FR3027382B1 - HEAT EXCHANGER - Google Patents

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Abstract

L'invention est relative à un échangeur thermique dans lequel circule de transfert thermique, cet échangeur comportant au moins une structure tridimensionnelle définissant des surfaces d'échange avec ledit fluide et des canaux de forme triangulaire pour le passage dudit fluide, dans lequel au moins un desdits canaux, s'étendant dans une première direction, présente une section non constante dans cette direction et selon l'épaisseur de l'échangeur, pour créer des turbulences dans l'écoulement dudit fluide.The invention relates to a heat exchanger in which heat transfer circulates, this exchanger comprising at least one three-dimensional structure defining exchange surfaces with said fluid and triangular channels for the passage of said fluid, wherein at least one said channels, extending in a first direction, have a non-constant section in this direction and according to the thickness of the exchanger, to create turbulence in the flow of said fluid.

Description

L’invention appartient au domaine technique des échangeurs thermiques.The invention belongs to the technical field of heat exchangers.

On connaît de nombreuses structures d’échangeur thermique.Many heat exchanger structures are known.

On peut notamment citer le document CN202734640 qui décrit un échangeur de chaleur comprenant une pluralité de micro-canaux parallèles.One can cite in particular document CN202734640 which describes a heat exchanger comprising a plurality of parallel micro-channels.

Ainsi, tous les canaux créés dans cet échangeur sont des canaux droits, à section constante.Thus, all the channels created in this exchanger are straight channels, with constant section.

On peut également citer 1e document US7686070 qui décrit un échangeur de chaleur comprenant un canal pour le passage d’un fluide de transfert thermique et dans lequel sont prévus des moyens créant des turbulences à l’intérieur de ces canaux. L’échangeur décrit dans le document US7686070 présente donc l’avantage de créer des turbulences à l’intérieur du canal de passage du fluide. Ainsi, un tel échangeur permet d'obtenir des transferts thermiques plus importants que dans un échangeur dont tous tes canaux sont droits, comme celui décrit dans le document CN202734640.It may also be mentioned US7686070 which describes a heat exchanger comprising a channel for the passage of a heat transfer fluid and in which there are provided means creating turbulence within these channels. The exchanger described in US7686070 therefore has the advantage of creating turbulence inside the fluid passage channel. Thus, such an exchanger makes it possible to obtain greater heat transfer than in an exchanger all of whose channels are straight, like that described in document CN202734640.

Cependant, la structure décrite dans le document US7686070 est relativement complexe à réaliser, les moyens créant tes turbulences comprenant une pluralité de convolutions dont la définition et la fabrication sont délicates. L’invention a pour objet de pallier ces inconvénients en proposant un échangeur thermique dont la structure permet de générer des transferts thermiques importants par la création de turbulences, tout en étant d’une réalisation simple et économique.However, the structure described in US7686070 is relatively complex to achieve, the means creating turbulence comprising a plurality of convolutions whose definition and manufacture are delicate. The invention aims to overcome these disadvantages by providing a heat exchanger whose structure can generate significant heat transfer by creating turbulence, while being a simple and economical.

Cet échangeur peut avoir de nombreuses applications, comme le refroidissement de composants électroniques ou d'électronique de puissance, notamment des composants embarqués pouvant être utilisés dans le domaine de l’aéronautique ou de l’aérospatiale.This exchanger can have many applications, such as the cooling of electronic components or power electronics, including embedded components that can be used in the aeronautics or aerospace field.

Cet échangeur peut aussi assurer la fonction d’un échangeur régénérateur, par exemple pour un moteur du type Stirling ou encore pour une machine magnétocalorique, comme une pompe à chaleur. Dans le premier cas, le fluide sera un gaz et dans le second cas, un liquide.This exchanger can also provide the function of a regenerative exchanger, for example for a Stirling type engine or for a magnetocaloric machine, such as a heat pump. In the first case, the fluid will be a gas and in the second case, a liquid.

Du fait de sa compacité, cet échangeur pourra également être utilisé dans les domaines de la réfrigération ou encore de la climatisation domestique.Due to its compactness, this exchanger can also be used in the fields of refrigeration or domestic air conditioning.

Ainsi, l’invention concerne un échangeur thermique dans lequel circule un fluide de transfert thermique, cet échangeur comportant au moins une structure tridimensionnelle définissant des surfaces d’échange avec ledit fluide et des canaux de forme triangulaire pour le passage dudit fluide dans lequel au moins un desdits canaux, s’étendant dans une première direction, présente une section non constante dans cette direction et selon l’épaisseur de l’échangeur, pour créer des turbulences dans l’écoulement dudit fluide.Thus, the invention relates to a heat exchanger in which circulates a heat transfer fluid, this exchanger comprising at least a three-dimensional structure defining exchange surfaces with said fluid and triangular channels for the passage of said fluid in which at least one of said channels, extending in a first direction, has a non-constant section in this direction and according to the thickness of the exchanger, to create turbulence in the flow of said fluid.

De préférence, ladite au moins une structure tridimensionnelle comporte au moins deux éléments tridimensionnels, chacun d’eux définissant des parties en saillie adjacentes s’étendant selon une deuxième direction déterminée et selon une période P, chaque partie en saillie étant définie par deux parties planes formant un angle y non nul et reliées par une arête, lesdits au moins deux éléments étant situés dans un même plan et décalés l’un par rapport à l’autre selon ladite deuxième direction.Preferably, said at least one three-dimensional structure comprises at least two three-dimensional elements, each of them defining adjacent projecting portions extending in a second determined direction and in a period P, each projecting part being defined by two plane portions. forming a non-zero angle y and connected by an edge, said at least two elements being located in the same plane and offset relative to each other in said second direction.

Lorsque les parties en saillie desdits au moins deux éléments tridimensionnels sont réparties selon la même période P, le décalage entre lesdits au moins deux éléments est inférieur à PZ2.When the projections of said at least two three-dimensional elements are distributed in the same period P, the offset between said at least two elements is smaller than PZ2.

De préférence, ce décalage est inférieur à P/4.Preferably, this offset is less than P / 4.

Dans une variante de réalisation, l’échangeur comporte une structure tridimensionnelle et une surface plane, en contact avec les arêtes des parties en saillie de ladite structure.In an alternative embodiment, the exchanger comprises a three-dimensional structure and a flat surface, in contact with the edges of the projecting portions of said structure.

Dans une autre variante de réalisation, l’échangeur comporte deux structures tridimensionnelles assemblées de telle sorte que les parties en saillie d’une structure sont imbriquées dans les parties en saillie de l’autre structure, pour réaliser un contact entre les arêtes d’une structure et des parties planes de l’autre structure et vice versa.In another alternative embodiment, the exchanger comprises two three-dimensional structures assembled so that the projecting portions of one structure are nested in the projecting portions of the other structure, to make contact between the edges of a structure and flat parts of the other structure and vice versa.

Dans cette deuxième variante de réalisation, les deux structures tridimensionnelles peuvent être identiques et elles sont alors disposées tête-bêche.In this second embodiment, the two three-dimensional structures may be identical and they are then arranged head to tail.

Par ailleurs, les parties en saillie ont une section présentant avantageusement la forme d’un triangle rectangle.Moreover, the projecting parts have a section advantageously having the shape of a right triangle.

Enfin, l’échangeur selon l’invention comprend également des moyens pour alimenter en fluide ladite au moins une structure tridimensionnelle et des moyens pour collecter ledit fluide après son passage dans ladite au moins une structure. L’invention sera mieux comprise et d’autres buts, avantages et caractéristiques de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit et qui est faîte au regard des dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue de dessus de l’échangeur thermique selon l’invention illustrant de façon schématique te principe de l’écoulement du fluide de transfert thermique dans l’échangeur, - la figure 2 est une vue en coupe transversale d’un exempte de réalisation de l’échangeur selon l’invention, - la figure 3 est une vue similaire à la figure 2 qui illustre une variante de réalisation de l’échangeur thermique illustré à la figure 2. - la figure 4 est également une vue similaire à la figure 2, illustrant une autre variante de réalisation de l’échangeur thermique selon l'invention, - la figure 5 comprend tes figures 5a et 5b qui illustrent deux exemples de forme des parties en saillie de l’échangeur selon l’invention, - la figure 6 est une vue tridimensionnelle illustrant l’échangeur thermique selon la figure 2 et - la figure 7 comprend tes figures 7a et 7b qui illustrent de manière schématique deux variantes de moyens d’entrée/sortie du fluide, associés à l’échangeur.Finally, the exchanger according to the invention also comprises means for supplying fluid to said at least one three-dimensional structure and means for collecting said fluid after passing through said at least one structure. The invention will be better understood and other objects, advantages and characteristics thereof will appear more clearly on reading the description which follows and which is made with reference to the accompanying drawings, in which: - Figure 1 is a view of the heat exchanger according to the invention schematically illustrating the principle of the flow of the heat transfer fluid in the exchanger, - Figure 2 is a cross-sectional view of an embodiment of the invention. exchanger according to the invention, - Figure 3 is a view similar to Figure 2 which illustrates an alternative embodiment of the heat exchanger illustrated in Figure 2. - Figure 4 is also a view similar to Figure 2, illustrating another variant embodiment of the heat exchanger according to the invention; FIG. 5 comprises FIGS. 5a and 5b which illustrate two exemplary shapes of the projecting portions of the exchanger according to the invention, FIG. 6 is a three-dimensional view illustrating the heat exchanger according to FIG. 2 and FIG. 7 comprises FIGS. 7a and 7b which schematically illustrate two variants of fluid inlet / outlet means associated with the exchanger. .

Les éléments communs aux différentes figures seront désignés par les mêmes références.The elements common to the different figures will be designated by the same references.

Il est tout d’abord fait référence à la figure 1.Firstly, reference is made to Figure 1.

La flèche F désigne le sens global de l'écoulement du fluide à l’intérieur de l’échangeur, le fluide étant apporté sur la face d’entrée de l’échangeur.The arrow F designates the overall direction of the fluid flow inside the exchanger, the fluid being supplied to the inlet face of the exchanger.

Par ailleurs, ta circulation du fluide à l'intérieur de l’échangeur 1 est réalisée au moyen de canaux s’étendant sensiblement perpendiculairement à la flèche F, c'est-à-dire sensiblement perpendiculairement au sens de la circulation globale du fluide dans l’échangeur.Furthermore, the circulation of the fluid inside the exchanger 1 is carried out by means of channels extending substantially perpendicular to the arrow F, that is to say substantially perpendicular to the direction of the overall circulation of the fluid in the exchanger.

La circulation du fluide dans les canaux est schématisée par tes flèches fi, f2 et ff, f2’, dans chaque moitié de l’échangeur.The circulation of the fluid in the channels is shown schematically by arrows fi, f2 and ff, f2 ', in each half of the exchanger.

On notera que les flèches f2, respectivement f2' sont orientées dans le sens opposé de celui des flèches fi, ff. Ces flèches représentent schématiquement le sens de l’écoulement local du fluide, lequel s’effectue sensiblement perpendiculairement à l'écoulement global du fluide représenté par la flèche F.It should be noted that the arrows f2 and f2 'respectively are oriented in the direction opposite to that of the arrows f1, ff. These arrows show schematically the direction of the local flow of the fluid, which is substantially perpendicular to the overall flow of the fluid represented by the arrow F.

Il est maintenant fait référence à la figure 2 qui illustre un exempte de réalisation d’un échangeur thermique selon l’invention.Reference is now made to FIG. 2 which illustrates an embodiment of a heat exchanger according to the invention.

La figure 2 est une coupe transversale selon la ligne ll-ll.Figure 2 is a cross section along the line 11-11.

Cet échangeur est formé de deux structures tridimensionnelles 2 et 3 qui sont disposées entre deux parois planes (non illustrées sur la figure 2).This exchanger is formed of two three-dimensional structures 2 and 3 which are arranged between two flat walls (not shown in Figure 2).

En pratique, chacune des ces parois planes est en contact avec la base 20, 30 d’une structure tridimensionnelle 2, 3.In practice, each of these planar walls is in contact with the base 20, 30 of a three-dimensional structure 2, 3.

Dans l’exemple illustré à la figure 2, les deux structures tridimensionnelles 2, 3 sont identiques.In the example illustrated in FIG. 2, the two three-dimensional structures 2, 3 are identical.

Cependant, l’invention n’est pas limitée à ce mode de réalisation et les deux structures pourraient être de forme différente.However, the invention is not limited to this embodiment and the two structures could be of different shape.

La structure 2 va maintenant être décrite en référence aux figures 2 et 6.Structure 2 will now be described with reference to FIGS. 2 and 6.

Ainsi, la structure 2 comporte elle-même deux éléments tridimensionnels 21 et 22. L’invention n’est cependant pas limitée à ce mode de réalisation et une structure pourrait comporter plus de deux éléments tridimensionnels.Thus, the structure 2 itself comprises two three-dimensional elements 21 and 22. The invention is however not limited to this embodiment and a structure could comprise more than two three-dimensional elements.

Ces éléments présentent une épaisseur E identique et sont en contact l’un avec l’autre. Ainsi, l’épaisseur de l'échangeur est ici égale à 2E.These elements have an identical thickness E and are in contact with each other. Thus, the thickness of the exchanger is here equal to 2E.

Ces deux éléments tridimensionnels sont ici identiques.These two three-dimensional elements are here identical.

Cependant, l’invention n’est pas limitée à ce mode de réalisation et les deux éléments tridimensionnels pourraient être de forme différente.However, the invention is not limited to this embodiment and the two three-dimensional elements could be of different shape.

Ainsi, l’élément 21 comporte des parties en saillie 211 qui s’étendent à partir de la base 20 de la structure 2 et selon la direction D.Thus, the element 21 has protruding portions 211 which extend from the base 20 of the structure 2 and in the direction D.

Comme l’illustre plus en détail la figure 5a, une partie en saillie 211 est définie par deux parties planes 211a et 211b reliées par une arête 211d et formant entre elles un angle γ non nul.As further illustrated in Figure 5a, a projecting portion 211 is defined by two planar portions 211a and 211b connected by an edge 211d and forming between them a non-zero angle γ.

Ces deux parties planes 211a et 211b sont elles-mêmes reliées par une partie plane 211c qui coïncide sensiblement avec la base 20 de la structure 2. L'angle β est défini entre les parties planes 211b et 211c et l’angle a entre tes parties planes 211a et 211c.These two planar portions 211a and 211b are themselves connected by a plane portion 211c which substantially coincides with the base 20 of the structure 2. The angle β is defined between the plane portions 211b and 211c and the angle a between the parts planes 211a and 211c.

Comme te montrent les figures 2 et 6, ces parties en saillie s’étendent selon une direction déterminée D et sont adjacentes les unes aux autres de telle sorte qu’une partie plane 211d d’une partie en saillie est prolongée par une partie plane 211a de la partie en saillie adjacente.As shown in FIGS. 2 and 6, these projecting portions extend in a determined direction D and are adjacent to one another so that a planar portion 211d of a projecting portion is extended by a plane portion 211a. of the adjacent projecting portion.

Ainsi, l’élément tridimensionnel 21 forme une structure dentelée, les parties en saillie étant réparties selon une période P correspondant à leur largeur, c’est-à-dire à la longueur de la partie 211c.Thus, the three-dimensional element 21 forms a serrated structure, the projecting portions being distributed at a period P corresponding to their width, that is to say the length of the portion 211c.

Dans l’exemple illustré aux figures 2, 6 et 5a, les parties en saillie 211 présentent, dans un plan transversal, la forme d’un triangle rectangle, l’angle β entre les deux surfaces planes 211b et 211c étant égal à 90°.In the example illustrated in FIGS. 2, 6 and 5a, the protruding portions 211 have, in a transverse plane, the shape of a right triangle, the angle β between the two plane surfaces 211b and 211c being equal to 90 ° .

Cependant, l’invention n’est pas limitée à ce mode de réalisation, comme on le verra notamment au regard des figures 3 et 4. L’élément tridimensionnel 22 est décalé par rapport à l’élément 21 selon la direction D dans laquelle tes parties en saillie s’étendent.However, the invention is not limited to this embodiment, as will be seen in particular with regard to FIGS. 3 and 4. The three-dimensional element 22 is offset with respect to the element 21 in the direction D in which the protruding parts extend.

En d’autres termes, tes parties en saillie 211 et 221 de chaque élément tridimensionnel 21 et 22 s’étendent dans la même direction D. Cependant, les parties en saillie 211 et 221 des éléments 21 et 22 ne coïncident pas ou encore ne superposent pas. Au contraire, chaque partie en saillie 221 de l’élément 22 est décalée d’une distance p par rapport à une partie en saillie 211 de l’élément 21. Cette distance p est dénommée «pas de serration » et correspond au décalage d'un élément tridimensionnel par rapport à l’autre.In other words, the protruding portions 211 and 221 of each three-dimensional element 21 and 22 extend in the same direction D. However, the protruding portions 211 and 221 of the elements 21 and 22 do not coincide or overlap. not. On the contrary, each projecting portion 221 of the element 22 is shifted by a distance p with respect to a projecting portion 211 of the element 21. This distance p is called "no serration" and corresponds to the offset of a three-dimensional element with respect to the other.

Comme indiqué plus haut, la structure tridimensionnelle 3 est identique à la structure 2. Elle ne sera donc pas décrite en détail.As indicated above, the three-dimensional structure 3 is identical to the structure 2. It will therefore not be described in detail.

Elle comprend donc deux éléments tridimensionnels 31 et 32, décalés l'un par rapport à l’autre d’une distance p, le décalage entre les deux éléments de la structure 3 étant sensiblement identique au décalage entre tes deux éléments de la structure 2. Un autre décalage pourrait être envisagé mais un décalage identique au niveau des structures est préféré.It therefore comprises two three-dimensional elements 31 and 32, offset relative to each other by a distance p, the offset between the two elements of the structure 3 being substantially identical to the offset between the two elements of the structure 2. Another offset could be considered but an identical offset at the level of the structures is preferred.

Chacun de ces éléments 31 et 32 est formé de parties en saillie 311 et 321 adjacentes et reparties selon la période P. Elles présentent également la forme d’un triangle rectangle.Each of these elements 31 and 32 is formed of projecting portions 311 and 321 adjacent and distributed according to the period P. They also have the shape of a right triangle.

Comme l’illustrent tes figures 2 et 6, les deux structures 2 et 3 sont disposées l’une sur l’autre, leurs parties en saillie étant en regard.As illustrated in Figures 2 and 6, the two structures 2 and 3 are arranged one on the other, their projecting parts being opposite.

Par ailleurs, ces deux structures 2 et 3 sont disposées tête-bêche, de telle sorte que le contact entre les deux structures 2 et 3 est réalisé entre les arêtes d’une structure et les parties planes de l’autre structure et vice versa.Furthermore, these two structures 2 and 3 are arranged head to tail, so that the contact between the two structures 2 and 3 is formed between the edges of a structure and the planar portions of the other structure and vice versa.

Ainsi, la figure 2 montre que tes arêtes 211d et 221d des parties en saiflie 211 et 221 de la structure 2 sont en contact avec tes parties planes 311a et 321a des parties en saillie 311 et 321 de la structure 3. De même, les arêtes 311d et 321d des parties en saillie 311 et 321 de la structure 3 sont en contact avec les parties planes 211a et 221a des parties en saillie 211 et 221 des éléments 21 et 22 de la structure 2. L’assemblage entre les structures 2 et 3 peut être réalisé par soudure, brasure ou collage, selon le matériau constitutif de ces structures.Thus, FIG. 2 shows that the edges 211d and 221d of the projecting portions 211 and 221 of the structure 2 are in contact with the planar portions 311a and 321a of the projecting parts 311 and 321 of the structure 3. Similarly, the edges 311d and 321d of the protruding portions 311 and 321 of the structure 3 are in contact with the planar portions 211a and 221a of the projecting portions 211 and 221 of the elements 21 and 22 of the structure 2. The connection between the structures 2 and 3 can be achieved by welding, brazing or bonding, depending on the material of these structures.

Les figures 2 et 6 montrent que cette imbrication entre les deux structures 2 et 3 permet de définir des canaux de forme triangulaire et présentant des sections de passage différentes.Figures 2 and 6 show that this nesting between the two structures 2 and 3 allows to define triangular shaped channels and having different passage sections.

Ces canaux sont continus dans la mesure où les éléments tridimensionnels de chaque structure sont en contact.These channels are continuous insofar as the three-dimensional elements of each structure are in contact.

Tous ces canaux permettent le passage du fluide de transfert et ils s’étendent selon une direction sensiblement perpendiculaire à la direction D dans laquelle s’étendent les parties en saillie des structures.All these channels allow the passage of the transfer fluid and they extend in a direction substantially perpendicular to the direction D in which the projecting portions of the structures extend.

Ainsi, la figure 2 montre des canaux C de forme triangulaire présentant une section de passage S qui se prolongent, dans l’épaisseur d’échangeur par deux canaux c de section de passage s, la surface s étant inférieure à la surface S.Thus, Figure 2 shows channels C of triangular shape having a passage section S which extend in the exchanger thickness by two channels c passage section s, the surface s being less than the surface S.

Dans l’exemple illustré à la figure 2, les canaux C de section de passage S sont ménagés entre les éléments 31 et 21, tandis que les canaux c de section de passage s sont ménagés entre les éléments 22, 32, 21 et 31.In the example illustrated in FIG. 2, channels C of passage section S are formed between elements 31 and 21, whereas channels c of passage section s are formed between elements 22, 32, 21 and 31.

Comme l’illustrent Ses figures 2 et 6, grâce à cette conception, chaque canal C est en relation avec quatre canaux c définis dans l’échangeur, ces canaux permettant la circulation du fluide à l’intérieur de l’échangeur.As illustrated by FIGS. 2 and 6, thanks to this design, each channel C is in relation with four channels c defined in the exchanger, these channels allowing the circulation of the fluid inside the exchanger.

Ainsi, selon la direction D donnée et l’épaisseur totale de l’échangeur (2E), le canal pour le passage du fluide ne présente pas une section constante puisqu'il est constitué d’un canal C et de deux canaux c dans son prolongement.Thus, according to the direction D given and the total thickness of the exchanger (2E), the channel for the passage of the fluid does not have a constant section since it consists of a channel C and two channels c in its extension.

Par ailleurs, 1e contour des sections de passage de tous ces canaux définit un triangle isocèle. L’échangeur thermique décrit en référence aux figures 2 et 3 comporte donc des parties en saillie présentant la forme d’un triangle rectangle. Ceci permet de définir des canaux C présentant tous la même section de passage S et des canaux de sortie c présentant tous la même section de passage s.In addition, the contour of the passage sections of all these channels defines an isosceles triangle. The heat exchanger described with reference to Figures 2 and 3 thus comprises projecting portions having the shape of a right triangle. This makes it possible to define channels C having all the same passage section S and output channels c all having the same passage section s.

Cependant, l’invention n’est pas limitée à ce mode de réalisation.However, the invention is not limited to this embodiment.

Ainsi, tes parties en saillie des éléments tridimensionnels de l’échangeur peuvent présenter une section différente, comme l’illustrent les figures 3 et 4.Thus, the projecting portions of the three-dimensional elements of the exchanger may have a different section, as illustrated in FIGS. 3 and 4.

Il est maintenant fait référence à la figure 3 qui illustre un autre exemple de réalisation de l'échangeur selon l’invention.Reference is now made to FIG. 3, which illustrates another embodiment of the exchanger according to the invention.

Cet échangeur est toujours constitué de deux structures tridimensionnelles 4 et 5, ici identiques.This exchanger is always composed of two three-dimensional structures 4 and 5, here identical.

Chacune de ces structures est composée de deux éléments tridimensionnels 41, 42 ; 51, 52 qui sont également identiques et décalés l’un de l’autre d’un pas de serration p.Each of these structures is composed of two three-dimensional elements 41, 42; 51, 52 which are also identical and offset from one another by a serration step p.

Ces éléments ne seront pas décrits en détail. En effet, ils sont identiques à ceux décrits en référence à la figure 2, sauf en ce qui concerne la forme des parties en saillie de chacun des éléments tridimensionnels.These elements will not be described in detail. Indeed, they are identical to those described with reference to Figure 2, except for the shape of the projecting portions of each of the three-dimensional elements.

On va essentiellement s’intéresser aux parties en saillie 411 de l’élément tridimensionnel 41 de la structure 4.We will essentially focus on the protruding parts 411 of the three-dimensional element 41 of the structure 4.

Comme l’illustre la figure 5b, la partie en saillie 411 est définie par deux parties planes 411a et 411b reliées par une arête 411d, ces deux parties planes formant un angle non nul y.As shown in Figure 5b, the projecting portion 411 is defined by two planar portions 411a and 411b connected by an edge 411d, these two planar portions forming a non-zero angle y.

Par ailleurs, tes deux parties planes 411a et 411b sont reliées par une partie plane 411c qui coïncide sensiblement avec la base 40 de l’élément 4, L’angle β entre les parties planes 411b et 411c est ici inférieur à 90°.Furthermore, the two planar portions 411a and 411b are connected by a flat portion 411c which coincides substantially with the base 40 of the element 4, the angle β between the planar portions 411b and 411c is here less than 90 °.

Comme pour l’échangeur illustré à la figure 2, les deux structures 4 et 5 sont disposées l’une sur l’autre, leurs parties en saillie étant en regard.As for the exchanger illustrated in Figure 2, the two structures 4 and 5 are arranged one on the other, their projecting parts being opposite.

Elles sont également disposées tête-bêche, de telle sorte que les arêtes 41 îd des parties en saillie 411 de l’élément 41 de la structure 4 sont en contact avec tes parties planes 511a des parties en saillie 511 de l’élément 51 de la structure 5, De même, les arêtes 511d des parties en saillie 511 de l’élément 51 sont en contact avec tes parties planes 411a des parties en saillie 411 de l’élément 41.They are also arranged upside down, so that the ridges 41 of the protruding portions 411 of the element 41 of the structure 4 are in contact with the planar portions 511a of the projecting portions 511 of the element 51 of the Likewise, the ridges 511d of the protruding portions 511 of the member 51 are in contact with the planar portions 411a of the projecting portions 411 of the member 41.

Des contacts similaires sont établis entre les arêtes et les parties planes respectives de l’élément 42 de la structure 4 et de l’élément 52 de la structure 5. L’assemblage entre les deux structures 4 et 5 peut être également réalisé par soudure, brasage ou collage, selon le matériau constitutif de ces structures.Similar contacts are established between the edges and the respective plane portions of the element 42 of the structure 4 and the element 52 of the structure 5. The connection between the two structures 4 and 5 can also be made by welding, soldering or gluing, depending on the constituent material of these structures.

La figure 3 montre que cette imbrication entre tes structures 4 et 5 permet de définir des canaux de forme triangulaire.FIG. 3 shows that this nesting between structures 4 and 5 makes it possible to define triangular-shaped channels.

Ces canaux s’étendent selon direction sensiblement perpendiculaire à la direction D dans laquelle s'étendent les parties en saillie des structures.These channels extend in a direction substantially perpendicular to the direction D in which the projecting portions of the structures extend.

La figure 3 montre des canaux C définis entre les éléments 41 et 51 des structures 4 et 5.FIG. 3 shows channels C defined between elements 41 and 51 of structures 4 and 5.

Des canaux C présentent une section de passage S dont le contour définît un triangle. Contrairement aux canaux définis dans l’échangeur illustré à la figure 2, ce contour n’est pas un triangle isocèle.Channels C have a passage section S whose contour defines a triangle. Unlike the channels defined in the exchanger illustrated in Figure 2, this contour is not an isosceles triangle.

Par ailleurs, entre tes éléments 42 et 52 sont définis des canaux c présentant des sections de passage s-ι, s2 différentes.Furthermore, between the elements 42 and 52 are defined channels c having different passage sections s-ι, s2.

En effet, la figure 3 montre des sections de passage Si et s2 de forme et de surface différentes.Indeed, Figure 3 shows passage sections Si and s2 of different shape and surface.

Il reste que dans cette conception, chaque canal C est en relation avec quatre canaux c, à l’intérieur de l’échangeur. Ainsi, selon la direction D et l’épaisseur totale de l’échangeur, le canal pour te passage du fluide ne présente pas une section constante. L’échangeur illustré à la figure 3 permet donc d’avoir un degré de liberté supplémentaire sur la valeur de la section de passage des canaux c définis entre les éléments 42 et 52 de chaque structure.It remains that in this design, each channel C is in relation with four channels c, inside the exchanger. Thus, in the direction D and the total thickness of the exchanger, the channel for passage of the fluid does not have a constant section. The exchanger illustrated in FIG. 3 thus allows an additional degree of freedom over the value of the passage section of the channels c defined between the elements 42 and 52 of each structure.

Ceci est obtenu sans modifier l’épaisseur totale de l’échangeur.This is achieved without changing the total thickness of the exchanger.

Il est ainsi possible de réduire la taille du diamètre hydraulique de ces canaux c. Il en résulte une augmentation de la vitesse du fluide dans les canaux. Il est alors possible de réduire la taille de la structure.It is thus possible to reduce the size of the hydraulic diameter of these channels c. This results in an increase in the speed of the fluid in the channels. It is then possible to reduce the size of the structure.

Cependant, la forme de ces parties en saillie ne peut pas être quelconque. En particulier, les parties planes 411a, 411b et 411c d’une partie en saillie 411 ne doivent pas définir un triangle isocèle.However, the shape of these projecting parts can not be any. In particular, the planar portions 411a, 411b and 411c of a protruding portion 411 need not define an isosceles triangle.

En effet, dans un tel cas, lorsque les deux structures sont identiques, une fois assemblées, 1e contact entre les deux structures ne serait pas établi entre les parties planes d’une structure et tes arêtes de l’autre structure. Au contraire, des contacts existeraient entre tes parties planes de chaque structure, aucun canal pour le passage du fluide ne pouvant alors être créé.In fact, in such a case, when the two structures are identical, once assembled, the contact between the two structures would not be established between the plane parts of one structure and the edges of the other structure. On the contrary, contacts would exist between the flat parts of each structure, no channel for the passage of the fluid can then be created.

En d’autres termes, il convient que l’angle a défini entre les parties planes 411a et 411c de la partie en saillie 411 soit strictement inférieur à l’angle β entre les parties planes 411b et 411c.In other words, the angle defined between the planar portions 411a and 411c of the projecting portion 411 should be strictly less than the angle β between the planar portions 411b and 411c.

Dans les exemptes de réalisation de l’échangeur illustrés aux figures 2 et 3, l’angle β entre tes parties planes 211c et 211b ou 411c et 411b est inférieur ou égal à 90°, L’invention n’est pas imitée à cette condition et la figure 4 illustre un exemple de réalisation d’un échangeur selon l'invention dans lequel cet angle B est supérieur à 90°.In the embodiments of the exchanger illustrated in FIGS. 2 and 3, the angle β between the plane portions 211c and 211b or 411c and 411b is less than or equal to 90 °. The invention is not imitated under this condition. and FIG. 4 illustrates an exemplary embodiment of an exchanger according to the invention in which this angle B is greater than 90 °.

Comme tes échangeurs précédemment décrits, l’échangeur illustré à la figure 4 comporte deux structures tridimensionnelles 6 et 7 composées chacune de deux éléments tridimensionnels 61, 62 et 71, 72.Like the exchangers described above, the exchanger illustrated in FIG. 4 comprises two three-dimensional structures 6 and 7 each composed of two three-dimensional elements 61, 62 and 71, 72.

Comme précédemment, le contact entre tes structures 6 et 7 s’effectue entre les arêtes d’une structure et des parties planes de l’autre structure.As before, the contact between your structures 6 and 7 is made between the edges of a structure and planar parts of the other structure.

Cet échangeur peut présenter un intérêt pour définir des canaux dont les angles sont plus marqués, c’est-à-dire des angles compris entre 0 et 90°. Ceci permet d'augmenter les forces capillaires.This exchanger may be of interest for defining channels whose angles are more marked, that is to say angles between 0 and 90 °. This makes it possible to increase the capillary forces.

Cependant, un tel échangeur est d’une réalisation plus délicate, il est également plus fragile, contenu des efforts de compression qu’il peut subir.However, such an exchanger is of a more delicate embodiment, it is also more fragile, contained compression efforts that it can undergo.

On comprend que dans les différents modes de réalisation de l'échangeur thermique selon l’invention, les parties en saillie s’étendent selon une période P déterminée, cette période correspondant à la longueur d’une partie en saillie.It is understood that in the various embodiments of the heat exchanger according to the invention, the projecting parts extend according to a determined period P, this period corresponding to the length of a protruding part.

En référence à la figure 5, cette période P correspond à la longueur de la partie plane 211c (figure 5a) ou de la partie plane 411c (figure 5b).With reference to FIG. 5, this period P corresponds to the length of the plane portion 211c (FIG. 5a) or the flat portion 411c (FIG. 5b).

Par ailleurs, pour permettre la création de canaux, il est nécessaire que le pas de serration p soit non nul.Moreover, to allow the creation of channels, it is necessary that the serration step p is not zero.

De plus, pour permettre l’interconnexion des différents canaux créés à l’intérieur de l’échangeur de l’échangeur et un fonctionnement optimal pour des canaux c présentant une surface identique, il est également nécessaire que te pas de serration p soit inférieur ou égal à P/2.In addition, to allow the interconnection of the different channels created inside the exchanger of the exchanger and an optimal operation for channels c having an identical surface, it is also necessary that you not serration p be lower or equal to P / 2.

De préférence, pour l’échangeur illustré à la figure 2, le pas de serration est inférieur à P/4.Preferably, for the exchanger illustrated in FIG. 2, the serration pitch is less than P / 4.

On rappelle ici que pour le mode de réalisation illustré à la figure 2, l’angle β est égal à 90° et tes parties en saillie présentent une section formant un triangle rectangle.It will be recalled here that for the embodiment illustrated in FIG. 2, the angle β is equal to 90 ° and the protruding portions have a section forming a right triangle.

Avec cette valeur particulière du pas de serration, les sections de passage des canaux c présenteront toutes une surface identique.With this particular value of the serration step, the passage sections of the channels c will all have an identical surface.

Par ailleurs, avec cette valeur particulière, tes pertes de pression singulières liées à ces entrées/sorties seront les plus faibles. En effet, tes canaux c présentant une surface identique en entrée et en sortie du fluide, la vitesse d’écoulement du fluide est théoriquement identique. De ce fait, tes turbulences et les pertes de charge sont limitées.Moreover, with this particular value, the singular pressure losses associated with these inputs / outputs will be the lowest. Indeed, the channels c having an identical surface at the inlet and outlet of the fluid, the flow velocity of the fluid is theoretically identical. As a result, turbulence and pressure drops are limited.

Les différents exemptes d’échangeur selon l’invention peuvent être réalisés en un matériau métallique, comme de l’acier, de l’acier inoxydable, de l’aluminium ou encore du cuivre.The different types of exchanger according to the invention may be made of a metallic material, such as steel, stainless steel, aluminum or copper.

Ils peuvent être également réalisés en un matériau polymère ou encore un matériau actif comme un magnétocalorique. A cet égard, on peut citer des matériaux du type Gadolinium ou un matériau appartenant à la famille des alliages du type LaFeSi.They can also be made of a polymer material or an active material such as a magnetocaloric. In this respect, Gadolinium-type materials or a material belonging to the family of LaFeSi-type alloys may be mentioned.

Par ailleurs, les éléments tridimensionnels peuvent être réalisés par différentes techniques.Moreover, the three-dimensional elements can be made by different techniques.

Ils peuvent être obtenus par usinage direct d’une matière, notamment fraisage.They can be obtained by direct machining of a material, in particular milling.

Ils peuvent également être obtenus par électro-érosion, par moulage (mettant en œuvre du sable, une cire perdue ou encore une coquille) ou encore par moulage par injection de matière plastique. L'échangeur thermique selon l'invention présente de nombreux avantages.They can also be obtained by electro-erosion, by molding (using sand, a lost wax or a shell) or by plastic injection molding. The heat exchanger according to the invention has many advantages.

Tout d’abord, l’écoulement du fluide à l’intérieur d’un canal ménagé dans l’échangeur connaît de nombreux changements de direction. En effet, la section du canal n’est pas constante dans foute l’épaisseur de l’échangeur. Ceci résulte du fait que les canaux créés entre deux éléments de deux structures tridimensionnelles présentent une section différente des autres canaux créés entre les deux autres éléments des deux structures tridimensionnelles.First, the flow of fluid within a channel in the exchanger undergoes many changes of direction. Indeed, the section of the channel is not constant in all the thickness of the exchanger. This results from the fact that the channels created between two elements of two three-dimensional structures have a section different from the other channels created between the two other elements of the two three-dimensional structures.

Ces changements de direction sont susceptibles de créer des turbulences et donc des transferts thermiques plus importants.These changes of direction are likely to create turbulence and therefore greater heat transfer.

Par ailleurs, au sein d’un échangeur selon l’invention, le fluide peut être réparti de façon homogène du fait de l’interconnexion des canaux entre eux. Ceci permet d’optimiser les transferts thermiques à l’intérieur de l’échangeur.Furthermore, within an exchanger according to the invention, the fluid can be homogeneously distributed due to the interconnection of the channels between them. This optimizes the heat transfer inside the exchanger.

Par ailleurs, ces sections de passage de diamètres différents créent des obstacles à l’intérieur d'un même canal, ce qui augmente tes échanges avec les éléments tridimensionnels de l’échangeur.In addition, these passage sections of different diameters create obstacles within the same channel, which increases the exchanges with the three-dimensional elements of the exchanger.

Ces canaux comportent également des chicanes, ce qui génère des turbulences et favorise tes échanges thermiques.These channels also include baffles, which generates turbulence and promotes heat exchange.

Il convient encore de noter que dans les exemples de réalisation décrits en référence aux figures 3 à 4, l’échangeur comporte deux structures tridimensionnelles disposées en regard l’une de l’autre de façon à créer des canaux pour le passage du fluide de transfert.It should also be noted that in the exemplary embodiments described with reference to FIGS. 3 to 4, the exchanger comprises two three-dimensional structures arranged facing one another so as to create channels for the passage of the transfer fluid. .

Cependant, l’invention n’est pas l’imitée à ces exemples de réalisation.However, the invention is not imitated to these embodiments.

En effet, un échangeur selon l’invention pourrait ne comprendre qu’une seule structure tridimensionnelle, cette structure tridimensionnelle étant disposée entre deux parois planes.Indeed, an exchanger according to the invention could comprise only one three-dimensional structure, this three-dimensional structure being disposed between two flat walls.

Dans cette configuration, les canaux pour le passage du fluide seraient créés entre les parties en saillie de la structure tridimensionnelle et la paroi de l’échangeur avec lesquelles arêtes des parties en saillie seraient en contact.In this configuration, the channels for the passage of the fluid would be created between the projecting portions of the three-dimensional structure and the wall of the exchanger with which protruding projecting edges would be in contact.

Cette forme de réalisation permet de réduire l'épaisseur totale de l’échangeur et donc de le rendre plus compact. Ceci peut se révéler essentiel dans certaines applications.This embodiment makes it possible to reduce the total thickness of the exchanger and thus to make it more compact. This may be essential in some applications.

Il va maintenant être décrit plus en détail les avantages conférés par des canaux présentant une section de passage de contour triangulaire.The advantages conferred by channels having a triangular contour crossing section will now be described in greater detail.

De façon générale, cet avantage existe pour des échangeurs thermiques diphasiques du type liquide/vapeur ou liquide/gaz.In general, this advantage exists for diphasic heat exchangers of the liquid / vapor or liquid / gas type.

En effet, cette forme particulière de la section de passage des canaux permet, par capillarité, de maintenir le film liquide dans les angles de la section de passage et la phase vapeur ou le gaz au centre du canal.Indeed, this particular shape of the passage section of the channels allows, by capillarity, to maintain the liquid film in the corners of the passage section and the vapor phase or the gas in the center of the channel.

Le maintien du film liquide en paroi permet d’éviter un assèchement prématuré de l’évaporateur.Maintaining the liquid film wall prevents premature drying of the evaporator.

Ainsi, l’écoulement global du fluide de transfert au sein de l’échangeur est peu sensible à des effets inertiels ou gravitaires.Thus, the overall flow of the transfer fluid within the exchanger is insensitive to inertial or gravitational effects.

En d’autres termes, l’échangeur selon l’invention peut fonctionner efficacement indépendamment de son orientation et indépendamment des mouvements auxquels il peut être soumis, ces mouvements pouvant résulter d’une accélération ou d’un changement de direction.In other words, the exchanger according to the invention can function effectively independently of its orientation and independently of the movements to which it may be subject, these movements may result from an acceleration or a change of direction.

Bien entendu, dans ce dernier cas, il convient que la force capillaire reste supérieure à la force d’accélération à laquelle l’échangeur est soumis.Of course, in the latter case, it is appropriate that the capillary force remains greater than the acceleration force to which the exchanger is subjected.

On peut encore noter que l’on peut adapter la forme des canaux définis dans l'échangeur en modifiant la géométrie des parties en saillie et la valeur du pas de serration p.It may further be noted that the shape of the channels defined in the exchanger can be adapted by modifying the geometry of the protruding parts and the value of the serration pitch p.

Ceci permet d’adapter la structure interne de l’écoulement aux conditions de fonctionnement spécifiques de l’échangeur et notamment aux fluides de transfert employés.This makes it possible to adapt the internal structure of the flow to the specific operating conditions of the exchanger and in particular to the transfer fluids used.

En pratique, en modifiant le pas de serration p, les ouvertures c entre les canaux C sont plus ou moins importantes.In practice, by modifying the serration step p, the openings c between the channels C are more or less important.

Il est maintenant fait référence à la figure 7 qui illustre deux variantes de moyens d’entrée/sortie du fluide, associés à l’échangeur.Reference is now made to FIG. 7 which illustrates two variants of fluid inlet / outlet means associated with the exchanger.

Ainsi, la figure 7 illustre schématiquement un échangeur 1 selon l’invention qui présente une forme sensiblement plane. La référence 10 désigne une boîte d’alimentation en fluide de transfert et la référence 11 une boîte collectrice du fluide de transfert, après son passage dans l’échangeur. Comme indiqué précédemment au regard de la figure 1, le fluide apporté par la boîte 10 se répartit sur toute la face d’entrée de l’échangeur. Le fluide traverse l’échangeur en passant par les canaux pour ressortir dans la boîte 11 par la face de sortie de l’échangeur et être évacué.Thus, Figure 7 schematically illustrates a heat exchanger 1 according to the invention which has a substantially planar shape. Reference 10 designates a transfer fluid supply box and reference 11 a transfer fluid collection box, after its passage through the exchanger. As indicated above with reference to FIG. 1, the fluid supplied by the box 10 is distributed over the entire inlet face of the exchanger. The fluid passes through the exchanger through the channels to exit into the box 11 by the exit face of the exchanger and be evacuated.

Dans l’exemple illustré à la figure 7a ces boîtes présentent une forme cylindrique. Cependant elles pourraient également présenter une forme parallélépipédique.In the example illustrated in Figure 7a these boxes have a cylindrical shape. However, they could also have a parallelepipedal shape.

Par ailleurs, dans l’exemple illustré, cette boîte s’étend selon la largeur totale de l’échangeur.Moreover, in the illustrated example, this box extends according to the total width of the exchanger.

Dans l’exemple illustré à la figure 7a, les deux boîtes 10 et 11 débouchent du même côté de l’échangeur.In the example illustrated in Figure 7a, the two boxes 10 and 11 open on the same side of the exchanger.

La figure 7b illustre une variante de réalisation, dans laquelle les bottes 10 et 11 débouchent sur des faces opposées de l’échangeur.FIG. 7b illustrates an embodiment variant in which the boots 10 and 11 open on opposite faces of the exchanger.

Du fait d’une configuration différente entre les entrées et les sorties des boîtes illustrés sur tes figures 7a et 7b, l'écoulement dans l’échangeur 1 peut être plus ou moins homogène sur toute sa surface.Due to a different configuration between the inputs and outputs of the boxes illustrated in Figures 7a and 7b, the flow in the exchanger 1 may be more or less homogeneous over its entire surface.

Enfin, un échangeur selon l'invention peut présenter une surface comprise quelques cm2 et 1 m2 Son épaisseur peut être comprise entre 1 mm et 1 m.Finally, an exchanger according to the invention may have an area of a few cm2 and 1 m2 Its thickness may be between 1 mm and 1 m.

Par ailleurs, les structures tridimensionnelles de l’échangeur présentent une épaisseur de l’ordre du millimètre voire inférieure au millimètre, A titre d’exemple, pour une partie en saillie du type illustré aux figures 1 et 5a» avec une hauteur h (correspondant à la longueur de la partie plane 211b) égale à 0,5mm et une hypoténuse h’ (correspondant à la longueur de la partie plane 211a) égale à 1,5 mm, te diamètre hydraulique du canal C est égal à environ 0.35 mm.Moreover, the three-dimensional structures of the exchanger have a thickness of the order of one millimeter or even less than one millimeter, for example, for a protruding part of the type illustrated in FIGS. 1 and 5a "with a height h (corresponding to at the length of the plane portion 211b) equal to 0.5mm and a hypotenuse h '(corresponding to the length of the plane portion 211a) equal to 1.5mm, the hydraulic diameter of the channel C is equal to about 0.35mm.

Les signes de référence insérés après tes caractéristiques techniques figurant dans tes revendications ont pour seul but de faciliter la compréhension de ces dernières et ne sauraient en limiter la portée.The reference signs inserted after the technical characteristics contained in your claims are only intended to facilitate the understanding of the latter and can not limit its scope.

Claims (8)

REVENDICATIONS 1, Echangeur thermique dans lequel un fluide de transfert thermique est destiné à circuler, cet échangeur étant caractérisé en ce qu’il comporte : - au moins une structure tridimensionnelle (2 à 7) définissant des surfaces d’échange avec ledit fluide, et - des canaux (C, c) de forme triangulaire pour ie passage dudit fluide, dans lequel au moins un desdits canaux, s’étendant dans une première direction, présente une section non constante dans cette direction et selon l’épaisseur de l’échangeur, pour créer des turbulences dans l’écoulement dudit fluide, ladite au moins une structure tridimensionnelle (2 à 6) comportant au moins deux éléments tridimensionnels (21, 22 ; 31, 32 ; 41, 42 ; 51, 52 ; 61, 62 ; 71, 72), chacun de ces éléments tridimensionnels définissant des parties en saillie adjacentes (211, 221 ; 311, 321 ; 411, 421 ; 511, 521 ; 611, 621 ; 711, 721) s’étendant selon une deuxième direction déterminée et selon une période P, chaque partie en saillie étant définie par deux parties planes formant un angle y non nul et reliées par une arête, lesdits au moins deux éléments étant situés dans un même plan et décalés l’un par rapport à l’autre selon ladite deuxième direction,1, a heat exchanger in which a heat transfer fluid is intended to circulate, this exchanger being characterized in that it comprises: at least one three-dimensional structure (2 to 7) defining exchange surfaces with said fluid, and triangular-shaped channels (C, c) for the passage of said fluid, wherein at least one of said channels, extending in a first direction, has a non-constant section in this direction and according to the thickness of the exchanger, to create turbulence in the flow of said fluid, said at least one three-dimensional structure (2 to 6) having at least two three-dimensional elements (21, 22; 31, 32; 41, 42; 51, 52; 61, 62; , 72), each of these three-dimensional elements defining adjacent projecting portions (211, 221; 311, 321; 411, 421; 511, 521; 611, 621; 711, 721) extending in a second determined direction and according to a period P, each part ie projecting being defined by two planar portions forming a non-zero angle y and connected by an edge, said at least two elements being located in the same plane and offset with respect to each other in said second direction, 2, Echangeur selon la revendication Idans lequel les parties en saillie desdits aux moins deux éléments tridimensionnels sont réparties selon Sa même période P, te décalage entre lesdits au moins deux éléments étant inférieur ou égal à P/2.2, exchanger according to claim Idans wherein the projecting portions of said at least two three-dimensional elements are distributed in the same period P, said offset between said at least two elements being less than or equal to P / 2. 3, Echangeur selon la revendication précédente, dans lequel ce décalage est inférieur à P/4,3, exchanger according to the preceding claim, wherein this offset is less than P / 4, 4, Echangeur selon l’une des revendications précédentes, comportant une structure tridimensionnelle et une surface plane, en contact avec les arêtes des parties en saillie de ladite structure,4, exchanger according to one of the preceding claims, comprising a three-dimensional structure and a flat surface, in contact with the edges of the projecting portions of said structure, 5, Echangeur selon l’une des revendications précédentes, comportant deux structures tridimensionnelles assemblées de telle sorte que tes parties en saillie d’une structure sont imbriquées dans les parties en saillie de l’autre structure» pour réaliser un contact entre tes arêtes d'une structure et les parties planes de l’autre structure et vice versa.5, exchanger according to one of the preceding claims, comprising two three-dimensional structures assembled so that the projecting portions of a structure are nested in the projecting portions of the other structure "to make contact between your edges of one structure and the flat parts of the other structure and vice versa. 6. Echangeur selon ta revendication précédente, dans lequel les deux structures tridimensionnelles sont identiques et sont disposées tête-bêche.6. Exchanger according to the preceding claim, wherein the two three-dimensional structures are identical and are arranged head to tail. 7. Echangeur selon l’une des revendications précédentes, dans lequel lés parties en saillie (211, 221; 311, 321) ont une section présentant la forme d’un triangle rectangle.7. Exchanger according to one of the preceding claims, wherein the projecting portions (211, 221; 311, 321) have a section having the shape of a right triangle. 8. Echangeur selon l’une des revendications précédentes comprenant des moyens (10) pour alimenter en fluide ladite au moins une structure tridimensionnelle et des moyens (11) pour collecter ledit fluide apres son passage dans ladite au moins une structure. Θ- Echangeur selon l’une des revendications 2 à 8, dans lequel lesdits au moins deux éléments tridimensionnels (21, 22 ; 31, 32 ; 41, 42 ; 51, 52 ; 61, 62 ; 71, 72) sont en contact l’un avec l’autre dans l’épaisseur de l’échangeur.8. Exchanger according to one of the preceding claims comprising means (10) for supplying fluid to said at least one three-dimensional structure and means (11) for collecting said fluid after passing through said at least one structure. An exchanger according to one of claims 2 to 8, wherein said at least two three-dimensional elements (21,22; 31,32; 41,42; 51,52; 61,62; 71,72) are in contact with each other. with each other in the thickness of the exchanger.
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US2687876A (en) * 1951-10-17 1954-08-31 Separator Ab Plate type heat exchanger
FR2648220B1 (en) * 1989-06-12 1991-12-20 Commissariat Energie Atomique HEAT EXCHANGER IN THE FORM OF CORRUGATED AND SUPERIMPOSED PLATES
US5826646A (en) * 1995-10-26 1998-10-27 Heatcraft Inc. Flat-tubed heat exchanger
US7686070B2 (en) 2005-04-29 2010-03-30 Dana Canada Corporation Heat exchangers with turbulizers having convolutions of varied height
SE0600003L (en) * 2006-01-02 2007-07-03 Sven Melker Nilsson Duct
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