curviligne entre les deux plaques d'extrémité.

Ainsi, les plaques sont juxtaposées selon une direction courbe et supportées par une partie de base solidarisant les plaques d'extrémité, si bien que les efforts de pression subie sont répartis et transmis à la partie de base qui rigidifie l'échangeur thermique, ce qui permet de disposer d'une résistance améliorée aussi bien à la pression qu'au cisaillement. La forme courbe, permise par l'utilisation de plaques en matière plastique, permet en outre d'augmenter la compacité de l'échangeur thermique, à rendement thermique équivalent. L'échangeur peut être positionné à l'intérieur d'un espace complexe et restreint.

De manière préférée, les plaques intermédiaires présentent une première face d'appui et une deuxième face d'appui opposées qui sont respectivement en appui contre une plaque adjacente de l'ensemble de plaques, la première face et la deuxième face étant configurées pour que chaque plaque présente une géométrie en coin délimitée par la première face et la deuxième face qui appartiennent à des plans sécants.

Selon une forme de réalisation de l'invention, les plaques juxtaposées les unes à la suite des autres s'étendent selon une direction de juxtaposition circulaire.

II est prévu que chaque plaque présente au moins une ouverture permettant au premier fluide de circuler dans les premiers espaces.

Par ailleurs, chaque plaque d'extrémité et chaque plaque intermédiaire présentent une forme quadrangulaire délimitée par quatre bords et comprend une nervure de guidage de fluide issue d'un bord et s'arrêtant à distance du bord opposé.

Selon un mode de réalisation, la partie de base comprend une paroi reliant les plaques d'extrémité de manière à délimiter un conduit de passage de fluide autour duquel s'étend l'ensemble de plaques, et l'ensemble des espaces intermédiaires comprend des premiers espaces fermés, qui sont connectés fluidiquement entre eux pour la circulation d'au moins un fluide à travers l'ensemble de plaques, et des deuxièmes espaces ouverts, qui débouchent dans le conduit de passage.

Ainsi, la trajectoire courbe des plaques superposées, ainsi que la partie de base, sont mises à profit pour délimiter un conduit d'entrée ou sortie de fluide. La paroi de la partie de base fait office de guide pour l'amenée de fluide vers les espaces intermédiaires ouverts ou, à l'inverse, pour l'évacuation de fluide en sortie des espaces intermédiaires ouverts. Cela permet de consacrer tout le volume de l'échangeur à une fonction d'échange thermique.

Selon un mode de réalisation préféré, les deuxièmes espaces ouverts ont une première ouverture radiale débouchant dans le conduit de passage et une deuxième ouverture radiale qui est en communication fluidique avec la première ouverture radiale, la deuxième ouverture radiale délimitant une section de passage de fluide plus étendue que celle délimitée par la première ouverture radiale.

Cela permet de diminuer les pertes de charge au sein de l'échangeur thermique.

Selon un mode de réalisation préféré, la partie de base comprend au moins un conduit d'admission permettant l'entrée d'un fluide au sein des premiers espaces intermédiaires fermés de l'ensemble d'espaces intermédiaires, et un conduit d'évacuation permettant la sortie de ce fluide hors de l'échangeur thermique.

Ainsi, le fait que ce soit la partie de base qui supporte les conduits d'admission et d'évacuation permet d'améliorer la résistance à la pression.

Selon un mode de réalisation préféré, l'échangeur thermique comprend au moins un ensemble supplémentaire de plaques ayant deux plaques d'extrémité solidaires de la partie de base et une pluralité de plaques juxtaposées entre ces deux plaques d'extrémité selon une direction curviligne, les ensembles de plaques de l'échangeur thermique formant une boucle fermée.

Autrement dit, la direction d'empilement s'étend selon une ligne fermée. Ainsi, les plaques sont pressées les unes contre les autres du fait de la pression subie, et les pressions se neutralisent, si bien que l'échangeur thermique possède une résistance améliorée à la pression.

Selon une forme de réalisation, une portion d'un carter sur laquelle les plaques d'extrémité sont venue de moulage.

Il est envisager que les plaques intermédiaires comprennent des nervures qui ceinturent les ouvertures.

Selon un mode de réalisation préféré, des plaques adjacentes sont solidarisées par collage.

Cette technique d'assemblage préserve l'intégrité des plaques, en évitant un effet d'enfoncement, à la différence du soudage, et limite donc le risque de variabilité dimensionnelle dans la direction d'empilement, c'est-à-dire d'écart entre des plaques d'extrémité de la pile de plaques. Ainsi, il est plus aisé de réaliser une pile de plaques formant une boucle.

Selon un mode de réalisation préféré, des plaques présentent des obstacles en saillie destinés à entraver l'écoulement d'un fluide à l'intérieur d'un des espaces intermédiaires, et la densité de ces obstacles est plus importante du côté extérieur que du côté intérieur de la courbe formée par la juxtaposition de plaques.

Ainsi, cela favorise un échange thermique côté extérieur des plaques, de manière à compenser la baisse de rendement de l'échange thermique pouvant résulter de l'épaisseur croissante des plaques vers l'extérieur.

Selon un mode de réalisation préféré, les plaques et/ou la partie de base comprennent des moyens d'indexation permettant le positionnement des plaques les unes par rapport aux autres.

Cette caractéristique permet de positionner les plaques de façon précise les unes par rapport aux autres compte-tenu de la direction courbe d'empilement, afin de garantir une étanchéité de qualité.

Selon un mode de réalisation préféré, l'échangeur thermique comprend des moyens de convection forcée destinés à faire circuler au moins un fluide à travers le conduit de passage et les espaces intermédiaires ouverts.

Cela permet d'améliorer le rendement de l'échange thermique.

Selon un autre aspect, l'invention a aussi pour objet un véhicule comprenant un échangeur thermique ayant les caractéristiques précitées.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront clairement de la description détaillée ci-après de plusieurs modes de réalisation, donnés à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels :

- La figure 1 est une vue en perspective d'un échangeur thermique selon un mode de réalisation de l'invention,

- La figure 2 est une vue en coupe partielle et, en perspective, d'un échangeur thermique selon un mode de réalisation de l'invention,

- La figure 3 est une vue éclatée et en perspective d'un échangeur thermique selon un mode de réalisation de l'invention,

- La figure 4 est une vue en perspective d'un échangeur thermique selon un autre mode de réalisation dans lequel l'échangeur est adossé à une surface extérieure d'un carter,

- La figure 5 est une vue en coupe partielle, et en perspective, de l'échangeur selon la mode de réalisation de la figure 4,

- La figure 6 est en vue éclatée et en perspective de l'échangeur selon le mode de réalisation de la figure 4,

- La figure 7 est une vue en perspective de l'échangeur de la figure 4, ce dernier étant ouvert pour montrer la circulation d'un premier liquide en traits discontinus,

- La figure 8 est une vue schématique du flux du premier liquide circulant dans l'échangeur

- La figure 9 est une vue en perspective de l'échangeur de la figure 4, ce dernier étant ouvert pour montrer la circulation d'un deuxième liquide en trait continu,

- La figure 10 est une vue schématique du flux du premier liquide circulant dans l'échangeur,

- La figure 11 est une vue en perspective d'un échangeur thermique selon un autre mode de réalisation dans lequel l'échangeur est adossé à une surface intérieur d'un carter,

- La figure 12 est une vue en coupe partielle, et en perspective, de l'échangeur selon la mode de réalisation de la figure 11,

- La figure 13 est en vue éclatée et en perspective de l'échangeur selon le mode de réalisation de la figure 11.

Par souci de simplification, les composants de l'invention qui se retrouvent à l'identique dans les différents modes de réalisation portent des références identiques.

La figure 1 montre un échangeur 1 thermique selon un premier mode de réalisation de l'invention.

L'échangeur 1 thermique comprend au moins un ensemble 2a de plaques 4, cet ensemble 2a de plaques 4 comportant deux plaques 4a d'extrémité et une pluralité de plaques 4b intermédiaires adjacentes s'étendant les unes à la suite des autres entre les deux plaques 4a d'extrémité. L'échangeur 1 thermique comprend également un ensemble d'espaces 6 délimités, chacun, par des plaques 4 adjacentes pour permettre une circulation d'un premier fluide entre ces plaques 4, et un noyau ou partie 8 de base contre lequel les plaques 4a d'extrémité sont en appui et solidaires.

Comme visible sur la figure 3, les plaques d'extrémité 4a, et intermédiaires 4b peuvent présenter une épaisseur croissante depuis l'intérieur vers l'extérieur de la courbe formée par l'ensemble 2a de plaques 4, si bien que les plaques 4b sont agencées les unes à la suite des autres selon une direction de superposition curviligne, c'est-à-dire non rectiligne, avec une modification d'orientation.

Les plaques 4 sont thermiquement conductrices. Les plaques 4, et de préférence également la partie 8 de base, sont en matière plastique, notamment en matière plastique contenant une charge thermiquement conductrice, comme par exemple du polyamide 66 (PA66) incluant une charge de graphite et/ou de carbone, pour procurer une conductivité thermique à 20°C supérieure à 0, 6 W.m Λκ¹, de préférence égale ou supérieure à 1 W.m¹.K¹.

Plus particulièrement, les plaques intermédiaires 4b peuvent présenter une première face 40 d'appui et une deuxième face 42 d'appui opposées qui sont respectivement en appui contre une plaque 4a, 4b adjacente de l'ensemble 2a de plaques 4. La première face 40 et la deuxième face 42 sont configurées pour que les plaques intermédiaires 4b adjacentes s'étendent en biais l'une par rapport à l'autre, c'est-à-dire de façon non parallèle. La première face 40 et la deuxième face 42 sont ainsi définies pour que chaque plaque 4b présente une géométrie en coin délimitée par la première face 40 et la deuxième face 42. La première face 40 et la deuxième face 42 s'étendent, par exemple, dans des plans sécants. Ainsi, les plaques 4 juxtaposées les unes à la suite des autres s'étendent selon une direction de juxtaposition qui est curviligne, par exemple circulaire.

La partie 8 de base comprend avantageusement une paroi 80 reliant les plaques 4a d'extrémité de l'ensemble 2a de plaques 4, notamment un côté 44 intérieur des plaques 4a d'extrémité, de manière à délimiter avec l'ensemble 2a de plaques 4, notamment un côté 44 intérieur des plaques 4, un conduit 10 de passage d'un fluide, comme de l'air, autour duquel s'étend l'ensemble 2a de plaques 4.

On notera que les plaques 4 peuvent présenter une forme rectangulaire. Le cas échéant, c'est avantageusement leur bord longitudinal intérieur qui délimite le conduit 10 de passage.

Le conduit 10 de passage présente au moins une ouverture 100 axiale pour l'entrée ou la sortie de fluide. A l'opposé de cette ouverture 100 axiale, le conduit 10 de passage peut être ouvert ou fermé. Le conduit 10 de passage peut être une fraction de cylindre, comme visible par exemple sur la figure 2.

Dans l'exemple de réalisation des figures 1 à 3, l'ensemble des espaces 6 comprend des premiers espaces 6a fermés, qui sont connectés fluidiquement entre eux pour la circulation d'au moins un fluide à travers l'ensemble 2a de plaques 4, et des deuxièmes espaces 6b ouverts qui débouchent dans le conduit 10 de passage.

De préférence, les premiers espaces 6a fermés et les deuxièmes espaces 6b ouverts sont agencés en alternance, afin d'améliorer le rendement de l'échange thermique.

Les deuxièmes espaces 6b ouverts ont notamment une première ouverture 60 radiale débouchant dans le conduit 10 de passage et une deuxième ouverture 62 radiale qui est en communication fluidique avec la première ouverture 60 radiale et qui débouche en direction de l'extérieur de la courbe formée par l'ensemble 2a de plaques 4, de manière à contraindre le fluide à traverser radialement l'ensemble 2a de plaques 4 par rapport à l'axe du conduit 10 de passage.

La première ouverture 60 radiale s'étend par exemple entre les côtés intérieurs 44 de deux plaques 4 adjacentes, et la deuxième ouverture 62 radiale s'étend entre des côtés 46 extérieurs, opposés aux côtés 44 intérieurs, de deux plaques 4 adjacentes de manière à déboucher à l'extérieur de l'échangeur 1 thermique.

La deuxième ouverture 62 radiale peut délimiter une section de passage de fluide plus étendue que celle délimitée par la première ouverture 60 radiale, afin d'améliorer le rendement de l'échange thermique.

Bien que non représenté, l'échangeur 1 thermique peut comprendre une ou plusieurs parois séparatrices agencées dans le conduit 10 de passage pour délimiter au moins deux compartiments au sein du conduit de passage, et ce afin de permettre de faire circuler plusieurs fluides à travers le conduit 10 de passage. L'échangeur 1 thermique gagne ainsi en rendement d'échange thermique et compacité. Le cas échéant, chaque compartiment est en communication fluidique avec au moins des espaces 6b intermédiaires ouverts. La ou les parois séparatrices peuvent être solidaires de la partie 8 de base, et s'étendre notamment depuis la paroi 80 de la partie de base jusqu'au côté 44 intérieur d'une des plaques 4.

L'échangeur 1 thermique comprend au moins un conduit 12 d'admission permettant l'entrée d'un fluide au sein des premiers espaces 6a fermés de l'ensemble d'espaces 6 intermédiaires, et un conduit 14 d'évacuation permettant la sortie de ce fluide hors de l'échangeur 1 thermique. Préférentiellement, ces conduits 12, 14 d'admission et d'évacuation sont supportés par la partie 8 de base, dont ils peuvent faire partie intégrante.

Pour permettre la circulation d'un fluide à travers les premiers espaces 6a fermés, l'échangeur 1 thermique comprend un canal d'admission et un canal d'évacuation de fluide pouvant être formés par une pluralité d'ouvertures 48a d'entrée et d'ouvertures 48b de sortie par exemple ménagées à travers les plaques 4 et communiquant respectivement avec les conduits 12, 14 d'admission et d'évacuation, chaque plaque 4 présentant une ouverture 48a d'entrée et une ouverture 48b de sortie. Ces ouvertures 48a, 48b d'entrée et de sortie sont de préférence respectivement alignées, en particulier selon la direction de juxtaposition des plaques 4, si bien que les canaux d'admission et d'évacuation de fluide traversant l'ensemble 2a de plaques 4 s'étend de manière curviligne, notamment circulaire.

On notera que pour permettre le passage d'un fluide d'un premier espace 6a fermé à un autre à travers un deuxième espace 6b intermédiaire ouvert, l'échangeur 1 thermique peut présenter des parois 16 périphériques contribuant à former les canaux d'admission et d'évacuation, chaque paroi 16 périphérique s'étendant tout autour d'une ouverture 48a d'entrée ou d'une ouverture 48b de sortie, ainsi que d'une face 400 à une autre des deux plaques 4 adjacentes délimitant le deuxième espace 6b ouvert correspondant, de manière à conduire le fluide jusqu'au prochain espace 6.

De façon avantageuse, les canaux d'admission et d'évacuation, notamment les ouvertures 48a, 48b d'entrée et sortie, sont positionnés l'un à côté de l'autre selon une direction radiale par rapport à l'axe du conduit 10 de passage, afin de ne pas entraver le flux d'air.

Comme visible sur les figures 1 à 3, l'échangeur 1 thermique comprend au moins un deuxième ensemble 2b supplémentaire de plaques 4, similaire à l'ensemble 2a décrit précédemment, présentant donc notamment des plaques 4 superposées selon une direction de juxtaposition curviligne. Tous les ensembles 2a, 2b de plaques 4 de l'échangeur 1 thermique forment avantageusement une boucle fermée. En particulier, les plaques 4a d'extrémité de chacun des ensembles 2a, 2b sont supportées par la partie 8 de base. On notera que les canaux d'admission et d'évacuation s'étendent le cas échéant à travers tous les ensembles 2a, 2b de plaques 4, c'est-à-dire que les premiers espaces 6a fermés des différents ensembles 2a, 2b de plaques peuvent être traversés par le ou les mêmes fluides.

Pour simplifier la fabrication de l'échangeur 1 thermique, les ensembles 2a, 2b de plaques peuvent être assemblés chacun indépendamment avant d'être rapportés dans un deuxième temps à la partie 8 de base.

De préférence, les plaques 4 adjacentes des ensembles 2a, 2b de plaques 4 sont solidarisées les unes aux autres par collage pour éviter toute variabilité dimensionnelle.

Les ensembles 2a, 2b de plaques 4 peuvent être sensiblement de même longueur, et leurs plaques 4 s'étendre de préférence selon une même direction de superposition afin de favoriser un équilibre des forces résultant de la pression subie au sein de l'échangeur 1 thermique.

Comme illustré sur les figures, où les ensembles 2a, 2b de plaques 4 s'étendent de manière circulaire et forment un cylindre, la partie 8 de base s'étend diamétralement au sein du conduit 10 de passage. De façon plus générale, la partie 8 de base s'étend préférentiellement au centre du conduit 10 de passage.

La partie 8 de base peut être formée de plusieurs parois 80, par exemple une double paroi 80, solidaires les unes des autres. Au moins deux des parois 80 délimitent entre elles un espace où s'étendent les conduits 12, 14 d'admission et d'évacuation. Sur chaque paroi 80 sont fixées les plaques 4a d'extrémité d'un des ensembles 2a, 2b de plaques 4.

Préférentiellement, la partie 8 de base est d'un seul tenant. La partie 8 de base et les plaques 4a d'extrémité du ou des ensembles 4a, 4b de plaques 4 sont avantageusement venues de moulage, en une seule opération, comme cela est illustré sur les figures 2 et 3. Ainsi, la robustesse est améliorée et la fabrication plus rapide.

On notera que les plaques 4 présentent des obstacles 402, en saillie depuis l'une ou les deux faces 400 des plaques 4 délimitant les espaces 6 intermédiaires, destinés à entraver l'écoulement d'un fluide à l'intérieur d'un des espaces 6 intermédiaires. La densité de ces obstacles 402 est plus important en direction de l'extérieur de la courbe formée par le ou les ensembles 2a, 2b de plaques 4, c'est-à-dire que le nombre d'obstacles 402 par unité de surface est plus important du côté 46 extérieur que du côté 44 intérieur des plaques 4.

Dans l'exemple de réalisation des figures 1 à 3, les plaques d'extrémité 4a et les plaques intermédiaires 4b présentent une forme quadrangulaire délimitée par quatre bords 406 et comprend une nervure 408 de guidage de fluide issue d'un bord et s'arrêtant à distance du bord opposé. La nervure 408 permet de guider le fluide qui circule dans les premiers espaces 6a de manière à maximiser la surface d'échange du fluide.

Par ailleurs, plusieurs des plaques 4 du ou des ensembles 2a, 2b de plaques 4 peuvent avoir une géométrie différente afin de créer un gradient thermique prédéterminé au sein de l'échangeur 1 thermique en favorisant le transfert thermique parmi un ou plusieurs groupes de plaques 4, c'est-à-dire à un ou des emplacements prédéterminés.

Ainsi, les plaques 4 peuvent ne pas être toutes identiques. En particulier, des plaques 4 peuvent avoir une épaisseur différente de celle d'autres plaques 4. Il est aussi possible de prévoir des plaques 4 ayant des agencements d'obstacles 408 ou des densités surfaciques d'obstacles 408 différents. Aussi, certaines des plaques 4 peuvent avoir, en plus ou alternativement à une géométrie différente, une densité différente, notamment en termes de densité de charge thermiquement conductrice au sein de la matière constituant les plaques 4. Quelque soit l'épaisseur relative des plaques 4, et plus généralement leurs géométries respectives, on notera que l'ensemble 2a, 2b des plaques 4 juxtaposées doit respecter l'encombrement et la courbe définis par cet ensemble 2a, 2b, entre les plaques 4a d'extrémité, afin d'assurer l'étanchéité et la continuité des plaques 4 adjacentes.

Comme visible sur la figure 3, des plaques 4 peuvent présenter des nervures ou parois 404 de guidage s'étendant à travers des espaces intermédiaires ouverts, radialement ou de biais par rapport à l'axe du conduit 10 de passage. Cela ίο permet d'orienter et modifier la direction d'écoulement de fluide circulant depuis le conduit 10 de passage jusqu'aux espaces 6b intermédiaires ouverts, ou inversement et de répartir de façon plus homogène le fluide à travers les espaces 6b intermédiaires ouverts. En particulier, les parois 404 de guidage peuvent être curvilignes; ont une extrémité proximale en regard de la première ouverture 60 radiale et une extrémité distale en regard de la deuxième ouverture 62 radiale.

Les plaques 4 et/ou la partie 8 de base peuvent avantageusement comprendre des moyens d'indexation, comme par exemple, comme, par exemple, un système d'emboiture male/femelle permettant le positionnement précis et correct des plaques 4 les unes par rapport aux autres dans la direction de superposition.

Comme illustré sur les figures 1 à 3, l'échangeur 1 thermique peut comprendre des moyens de convection forcée, par exemple un ventilateur 18 centrifuge, destinés à faire circuler le ou les fluides à travers le conduit 10 de passage et les espaces 6b intermédiaires ouverts. Par ailleurs, ces moyens de convection forcée peuvent délimiter un logement à l'intérieur duquel s'étendent la partie 8 de base et le ou les ensembles 2a, 2b de plaques 4. Ainsi, les moyens de convection forcée s'étendent autour des plaques 4 et n'entravent pas le flux de fluide à l'intérieur du conduit 10 de passage.

Contrairement au mode de réalisation de l'invention décrit aux figures 1 à 3 qui montrent un échangeur liquide/air, les deux modes de réalisation des figures 4 à 10 et des figures 11 à 13 concernent des échangeurs liquide/liquide.

Comme on peut le voir sur les figures 4 à 10, l'échangeur 1 est en applique sur des faces extérieures sur une partie de base qui est constitué par un carter 70 représenté partiellement.

Dans l'exemple illustré par ces figures, le carter 70 présente deux faces 71 et 72 qui se rejoignent selon un angle droit. Sur chacune de ces deux faces 71 et 72, on note la présence d'une plaque d'extrémité 4a qui peut être de préférence venue de moulage avec le carter 70. Les plaques d'extrémités 4a,4b sont chacune pourvues de deux ouvertures 48a et 48b qui sont respectivement reliées à un premier conduit d'admission 12 d'un premier fluide - par exemple une huile moteur à refroidir - et à un deuxième conduit d'admission 13 - par exemple un liquide de refroidissement glycolé- et à un premier conduit d'évacuation 14 et à un deuxième conduit d'évacuation 15.

L'échangeur 1 comprend de plus une série de plaques 4b intermédiaires ; celles-ci sont juxtaposées pour former un arc de cercle qui s'étend sur sensiblement 270° dans l'exemple illustré sur les figures 4 à 10.

L'échangeur 1 comprend ainsi un ensemble 2a de plaques 4 en matière plastique, présentant deux plaques 4a d'extrémité qui sont parties intégrantes d'un carter et une série de plaques intermédiaires 4b juxtaposées s'étendant entre les deux plaques 4a d'extrémité.

Les plaques d'extrémité 4a et les plaques intermédiaires 4b délimitent un ensemble de premiers espaces 6a et, cloisonné de l'ensemble de premiers espaces 6a, un ensemble de deuxièmes espace 6b. Les premiers espaces 6 sont destinés à une circulation d'un premier fluide - représenté en traits discontinus sur les figures 7 et 8 entre les plaques 4 et les seconds espaces 6b sont destinés à une circulation d'un second fluide - représentés en traits continus sur les figures 9 et 10 - entre les plaques

4.

Les plaques intermédiaires 4a présentent des formes notamment, en coin, et des matières identiques à celles de plaques montrées aux figures 1 à 3.

Contrairement aux plaques 4a des figures 1 à 3 qui délimitent des premiers espaces fermés alternant avec des deuxièmes espaces ouverts, les plaques 4a mises en oeuvre dans le mode d'exécution des figures 4 à 6 et 7 à 9 délimitent des premiers espaces 6a fermés et des deuxièmes espaces 6b fermés, les premiers espaces 6a et les deuxièmes espaces 6b étant cloisonnés de manière étanche.

Pour cela, les plaques intermédiaires 4b sont dotées de nervures 410 qui ceinturent les ouvertures 48a et/ou 48b. Cette disposition permet de créer deux espaces 6a,6b, en alternance, qui permettent aux deux fluides d'échanger thermiquement au travers des plaques intermédiaires 4b. Comme le montre les figures 7 et 8, le premier fluide circule entre deux premiers espaces 6a consécutifs par les ouvertures 48a situées dans la partie basse de l'échangeur; les figures 9 et 10 montrent le second fluide qui circule entre deux deuxième espaces 6b consécutifs mais non adjacents - par les ouvertures 48a situées dans la partie haute de l'échangeur.

La forme de réalisation des figures 11 à 13 comprend un échangeur placé à l'intérieur d'un carter qui constitue la partie de base de l'échangeur.

Dans ce cas de figure, les plaques d'extrémités 4a sont venues de moulage avec les parois internes du carter 70 qui forment un angle de 90° et les plaques intermédiaires 4b sont juxtaposés selon un quart de cercle. L'invention permet ainsi de réaliser un échangeur notamment de forme circulaire qui peut être utilisé dans un espace réduit interdit aux échangeurs classiques en aluminium parallélépipédique.

L'invention concerne aussi un véhicule, notamment un véhicule automobile, comprenant un échangeur 1 thermique ayant tout ou partie des caractéristiques décrites ci-dessous.

Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation 5 décrit ci-dessus, ce mode de réalisation n'ayant été donné qu'à titre d'exemple. Des modifications sont possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers dispositifs ou par la substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS

1. Echangeur (1) thermique comprenant (i) un ensemble (2a) de plaques (4) en matière plastique, présentant deux plaques (4a) d'extrémité et une pluralité de plaques intermédiaires (4b) juxtaposées s'étendant entre les deux plaques (4a) d'extrémité, un ensemble de premiers espaces (6) et, cloisonné de l'ensemble de premiers espaces (6a), un ensemble de deuxièmes espace (6b) délimités par les plaques (4) adjacentes, les premiers espaces (6) étant destinés à une circulation d'un premier fluide entre les plaques (4) et les deuxièmes espaces (6b) étant destinés à une circulation d'un deuxième fluide entre les plaques (4), et (ii) une partie de base (8,70) contre laquelle sont fixées les deux plaques (4a) d'extrémité, la pluralité de plaques (4b) s'étendant de façon curviligne entre les deux plaques (4a) d'extrémité.
2. Echangeur (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les plaques intermédiaires (4b) présentent une première face (40) d'appui et une deuxième face (42) d'appui opposées qui sont respectivement en appui contre une plaque (4a, 4b) adjacente de l'ensemble (2a) de plaques (4), la première face (40) et la deuxième face (42) étant configurées pour que chaque plaque (4b) présente une géométrie en coin délimitée par la première face (40) et la deuxième face (42) qui appartiennent à des plans sécants.
3. Echangeur (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que les plaques (4) juxtaposées les unes à la suite des autres s'étendent selon une direction de juxtaposition circulaire.
4. Echangeur (1) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque plaque (4a,4b) présente au moins une ouverture (48a, 48b) permettant au premier fluide de circuler dans les premiers espaces (6).
5. Echangeur selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque plaque d'extrémité (4a) et chaque plaque intermédiaire (4b) présentent une forme quadrangulaire délimitée par quatre bords et comprend une nervure de guidage de fluide issue d'un bord et s'arrêtant à distance du bord opposé.
6. Echangeur (1) thermique selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel la partie (8) de base comprend une paroi (80) reliant les plaques (4a) d'extrémité de manière à délimiter un conduit (10) de passage de fluide autour duquel s'étend l'ensemble (2a) de plaques (4), et l'ensemble des espaces (6) intermédiaires comprend des premiers espaces (6a) fermés, qui sont connectés fluidiquement entre eux pour la circulation d'au moins un fluide à travers l'ensemble (2a) de plaques (4), et des deuxièmes espaces (6b) ouverts, qui débouchent dans le conduit (10) de passage.
7. Echangeur (1) thermique selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel les deuxièmes espaces (6b) ouverts ont une première ouverture (60) radiale débouchant dans le conduit (10) de passage et une deuxième ouverture (62) radiale qui est en communication fluidique avec la première ouverture (60) radiale, la deuxième ouverture (62) radiale délimitant une section de passage de fluide plus étendue que celle délimitée par la première (60) ouverture radiale.
8. Echangeur (1) thermique selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel la partie (8) de base comprend au moins un conduit (12) d'admission permettant l'entrée d'un fluide au sein des premiers espaces (6a) fermés de l'ensemble d'espaces (6) intermédiaires, et un conduit (14) d'évacuation permettant la sortie de ce fluide hors de l'échangeur (1) thermique.
9. Echangeur (1) thermique selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel l'échangeur (1) thermique comprend au moins un ensemble (2b) supplémentaire de plaques (4) ayant deux plaques (4a) d'extrémité solidaires de la partie (8) de base et une pluralité de plaques (4b) juxtaposées entre ces deux plaques (4a) d'extrémité selon une direction curviligne, les ensembles (2a, 2b) de plaques de l'échangeur (1) thermique formant une boucle fermée.
10. Echangeur (1) thermique selon des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la partie de base comprend une portion d'un carter (70) sur laquelle les plaques d'extrémité (4a) sont venue de moulage.
11. Echangeur (1) thermique selon l'une des revendications 4 à 10, caractérisé en ce que les plaques intermédiaires (4b) comprennent des nervures (410) qui ceinturent les ouvertures (48a) et/ou (48b).
12. Echangeur (1) thermique selon l'une des revendications 1 à 11, dans lequel des plaques (4) adjacentes sont solidarisées par collage.
13. Echangeur (1) thermique selon l'une des revendications 1 à 12, dans 5 lequel des plaques (4) présentent des obstacles (408) en saillie destinés à entraver l'écoulement d'un fluide à l'intérieur d'un des espaces (6) intermédiaires, et la densité de ces obstacles (408) est plus importante du côté extérieur que du côté intérieur de la courbe formée par la juxtaposition de plaques (4).

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14. Echangeur (1) thermique selon l'une des revendications 1 à 13, dans lequel les plaques (4) et/ou la partie (8) de base comprennent des moyens d'indexation permettant le positionnement des plaques (4) les unes par rapport aux autres.
15 15. Echangeur (1) thermique selon l'une des revendications 1 à 14, dans lequel l'échangeur (1) thermique comprend des moyens de convection forcée destinés à faire circuler au moins un fluide à travers le conduit (10) de passage et les espaces (6b) intermédiaires ouverts.
20 16. Véhicule comprenant un échangeur (1) thermique selon l'une des revendications 1 à 15.

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