FR2878947A1 - Tube de transfert thermique a structure a ailette logeant la structure a ailette et echangeur thermique dans lequel est monte le tube de transfert thermique - Google Patents
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Abstract
Une structure à ailette (2), un tube de transfert thermique (2) et un échangeur thermique sont décrits, qui sont composés de plaques-ailettes logées dans un tube de transfert thermique (1) et permettant, malgré leur structure simple, de présenter une excellente efficacité de refroidissement en rendant uniforme la répartition et la vitesse d'écoulement d'un écoulement et en favorisant une action d'échange thermique efficace. La structure à ailette (2) comporte des plaques-ailettes logées dans un tube de transfert thermique et ayant une section carrée et une forme libre dans le sens longitudinal permettant de diviser un passage pour un fluide composé d'un support refroidi ou d'un support de refroidissement qui s'écoule dans le tube de transfert thermique en une pluralité de petits passages. Dans la structure à ailette (2), au moins un élément (2-1) parmi des encoches, trous traversants (4), parties relevées, nervures et creux, etc. est formé sur les côtés ou les parois supérieures ou inférieures des plaques-ailettes. Le tube de transfert thermique (1) loge la structure à ailette (2). Le tube de transfert thermique (1) est monté dans l'échangeur thermique.
Description
TUBE DE TRANSFERT THERMIQUE A STRUCTURE A AILETTE LOGEANT LA STRUCTURE A
AILETTE ET ECHANGEUR THERMIQUE DANS LEQUEL EST MONTE LE TUBE DE TRANSFERT THERMIQUE
Arrière-plan de l'invention 1. Domaine de l'invention La présente invention concerne une structure à ailette permettant d'agiter un fluide dans un échangeur thermique et plus particulièrement une structure à ailette qui est logée dans un tube de transfert thermique d'un appareil de refroidissement de type à échange thermique permettant de provoquer une action d'agitation afin d'établir des écoulements ou régimes turbulents dans un fluide d'un support refroidi ou d'un support de refroidissement s'écoulant dans le tube de transfert thermique afin d'agrandir le contact entre la paroi du tube de transfert thermique et le fluide, et pour rendre uniforme la vitesse d'écoulement ou le débit du fluide qui s'écoule dans le tube de transfert thermique afin d'obtenir une excellente fonction d'échange thermique; un tube de transfert thermique destiné à un échangeur thermique logeant la structure à ailette; et un échangeur thermique dans lequel est monté le tube de transfert thermique.
2. Description de [a technique apparentée
Ces dernières années, de nombreux échangeurs thermiques destinés à des fluides de plusieurs types tels que des fluides liquide-liquide, liquide-gaz ou gaz-gaz ont été utilisés non seulement en tant que refroidisseur EGR permettant la recirculation des gaz d'échappement d'une automobile mais également en tant que refroidisseur de gaz d'échappement, refroidisseur de carburant, refroidisseur d'huile, refroidisseur intermédiaire ou similaires. De nombreux dispositifs ont été élaborés dans le tube de transfert thermique, dans lequel ces fluides s'écoulent, afin d'absorber ou de faire rayonner de manière efficace la chaleur propre du fluide. Par exemple, le procédé, dans lequel le gaz d'échappement est partiellement extrait du système d'échappement d'un moteur diesel et renvoyé de nouveau au système d'admission du moteur et ajouté au mélange air-carburant, est appelé "EGR" (recirculation des gaz d'échappement) afin de supprimer les émissions de NOx (oxydes d'azote), et par conséquent obtenir de nombreux effets permettant de réduire les pertes de la pompe et les pertes de rayonnement du liquide de refroidissement, qui accompagnent la chute de température du gaz de combustion, pour augmenter la température spécifique due au changement de la quantité/composition du gaz de travail et améliorer le rendement du cycle en conséquence. Par conséquent, I'EGR a été largement adopté en tant que procédé efficace pour nettoyer le gaz d'échappement du moteur diesel ou pour améliorer le rendement thermique.
Toutefois, à mesure que le gaz EGR augmente en température et augmente en débit, son action thermique détériore la durabilité de la soupape EGR et peut endommager la soupape EGR de manière précoce, Afin de contrer ce problème, une structure refroidie à l'eau doit être élaborée en fournissant un système de refroidissement. Il y a également un autre phénomène selon lequel l'efficacité recharge chute afin d'abaisser l'usage à mesure que la température d'admission augmente. Afin d'éviter cette situation, un appareil a été utilisé pour refroidir [e gaz EGR à l'aide d'un liquide de refroidissement de moteur, un réfrigérant de conditionnement d'air de véhicule, une bobine de refroidissement et similaires. On a proposé de nombreux appareils de refroidissement de gaz EGR du type à échange thermique gaz-liquide pour refroidir le gaz ou le gaz EGR à l'aide de l'eau de refroidissement du moteur. Des ailettes de plusieurs types sont logées en tant que moyens permettant d'améliorer la performance d'échange thermique dans les tubes destinés à l'écoulement du gaz EGR. Parmi les appareils de refroidissement de gaz EGR du type à échange thermique gaz-liquide, un appareil de refroidissement de gaz EGR d'un type à échange thermique et à deux tubes est toujours largement demandé puisqu'il présente une structure simple lui permettant d'être monté facilement dans un espace d'installation étroit. Par exemple, il existe de nombreux échangeurs thermiques de type à deux tubes comportant un échangeur thermique de type à deux tubes (voir le document JP-A-1123181 (pages 1 à 6, figures 1 et 2), par exemple), dans lesquels un tube externe permettant de faire passer un liquide est agencé autour d'un tube interne permettant de faire passer un gaz EGR chaud afin d'assurer l'échange thermique entre le gaz et le liquide et dans lesquels des feuilles de métal ondulées sont insérées en tant qu'ailettes dans le tube interne et un échangeur thermique de type à deux tubes (voir le document JP-A-2000- 111277 (pages 1 à 12, figures 1 à 12), par exemple), qui comporte un tube interne permettant de faire passer le support refroidi, un espace de tube externe permettant de renfermer la circonférence externe du tube interne, et des ailettes de rayonnement agencées dans le tube interne et ayant une fonction de relaxation de la contrainte thermique.
Selon l'échangeur thermique de type à deux tubes logeant la structure à ailette largement améliorée, une excellente efficacité de refroidissement peut être raisonnablement attendue malgré le fait que la structure est simple et compacte. Par conséquent, de nombreux échangeurs thermiques de type à deux tubes ont déjà été utilisés dans la pratique en tant qu'échangeur thermique de refroidissement de gaz EGR, dont l'espace de montage est limité comme dans une automobile de petite taille. Du fait de la structure compacte, le débit absolu du fluide est limité en soi et pose donc un problème non résolu à ce jour qui est la quantité totale d'échange thermique. Afin de résoudre ce problème, l'échangeur dit à calandre a été adopté bien que sa structure soit plus ou moins compliquée et qu'il doive être de taille importante. De nombreuses améliorations ont été apportées à ces échangeurs thermiques. Dans un exemple d'échangeur du type à calandre, une admission d'eau de refroidissement est fixée à une extrémité de la circonférence externe d'un corps de calandre constituant un manchon de refroidissement, et une tuyère destinée à ['évacuation de l'eau de refroidissement est fixée à l'autre extrémité de celui-ci. Un tube permettant d'introduire un gaz EGR chaud est intégré dans une extrémité longitudinale du corps de calandre, et un tube permettant de refouler le gaz EGR ayant subi l'échange thermique est intégré dans l'autre extrémité de celui-ci. Une pluralité de tubes de transfert thermique plats est fixée de manière espacée dans les plaques tubulaires fixées sur les côtés internes des tubes individuels de telle sorte que le gaz EGR chaud s'écoule dans le tube de transfert thermique plat dans l'eau de refroidissement qui s'écoule dans le corps de calandre. Outre la surface de transfert thermique élevée formée par ces tubes de transfert thermique plats, des plaques-ailettes en forme de C sont fixées sur [es circonférences internes des tubes de transfert thermique plats afin de réduire les écoulements de gaz EGR et d'accroître davantage la surface de transfert thermique. Ainsi, l'échangeur thermique du type à calandre qui présente l'excellente efficacité d'échange thermique est décrit (voir le document JP-A-2 002-107091(pages 1 à 3, figures 1 à 3), par exemple).
Dans les techniques apparentées individuelles mentionnées ci- dessus, des effets considérables peuvent être attendus en ce que l'écoulement de gaz est affiné afin d'augmenter la surface de contact avec les ailettes striées en logeant les ailettes dans le refroidisseur de gaz EGR de type à deux tubes, tel que décrit dans les documents JP-A- 11-23181 et JP-A-2 000-111277. Toutefois, la plupart des tuyaux formant les passages de gaz EGR présentent des circonférences internes lisses dans le sens de la longueur de telle sorte que le transfert thermique au niveau du centre des tuyaux est insuffisant. En outre, le gaz s'écoule tout droit le long des tuyaux de gaz EGR de telle sorte que les turbulences de l'écoulement de gaz sont insuffisantes pour réduire la couche limite de la face de transfert thermique, ce qui rend la performance du transfert thermique insuffisante. En outre, la structure de type à deux tubes compacte soulève un problème non résolu en ce que la valeur absolue de la chaleur à échanger est faible. Dans l'échangeur thermique du type à calandre décrit dans le document JP-A-2002-107091, les plaques-ailettes logées dans le tube plat sont formées perpendiculairement à l'écoulement gazeux. Par conséquent, le fluide est agité d'une manière tellement insuffisante que la séparation des lignes de courant et l'effet d'agitation du fluide ne peuvent être suffisants.
En outre, ces dernières années, un échangeur thermique à calandre 20, tel que représenté sur la figure 16, a été largement adopté non seulement en tant qu'appareil de refroidissement de gaz EGR mentionné ci- dessus mais également en tant qu'exemple d'appareil de refroidissement de type à échange thermique comportant cet appareil de refroidissement de gaz EGR. Dans l'échangeur thermique à calandre 20, un groupe de tubes de transfert thermique 23 est formé dans une calandre 21 permettant à l'eau de refroidissement de s'écouler à l'intérieur à travers les plaques tubulaires 25 grâce à une pluralité de tubes de transfert thermique. Le fluide chaud, introduit depuis une admission de support refroidi g1 formée dans un tube 22-1, est refoulé à partir d'une évacuation de support refroidi g2 disposée dans un tube 22-2 sur le côté opposé. A ce moment-là, le fluide chaud subit un échange thermique avec l'eau de refroidissement, qui s'écoule dans la calandre 21 à travers la paroi des tubes de transfert thermique formant le groupe de tubes de transfert thermique 23 dans une direction perpendiculaire à celle de l'écoulement du support refroidi, de telle sorte que le fluide chaud est refroidi à une température prédéterminée. En outre, des tubes de transfert thermique individuels 23-1 formant le groupe de tubes de transfert thermique 23 sont aplatis, tel que représenté sur les figures 17A à 17C, afin d'agrandir leurs surfaces de contact. Des plaques-ailettes striées 26, qui présentent une section carrée et une forme libre dans le sens longitudinal, sont fixées dans le tube de transfert thermique plat 23-1 afin de définir le passage du fluide chaud ou du support refroidi dans une pluralité de petits passages. Les plaques-ailettes 26 sont ondulées, tel que représenté sur la figure 17C, afin de permettre au fluide de serpenter dans les petits passages et d'agrandir ainsi la surface de transfert thermique. Ainsi, des structures à ailettes de ce type permettant d'améliorer l'efficacité de l'échange thermique ont été proposées pour obtenir leurs effets initiaux individuels. Dans les tubes de transfert thermique présentant la structure à ailette formée en soumettant le matériau de la plaque d'une feuille métallique mince unique dans le tube de transfert thermique plat à un traitement de plastique spécial, toutefois, la perte de pression du fluide dans les petits passages formés par la structure à ailette est si faible que le fluide qui s'écoule entre les petits passages n'est pas réparti uniformément pour provoquer une répartition non uniforme de la vitesse d'écoulement. En outre, les petits passages, qui sont divisés par les plaques-ailettes composées de la plaque métallique mince unique, forment les passages indépendants individuellement mais ne communiquent pas l'un avec l'autre. Par conséquent, la répartition non uniforme de la vitesse d'écoulement, si elle est provoquée une fois, ne peut être éliminée et pose un problème non résolu en ce que l'efficacité de l'échange thermique est considérablement amoindrie du fait de la déviation de la répartition de la vitesse d'écoulement. En outre, la non-uniformité de la répartition du fluide 1 o dans les petits passages divisés des tubes de transfert thermique rend impossible le refroidissement de l'excès de fluide qui s'écoule, s'il existe, à une température comprise dans la gamme de températures souhaitées. Dans le cas où l'écoulement de fluide est court, par ailleurs, le refroidissement du fluide se fait, mais le fluide n'arrive pas à atteindre le débit prédéterminé de telle sorte que la chaleur échangée est réduite en conséquence. Même dans la structure à ailette mentionnée ci-dessus améliorée pour permettre l'augmentation de l'efficacité de l'échange thermique, des difficultés sont rencontrées par le procédé de montage ou l'usinage de la structure à ailette comme l'usinage plastique compliqué de telle sorte qu'une performance suffisante ne peut être obtenue. Le problème sérieux resté sans réponse est la manière de réaliser plus d'améliorations.
Résumé de l'invention L'invention a pour objet de résoudre ces problèmes et de proposer une structure à ailette qui est fixée dans un tube de transfert thermique plat et qui présente une excellente efficacité d'échange thermique même avec une structure simple en l'améliorant, un tube de transfert thermique et d'échange thermique dans lequel est fixée la structure à ailette et un échangeur thermique dans lequel est monté le tube de transfert thermique.
Afin de résoudre les problèmes, selon un aspect de l'invention, on propose une structure à ailette comprenant des plaques-ailettes logées dans un tube de transfert thermique et ayant une section carrée et une forme libre dans le sens longitudinal afin de diviser un passage pour un fluide composé d'un support refroidi ou d'un support de refroidissement qui s'écoule dans ledit tube de transfert thermique, en une pluralité de petits passages, caractérisée en ce qu'au moins un élément parmi les encoches, trous traversants, parties relevées, nervures et creux etc. est formé sur les côtés ou sur les parois supérieures ou inférieures desdites plaques-ailettes.
En outre, la structure à ailette selon l'invention est caractérisée en ce que ledit tube de transfert thermique est un tube plat, et en ce que ladite pluralité de petits passages formés par les plaques- ailettes logées dans ledit tube de transfert thermique plat et ayant une coupe carrée et une forme libre dans le sens longitudinal est incurvée ou droite dans le sens longitudinal.
Dans un aspect préféré de la structure à ailette selon l'invention, en outre, les plaques-ailettes sont individuellement composées d'un matériau de plaque d'une feuille mince en métal, et le moyen permettant de former les encoches, trous traversants, parties relevées, nervures et creux etc. dans ledit matériau de plaque est soit un procédé d'usinage mécanique comme un travail à la presse soit un procédé d'usinage chimique comme une attaque chimique.
Dans un aspect préféré de la structure à ailette selon l'invention, un moyen permettant de loger les plaques-ailettes dans le tube de transfert thermique est choisi de manière appropriée parmi un moyen de soudage, brasage ou un autre moyen d'assemblage, et les plaques-ailettes sont assemblées en une seule pièce sur le tube de transfert thermique.
Selon un autre aspect de l'invention, on propose un tube de transfert thermique caractérisé en ce qu'une structure à ailette, qui comporte des plaques-ailettes logées dans un tube de transfert thermique et ayant une section carrée et une forme libre dans le sens longitudinal permettant de diviser un passage pour un fluide composé d'un support refroidi ou d'un support de refroidissement qui s'écoule dans le tube de transfert thermique, en une pluralité de petits passages et dans lequel au moins l'un des éléments parmi des encoches, trous traversants, parties relevées, nervures et creux etc. est formé sur les côtés ou sur les parois supérieures ou inférieures desdites plaques-ailettes, est logée dans le tube.
En outre, dans le tube d'échange thermique selon l'invention, le tube d'échange thermique est un tube plat, et la pluralité de petits passages formés par les plaques-ailettes logées dans le tube de transfert thermique plat et ayant une section carrée et une forme libre dans le sens longitudinal est incurvée ou droite dans le sens longitudinal.
En outre, selon un aspect préféré du tube de transfert thermique, les structures à ailettes logées dans le tube de transfert thermique sont individuellement composées d'un matériau de plaque d'une feuille mince de métal, et un moyen permettant de former les encoches, trous traversants, parties relevées, nervures et creux etc. dans le matériau de plaque constitue soit un procédé d'usinage mécanique comme un usinage à la presse soit un procédé d'usinage chimique comme une attaque chimique.
Dans un aspect préféré du tube d'échange thermique selon l'invention, un moyen permettant de loger la structure à ailette dans le tube de transfert thermique est choisi de manière appropriée parmi un moyen de soudage, de brasage ou un autre moyen d'assemblage et les plaques-ailettes sont assemblées en une seule pièce sur le tube de transfert thermique.
Selon un autre aspect de l'invention, on propose un échangeur thermique qui est caractérisé en ce qu'il comprend au moins l'un des tubes de transfert thermique plats assemblés dans celui-ci, en ce que la structure à ailette comprend des plaques-ailettes logées dans un tube de transfert thermique et ayant une coupe carrée et une forme libre dans le sens longitudinal permettant de diviser un passage pour un fluide composé d'un support refroidi ou d'un support de refroidissement qui s'écoule dans ledit tube de transfert thermique, en une pluralité de petits passages et en ce qu'au moins un élément parmi des encoches, trous traversants, parties relevées, nervures et creux, etc. est formé sur les côtés ou sur les parois supérieures ou inférieures desdites plaques- ailettes.
Selon la structure à ailette précédente de l'invention, au moins un élément parmi les encoches, trous traversants, parties relevées, nervures et creux, etc. est formé sur le côté ou sur la paroi supérieure ou inférieure de la plaque-ailette 3o qui est logée dans le tube de transfert thermique plat et qui divise le passage de fluide, soit le support refroidi soit le support de refroidissement, qui s'écoule dans le tube de transfert thermique en la pluralité de petits passages présentant la section carrée et la forme libre dans le sens longitudinal. Dans les petits passages adjacents, les fluides s'écoulent dans chacun d'eux de telle sorte que l'écoulement dans le sens perpendiculaire à l'écoulement qui se fait dans le tube de transfert thermique plat est libéré. Par conséquent, aucune déviation des vitesses d'écoulement des écoulements qui se font dans les petits passages divisés à partir du tube de transfert thermique n'est établie et donc la répartition qui s'accompagne n'est jamais non uniforme dans la vitesse d'écoulement. Ainsi, la structure peut maintenir uniforme la vitesse d'écoulement. En outre, la pression du fluide est uniforme entre les passages individuels divisés dans les petits passages de telle sorte que la répartition du fluide est moyennée pour améliorer la performance d'échange thermique, Ici, dans la structure à ailette présentant au moins une nervure ou un creux formé(e) sur le côté ou sur la paroi supérieure ou inférieure de la plaque-ailette ayant la section carrée pour former la structure à ailette, la communication mutuelle entre les fluides dans les petits passages divisés est impossible. Toutefois, la nervure ou le creux formé(e) dans la partie de paroi, c'est-à-dire dans la partie en coin incurvée agit de manière efficace sur les lignes de courant du fluide de telle sorte qu'un excellent effet d'agitation peut être obtenu. En formant les encoches, trous traversants, parties relevées ou similaires mentionnées ci-dessus dans les parois latérales, en outre, non seulement le phénomène de communication mentionné ci-dessus entre les fluides, mais également un échange thermique peuvent être obtenus et donc on peut obtenir une excellente efficacité de refroidissement, Selon le tube de transfert thermique plat logeant la structure à ailette, en outre, le fluide peut s'écouler librement dans et hors des petits passages divisés et fractionnés par les encoches, trous traversants, parties relevées, nervures et creux, etc. formés sur les côtés de la structure à ailette. Par conséquent, le mélange et la collision entre les fluides peuvent se produire fréquemment, ce qui établit des turbulences et des vortex dans le fluide de travail, et les lignes d'écoulement du fluide sont perturbées de manière compliquée, ce qui sépare l'écoulement laminaire et répète les actions d'agitation efficaces de telle sorte que le-fluide" qui s'écoule dans le tube de transfert thermique peut se remettre en contact avec la paroi du tube d'échange thermique et les ailettes ce qui permet d'obtenir un échange thermique efficace. En outre, les parties d'extrémité devant être formées des encoches, trous traversants, parties relevées, nervures et creux etc. mentionnés ci-dessus provoquent les effets de bord d'échange thermique de telle sorte que la performance d'échange thermique peut être davantage améliorée. Ainsi, la structure à ailette selon l'invention peut être logée de manière appropriée en tant que plaque-ailette d'agitation de fluide non seulement dans l'appareil de refroidissement d'échange thermique multitubulaire mais également dans le refroidisseur de gaz d'échappement, ou le tube de transfert thermique d'échange de chaleur d'un refroidisseur de gaz EGR, refroidisseur de carburant, refroidisseur d'huile ou refroidisseur intermédiaire. En même temps, le tube de transfert thermique logeant la structure à ailette et l'échangeur thermique de l'invention dans lequel est monté le tube de transfert thermique permettent de réduire la taille et le poids de ces appareils grâce à leurs excellentes performances d'échange thermique et contribuent au caractère compact de l'appareil. Ainsi, l'échangeur thermique, qui peut être facilement installé dans un espace limité, peut être proposé à un coût relativement bas.
Brève description des dessins
Les figures 1A et 1B représentent une structure à ailette selon un mode de réalisation de l'invention et une unité unique d'un tube de transfert thermique plat logeant la structure à ailette, la figure 1A représentant une élévation avant et la figure 1B représentant une vue en perspective schématique de la partie essentielle.
La figure 2 est une vue en perspective agrandie d'une partie essentielle de la structure à ailette logée dans le même mode de réalisation.
La figure 3 est une vue en plan de dessus schématique du même mode de réalisation représentant une partie de l'écoulement d'un fluide chaud qui s'écoule dans le tube de transfert thermique.
La figure 4 représente une structure à ailette selon un deuxième mode de réalisation de l'invention et une unité unique d'un tube de transfert thermique plat logeant la structure à ailette et présente une vue en perspective de la partie essentielle.
La figure 5 représente une structure à ailette selon un troisième mode de réalisation de l'invention et une unité unique d'un tube de transfert thermique plat logeant la structure à ailette, et présente une vue en perspective schématique de la partie essentielle.
La figure 6 est une vue en perspective agrandie représentant une partie essentielle d'une structure à ailette logée dans le même mode de réalisation.
La figure 7 présente un état de répartition de fluide et une distribution de vitesse d'écoulement d'un fluide chaud dans le même mode de réalisation.
La figure 8 est une vue en perspective schématique représentant une 10 partie essentielle d'une structure à ailette d'un quatrième mode de réalisation selon l'invention.
La figure 9 est une vue en perspective schématique représentant une partie essentielle d'une structure à ailette d'un cinquième mode de réalisation selon l'invention.
Les figures 10A à toc représentent une partie essentielle d'une unité unique d'une structure à ailette selon un sixième mode de réalisation de l'invention, la figure 10A présentant une vue en plan de dessus; la figure 10B présentant une élévation latérale; et la figure 10C présentant une élévation avant.
La figure 11 est une élévation avant partiellement en coupe représentant un échangeur thermique du type à calandre selon un septième mode de réalisation de l'invention.
La figure 12 est une vue en perspective représentant une partie essentielle d'une plaque-ailette d'une première comparaison selon l'invention et une unité 25 unique d'un tube de transfert thermique plat logeant la plaque-ailette.
La figure 13 est une vue en perspective agrandie d'une partie essentielle de la plaque-ailette logée dans le même exemple de comparaison.
La figure 14 représente un état de répartition de fluide et une distribution de vitesse d'écoulement d'un fluide chaud dans le même exemple de comparaison.
La figure 15 est une vue en perspective représentant une partie essentielle d'une plaque-ailette d'un deuxième exemple de comparaison selon l'invention et une unité unique d'un tube de transfert thermique plat logeant la plaque-ailette.
La figure 16 est une élévation latérale schématique permettant d'expliquer le fonctionnement d'un échangeur thermique du type à calandre de la technique apparentée.
Les figures 17A à 17C représentent un tube de transfert thermique plat qui est monté dans l'échangeur thermique mentionné ci-dessus et qui loge des ailettes striées de section carrée, et un manchon de refroidissement (ou corps de calandre), la figure 17A présentant une coupe prise le long de la ligne A-A de la figure 16; la figure 17B présentant une élévation avant représentant un tube de transfert thermique plat; et la figure 17C présentant une vue en plan de dessus de la plaque-ailette logée dans le tube de transfert thermique plat.
Description des modes de réalisation préférés
Les modes de réalisation de l'invention vont être décrits plus en détails en référence aux dessins joints.
Les figures 1A et 1B représentent une structure à ailette selon un mode de réalisation de l'invention et une unité unique d'un tube de transfert thermique plat logeant la structure à ailette. La figure 1A présente une élévation avant et la figure 1B présente une vue en perspective schématique de la partie essentielle. La figure 2 est une vue en perspective agrandie d'une partie essentielle de la structure à ailette logée dans le même mode de réalisation. La figure 3 est une vue en plan de dessus schématique du même mode de réalisation représentant une partie de l'écoulement d'un fluide chaud dans le tube de transfert thermique. La figure 4 représente une structure à ailette selon un deuxième mode de réalisation de l'invention et une unité unique d'un tube de transfert thermique plat logeant la structure à ailette et présente une vue en perspective schématique de la partie essentielle. La figure 5 représente une structure à ailette selon un troisième mode de réalisation de l'invention et une unité unique d'un tube de transfert thermique plat logeant la structure à ailette et présente une vue en perspective schématique de la partie essentielle. La figure 6 est une vue en perspective agrandie représentant une partie essentielle d'une structure à ailette logée dans le même mode de réalisation. La figure 7 présente un état de répartition de fluide et une répartition de vitesse d'écoulement d'un fluide chaud dans le même mode de réalisation. La figure 8 est une vue en perspective schématique représentant une partie essentielle d'unestructure à ailette d'un quatrième mode de réalisation selon l'invention. La figure 9 est une vue en perspective schématique représentant une partie essentielle d'une structure à ailette d'un cinquième mode de réalisation selon l'invention. Les figures 10A à 10C représentent une partie essentielle d'une unité unique d'une structure à ailette selon un sixième mode de réalisation de l'invention. La figure 10A présente une vue en plan de dessus; la figure 10B présente une élévation latérale; et la figure 10C présente une élévation avant. La figure 11 est une élévation avant partiellement en coupe représentant un échangeur thermique à calandre selon un septième mode de réalisation de l'invention. La figure 12 est une vue en perspective représentant une partie essentielle d'une plaque-ailette d'un premier exemple de comparaison selon l'invention et une unité unique d'un tube de transfert thermique plat logeant la plaque-ailette. La figure 13 est une vue en perspective agrandie d'une partie essentielle de la plaque-ailette devant être logée dans le même exemple de comparaison. La figure 14 présente un état de répartition de fluide et une distribution de vitesse d'écoulement d'un fluide chaud dans le même exemple de comparaison. La figure 15 est une vue en perspective présentant une partie essentielle d'une plaque-ailette d'un deuxième exemple de comparaison selon l'invention et une unité unique d'un tube de transfert thermique plat logeant la plaque-ailette.
(Modes de réalisation) L'invention va être décrite plus en détails conjointement avec ses modes de réalisation. Toutefois, l'invention ne doit pas être limitée par les modes de réalisation, mais sa configuration peut être librement configurée en restant dans la portée de celles-ci.
(Mode de réalisation 1) Dans la plaque-ailette selon le premier mode de réalisation de l'invention, une pluralité d'éléments de plaque a été obtenue en usinant une feuille mince composée d'acier austénitique SUS304 d'une épaisseur de 0,2 mm, tel que représenté sur les figures 1A et 1B, en un carré d'une taille prédéterminée, et des encoches prédéterminées 2-1 ont été formées en poinçonnant huit feuilles des éléments de plaque à l'aide d'une presse. Ainsi, les éléments formant plaque ont été soumis à un usinage plastique afin de fabriquer une structure à ailette 2 ayant une section rectangulaire présentant des stries dans le sens longitudinal et plusieurs encoches 2-1 sur les côtés, tel que représenté sur la figure 2. La structure à ailette 2 ainsi obtenue a été insérée dans un tube de transfert thermique plat 1 composé d'un matériau identique et présentant une épaisseur de 0,5 mm, et a été assemblée par brasure dans une structure en une seule pièce de manière à être divisée en une pluralité de petits passages 3 présentant les sections carrées dans le tube de transfert thermique plat 1 et les stries dans le sens longitudinal. Ici, les différentes encoches 2-1 ont été formées dans les parois latérales des petits passages 3 grâce au travail à la presse mentionné ci-dessus de telle sorte que les petits passages adjacents 3 divisés communiquent les uns avec les autres. Huit tubes de transfert thermique plats ainsi formés ont été préparés et montés en tant que passages de gaz dans l'appareil de refroidissement de gaz EGR (non représenté) dans le manchon de refroidissement. Ce manchon de refroidissement a été soumis à des essais de performance de refroidissement, et les résultats des essais ont été comparés à ceux de la technique apparentée sur la base de l'exemple de comparaison 1 et sont présentés dans le tableau 1. A partir des résultats énumérés dans le tableau 1, les éléments suivants ont été confirmés. Dans le cas de l'invention, le gaz EGR a été autorisé à s'écouler à l'intérieur et à l'extérieur entre les petits passages adjacents 3 grâce à l'action de la structure à ailette logée de telle sorte que sa pression a été rendue uniforme entre les petits passages 3. Tel que représenté sur la figure 7, la répartition de l'écoulement et la distribution de la vitesse d'écoulement du gaz EGR s'écoulant dans les petits passages 3b d'un tube de transfert thermique lb ont été maintenues homogènes, tel que représenté sur la figure 7, l'échange thermique avec le manchon de refroidissement autour du tube de transfert thermique a été optimisé de manière efficace pour obtenir une efficacité de température élevée.
Tableau 1
Condition de l'essai Efficacité de la tempéra- tune (%) Débit de Température Température Température Perte de l'eau (gis) de l'eau ( C) de l'admission de l'évacua- pression du gaz ( C) Lion du gaz (kpa) ( C) Invention 20 80 400 106 1,1 92 Technique 20 80 400 138 1,3 82 antérieure Le matériau de plaque permettant de former la structure à ailette mentionnée ci-dessus 2 selon le mode de réalisation était une feuille mince d'acier austénitique SUS 304. II n'est toutefois pas exclu d'utiliser de manière appropriée un autre matériau métallique, s'il s'agit d'un matériau présentant une résistance mécanique prédéterminée, une excellente résistance thermique, une excellente résistance à la corrosion et un excellent transfert thermique, ainsi qu'une usinabilité satisfaisante. En outre, un moyen permettant de former les encoches 2-1 utilisé dans le mode de réalisation était le poinçonnage à la presse. Toutefois, le procédé permettant de former les encoches peut être un découpage mécanique, un usinage par décharge électrique ou laser. En outre, les encoches peuvent également être formées par masquage du matériau de plaque ou par attaque chimique de celui-ci dans une solution corrosive à l'aide d'un moyen chimique.
(Mode de réalisation 2) Tel que représenté sur la figure 4, une structure à ailette striée 2a a été préparée comme dans le mode de réalisation 1, à la différence que des trous traversants circulaires 4 ont été formés à la place des encoches 2-1 du mode de réalisation 1 dans les parois latérales des petits passages 3a formés par la structure à ailette 2a. La structure à ailette 2a obtenue a été assemblée en une seule pièce sur un tube de transfert thermique plat comme celui du mode de réalisation 1 par un moyen similaire de telle sorte que huit tubes d'échange thermique plats de l'échangeur thermique la ayant chacun la structure à ailette 2b ont été obtenus, tel que représenté sur la figure 4.Ensuite, le tube de transfert thermique la a été monté dans l'appareil de refroidissement de gaz EGR comme dans le mode de réalisation 1 et a été soumis à des essais de refroidissement dans les mêmes conditions que celles du mode de réalisation 1.
Les résultats ont montré que l'on avait obtenu une efficacité de refroidissement sensiblement équivalente à celle du mode de réalisation 1.
(Mode de réalisation 3) Une structure à ailette 2b, tel que représenté sur la figure 6, a été préparée comme dans le mode de réalisation 2, à la différence que la forme du matériau de plaque était droite dans le sens longitudinal. Ici, le moyen permettant de préparer la structure à ailette 2b n'a pas nécessité d'usinage plastique compliqué ; un travail à la presse simple comme le poinçonnage des trous traversants 4a a suffi, de telle sorte que le coût de fabrication de la structure à ailette 2b peut être considérablement réduit. La structure à ailette 2b a été insérée dans un tube de transfert thermique plat comme dans le mode de réalisation 2 et a été assemblée en une seule pièce par des moyens similaires de telle sorte que huit tubes de transfert thermique plats lb logeant chacun la structure à ailette 2b ont été fabriqués, tel que représenté sur la figure 5. Ensuite, les huit tubes de transfert thermique lb ont été montés dans l'appareil de refroidissement de gaz EGR comme dans le mode de réalisation 2 et soumis aux essais de refroidissement dans les mêmes conditions. Les résultats ont montré que l'efficacité de l'échange thermique a été légèrement réduite par rapport à celle du mode de réalisation 2 mais que l'efficacité de refroidissement était pratiquement suffisante.
(Mode de réalisation 4) Une structure à ailette 2c a été préparée sensiblement comme dans le mode de réalisation 3, à la différence qu'une pluralité de parties relevées 2c-1 de forme rectangulaire a été formée, tel que représenté sur la figure 8, et que les parties restantes sont relevées vers les passages 3c de manière à former une pluralité d'ailettes relevées 2c-2 faisant saillie à la manière d'une languette vers la partie amont du passage 3c. Un moyen permettant de préparer la structure à ailette 2c dans le présent mode de réalisation n'a pas besoin d'usinage plastique compliqué comme dans le mode de réalisation 2 et un simple travail de poinçonnage suffit pour former les parties relevées 2c- 1, de telle sorte que le coût de fabrication de la structure à ailette 2c peut être considérablement réduit. Cette structure à ailette 2c a été insérée dans et assemblée sur le tube de transfert l0 thermique plat comme dans le mode de réalisation 3 de telle sorte que huit tubes de transfert thermique (non représentés) selon le présent mode de réalisation logeant chacun la structure à ailette 2c ont été obtenus. Ces huit tubes de transfert thermique 1c obtenus ont été montés comme dans le mode de réalisation 3 dans l'échangeur thermique de type à calandre de l'appareil de. . refroidissement de gaz EGR et ont été soumis à des essais de refroidissement dans les mêmes conditions. Les résultats ont montré que l'écoulement du fluide chaud était impossible mais que les effets de bord devant être provoqués par la pluralité d'ailettes relevées 2c-2 faisant saillie à la manière d'une languette dans les passages 3c servaient à séparer tous les écoulements laminaires du gaz EGR chaud s'écoulant dans les passages 3c, ce qui a permis d'obtenir une efficacité de refroidissement sensiblement équivalente à celle du mode de réalisation 3.
(Mode de réalisation 5) Une structure à ailette 2d a été préparée sensiblement de la même façon que dans le mode de réalisation 4, à la différence que la partie relevée 2c-1 du mode de réalisation 4 est une partie relevée triangulaire 2d-1 dans le présent mode de réalisation, tel que représenté sur la figure 9, et qu'une pluralité d'ailettes relevées 2d-2 faisant saillie à la manière d'une languette vers la partie amont d'un passage 3d est triangulaire. Le tube de transfert thermique 2d (non représenté) a été obtenu grâce à un moyen de logement similaire pour cette structure à ailette 2d. Cette structure à ailette 2d a été montée dans l'échangeur thermique du type à calandre d'un appareil de refroidissement de gaz EGR semblable à celui du mode de réalisation 4 et a été soumise aux essais de refroidissement du gaz EGR dans les mêmes conditions. Les résultats ont montré une efficacité de refroidissement sensiblement identique à celle du mode de réalisation 4.
(Mode de réalisation 6) Une structure à ailette 2e selon le présent mode de réalisation a été préparée sensiblement de la même façon que dans le mode de réalisation 2, à la différence que la plaque-ailette présentant la section carrée a été ondulée pour présenter une ligne courbe dans le sens longitudinal, comme dans les modes de réalisation 1 et 2, pour présenter les creux et nervures 2e-3 et 2e-4 sur les parois latérales des parties en coin correspondant aux nervures d'ondulation de la plaque-ailette, que les nervures et les creux alternent par rapport à leurs passages intérieurs 3e, tel que représenté sur les figures 10A et 10B, et que les trous traversants 4 n'ont pas été formés dans ces parois latérales. La structure à ailette 2e a été logée dans le tube de transfert thermique plat comme dans le mode de réalisation 2 et montée en vue des essais de refroidissement dans les mêmes conditions comme celles du mode de réalisation dans l'échangeur thermique du type à calandre de l'appareil de refroidissement de gaz EGR. Les essais ont montré que les différents creux et différentes nervures 2e-3 et 2e-4 qui s'étendent verticalement par rapport aux parois latérales étaient formés en alternance sur la partie en coin de la face incurvée dans le passage de fluide 3e bien que l'écoulement du fluide chaud soit impossible, et que des turbulences et vortex étaient établis dans le fluide d'écoulement de telle sorte qu'une efficacité de refroidissement pratiquement suffisante pourrait être obtenue grâce aux actions d'agitation supérieures aux actions d'agitation attendues. Ici, les creux et les nervures 2e-3 et 2e- 4 selon le présent mode de réalisation ont été formés au niveau de la partie en coin. Il n'est cependant pas exclu de former ces nervures et creux au niveau des parties restantes autres que la partie en coin ainsi que des creux et nervures continus de type micro-onde 2e-5 d'une partie entièrement striée.
Mode de réalisation 7 Le présent mode de réalisation employant le tube de transfert thermique 1, obtenu selon l'un quelconque des modes de réalisation 1 à 6, dans un appareil de refroidissement de gaz EGR 50 devant être monté dans un système EGR refroidi d'une automobile est décrit en référence à la figure 11. Dans l'appareil de refroidissement de gaz EGR 50 selon le présent mode de réalisation, un groupe de tubes de transfert thermique dans un corps de calandre 51 est formé en raccordant une paire de plaques tubulaires 50-3 et 50-4 aux deux extrémités d'un corps de calandre 51 afin de rendre étanche l'intérieur, et en raccordant et en agençant les différents tubes de transfert thermique plats 1 obtenus grâce aux modes de réalisation précédents entre la paire de plaques tubulaires 50-3 et 50-4 individuellement selon un intervalle prédéterminé par le biais des plaques tubulaires 50-3 et 50-4. En outre, sur les deux côtés du corps de calandre 51, des tubes 50-1 et 50-2 sont montés, et ceux-ci sont dotés d'un orifice d'admission G-1 et d'un orifice d'évacuation G-2 pour un gaz EGR G. Par ailleurs, le corps de calandre 51 est doté, au niveau des deux parties d'extrémité de sa circonférence externe, d'une admission W1 et d'une évacuation W2 pour un support de refroidissement comme de l'eau de refroidissement de moteur ou un vent de refroidissement, par exemple de l'eau de refroidissement de moteur W dans le présent mode de réalisation. L'espace étanche aux gaz, qui est défini par la paire de plaques tubulaires 50-3 et 50-4, est fourni sous la forme d'une zone d'échange thermique Wa, dans laquelle l'eau de refroidissement de moteur W peut s'écouler. En assemblant une pluralité de plaques de support 50-5 dans la zone d'échange thermique Wa et en insérant le tube de transfert thermique 1 dans un trou traversant elliptique dans la plaque de support 50-5, le tube de transfert thermique 1 est supporté de manière stable en tant que chicane, et l'écoulement de l'eau de refroidissement W dans la zone d'échange thermique Wa est forcé de serpenter. A ce moment-là, la structure à ailette raccordée et fixée est logée à l'avance grâce à un brasage dans la circonférence interne du tube de transfert thermique 1 de manière à être montée dans le corps de calandre 51. La jonction de la structure à ailette grâce au brasage peut également être effectuée après le montage dans le corps de calandre 51.
Dans l'appareil de refroidissement de gaz EGR 50 ainsi élaboré selon le présent mode de réalisation, le gaz EGR chaud G s'écoulant du port d'admission de gaz EGR G-1 au corps de calandre 51 s'écoule dans la pluralité de tubes d'échange thermique 1 agencés dans le corps de calandre 51. Toutefois, l'eau de refroidissement du moteur W s'est écoulée dans la zone d'échange thermique Wa, qui est formée autour du groupe de tubes de transfert thermique des tubes de transfert thermique 1 agencés selon un espacement prédéterminé de telle sorte que l'échange thermique entre le gaz EGR G et l'eau de refroidissement du moteur W par le biais des parois des tubes de transfert thermique 1 démarre instantanément. Dans le présent mode de réalisation, le tube plat présentant la surface de transfert thermique importante a été adopté en tant que tube de transfert thermique 1, et la structure à ailette 2, donnée comme exemple dans les modes de réalisation individuels mentionnés ci-dessus, a été fixée dans la circonférence interne du tube de transfert thermique plat. Par conséquent, l'excellente efficacité de refroidissement a été vérifiée de telle sorte que l'action d'agitation, la séparation des écoulements laminaires, la dispersion et le débit et la vitesse d'écoulement homogène du fluide ont agi en synergie pour favoriser l'échange thermique entre le gaz EGR G et l'eau de refroidissement du moteur W de manière efficace afin de vérifier l'excellente efficacité de refroidissement.
(Exemple de comparaison 1) Une structure à ailette 12 a été préparée comme dans le mode de réalisation 3, à la différence qu'aucun trou traversant n'a été formé dans les parois latérales de la structure à ailette, tel que représenté sur la figure 13. Huit tubes de transfert thermique plats 10 logeant la structure à ailette 12, tel que représenté sur la figure 12, ont été obtenus en fixant les structures à ailettes 12 dans le tube plat comme dans le mode de réalisation 3 et en les assemblant en une seule pièce par un moyen semblable à celui du mode de réalisation 3.
Ensuite, les huit tubes de transfert thermique 10 ont été assemblés dans l'appareil de refroidissement G de gaz EGR, comme dans le mode de réalisation 3, et ont été soumis à des essais de refroidissement dans les mêmes conditions. Il a été confirmé, tel que représenté sur la figure 14, qu'une déviation apparente a été rencontrée dans la répartition du débit et dans la répartition de la vitesse d'écoulement du gaz EGR qui s'écoule dans les petits passages 13 du tube de transfert thermique 10 de telle sorte que l'efficacité d'échange thermique a été considérablement réduite, par rapport à celle du mode de réalisation 3.
(Exemple de comparaison 21 Une structure à ailette striée 12a a été préparée comme dans le mode de réalisation 1, à la différence qu'aucun trou traversant n'a été formé dans les parois latérales de la structure à ailette, tel que représenté sur la figure 15. Huit tubes de transfert thermique plats 10a logeant chacun la structure à ailette striée 12a, tel que représenté sur la figure 15, ont été obtenus en fixant la structure à ailette striée 12a dans [e tube plat comme dans le mode de réalisation 1 et en les assemblant en une seule pièce grâce à un moyen semblable à celui du mode de réalisation 1. Ensuite, les huit tubes d'échange thermique 10a ont été assemblés comme dans le mode de réalisation 1 dans l'appareil de refroidissement de gaz EGR et ont été soumis aux essais de refroidissement dans les mêmes conditions. Il a été confirmé qu'une déviation apparente a été trouvée dans la répartition du débit et dans la répartition de la vitesse d'écoulement du gaz EGR qui s'écoule dans les petits passages 13a du tube de transfert thermique plat 10a, de telle sorte que l'efficacité de l'échange thermique était apparemment inférieure à celle du mode de réalisation 1, bien que la structure à ailette striée 12a fabriquée en effectuant l'usinage plastique présentant un coût de production excessivement élevé ait été fixée dans le tube plat.
Le moyen permettant de fixer la structure à ailette obtenue dans chacun des modes de réalisation précédents selon l'invention dans les différents tubes de transfert thermique plats est arbitraire mais pas spécialement restrictif. Généralement, le brasage est adopté pour assembler la structure à ailette sur le tube de transfert thermique plat, et le soudage ou le brasage est de préférence adopté pour assurer la jonction entre le tube de transfert thermique plat et le manchon de refroidissement (ou le corps de calandre) ou la partie de tube (ou conduite) ou similaires. En outre, dans les modes de réalisation individuels précédents selon l'invention, le gaz EGR ou le support refroidi est donné comme exemple de manière exclusive par le fluide s'écoulant dans le tube de transfert thermique. Dans un autre mode de réalisation, l'eau de refroidissement ou le support de refroidissement est introduit dans le tube de transfert thermique de telle sorte que l'extérieur du tube de transfert thermique peut fournir le passage de gaz pour le support refroidi. Dans ce cas, des turbulences et des vortex peuvent être établis dans l'eau de refroidissement qui s'écoule dans le tube de transfert thermique afin d'effectuer un échange thermique efficace pour le gaz qui entre en contact avec la face de circonférence externe du tube de transfert thermique.
Ici, les encoches, les trous traversants, les parties relevées, les nervures et les creux, etc., formés sur le côté ou sur la paroi supérieure ou inférieure de la structure à ailette sont donnés comme exemple dans les modes de réalisation individuels précédents avec des formes uniques uniquement. Il est toutefois préféré qu'ils soient formés de manière à correspondre à une pluralité de formes dans le passage d'une plaque-ailette. Outre les encoches 2-1 du mode de réalisation 1, par exemple, les creux 2e-3 etlou les nervures 2e-4 peuvent être formés. Selon une autre solution, les ailettes relevées 2c-2 du mode de réalisation 4 et les ailettes relevées 2d-2 du mode de réalisation 5 peuvent également être utilisées en plus des trous traversants 4a du mode de réalisation 3 de telle sorte que les effets synergétiques peuvent être attendus de cette structure. Dans les modes de réalisation individuels précédents, en outre, les encoches, trous traversants, parties relevées etc. devant être formés sont rectangulaires, triangulaires ou circulaires. Toutefois, si on le souhaite, if n'est pas exclu de choisir des encoches en forme de V ou des trous traversants en forme d'étoile ou de polygone, et ce de manière appropriée. Il va également sans dire que les encoches, trous traversants, parties relevées, nervures et creux, et similaires des modes de réalisation individuels peuvent être usinés à tout instant avant ou après les opérations de striage.
Selon la structure à ailette précédente de l'invention, tel que cela apparaîtra évident à la lecture des modes de réalisations individuels et des exemples de comparaison précédents, au moins une encoche, un trou traversant, une partie relevée, une nervure et un creux et similaires est formé soit seul soit en combinaison sur le côté de la plaque-ailette qui est logée dans le tube de transfert thermique plat et qui divise le passage de fluide, soit le support refroidi soit le support de refroidissement, qui s'écoule dans le tube de transfert thermique en la pluralité de petits passages présentant la coupe carrée et la forme libre dans le sens longitudinal. Dans les petits passages adjacents, les fluides d'écoulement s'écoulent dans chacun d'eux de telle sorte que l'écoulement dans le tube de transfert thermique plat est libéré. Par conséquent, aucune déviation des vitesses d'écoulement dans les petits passages divisés à partir du tube de transfert thermique n'est établie et ne s'accompagne d'aucune distribution de la vitesse d'écoulement. Ainsi, la structure peut maintenir uniforme la vitesse d'écoulement. Toutefois, la pression du fluide est uniforme entre les passages individuels divisés en les petits passages de telle sorte que la répartition du fluide est moyennée afin d'améliorer la performance de l'échange thermique.
Selon le tube de transfert thermique plat logeant la structure à ailette de l'invention, en outre, le fluide peut s'écouler librement à l'intérieur et à l'extérieur des petits passages fractionnés par les encoches, les trous traversants etc. formés sur les côtés de la structure à ailette. Par conséquent, un mélange et une collision peuvent se produire fréquemment entre les fluides et établir les turbulences et vortex du fluide de travail, et les lignes d'écoulement du fluide sont perturbées de manière compliquée, ce qui sépare l'écoulement laminaire et répète les actions d'agitation de telle sorte que le fluide qui s'écoule dans le tube de transfert thermique entre de nouveau en contact avec la paroi du tube de transfert thermique, ce qui permet un échange thermique efficace. En outre, les parties d'extrémité devant être formées des encoches, trous traversants, parties relevées, nervures et creux etc. mentionnés ci-dessus provoquent les effets de bord d'échange thermique et les actions d'agitation de fluide de telle sorte que la performance d'échange thermique peut en outre être améliorée. Ainsi, la structure à ailette selon l'invention peut être logée de manière appropriée en tant que plaque-ailette d'agitation de fluide non seulement dans l'appareil de refroidissement et d'échange thermique multitubulaire mais également dans l'échangeur thermique afin de récupérer la chaleur perdue des gaz d'échappement, ou le tube de transfert thermique et d'échange thermique d'un refroidisseur de gaz EGR, refroidisseur de carburant, refroidisseur d'huile et refroidisseur intermédiaire ou similaires. En même temps, le tube de transfert thermique logeant la structure à ailette et l'échangeur thermique du type à calandre dans lequel est monté le tube de transfert thermique du type à calandre de réduire la taille et le poids de ces appareils grâce à leur excellente performance d'échange thermique et de contribuer au caractère compact de l'appareil. Ainsi, l'échangeur thermique, qui peut être facilement installé dans un espace limité, peut être proposé à un coût relativement bas de telle sorte que sa large application au domaine correspondant peut être attendue.
Claims (10)
1. Structure à ailette comprenant des plaques-ailettes logées dans un tube de transfert thermique (1) et ayant une section carrée et une forme libre dans le sens longitudinal permettant de diviser un passage pour un fluide composé d'un support refroidi ou d'un support de refroidissement qui s'écoule dans ledit tube de transfert thermique (1), en une pluralité de petits passages (3), caractérisée en ce qu'au moins un élément parmi des encoches (2-1), trous traversants (4), parties relevées, nervures et creux, etc. est formé sur les côtés ou les parois supérieures ou inférieures desdites plaques-ailettes.
2. Structure à ailette selon la revendication 1, dans laquelle ledit tube de transfert thermique (1) est un tube plat, et dans laquelle ladite pluralité de petits passages (3) formée par les plaques-ailettes logées dans ledit tube de transfert thermique (1) plat et ayant une section carrée et une forme libre dans le sens longitudinal est incurvée ou droite dans le sens longitudinal.
3. Structure à ailette selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle les plaques-ailettes logées dans ledit tube de transfert thermique (1) sont individuellement composées d'un matériau de plaque d'une feuille mince de métal, et dans laquelle le moyen permettant de former les encoches (2-1), trous traversants (4), parties relevées, nervures et creux etc. dans ledit matériau de plaque est soit un procédé d'usinage mécanique comme un travail à la presse soit un procédé d'usinage chimique comme une attaque chimique.
4. Structure à ailette selon la revendication 1, dans laquelle le moyen permettant de loger lesdites plaques-ailettes dans le tube de transfert thermique est choisi de manière appropriée parmi un moyen de soudage, un moyen de brasage ou un autre moyen d'assemblage, et les plaques-ailettes sont assemblées en une seule pièce sur le tube de transfert thermique.
5. Tube de transfert thermique, caractérisé en ce qu'une structure à ailette (2), qui comporte des plaques-ailettes logées dans un tube de transfert thermique (1) et ayant une section carrée et une forme libre dans le sens longitudinal permettant de diviser un passage pour un fluide composé d'un support refroidi ou d'un support de refroidissement qui s'écoule dans ledit tube de transfert thermique (1) en une pluralité de petits passages (3) et dans laquelle au moins un élément parmi des encoches (2-1), trous traversants (4), parties relevées, nervures et creux, etc. est formé sur les côtés ou les parois supérieures ou inférieures desdites plaques-ailettes, est logée dans le tube.
6. Tube de transfert thermique selon la revendication 5, dans lequel lesdi(te)s nervures et creux sont prévu(e)s sur une surface totale de la surface latérale des plaques-ailettes.
7. Tube de transfert thermique selon la revendication 5, dans lequel ledit tube de transfert thermique (1) est un tube plat, et dans lequel ladite pluralité de petits passages (3) formée par la structure à ailette logée dans ledit tube de transfert thermique plat et ayant une section carrée et une forme libre dans le sens longitudinal est incurvée ou droite dans le sens longitudinal.
8. Tube de transfert thermique selon la revendication 5, dans lequel les structures à ailettes logées dans ledit tube de transfert thermique (1) sont individuellement composées d'un matériau de plaque d'une feuille mince de métal, et dans lequel le moyen permettant de former les encoches (2-1), trous traversants (4), parties relevées, nervures et creux etc. dans ledit matériau de plaque est soit un procédé d'usinage mécanique comme un travail à la presse soit un procédé d'usinage chimique comme une attaque chimique.
9. Tube de transfert thermique selon la revendication 5, dans lequel le moyen permettant de loger ladite structure à ailette dans le tube de transfert thermique (1) est choisi de manière appropriée parmi un moyen de soudage, un moyen de brasage ou un autre moyen d'assemblage et la structure à ailette est assemblée en une seule pièce sur le tube de transfert thermique.
10. Echangeur thermique, caractérisé en ce que dans celui-ci est monté au moins un tube de transfert thermique (1) selon la revendication 5.
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