FR3150282A1 - Heat transfer fluid distribution structure - Google Patents
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Abstract
Titre : Structure de distribution de fluide caloporteur L’invention a pour objet une structure de distribution (35) de fluide caloporteur configurée pour être disposée dans une cavité (5) d’un dispositif de régulation thermique (1), cette structure de distribution (35) étant pourvue d’une pluralité d’ouvertures (36) configurées pour permettre une distribution de fluide dans la cavité (5), entre une fente d’entrée (24) et une fente de sortie (25) de fluide de la cavité, la structure de distribution (35) présentant, en profil latéral, des ondulations (55) et les ouvertures (36) étant formées sur les sommets des ondulations (55). Figure pour l’abrégé : Fig. 4 Title: Heat transfer fluid distribution structure The invention relates to a heat transfer fluid distribution structure (35) configured to be arranged in a cavity (5) of a thermal regulation device (1), this distribution structure (35) being provided with a plurality of openings (36) configured to allow distribution of fluid in the cavity (5), between an inlet slot (24) and an outlet slot (25) of fluid from the cavity, the distribution structure (35) having, in lateral profile, corrugations (55) and the openings (36) being formed on the peaks of the corrugations (55). Figure for the abstract: Fig. 4
Description
La présente invention concerne une structure de distribution de fluide caloporteur pour un dispositif de régulation thermique pour le refroidissement et/ou le chauffage d’au moins un composant dont le fonctionnement est sensible à la température, ce composant étant notamment un module électronique de puissance d’un onduleur ou une cellule de batterie.The present invention relates to a heat transfer fluid distribution structure for a thermal regulation device for cooling and/or heating at least one component whose operation is sensitive to temperature, this component being in particular an electronic power module of an inverter or a battery cell.
Il est connu, dans le cadre d’un refroidissement d’une carte électronique de puissance, comme celle utilisée dans un convertisseur DCDC (ce convertisseur étant destiné à transformer une tension d'un courant continu d’une première valeur de tension à une deuxième valeur de tension), d’employer un liquide de refroidissement circulant dans une plaque qui est en contact avec la carte électronique. Un tel système implique un débit de fluide important et est énergivore. De plus, l’architecture de la carte électronique peut compliquer l’accès, en termes de refroidissement, aux composants les plus chauds.It is known, in the context of cooling a power electronic card, such as that used in a DCDC converter (this converter being intended to transform a voltage of a direct current from a first voltage value to a second voltage value), to use a coolant circulating in a plate which is in contact with the electronic card. Such a system involves a significant fluid flow rate and is energy-intensive. In addition, the architecture of the electronic card can complicate access, in terms of cooling, to the hottest components.
Il est également connu de nos jours d’équiper des véhicules électriques, thermiques ou hybrides de composants de stockage d’énergie électrique permettant une alimentation électrique des différents éléments du véhicule. Ces composants de stockage d’énergie électrique sont généralement composés de cellules de stockage d’énergie électrique positionnées dans un pack-batterie.It is also known nowadays to equip electric, thermal or hybrid vehicles with electrical energy storage components allowing an electrical supply to the various elements of the vehicle. These electrical energy storage components are generally composed of electrical energy storage cells positioned in a battery pack.
La présente invention vise notamment à améliorer encore la régulation thermique de composants, notamment pour les refroidir, en proposant des solutions thermiquement efficaces et à conception plus simple et/ou moins cher à fabriquer.The present invention aims in particular to further improve the thermal regulation of components, in particular to cool them, by proposing thermally efficient solutions with a simpler design and/or less expensive to manufacture.
L’invention a ainsi pour objet une structure de distribution de fluide caloporteur configurée pour être disposée dans une cavité d’un dispositif de régulation thermique, cette structure de distribution étant pourvue d’une pluralité d’ouvertures configurées pour permettre une distribution de fluide dans la cavité, entre une fente d’entrée et une fente de sortie de fluide de la cavité, la structure de distribution présentant, en profil latéral, des ondulations et les ouvertures étant formées sur les sommets des ondulations.The invention thus relates to a heat transfer fluid distribution structure configured to be arranged in a cavity of a thermal regulation device, this distribution structure being provided with a plurality of openings configured to allow distribution of fluid in the cavity, between an inlet slot and a fluid outlet slot of the cavity, the distribution structure having, in lateral profile, undulations and the openings being formed on the peaks of the undulations.
Avantageusement, certaines au moins de la pluralité d’ouvertures sont directement en vis-à-vis de la fente d’entrée de fluide. Ainsi le fluide entrant par la fente d’entrée peut circuler directement à travers les ouvertures qui sont toutes entières sur les sommets des ondulations de la structure de distribution.Advantageously, at least some of the plurality of openings are directly opposite the fluid inlet slot. Thus, the fluid entering through the inlet slot can flow directly through the openings which are all on the peaks of the corrugations of the distribution structure.
De préférence, chaque ouverture est formée sur une même ondulation. Ceci est diffèrent du cas où une ouverture serait formée dans l’espace entre deux ondulations voisines.Preferably, each opening is formed on a single corrugation. This is different from the case where an opening would be formed in the space between two neighboring corrugations.
De préférence, chaque ouverture s’étend entièrement sur le sommet de l’ondulation. Ainsi l’ouverture ne s’étend pas sur deux ondulations successives, ni sur un flanc de l’ondulation.Preferably, each opening extends entirely over the top of the corrugation. Thus the opening does not extend over two successive corrugations, nor over a side of the corrugation.
Selon l’un des aspects de l’invention, la rangée d'ouvertures au regard de la fente d'entrée peut présenter des ouvertures toutes identiques.According to one aspect of the invention, the row of openings facing the entry slot may have openings that are all identical.
En variante, la rangée en regard de la fente d'entrée comporte des ouvertures de formes et/ou de dimensions différentes afin de répartir le fluide passant par cette fente d'entrée de manière évolutive de sorte que le fluide circule dans la cavité de manière uniforme.Alternatively, the row opposite the inlet slot comprises openings of different shapes and/or dimensions in order to distribute the fluid passing through this inlet slot in a progressive manner so that the fluid circulates in the cavity uniformly.
Selon l’un des aspects de l’invention, les ouvertures de la structure de distribution en regard de la fente de sortie sont disposées suivant une rangée le long de cette fente de sortie.According to one aspect of the invention, the openings of the distribution structure facing the outlet slot are arranged in a row along this outlet slot.
Selon l’un des aspects de l’invention, la structure de distribution comporte au moins trois rangées d’ouvertures, chaque rangée étant configurée pour être en regard de l'une des fentes d'entrée et de sortie.According to one aspect of the invention, the distribution structure comprises at least three rows of openings, each row being configured to face one of the inlet and outlet slots.
Selon l’un des aspects de l’invention, les rangées d'ouvertures sont à équidistance les unes des autres.According to one aspect of the invention, the rows of openings are equidistant from each other.
Selon l’un des aspects de l’invention, la structure de distribution est réalisée de manière monobloc, à savoir cette structure de distribution est faite sur une pièce monobloc.According to one aspect of the invention, the distribution structure is produced in a single piece, namely this distribution structure is made on a single piece.
Selon l’un des aspects de l’invention, les ouvertures sont obtenues par découpe.According to one aspect of the invention, the openings are obtained by cutting.
Selon l’un des aspects de l’invention, les ondulations de la structure de distribution présentent un pas régulier.According to one aspect of the invention, the undulations of the distribution structure have a regular pitch.
En variante, les ondulations présentent un pas irrégulier.Alternatively, the ripples have an irregular pitch.
Selon l’un des aspects de l’invention, la structure de distribution comprend une succession de sommets et de creux qui s'étendent sur une largeur de la cavité.According to one aspect of the invention, the distribution structure comprises a succession of peaks and troughs which extend over a width of the cavity.
Selon l’un des aspects de l’invention, les sommets et les creux sont formés par des méplats.According to one aspect of the invention, the peaks and valleys are formed by flats.
Selon l’un des aspects de l’invention, les sommets et les creux de la structure de distribution ondulée sont reliées entre elles par des flancs.According to one aspect of the invention, the peaks and valleys of the corrugated distribution structure are connected to each other by sides.
Selon l’un des aspects de l’invention, ces flancs sont sensiblement parallèles les uns aux autres.According to one aspect of the invention, these sides are substantially parallel to each other.
Selon l’un des aspects de l’invention, les ouvertures s’étendent uniquement sur les sommets des ondulations, sans déborder sur les flancs.According to one aspect of the invention, the openings extend only over the peaks of the undulations, without extending onto the sides.
Selon l’un des aspects de l’invention, les flancs qui relient les creux et les sommets consécutifs présentent des persiennes ménageant des passages latéraux de fluide à travers les flancs, permettant au fluide passant par les ouvertures des sommets de se distribuer dans les espaces intercalaires à travers les persiennes.According to one aspect of the invention, the flanks which connect the consecutive troughs and peaks have louvers providing lateral fluid passages through the flanks, allowing the fluid passing through the openings in the peaks to be distributed in the intercalary spaces through the louvers.
Ceci permet d'avoir une distribution uniforme du fluide à travers les ondulations de la structure de distribution.This allows for uniform distribution of the fluid across the corrugations of the distribution structure.
Selon l’un des aspects de l’invention, les persiennes jouent également le rôle de perturbateur dans l'écoulement de fluide, ce qui permet d'améliorer la capacité d'échange thermique grâce à la présence de turbulences dans le fluide.According to one aspect of the invention, the shutters also play the role of disruptor in the fluid flow, which makes it possible to improve the heat exchange capacity thanks to the presence of turbulence in the fluid.
Grâce aux ondulations, la structure de distribution forme des chemins de fluide les uns à côté des autres.Thanks to the corrugations, the distribution structure forms fluid paths next to each other.
Selon l’un des aspects de l’invention, les chemins peuvent communiquer entre eux pour permettre une uniformisation du fluide dans la cavité.According to one aspect of the invention, the paths can communicate with each other to allow uniformization of the fluid in the cavity.
L’invention permet de se passer d'une chambre de distribution en amont de la structure de distribution. Dans l'invention, le fluide est directement amené vers la cavité les fentes d'entrée.The invention makes it possible to do without a distribution chamber upstream of the distribution structure. In the invention, the fluid is directly brought to the cavity through the inlet slots.
L’invention permet ainsi d'avoir un échangeur de chaleur relativement compact tout en préservant les performances thermiques.The invention thus makes it possible to have a relatively compact heat exchanger while preserving thermal performance.
La structure de distribution peut être obtenue à partir d’une tôle dans laquelle des découpes sont réalisées pour former les ouvertures et les persiennes.The distribution structure can be obtained from a sheet metal in which cutouts are made to form the openings and the shutters.
Puis la tôle est découpée et ensuite subit un formage pour lui donner la forme ondulée.Then the sheet metal is cut and then undergoes forming to give it the corrugated shape.
La structure de distribution comprend une tôle en métal.The distribution structure comprises a metal sheet.
L’invention concerne en outre un procédé d’obtention d’une structure de distribution telle que décrite précédemment, comprenant notamment les étapes suivantes :
- Réalisation des ouvertures configurées pour être sur les sommets des ondulations et des ouvertures supplémentaires configurées pour être sur les flancs, notamment formant des persiennes, puis
- Préformage des ondulations, notamment des rayons des convolutions des ondulations.
- Production of openings configured to be on the peaks of the corrugations and additional openings configured to be on the sides, in particular forming shutters, then
- Preforming of ripples, including the radii of convolutions of ripples.
Selon un détail du procédé, celui-ci comprend une étape supplémentaire de découpe à une longueur prédéterminée de la structure de distribution.According to a detail of the method, it includes an additional step of cutting the distribution structure to a predetermined length.
Selon un détail du procédé, celui-ci comprend une étape supplémentaire de tassage mécanique pour obtenir un pas prédéterminé des ondulations.According to a detail of the process, it includes an additional step of mechanical tamping to obtain a predetermined pitch of the corrugations.
Le tassage mécanique permet de rapprocher les ondulations les unes des autres.Mechanical tamping brings the waves closer together.
Les ouvertures et persiennes peuvent être réalisées lors de deux étapes successives, potentiellement avec à chaque étape l’utilisation d’un rouleau ou molette (« Fin forming roll » en anglais). Le préformage des ondulations peut être réalisé par un autre rouleau ou molette (« Mechanical Packing Roll » en anglais).The openings and shutters can be made in two successive steps, potentially with the use of a roller or wheel ("Fin forming roll" in English) at each step. The preforming of the corrugations can be done by another roller or wheel ("Mechanical Packing Roll" in English).
L’invention concerne encore un dispositif de régulation thermique pour le refroidissement et/ou le chauffage d’au moins un composant dont le fonctionnement est sensible à la température, ce composant étant notamment un module électronique de puissance d’un onduleur ou une cellule de batterie, ce dispositif de régulation thermique comportant un empilement de plaques, notamment brasées ensemble, et formant un corps étanche au sein duquel est aménagé un circuit de fluide caloporteur qui s’étend au moins en partie dans le sens de la hauteur de l’empilement de plaques, le circuit de fluide comportant une cavité en communication fluidique avec une fente d’entrée de fluide pour l’écoulement de fluide en direction de la cavité et une fente de sortie de fluide pour l’écoulement de fluide en dehors la cavité, la cavité recevant une structure de distribution de fluide telle que précitée, les ouvertures étant pour certaines en regard de la fente d’entrée et d’autres en regard de la fente de sortie de fluide, ces ouvertures étant configurées pour permettre une distribution de fluide dans la cavité, entre la fente d’entrée et la fente de sortie de fluide.The invention also relates to a thermal regulation device for cooling and/or heating at least one component whose operation is sensitive to temperature, this component being in particular an electronic power module of an inverter or a battery cell, this thermal regulation device comprising a stack of plates, in particular brazed together, and forming a sealed body within which is arranged a heat transfer fluid circuit which extends at least partly in the direction of the height of the stack of plates, the fluid circuit comprising a cavity in fluid communication with a fluid inlet slot for the flow of fluid towards the cavity and a fluid outlet slot for the flow of fluid outside the cavity, the cavity receiving a fluid distribution structure as mentioned above, the openings being for some facing the inlet slot and others facing the fluid outlet slot, these openings being configured to allow a distribution of fluid in the cavity, between the inlet slot and the fluid outlet slot.
Selon l’un des aspects de l’invention, la fente d'entrée de fluide présente une forme longitudinale et la structure de distribution comprend une pluralité d'ouvertures disposées suivant une rangée le long de la fente d'entrée.According to one aspect of the invention, the fluid inlet slot has a longitudinal shape and the distribution structure comprises a plurality of openings arranged in a row along the inlet slot.
Le fluide passant par la fente d'entrée peut ainsi être distribué de manière uniforme à travers la rangée d’ouvertures, dans la cavité.The fluid passing through the inlet slot can thus be distributed uniformly across the row of openings, into the cavity.
Selon l’un des aspects de l’invention, la rangée d'ouvertures au regard de la fente d'entrée peut présenter des ouvertures toutes identiques.According to one aspect of the invention, the row of openings facing the entry slot may have openings that are all identical.
En variante, la rangée en regard de la fente d'entrée comporte des ouvertures de formes et/ou de dimensions différentes afin de répartir le fluide passant par cette fente d'entrée de manière évolutive de sorte que le fluide circule dans la cavité de manière uniforme.Alternatively, the row opposite the inlet slot comprises openings of different shapes and/or dimensions in order to distribute the fluid passing through this inlet slot in a progressive manner so that the fluid circulates in the cavity uniformly.
Ceci est particulièrement avantageux lorsque la fente d'entrée présente une longueur qui fait que le fluide qui passe par cette fente d'entrée présente des débits qui varient le long de cette fente d'entrée. Les ouvertures de formes progressives dans la structure de distribution sont configurées pour compenser ces variations et éviter des zones mortes pour le fluide.This is particularly advantageous when the inlet slot has a length that causes the fluid passing through the inlet slot to have flow rates that vary along the inlet slot. The progressively shaped openings in the distribution structure are configured to compensate for these variations and avoid dead zones for the fluid.
Selon l’un des aspects de l’invention, les ouvertures de la structure de distribution en regard de la fente de sortie sont disposées suivant une rangée le long de cette fente de sortie.According to one aspect of the invention, the openings of the distribution structure facing the outlet slot are arranged in a row along this outlet slot.
Selon l’un des aspects de l’invention, la fente de sortie présente une forme longitudinale.According to one aspect of the invention, the outlet slot has a longitudinal shape.
Selon l’un des aspects de l’invention, la fente d'entrée de fluide et la fente de sortie de fluide s'étendent de manière parallèle.According to one aspect of the invention, the fluid inlet slot and the fluid outlet slot extend in parallel.
Selon l’un des aspects de l’invention, la cavité est alimentée par une fente d'entrée de fluide et deux fentes de sortie de fluide disposées de part et d’autre de la fente d'entrée de fluide.According to one aspect of the invention, the cavity is supplied by a fluid inlet slot and two fluid outlet slots arranged on either side of the fluid inlet slot.
Selon l’un des aspects de l’invention, les fentes d’entrée et de sortie présentent la même longueur.According to one aspect of the invention, the inlet and outlet slots have the same length.
En variante, les fentes d'entrée et de sortie peuvent présenter des formes et des dimensions différentes.Alternatively, the inlet and outlet slots may have different shapes and sizes.
Selon l’un des aspects de l’invention, chaque fente d'entrée et/ou de sortie de la cavité est en regard d'une rangée d'ouvertures formées sur les sommets de la structure de distribution.According to one aspect of the invention, each inlet and/or outlet slot of the cavity faces a row of openings formed on the tops of the distribution structure.
Selon l’un des aspects de l’invention, ces ouvertures sont séparées les unes les autres par un espace intercalaire ouvert sur la fente d’entrée et/ou de sortie.According to one aspect of the invention, these openings are separated from each other by an intermediate space open onto the entry and/or exit slot.
Autrement dit, chaque fente d'entrée et/ou de sortie voit une succession d’ouvertures et d'espaces intercalaires.In other words, each entry and/or exit slot sees a succession of openings and intercalary spaces.
Le fluide traversant la fente d'entrée circule alors à travers les ouvertures de la structure de distribution et dans les espaces intercalaires entre les ouvertures.Fluid passing through the inlet slot then flows through the openings in the distribution structure and into the spaces between the openings.
La structure de distribution permet ainsi de distribuer de manière appropriée le fluide qui entre par la fente d'entrée.The distribution structure thus allows the fluid entering through the inlet slot to be appropriately distributed.
Selon l’un des aspects de l’invention, l'empilement comprend une plaque de fermeture qui est pleine et qui définit au moins une zone de placement pour recevoir un composant à refroidir.According to one aspect of the invention, the stack comprises a closure plate which is solid and which defines at least one placement area for receiving a component to be cooled.
Selon l’un des aspects de l’invention, l'empilement comprend un couvercle qui est pourvu d’au moins une ouverture traversante formant une entrée ou une sortie de fluide.According to one aspect of the invention, the stack comprises a cover which is provided with at least one through opening forming a fluid inlet or outlet.
D’autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui suit d’une part, et de plusieurs exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins schématiques annexés d’autre part, sur lesquels :Other characteristics, details and advantages of the invention will emerge more clearly on reading the description which follows on the one hand, and several examples of embodiment given for informational and non-limiting purposes with reference to the attached schematic drawings on the other hand, in which:
Les caractéristiques, variantes et les différentes formes de réalisation de l’invention peuvent être associées les unes avec les autres, selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes par rapport aux autres. On pourra notamment imaginer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites par la suite de manière isolée des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique et/ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieur.The features, variants and different embodiments of the invention may be combined with each other, in various combinations, to the extent that they are not incompatible or mutually exclusive. In particular, variants of the invention may be imagined comprising only a selection of features described below in isolation from the other features described, if this selection of features is sufficient to confer a technical advantage and/or to differentiate the invention from the prior art.
On a représenté, sur les figures 1 à 5, un dispositif de régulation thermique 1 pour le refroidissement et/ou le chauffage de composants 2 dont le fonctionnement est sensible à la température.Figures 1 to 5 show a thermal regulation device 1 for cooling and/or heating components 2 whose operation is sensitive to temperature.
Ce dispositif de régulation thermique 1 comporte un socle collecteur 4 configuré pour participer à la formation de cavités 5 (au nombre de trois ici) de circulation de fluide, ce socle collecteur 4 présentant une forme longitudinale de direction X.This thermal regulation device 1 comprises a collector base 4 configured to participate in the formation of cavities 5 (three in number here) for fluid circulation, this collector base 4 having a longitudinal shape in direction X.
Ce dispositif de régulation thermique 1 comporte un couvercle 10 configuré pour fermer les cavités 5 de circulation de fluide, et comportant une ouverture traversante formant une entrée de fluide 11 et une ouverture traversante formant une sortie de fluide 12 dans le dispositif de régulation thermique 1. Ce couvercle 10 est réalisé en métal, ou à base de matière plastique.This thermal regulation device 1 comprises a cover 10 configured to close the fluid circulation cavities 5, and comprising a through opening forming a fluid inlet 11 and a through opening forming a fluid outlet 12 in the thermal regulation device 1. This cover 10 is made of metal, or of plastic material.
Les cavités 5 de circulation de fluide sont disposées suivant une rangée dans le sens longitudinal du socle collecteur 4.The fluid circulation cavities 5 are arranged in a row in the longitudinal direction of the collector base 4.
Les cavités 5 peuvent être identiques les unes par rapport aux autres ou, en variante, être de formes et/ou dimensions différentes.The cavities 5 may be identical to each other or, alternatively, be of different shapes and/or dimensions.
Les composants 2 à refroidir sont notamment choisis parmi des cellules de batterie, des composants électroniques tels qu’un module électronique à transistors, par exemple à transistors IGBT, ou un module d’un convertisseur DCDC. Ces composants 2 sont placés contre une face externe 100 du socle collecteur 4 pour être refroidis par conduction.The components 2 to be cooled are notably chosen from battery cells, electronic components such as an electronic module with transistors, for example with IGBT transistors, or a module of a DCDC converter. These components 2 are placed against an external face 100 of the collector base 4 to be cooled by conduction.
Le dispositif de régulation thermique 1 comportant un empilement de plaques 23 brasées ensemble, et formant un corps étanche 29 au sein duquel est aménagé un circuit de fluide caloporteur 50 qui s’étend, sur certains tronçons, dans le sens de la hauteur de l’empilement de plaques 23. Le socle collecteur 4 fait partie de ce corps étanche 29.The thermal regulation device 1 comprising a stack of plates 23 brazed together, and forming a sealed body 29 within which is arranged a heat transfer fluid circuit 50 which extends, over certain sections, in the direction of the height of the stack of plates 23. The collector base 4 is part of this sealed body 29.
Le circuit de fluide 50 passe par les cavités 5 qui sont en communication fluidique avec des fentes d’entrée de fluide et des fentes de sortie de fluide pour l’écoulement de fluide en dehors la cavité, ces fentes étant réalisées sur une plaque de distribution 18 comme on va maintenant le décrire.The fluid circuit 50 passes through the cavities 5 which are in fluid communication with fluid inlet slots and fluid outlet slots for the flow of fluid outside the cavity, these slots being produced on a distribution plate 18 as will now be described.
Comme représenté sur la
La plaque de distribution 18 est fixée avec le couvercle 10, par exemple par brasage ou soudage.The distribution plate 18 is fixed with the cover 10, for example by brazing or welding.
Le couvercle 10 comporte des reliefs 20 formés par emboutissage, qui définissent avec la plaque de distribution 18 deux zones de collecte de fluide 21 pour l'entrée et une zone de collecte de fluide 22 pour la sortie. Les zones de collecte 22 pour l’entrée sont disposées de part et d’autre de la zone de collecte de fluide 21 pour la sortie, zone 21 qui est centrale. Ces zones de collecte 21 et 22 s’étendent sur une majeure partie de la longueur du couvercle 10.The cover 10 comprises reliefs 20 formed by stamping, which define with the distribution plate 18 two fluid collection zones 21 for the inlet and a fluid collection zone 22 for the outlet. The collection zones 22 for the inlet are arranged on either side of the fluid collection zone 21 for the outlet, zone 21 which is central. These collection zones 21 and 22 extend over a major part of the length of the cover 10.
La plaque de distribution 18 est pourvue de fentes d'entrée de fluide 24 disposées en deux rangées de trois fentes et de fentes de sortie de fluide 25 disposées suivant en une rangée de trois fentes 25 au milieu de la plaque de distribution 18, comme on peut le voir par exemple sur la
Chaque fente 24, 25 d'entrée/de sortie de fluide présente une forme longitudinale selon l’axe X et sont parallèles entre elles.Each fluid inlet/outlet slot 24, 25 has a longitudinal shape along the X axis and are parallel to each other.
Chaque cavité 5 voit trois fentes 24, 25 parallèles.Each cavity 5 sees three parallel slots 24, 25.
Les autres plaques de l’empilement 23 présentent des fenêtres 14, réalisées par exemple par découpe d’une tôle qui forme les plaques. Les fenêtres 14, en étant empilées, forment les cavités 5.The other plates of the stack 23 have windows 14, made for example by cutting a sheet metal which forms the plates. The windows 14, when stacked, form the cavities 5.
Une plaque de fermeture 17, qui est pleine, définit la zone de placement pour recevoir les composants à refroidir. Cette plaque de fermeture 17 ferme l’empilement 23, sur le côté opposé au couvercle 10.A closing plate 17, which is solid, defines the placement area for receiving the components to be cooled. This closing plate 17 closes the stack 23, on the side opposite the cover 10.
Une structure de distribution de fluide caloporteur 35 est disposée dans chacune des cavités 5.A heat transfer fluid distribution structure 35 is arranged in each of the cavities 5.
Cette structure de distribution de fluide 35 permet de perturber efficacement la circulation du fluide dans le chemin de fluide afin d’améliorer le facteur dimensionnant puissance thermique / pertes de charge liquide.This fluid distribution structure 35 makes it possible to effectively disrupt the circulation of the fluid in the fluid path in order to improve the thermal power / liquid pressure loss dimensioning factor.
Comme on peut le voir sur la
Les ouvertures 36 sont disposées suivant trois rangées R1, R2 et R3 respectivement le long des fentes d'entrée 24 et des fentes de sortie de fluide 25.The openings 36 are arranged in three rows R1, R2 and R3 respectively along the inlet slots 24 and the fluid outlet slots 25.
Les rangées R1, R2 et R3 d'ouvertures 36 sont à équidistance les unes des autres.Rows R1, R2 and R3 of openings 36 are equidistant from each other.
Les ouvertures 36 sont formées sur un sommet 42 de la structure de distribution 35.The openings 36 are formed on a vertex 42 of the distribution structure 35.
La structure de distribution 35 est réalisée de manière monobloc, à savoir cette structure de distribution 35 est faite sur une pièce monobloc.The distribution structure 35 is produced in a single piece, namely this distribution structure 35 is made on a single piece.
Les ouvertures 36 sont obtenues par découpe.The openings 36 are obtained by cutting.
La structure de distribution 35 présente, en profil latéral, des ondulations 55.The distribution structure 35 has, in lateral profile, undulations 55.
Les ondulations 55 de la structure de distribution 35 présentent un pas régulier.The undulations 55 of the distribution structure 35 have a regular pitch.
En variante, les ondulations présentent un pas irrégulier.Alternatively, the ripples have an irregular pitch.
La structure de distribution 35 comprend une succession de sommets 42 et de creux 43 qui s'étendent sur une largeur W de la cavité 5.The distribution structure 35 comprises a succession of peaks 42 and troughs 43 which extend over a width W of the cavity 5.
Les sommets 42 et les creux 43 sont formés par des méplats.The peaks 42 and the troughs 43 are formed by flat areas.
Les ouvertures 36 sont formées sur les sommets 42 des ondulations 55.The openings 36 are formed on the peaks 42 of the corrugations 55.
Ces ouvertures 36 sont séparées, dans chaque rangée, les unes les autres par un espace intercalaire 45 ouvert sur la fente d’entrée et/ou de sortie.These openings 36 are separated, in each row, from each other by an intermediate space 45 open onto the entry and/or exit slot.
Autrement dit, chaque fente d'entrée et/ou de sortie 24, 25 voit une succession d’ouvertures 36 et d'espaces intercalaires 45.In other words, each entry and/or exit slot 24, 25 sees a succession of openings 36 and intermediate spaces 45.
Le fluide traversant la fente d'entrée 24 circule alors à travers les ouvertures 36 de la structure de distribution 35 et dans les espaces intercalaires 45 entre les ouvertures 36.The fluid passing through the inlet slot 24 then flows through the openings 36 of the distribution structure 35 and into the intermediate spaces 45 between the openings 36.
La structure de distribution 35 permet ainsi de distribuer de manière appropriée le fluide qui entre par les fentes d'entrée 24.The distribution structure 35 thus makes it possible to appropriately distribute the fluid which enters through the inlet slots 24.
Les sommets 42 et les creux 43 de la structure de distribution 35 ondulée sont reliées entre elles par des flancs 41.The peaks 42 and the troughs 43 of the undulating distribution structure 35 are connected to each other by sides 41.
Ces flancs 41 sont sensiblement parallèles les uns aux autres.These sides 41 are substantially parallel to each other.
Les flancs 41 qui relient les creux 43 et les sommets 42 consécutifs présentent des persiennes 50 ménageant des passages latéraux 51 de fluide à travers les flancs 41, permettant au fluide passant par les ouvertures 36 des sommets 42 de se distribuer dans les espaces intercalaires 45 à travers les persiennes 50.The flanks 41 which connect the hollows 43 and the consecutive peaks 42 have louvers 50 providing lateral passages 51 for fluid through the flanks 41, allowing the fluid passing through the openings 36 of the peaks 42 to be distributed in the intermediate spaces 45 through the louvers 50.
Ceci permet d'avoir une distribution uniforme du fluide à travers les ondulations 55 de la structure de distribution 35.This allows for a uniform distribution of the fluid across the corrugations 55 of the distribution structure 35.
Les persiennes 50 jouent également le rôle de perturbateur dans l'écoulement de fluide, ce qui permet d'améliorer la capacité d'échange thermique grâce à la présence de turbulences dans le fluide.The 50 louvers also act as a disruptor in the fluid flow, which improves the heat exchange capacity thanks to the presence of turbulence in the fluid.
Grâce aux ondulations, la structure de distribution 35 forme des chemins de fluide les uns à côté des autres.Due to the undulations, the distribution structure 35 forms fluid paths next to each other.
Ces chemins peuvent communiquer entre eux pour permettre une uniformisation du fluide dans la cavité.These paths can communicate with each other to allow uniformity of the fluid in the cavity.
La structure de distribution 35 peut être obtenue à partir d’une tôle en métal dans laquelle des découpes sont réalisées pour former les ouvertures 36 et les persiennes 50.The distribution structure 35 can be obtained from a metal sheet in which cutouts are made to form the openings 36 and the louvers 50.
Les ouvertures 36 sont directement en vis-à-vis des fentes 24, 25 d’entrée de fluide. Ainsi le fluide entrant par la fente d’entrée 24 peut circuler directement à travers les ouvertures 36 qui sont toutes entières sur les sommets 42 des ondulations de la structure de distribution 35.The openings 36 are directly opposite the fluid inlet slots 24, 25. Thus the fluid entering through the inlet slot 24 can flow directly through the openings 36 which are all on the peaks 42 of the undulations of the distribution structure 35.
Chaque ouverture 36 est formée sur une même ondulation et s’étend entièrement sur le sommet de l’ondulation 55.Each opening 36 is formed on the same corrugation and extends entirely over the top of the corrugation 55.
La rangée d'ouvertures 36 au regard de la fente d'entrée 25 peut présenter des ouvertures toutes identiques.The row of openings 36 opposite the entry slot 25 may have openings that are all identical.
En variante, la rangée d'ouvertures 36 en regard de la fente d'entrée 25 comporte des ouvertures de formes et/ou de dimensions différentes afin de répartir le fluide passant par cette fente d'entrée de manière évolutive de sorte que le fluide circule dans la cavité de manière uniforme.Alternatively, the row of openings 36 opposite the inlet slot 25 comprises openings of different shapes and/or dimensions in order to distribute the fluid passing through this inlet slot in a progressive manner so that the fluid circulates in the cavity in a uniform manner.
On a représenté sur la
- Réalisation des ouvertures formées sur les sommets des ondulations (étape 80),
- Réalisation des ouvertures supplémentaires sur les flancs, notamment des persiennes, et préformage des ondulations, notamment des rayons des convolutions des ondulations (étape 81),
- Tassage mécanique pour obtenir un pas prédéterminé des ondulations (étape 82),
- Découpe à une longueur prédéterminée de la structure de distribution 35 (étape 83).
- Making the openings formed on the peaks of the ripples (step 80),
- Production of additional openings on the sides, in particular the shutters, and preforming of the corrugations, in particular the radii of the convolutions of the corrugations (step 81),
- Mechanical tamping to obtain a predetermined pitch of the corrugations (step 82),
- Cutting to a predetermined length of the distribution structure 35 (step 83).
Les ouvertures et persiennes peuvent être réalisées lors de deux étapes successives, potentiellement avec à chaque étape l’utilisation d’un rouleau ou molette 90, 91 (« Fin forming roll » en anglais). Le préformage des ondulations peut être réalisé par un autre rouleau ou molette 92 (« Mechanical Packing Roll » en anglais).The openings and shutters can be made in two successive steps, potentially with the use of a roller or wheel 90, 91 (“Fin forming roll” in English) at each step. The preforming of the corrugations can be carried out by another roller or wheel 92 (“Mechanical Packing Roll” in English).
Claims (12)
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| FR2306628A FR3150282A1 (en) | 2023-06-26 | 2023-06-26 | Heat transfer fluid distribution structure |
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| FR2306628A FR3150282A1 (en) | 2023-06-26 | 2023-06-26 | Heat transfer fluid distribution structure |
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- 2024-06-18 WO PCT/EP2024/066893 patent/WO2025002906A1/en active Pending
- 2024-06-18 CN CN202480033692.1A patent/CN121263648A/en active Pending
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| Publication number | Publication date |
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