FR3059400A1 - HEAT EXCHANGER BETWEEN A REFRIGERANT FLUID AND A COOLANT LIQUID - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un échangeur de chaleur (3) comprenant un faisceau (6) formé par un empilement de plaques (19, 20, 40, 42), le faisceau (6) délimite un premier circuit configuré pour être parcouru par un liquide caloporteur (5) et un deuxième circuit configuré pour être parcouru par un fluide réfrigérant (4), le deuxième circuit (22) comprenant au moins une première nappe (23) et une deuxième nappe (24) au moins en partie superposées l'une par rapport à l'autre selon une direction d'empilement des plaques du faisceau (6), caractérisé en ce que les plaques (19, 20) qui délimitent la première nappe (23) sont pourvues d'au moins un trou (35) traversant, une superposition de chaque plaque (19, 20) de la première nappe (23) ménageant un conduit formé au moins en partie par l'empilement de trous (35), le conduit traversant la première nappe (23) et étant en communication avec la deuxième nappe (24). Application aux véhicules automobiles.The invention relates to a heat exchanger (3) comprising a beam (6) formed by a stack of plates (19, 20, 40, 42), the beam (6) delimits a first circuit configured to be traversed by a heat transfer fluid (5) and a second circuit configured to be traversed by a refrigerant (4), the second circuit (22) comprising at least a first ply (23) and a second ply (24) at least partly superposed one by relative to the other in a stacking direction of the plates of the bundle (6), characterized in that the plates (19, 20) which delimit the first sheet (23) are provided with at least one through hole (35) , a superposition of each plate (19, 20) of the first ply (23) providing a duct formed at least in part by the stack of holes (35), the duct passing through the first ply (23) and being in communication with the second layer (24). Application to motor vehicles.
Description
© N° de publication : 3 059 400 (à n’utiliser que pour les commandes de reproduction)© Publication number: 3,059,400 (to be used only for reproduction orders)
©) N° d’enregistrement national : 16 61517 ® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE©) National registration number: 16 61517 ® FRENCH REPUBLIC
INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLENATIONAL INSTITUTE OF INDUSTRIAL PROPERTY
COURBEVOIE © IntCI8 COURBEVOIE © IntCI 8
F28 D 9/00 (2017.01), F28 F 3/02F28 D 9/00 (2017.01), F28 F 3/02
DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1A1 PATENT APPLICATION
ECHANGEUR DE CHALEUR ENTRE UN FLUIDE REFRIGERANT ET UN LIQUIDE CALOPORTEUR.HEAT EXCHANGER BETWEEN A REFRIGERANT FLUID AND A HEAT TRANSFER LIQUID.
FR 3 059 400 - A1FR 3 059 400 - A1
L'invention concerne un échangeur de chaleur (3) comprenant un faisceau (6) formé par un empilement de plaques (19, 20, 40, 42), le faisceau (6) délimite un premier circuit configuré pour être parcouru par un liquide caloporteur (5) et un deuxième circuit configuré pour être parcouru par un fluide réfrigérant (4), le deuxième circuit (22) comprenant au moins une première nappe (23) et une deuxième nappe (24) au moins en partie superposées l'une par rapport à l'autre selon une direction d'empilement des plaques du faisceau (6), caractérisé en ce que les plaques (19, 20) qui délimitent la première nappe (23) sont pourvues d'au moins un trou (35) traversant, une superposition de chaque plaque (19, 20) de la première nappe (23) ménageant un conduit formé au moins en partie par l'empilement de trous (35), le conduit traversant la première nappe (23) et étant en communication avec la deuxième nappe (24).The invention relates to a heat exchanger (3) comprising a bundle (6) formed by a stack of plates (19, 20, 40, 42), the bundle (6) delimits a first circuit configured to be traversed by a heat transfer liquid. (5) and a second circuit configured to be traversed by a coolant (4), the second circuit (22) comprising at least a first ply (23) and a second ply (24) at least partly superimposed one by relative to each other in a stacking direction of the bundle plates (6), characterized in that the plates (19, 20) which delimit the first ply (23) are provided with at least one through hole (35) , a superposition of each plate (19, 20) of the first ply (23) providing a conduit formed at least in part by the stack of holes (35), the conduit passing through the first ply (23) and being in communication with the second layer (24).
Application aux véhicules automobiles.Application to motor vehicles.
ii
ECHANGEUR DE CHALEUR ENTRE UN FLUIDE REFRIGERANT ET UN LIQUIDE CALOPORTEURHEAT EXCHANGER BETWEEN A REFRIGERANT FLUID AND A HEAT TRANSFER LIQUID
Le domaine de la présente invention est celui des échangeurs de chaleur, en particulier les échangeurs de chaleur utilisés en tant que condenseur au sein d’un circuit de fluide réfrigérant implanté sur un véhicule.The field of the present invention is that of heat exchangers, in particular heat exchangers used as a condenser within a refrigerant circuit installed on a vehicle.
Les véhicules automobiles sont couramment équipés d’une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation, dite aussi installation de conditionnement d’air. Une telle installation est notamment dédiée au traitement de l’air contenu dans Γ habitacle du véhicule, pour son renouvellement et/ou pour son chauffage ou inversement pour son refroidissement, en fonction du confort souhaité par les passagers.Motor vehicles are commonly equipped with a ventilation, heating and / or air conditioning installation, also known as an air conditioning installation. Such an installation is particularly dedicated to the treatment of the air contained in the passenger compartment of the vehicle, for its renewal and / or for its heating or vice versa for its cooling, depending on the comfort desired by the passengers.
A cet effet, l’installation coopère avec un circuit fermé dans lequel circule un fluide réfrigérant alimentant un ou plusieurs échangeurs de chaleur, tel que notamment au moins un condenseur. Successivement suivant le sens de circulation du fluide à son travers, le circuit de fluide réfrigérant comprend essentiellement un compresseur, le condenseur, un détendeur et un évaporateur. Le fluide est ainsi comprimé en phase gazeuse par le compresseur, transformé en phase liquide dans le condenseur, détendu à basse pression par le détendeur puis transformé en phase gazeuse dans l’évaporateur et à nouveau acheminé vers le compresseur. L’efficacité de ce circuit de fluide réfrigérant peut être augmentée en sous-refroidissant le fluide réfrigérant en sortie de condenseur, c’est-à-dire en continuant de refroidir le fluide réfrigérant après que celui-ci fut passé à l’état liquide.To this end, the installation cooperates with a closed circuit in which circulates a cooling fluid supplying one or more heat exchangers, such as in particular at least one condenser. Successively depending on the direction of circulation of the fluid through it, the refrigerant circuit essentially comprises a compressor, the condenser, a pressure reducer and an evaporator. The fluid is thus compressed in the gaseous phase by the compressor, transformed into the liquid phase in the condenser, expanded at low pressure by the regulator then transformed into the gaseous phase in the evaporator and again routed to the compressor. The efficiency of this refrigerant circuit can be increased by sub-cooling the refrigerant leaving the condenser, that is to say by continuing to cool the refrigerant after it has gone into liquid state. .
H est par ailleurs connu de disposer d’un échangeur de chaleur réalisé par un empilement d’une pluralité de plaques. L’empilement de plaque est séparé en une section de condensation, une section d’évaporation et une section d’échange interne. Une section centrale de cet échangeur de chaleur est en communication avec un circuit extérieur via un tube qui traverse une section disposée sur un côté de l’échangeur de chaleur. Le document W02016/038830A1 reflète un tel échangeur de chaleur.It is also known to have a heat exchanger produced by a stack of a plurality of plates. The plate stack is separated into a condensing section, an evaporating section and an internal exchange section. A central section of this heat exchanger is in communication with an external circuit via a tube which passes through a section arranged on one side of the heat exchanger. Document W02016 / 038830A1 reflects such a heat exchanger.
Cet échangeur de chaleur présente plusieurs inconvénients. En premier lieu, il n’est pas conçu ni même adapté pour assurer un sous-refroidissement du fluide réfrigérant.This heat exchanger has several drawbacks. First, it is not designed or even adapted to ensure subcooling of the refrigerant.
En second lieu, il fait l’usage d’un tube qui plonge au travers d’une des sections de l’échangeur. Un tel tube est une pièce supplémentaire qui implique une fabrication préalable additionnelle, une logistique adaptée et un processus d’assemblage particulier.Second, it uses a tube that plunges through one of the sections of the exchanger. Such a tube is an additional part which involves additional preliminary manufacturing, suitable logistics and a particular assembly process.
Au final, l’existence de ce tube augmente le coût d’exploitation d’un tel échangeur de chaleur. En troisième lieu, l’étanchéité entre le tube et les plaques empilées est difficile à mettre en œuvre, en tenant compte tout particulièrement du fait qu’il convient par ailleurs de maintenir un jeu entre le tube et les trous pour permettre l’insertion du tube dans les trous, pendant l’étape d’assemblage de l’échangeur de chaleur.Ultimately, the existence of this tube increases the operating cost of such a heat exchanger. Third, the seal between the tube and the stacked plates is difficult to implement, taking particular account of the fact that it is also necessary to maintain a clearance between the tube and the holes to allow insertion of the tube in the holes, during the assembly step of the heat exchanger.
Le but de la présente invention est donc de résoudre les inconvénients décrits cidessus en concevant un échangeur de chaleur adapté pour d’une part condenser un fluide réfrigérant, et d’autre part assurer un sous-refroidissement de ce même fluide réfrigérant, par le biais de moyens techniques simple sans surcoût pour la fabrication d’un tel échangeur de chaleur.The aim of the present invention is therefore to solve the drawbacks described above by designing a heat exchanger suitable for, on the one hand, condensing a refrigerant, and on the other hand ensuring sub-cooling of this same refrigerant, by means of simple technical means at no additional cost for the manufacture of such a heat exchanger.
L'invention a donc pour objet un échangeur de chaleur comprenant un faisceau formé par un empilement de plaques, le faisceau délimite un premier circuit configuré pour être parcouru par un liquide caloporteur et un deuxième circuit configuré pour être parcouru par un fluide réfrigérant. Le deuxième circuit comprend au moins une première nappe et une deuxième nappe au moins en partie superposées l’une par rapport à l’autre selon une direction d’empilement des plaques du faisceau. Un tel échangeur de chaleur est reconnaissable en ce que les plaques qui délimitent la première nappe sont pourvues d’au moins un trou traversant, une superposition de chaque plaque de la première nappe ménageant un conduit formé au moins en partie par l’empilement de trous, le conduit traversant la première nappe et étant en communication avec la deuxième nappe, notamment en vue de l’alimenter en fluide réfrigérant à l’état liquide.The subject of the invention is therefore a heat exchanger comprising a bundle formed by a stack of plates, the bundle delimits a first circuit configured to be traversed by a coolant and a second circuit configured to be traversed by a refrigerant. The second circuit comprises at least a first ply and a second ply at least partly superimposed relative to one another in a stacking direction of the plates of the bundle. Such a heat exchanger is recognizable in that the plates which delimit the first ply are provided with at least one through hole, a superposition of each plate of the first ply providing a conduit formed at least in part by the stack of holes , the conduit passing through the first layer and being in communication with the second layer, in particular with a view to supplying it with refrigerant in the liquid state.
L’échangeur de chaleur selon l’invention fait l’économie d’un tube qui plonge dans l’une des parties de l’échangeur. Le fluide réfrigérant est ainsi canalisé astucieusement par l’empilement des plaques, ce qui permet d’alimenter simplement une nappe, cette dernière étant tout particulièrement configurée pour mettre en œuvre un sous-refroidissement du fluide réfrigérant.The heat exchanger according to the invention saves on a tube which plunges into one of the parts of the exchanger. The refrigerant is thus cleverly channeled by stacking the plates, which makes it possible to simply supply a sheet, the latter being particularly configured to implement sub-cooling of the refrigerant.
L’échangeur de chaleur selon l’invention comprend avantageusement l’une quelconque au moins des caractéristiques suivantes prises seules ou en combinaison :The heat exchanger according to the invention advantageously comprises any one of the following characteristics taken alone or in combination:
- le faisceau est délimité par une première joue qui borde la première nappe et par une deuxième joue qui borde la deuxième nappe, le conduit débouchant au travers de la première joue du faisceau,the beam is delimited by a first cheek which borders the first ply and by a second cheek which borders the second ply, the conduit opening out through the first cheek of the beam,
- la première nappe comprend une pluralité de premiers couples de plaques, une première plaque d’un premier couple comprenant une zone d’appui contre une deuxième plaque du premier couple, la zone d’appui étant ménagée autour du trou de la première plaque participant à la formation du conduit,the first ply comprises a plurality of first pairs of plates, a first plate of a first couple comprising a support zone against a second plate of the first couple, the support zone being formed around the hole of the first participating plate to the formation of the duct,
- la deuxième plaque du premier couple comprend une zone de contact ménagée autour du trou de la deuxième plaque participant à la formation du conduit, la zone de contact reposant contre la zone d’appui de la première plaque du premier couple,- the second plate of the first pair comprises a contact zone formed around the hole of the second plate participating in the formation of the conduit, the contact zone resting against the bearing zone of the first plate of the first couple,
- la première plaque du premier couple comprend un anneau d’étanchéité qui entoure le trou de la première plaque participant à la formation du conduit, l’anneau d’étanchéité étant en contact contre une deuxième plaque d’un premier couple de plaques immédiatement adjacents, c’est-à-dire une autre premier couple de plaques de l’empilement disposé à côté du premier couple de plaque, - l’anneau d’étanchéité est disposé autour de la zone de contact,- The first plate of the first pair comprises a sealing ring which surrounds the hole of the first plate participating in the formation of the conduit, the sealing ring being in contact with a second plate of a first pair of immediately adjacent plates , that is to say another first pair of plates of the stack placed next to the first pair of plates, the sealing ring is arranged around the contact zone,
- le conduit est délimité par une pluralité de trous, une pluralité d’anneaux d’étanchéité et une pluralité de zones de contact,- the duct is delimited by a plurality of holes, a plurality of sealing rings and a plurality of contact zones,
- les premières plaques d’au moins deux premiers couples de plaques sont de conformation identique,- the first plates of at least two first pairs of plates are of identical conformation,
- de manière similaire, les deuxièmes plaques d’au moins deux premiers couples de plaques sont de conformation identique. Dans les cas évoqués ci-dessus, la conformation identique s’entend d’une identité de formes ayant un rôle actif pour l’invention, les formes non essentielles étant négligées dans cette comparaison,- similarly, the second plates of at least two first pairs of plates are of identical conformation. In the cases mentioned above, the identical conformation means an identity of forms having an active role for the invention, the non-essential forms being neglected in this comparison,
- la deuxième nappe comprend une pluralité de deuxièmes couples de plaques, une deuxième plaque du deuxième couple comprenant une zone de contact en appui contre une première plaque du deuxième couple, la zone de contact étant ménagée autour du trou de la deuxième plaque du deuxième couple,the second ply comprises a plurality of second pairs of plates, a second plate of the second couple comprising a contact zone bearing against a first plate of the second couple, the contact zone being formed around the hole of the second plate of the second couple ,
- la première plaque du deuxième couple délimite au moins un passage par lequel le fluide réfrigérant est apte à entrer dans la deuxième nappe, le passage étant bordé par au moins un organe de liaison à la deuxième plaque du deuxième couple,the first plate of the second pair delimits at least one passage through which the refrigerant is able to enter the second sheet, the passage being bordered by at least one connecting member to the second plate of the second pair,
- au moins une deuxième plaque du deuxième couple de plaques et au moins une deuxième plaque du premier couple de plaques sont de conformation identique,at least one second plate of the second pair of plates and at least one second plate of the first pair of plates are of identical conformation,
- une chambre de circulation constitutive du premier circuit et qui s’étend entre une première plaque et une deuxième plaque d’un même couple de plaques est configurée pour être parcourue par le liquide caloporteur,- a circulation chamber constituting the first circuit and which extends between a first plate and a second plate of the same pair of plates is configured to be traversed by the heat transfer liquid,
- une cavité constitutive du deuxième circuit et qui s’étend entre deux couples de plaques immédiatement adjacents est configurée pour être parcourue par le fluide réfrigérant,- a cavity constituting the second circuit and which extends between two pairs of immediately adjacent plates is configured to be traversed by the refrigerant,
- l’échangeur de chaleur peut comprendre un dispositif de séparation divisant le deuxième circuit en la première nappe et la deuxième nappe,- the heat exchanger may include a separation device dividing the second circuit into the first layer and the second layer,
- au moins une plaque intermédiaire de l’empilement de plaques comporte le dispositif de séparation,- at least one intermediate plate of the stack of plates comprises the separation device,
- au moins une plaque de l’empilement de plaques présente un fond et un bord plié par rapport au fond et qui entoure ce fond. Un tel bord est fermé en ce sens qu’il entoure l’intégralité du fond,- at least one plate of the stack of plates has a bottom and an edge folded relative to the bottom and which surrounds this bottom. Such an edge is closed in the sense that it surrounds the entire bottom,
- au moins une plaque de l’empilement de plaques comprend deux trous à une première extrémité longitudinale et trois trous à une deuxième extrémité longitudinale, l’un des trois trous participant à la formation du conduit. Selon un exemple, les trois trous sont alignés sur une même droite,- at least one plate of the stack of plates comprises two holes at a first longitudinal end and three holes at a second longitudinal end, one of the three holes participating in the formation of the conduit. According to an example, the three holes are aligned on the same straight line,
- le trou qui participe à la formation du conduit est disposé transversalement entre les deux autres trous, notamment à équidistance des deux autres trous,the hole which participates in the formation of the conduit is arranged transversely between the two other holes, in particular equidistant from the other two holes,
- la première nappe et/ou la deuxième nappe peut être subdivisée en une pluralité de passes, deux passes adjacentes étant configurées pour que le fluide réfrigérant y circule en deux sens opposés.- The first layer and / or the second layer can be subdivided into a plurality of passes, two adjacent passes being configured so that the coolant circulates there in two opposite directions.
L’invention vise également une utilisation de l’échangeur de chaleur tel qu’il est décrit dans le présent document en tant que condenseur. Au cours d’une telle utilisation, la première nappe est une nappe de condensation du fluide réfrigérant et la deuxième nappe est une nappe de sous-refroidissement du fluide réfrigérant.The invention also relates to the use of the heat exchanger as described in this document as a condenser. During such use, the first ply is a condensing ply of the refrigerant and the second ply is a subcooling ply of the refrigerant.
L’invention couvre aussi un module d’échange de chaleur, comprenant un échangeur de chaleur tel qu’il est décrit dans le présent document et sur lequel est solidarisé un organe de séparation configuré pour séparer le fluide réfrigérant en une phase liquide et une phase gazeuse.The invention also covers a heat exchange module, comprising a heat exchanger as described in this document and on which is attached a separation member configured to separate the coolant into a liquid phase and a phase carbonated.
Dans un tel module, un premier orifice de l’organe de séparation est relié à la deuxième nappe par l’intermédiaire du conduit, tandis qu’un deuxième orifice de l’organe de séparation est relié à la première nappe.In such a module, a first orifice of the separating member is connected to the second ply via the conduit, while a second orifice of the separating member is connected to the first ply.
Enfin, l’invention vise un circuit de fluide réfrigérant comprenant au moins un organe de détente, un évaporateur, un compresseur et un échangeur de chaleur tel qu’il est décrit dans le présent document ou un module d’échangeur de chaleur comme exposé cidessus, parcourus par un fluide réfrigérant.Finally, the invention relates to a refrigerant circuit comprising at least one expansion member, an evaporator, a compressor and a heat exchanger as described in this document or a heat exchanger module as described above. , traversed by a refrigerant.
D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins dans lesquels :Other characteristics, details and advantages of the invention will emerge more clearly on reading the description given below by way of indication in relation to the drawings in which:
- la figure 1 est une vue générale, en perspective, d'un module d’échange de chaleur comprenant un échangeur de chaleur selon Γ invention,FIG. 1 is a general perspective view of a heat exchange module comprising a heat exchanger according to the invention,
- la figure 2 est une vue en coupe de l’échangeur de chaleur selon l’invention passant par un premier circuit de l’échangeur de chaleur,FIG. 2 is a sectional view of the heat exchanger according to the invention passing through a first circuit of the heat exchanger,
- la figure 3 est une vue en coupe du module d’échange de chaleur comprenant l’échangeur de chaleur selon l’invention, la coupe passant par un deuxième circuit de l’échangeur de chaleur,FIG. 3 is a sectional view of the heat exchange module comprising the heat exchanger according to the invention, the section passing through a second circuit of the heat exchanger,
- la figure 4 est une vue en coupe du module d’échange de chaleur comprenant l’échangeur de chaleur selon l’invention, la coupe passant par le conduit d’alimentation de la deuxième nappe,FIG. 4 is a sectional view of the heat exchange module comprising the heat exchanger according to the invention, the section passing through the supply duct of the second ply,
- la figure 5 est un éclaté d’un empilement de plaques constitutives de l’échangeur de chaleur selon l’invention,FIG. 5 is an exploded view of a stack of plates constituting the heat exchanger according to the invention,
- les figures 6 à 8 sont des agrandissements en perspective de certaines plaques de l’empilement de plaques de la figure 5,FIGS. 6 to 8 are perspective enlargements of certain plates of the stack of plates in FIG. 5,
- la figure 9 est une vue en coupe transversale de l’échangeur de chaleur selon l’invention.- Figure 9 is a cross-sectional view of the heat exchanger according to the invention.
H faut tout d’abord noter que les figures exposent l’invention de manière détaillée pour mettre en œuvre l’invention, lesdites figures pouvant bien entendu servir à mieux définir l’invention le cas échéant.It should first be noted that the figures show the invention in detail to implement the invention, said figures can of course be used to better define the invention if necessary.
La figure 1 montre en perspective un module d’échange de chaleur 1 formé par un organe de séparation 2 solidaire d’un échangeur de chaleur 3, objet primaire de l’invention.Figure 1 shows in perspective a heat exchange module 1 formed by a separation member 2 secured to a heat exchanger 3, primary object of the invention.
L’échangeur de chaleur 3 est un composant d’un circuit de fluide réfrigérant qui équipe un véhicule, notamment automobile. Selon l’invention, l’échangeur de chaleur 3 met en œuvre un échange de calories entre ce fluide réfrigérant 4 et un liquide caloporteurThe heat exchanger 3 is a component of a refrigerant circuit which equips a vehicle, in particular an automobile. According to the invention, the heat exchanger 3 implements a heat exchange between this refrigerant 4 and a heat transfer liquid
5, le fluide réfrigérant 4 étant alors refroidi par le liquide caloporteur 5. Dans une telle configuration, l’échangeur de chaleur 3 est utilisé en tant que condenseur pour un fluide réfrigérant sous-critique.5, the coolant 4 then being cooled by the heat transfer liquid 5. In such a configuration, the heat exchanger 3 is used as a condenser for a subcritical coolant.
L’échangeur de chaleur 3 comprend un faisceau 6 où l’échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le liquide caloporteur prend place. Le faisceau 6 est globalement formé par un empilement de plaques, superposées les unes sur les autres le long d’une direction d’empilement 7 de ces plaques. Le faisceau 6 comprend notamment des joues référencées 8 et 9 qui délimitent le faisceau 6 le long de la direction d’empilement 7.The heat exchanger 3 comprises a bundle 6 where the heat exchange between the refrigerant and the heat transfer liquid takes place. The bundle 6 is generally formed by a stack of plates, superimposed on each other along a stacking direction 7 of these plates. The bundle 6 notably comprises cheeks referenced 8 and 9 which delimit the bundle 6 along the stacking direction 7.
Entre ces deux joues est disposée la pluralité de plaques qui délimite deux circuits distincts : un premier circuit agencé pour être parcouru par le liquide caloporteur et un deuxième circuit configuré pour être parcouru par le fluide réfrigérant. L’échangeur de chaleur 3 comprend par ailleurs des moyens de mise en relation de ces circuits avec d’une part le circuit de fluide réfrigérant extérieur à l’échangeur de chaleur 3 et d’autre part avec un circuit de liquide caloporteur extérieur à l’échangeur de chaleur 3. L’échangeur de chaleur 3 comprend ainsi un premier manchon 10 par lequel le liquide caloporteur peut entrer dans l’échangeur de chaleur 3 et un deuxième manchon 11 par lequel le liquide caloporteur peut sortir de l’échangeur de chaleur 3. Cet échangeur de chaleur 3 comprend encore un troisième manchon 12 par lequel le fluide réfrigérant peut entrer dans le faisceauBetween these two cheeks is arranged the plurality of plates which delimits two distinct circuits: a first circuit arranged to be traversed by the heat transfer liquid and a second circuit configured to be traversed by the refrigerant fluid. The heat exchanger 3 furthermore comprises means for bringing these circuits into contact with, on the one hand, the refrigerant circuit outside the heat exchanger 3 and, on the other hand, with a heat transfer liquid circuit outside the 'heat exchanger 3. The heat exchanger 3 thus comprises a first sleeve 10 through which the heat transfer liquid can enter the heat exchanger 3 and a second sleeve 11 through which the heat transfer liquid can exit the heat exchanger 3. This heat exchanger 3 also includes a third sleeve 12 through which the refrigerant can enter the bundle
6, ainsi qu’un quatrième manchon 13 par lequel le fluide réfrigérant peut sortir du faisceau6, as well as a fourth sleeve 13 by which the coolant can exit the bundle
6. On notera que le faisceau 6 comprend également un premier orifice et un deuxième orifice qui seront abordés plus en détail dans la description à suivre. On peut néanmoins à ce stade mentionner que ce premier orifice et ce deuxième orifice sont empruntés par le fluide réfrigérant et sont en communication avec une embase 14 interposée fluidiquement entre l’échangeur de chaleur 3 et l’organe de séparation 2, ce dernier étant porté mécaniquement par l’embase 14. L’embase fait ainsi partie du module d’échange de chaleur.6. It will be noted that the bundle 6 also includes a first orifice and a second orifice which will be discussed in more detail in the description to follow. It can nevertheless be mentioned at this stage that this first orifice and this second orifice are used by the refrigerant and are in communication with a base 14 fluidly interposed between the heat exchanger 3 and the separation member 2, the latter being carried mechanically by the base 14. The base thus forms part of the heat exchange module.
La figure 2 illustre le premier circuit 15 adapté pour canaliser le liquide caloporteur 5 entre le premier manchon 10 et le deuxième manchon 11. Ce premier circuit 15 comprend ainsi une chambre d’admission 16, une chambre d’évacuation 17 et une pluralité de chambres de circulation délimitées chacune par des couples 38, 39 de plaques référencées 19, 20 et 40. Les couples 38, 39 de plaques délimitent également la chambre d’admission 16 et la chambre d’évacuation 17, puisque ces chambres d’admission et d’évacuation sont formées par une superposition de trous 21, 49 formés dans chaque plaque.FIG. 2 illustrates the first circuit 15 adapted to channel the heat-transfer liquid 5 between the first sleeve 10 and the second sleeve 11. This first circuit 15 thus comprises an intake chamber 16, an evacuation chamber 17 and a plurality of chambers circulation each delimited by pairs 38, 39 of plates referenced 19, 20 and 40. The pairs 38, 39 of plates also delimit the intake chamber 16 and the discharge chamber 17, since these intake chambers and d 'evacuation are formed by a superposition of holes 21, 49 formed in each plate.
Le faisceau 6 de l’échangeur de chaleur 3 s’étend selon une direction longitudinale qui est perpendiculaire à la direction d’empilement 7 évoquée plus haut. La chambre d’admission 16 et la chambre d’évacuation 17 sont chacune disposée à une extrémité longitudinale du faisceau 6, en bordant et en étant en communication avec les chambres de circulation de liquide caloporteur 5 délimitées par les couples 38, 39 de plaques. La circulation du liquide caloporteur dans le premier circuit 15 de l’échangeur de chaleur 3 est ainsi une circulation en « I ». L’échangeur de chaleur selon Γinvention n’est cependant pas limité pas une telle configuration puisque le premier circuit peut également suivre un profil en « U », la chambre d’admission et la chambre d’évacuation étant alors côte-à-côte à une extrémité longitudinale du faisceau 6.The bundle 6 of the heat exchanger 3 extends in a longitudinal direction which is perpendicular to the stacking direction 7 mentioned above. The intake chamber 16 and the discharge chamber 17 are each disposed at a longitudinal end of the bundle 6, bordering and being in communication with the circulation chambers of heat-transfer liquid 5 delimited by the pairs 38, 39 of plates. The circulation of the heat transfer liquid in the first circuit 15 of the heat exchanger 3 is thus a circulation in "I". The heat exchanger according to the invention is not however limited by such a configuration since the first circuit can also follow a “U” profile, the inlet chamber and the outlet chamber then being side by side at a longitudinal end of the bundle 6.
La figure 2 montre encore la coopération mécanique entre le premier manchon 10 et une première joue 8 et entre le deuxième manchon 11 et la deuxième joue 9, la première joue 8 et la deuxième joue 9 prenant en sandwich les couples 38, 39 de plaques 19, 20 et 40. On note que la première joue 8 forme un élément d’obturation de la chambre d’évacuation 17. De manière similaire, la deuxième joue 9 comprend un élément de fermeture de la chambre d’admission 16.FIG. 2 also shows the mechanical cooperation between the first sleeve 10 and a first cheek 8 and between the second sleeve 11 and the second cheek 9, the first cheek 8 and the second cheek 9 sandwiching the pairs 38, 39 of plates 19 , 20 and 40. It is noted that the first cheek 8 forms an element for closing the evacuation chamber 17. Similarly, the second cheek 9 comprises an element for closing the intake chamber 16.
La figure 3 montre l’échangeur de chaleur 3, quand celui-ci est installé dans le module d’échange de chaleur 1. Cette figure illustre plus particulièrement le deuxième circuit 22, c’est-à-dire le circuit qui est configuré pour être parcouru par le fluide réfrigérant 4. Ce deuxième circuit 22 comprend au moins deux nappes de circulation du fluide réfrigérant.FIG. 3 shows the heat exchanger 3, when this is installed in the heat exchange module 1. This figure more particularly illustrates the second circuit 22, that is to say the circuit which is configured for to be traversed by the refrigerant 4. This second circuit 22 comprises at least two layers of circulation of the refrigerant.
Dans le mode de réalisation illustré par les figures 1 à 9, le deuxième circuit 22 est partagé entre une première nappe 23 et une deuxième nappe 24. Le faisceau 6 est agencé pour que ces deux nappes soient parcourues par le fluide réfrigérant selon des sens de circulation opposés, comme cela est illustré par les flèches 25 et 26. La première nappe 23 et la deuxième nappe 24 sont au moins en partie, et avantageusement en totalité, superposées l’une sur l’autre, selon la direction d’empilement 7 des plaques du faisceau 6. La longueur de la première nappe 23 est donc identique à une longueur de la deuxième nappe 24, mesurée entre les extrémités longitudinales du faisceau 6. Mesurée le long de la direction d’empilement 7, la première nappe 23 présente une épaisseur au moins deux fois plus importante que l’épaisseur de la deuxième nappe 24.In the embodiment illustrated in FIGS. 1 to 9, the second circuit 22 is shared between a first ply 23 and a second ply 24. The bundle 6 is arranged so that these two plies are traversed by the refrigerant in directions of opposite circulation, as illustrated by arrows 25 and 26. The first ply 23 and the second ply 24 are at least partly, and advantageously entirely, superimposed on each other, in the stacking direction 7 of the plates of the bundle 6. The length of the first ply 23 is therefore identical to a length of the second ply 24, measured between the longitudinal ends of the bundle 6. Measured along the stacking direction 7, the first ply 23 has a thickness at least twice as great as the thickness of the second ply 24.
La figure 3 montre également la présence d’une chambre d’entrée 27 en communication fluidique avec la première nappe 23, plus particulièrement avec des cavités de circulation du fluide réfrigérant délimitées entre des couples 38 de plaques.FIG. 3 also shows the presence of an inlet chamber 27 in fluid communication with the first ply 23, more particularly with coolant circulation cavities delimited between pairs 38 of plates.
L’échangeur de chaleur 3 comprend encore une chambre de sortie 28 par laquelle le fluide réfrigérant qui sort de la deuxième nappe 24 est collecté pour être évacuer de l’échangeur de chaleur 3. Selon un exemple de réalisation, la chambre d’entrée 27 et la chambre de sortie 28 sont dans le prolongement l’une de l’autre selon la direction d’empilement 7. Cette chambre d’entrée 27 et cette chambre de sortie 28 sont ménagées à une même extrémité longitudinale de l’échangeur de chaleur 3.The heat exchanger 3 also comprises an outlet chamber 28 through which the refrigerant which leaves the second layer 24 is collected to be removed from the heat exchanger 3. According to an exemplary embodiment, the inlet chamber 27 and the outlet chamber 28 are in the extension of one another in the stacking direction 7. This inlet chamber 27 and this outlet chamber 28 are formed at the same longitudinal end of the heat exchanger 3.
L’échangeur de chaleur 3 comprend encore une première chambre intermédiaire 29 et une deuxième chambre intermédiaire 30. Ces deux chambres intermédiaires sont disposées à une même extrémité longitudinale de l’échangeur de chaleur 3 qui est opposée à l’extrémité longitudinale comportant la chambre d’entrée 27. La première chambre intermédiaire 29 est en communication fluidique avec la première nappe 23 et collecte le fluide réfrigérant qui a circulé dans les cavités délimitées par les couples 38 de plaques du faisceau 6. La deuxième chambre intermédiaire 30 est en communication fluidique avec la deuxième nappe 24 en alimentant cette dernière en fluide réfrigérant. La première chambre intermédiaire 29 et la deuxième chambre intermédiaire 30 sont dans le prolongement l’une de l’autre, selon la direction d’empilement 7 des plaques du faisceau 6.The heat exchanger 3 also comprises a first intermediate chamber 29 and a second intermediate chamber 30. These two intermediate chambers are arranged at the same longitudinal end of the heat exchanger 3 which is opposite to the longitudinal end comprising the chamber d entry 27. The first intermediate chamber 29 is in fluid communication with the first ply 23 and collects the coolant which has circulated in the cavities delimited by the pairs 38 of plates of the bundle 6. The second intermediate chamber 30 is in fluid communication with the second layer 24 by supplying the latter with cooling fluid. The first intermediate chamber 29 and the second intermediate chamber 30 are in line with one another, in the stacking direction 7 of the beam plates 6.
Dans le cadre du module d’échange de chaleur 1, la figure 3 montre en coupe l’embase et l’un des canaux, référencé 32, dont elle est pourvue pour que le fluide réfrigérant circule de la première chambre intermédiaire 29 à un volume interne 31 de l’organe de séparation 2. Le sens de circulation du fluide réfrigérant est illustré par la flèche référencée 36.In the context of the heat exchange module 1, Figure 3 shows in section the base and one of the channels, referenced 32, with which it is provided so that the coolant circulates from the first intermediate chamber 29 to a volume internal 31 of the separation member 2. The direction of circulation of the coolant is illustrated by the arrow referenced 36.
Dans ce contexte, la figure 4 montre la communication entre ce volume interne 31 de l’organe de séparation 2 et la deuxième chambre intermédiaire 30 qui alimente la deuxième nappe 24. Cette communication s’établit en passant par un deuxième canal 33 de l’embase 14 et par un conduit 34 qui traverse la première nappe 23 le long de la direction d’empilement 7 des plaques et qui est en communication avec la deuxième nappe 24, notamment via la deuxième chambre intermédiaire 30. La sens de circulation du fluide réfrigérant est illustré par la flèche référencée 37, ce sens étant opposé au sens de circulation illustré à la figure 3.In this context, FIG. 4 shows the communication between this internal volume 31 of the separation member 2 and the second intermediate chamber 30 which supplies the second ply 24. This communication is established by passing through a second channel 33 of the base 14 and by a conduit 34 which passes through the first layer 23 along the stacking direction 7 of the plates and which is in communication with the second layer 24, in particular via the second intermediate chamber 30. The direction of circulation of the refrigerant is illustrated by the arrow referenced 37, this direction being opposite to the direction of circulation illustrated in FIG. 3.
Ce conduit 34 est le résultat de l’empilement des plaques de la première nappe 23. Plus particulièrement, ce conduit est délimité au moins partiellement par un trou 35 dédié que comporte chaque plaque de l’empilement de plaques qui délimite la première nappe 23. La superposition de ces trous 35 forme alors le conduit 34 qui s’étend le long d’un axe parallèle à la direction d’empilement 7 des plaques du faisceau 6.This duct 34 is the result of the stacking of the plates of the first ply 23. More particularly, this duct is delimited at least partially by a dedicated hole 35 which each plate of the stack of plates which delimits the first ply 23 comprises. The superposition of these holes 35 then forms the conduit 34 which extends along an axis parallel to the stacking direction 7 of the plates of the bundle 6.
Selon l’exemple de réalisation de la figure 4, le conduit 34 traverse la première joue 8 en débouchant de celle-ci. Cette dernière est ainsi pourvue d’un trou qui participe à la délimitation du conduit 34.According to the exemplary embodiment of FIG. 4, the conduit 34 crosses the first cheek 8 by opening from the latter. The latter is thus provided with a hole which participates in the delimitation of the conduit 34.
La figure 5 illustre la disposition des plaques les unes par rapport aux autres dans l’empilement de plaques, ainsi que les spécificités de leur forme. La première nappe 23 et la première nappe 24 comprennent plusieurs couples de plaques, ci-après dénommé premier couple 38 pour la première nappe 23 et deuxième couple 39 pour la deuxième nappe 24.FIG. 5 illustrates the arrangement of the plates with respect to each other in the stack of plates, as well as the specifics of their shape. The first ply 23 and the first ply 24 comprise several pairs of plates, hereinafter called first couple 38 for the first ply 23 and second couple 39 for the second ply 24.
Chaque premier et deuxième couples 38, 39 est constitué de deux plaques. Dans le cas des premiers couples 38, il est fait référence à une première plaque 19 du premier couple 38 et à une deuxième plaque 20 du premier couple 38. Dans le cas des deuxièmes couples 39, il est fait référence à une première plaque 40 du deuxième couple 39 et à une deuxième plaque 20 du deuxième couple 39.Each first and second pair 38, 39 consists of two plates. In the case of the first couples 38, reference is made to a first plate 19 of the first couple 38 and to a second plate 20 of the first couple 38. In the case of the second couples 39, reference is made to a first plate 40 of the second pair 39 and a second plate 20 of the second pair 39.
La première nappe 23 est une alternance de premières plaques 19 du premier couple 38 et de deuxièmes plaques 20 du premier couple 38. La deuxième nappe 24 est une ίο alternance de premières plaques 40 du deuxième couple 39 et de deuxièmes plaques 20 du deuxième couple 39.The first ply 23 is an alternation of first plates 19 of the first pair 38 and second plates 20 of the first pair 38. The second ply 24 is a alternο alternation of first plates 40 of the second pair 39 and second plates 20 of the second pair 39 .
La première nappe 23 est séparée de la deuxième nappe 24 par un dispositif de séparation 41. Ce dernier est visible sur la figure 3 et sur la figure 5. Ce dispositif de séparation 41 est par exemple une paroi qui borde simultanément la chambre d’entrée 17 et la chambre de sortie 28. Cette paroi peut également bordée simultanément la première chambre intermédiaire 29 et la deuxième chambre intermédiaire 30.The first ply 23 is separated from the second ply 24 by a separation device 41. The latter is visible in FIG. 3 and in FIG. 5. This separation device 41 is for example a wall which simultaneously borders the inlet chamber 17 and the outlet chamber 28. This wall can also simultaneously border the first intermediate chamber 29 and the second intermediate chamber 30.
Sur la figure 5, on constate que ce dispositif de séparation 41 prend la forme d’une plaque intermédiaire 42 de l’empilement de plaques constituant le faisceau 6. Une telle plaque intermédiaire 42 intègre ainsi le dispositif de séparation 41.In FIG. 5, it can be seen that this separation device 41 takes the form of an intermediate plate 42 of the stack of plates constituting the bundle 6. Such an intermediate plate 42 thus integrates the separation device 41.
Côté premier circuit 15, un espace délimité par la première plaque 19 du premier couple 38 et la deuxième plaque 20 du premier couple 38 est une première chambre de circulation 43 dans laquelle le liquide caloporteur 5 circule. L’empilement de premiers couples 38 de plaques forme ainsi la première nappe 23, et une partie du premier circuit 15 est formée par la superposition de la pluralité de premières chambres de circulation 43 formées par les premiers couples 38 de plaques.On the first circuit 15 side, a space delimited by the first plate 19 of the first pair 38 and the second plate 20 of the first pair 38 is a first circulation chamber 43 in which the heat transfer liquid 5 circulates. The stack of first pairs 38 of plates thus forms the first ply 23, and part of the first circuit 15 is formed by the superposition of the plurality of first circulation chambers 43 formed by the first pairs 38 of plates.
Un espace délimité par la première plaque 40 du deuxième couple 39 et la deuxième plaque 20 de ce deuxième couple 39 est une deuxième chambre de circulation 44 dans laquelle le liquide caloporteur 5 circule. L’empilement de deuxièmes couples 39 de plaques forme ainsi la deuxième nappe 24, et une autre partie du premier circuit 15 est formée par la superposition de la pluralité de deuxièmes chambres de circulation 44 formées par les deuxièmes couples 39 de plaques.A space delimited by the first plate 40 of the second pair 39 and the second plate 20 of this second pair 39 is a second circulation chamber 44 in which the heat transfer liquid 5 circulates. The stack of second pairs 39 of plates thus forms the second ply 24, and another part of the first circuit 15 is formed by the superposition of the plurality of second circulation chambers 44 formed by the second pairs 39 of plates.
La pluralité de premières chambres de circulation 43 et la pluralité de deuxièmes chambres de circulation 44 forment le premier circuit 15.The plurality of first circulation chambers 43 and the plurality of second circulation chambers 44 form the first circuit 15.
Côté deuxième circuit 22, un espace délimité entre deux premiers couples 38 de plaques immédiatement adjacents est une première cavité 45 dédiée à la condensation du fluide réfrigérant 4. La pluralité de premières cavités 45 forme la première nappe 23.On the second circuit side 22, a space delimited between two first pairs 38 of immediately adjacent plates is a first cavity 45 dedicated to the condensation of the refrigerant fluid 4. The plurality of first cavities 45 forms the first ply 23.
Un espace délimité entre deux deuxièmes couples 39 de plaques immédiatement adjacents est une deuxième cavité 46 dédiée au sous-refroidissement du fluide réfrigérantA space delimited between two second pairs 39 of immediately adjacent plates is a second cavity 46 dedicated to the sub-cooling of the coolant
4. La pluralité de deuxièmes cavités 46 forme la deuxième nappe 24. La pluralité de premières cavités 45 et la pluralité de deuxièmes cavités 46 forment le deuxième circuit 22.4. The plurality of second cavities 46 form the second ply 24. The plurality of first cavities 45 and the plurality of second cavities 46 form the second circuit 22.
Toujours illustré sur la figure 5, il peut être avantageux que les premières plaques 19 d’au moins deux premiers couples 38 de plaques, et éventuellement de tous les premiers couples de plaques 38, soient de conformation identique, aux tolérances de fabrication près. H en va de même en ce qui concerne les deuxièmes plaques 20 d’au moins deux premiers couples 38 de plaques, éventuellement de tous les premiers couples 38. On rationalise ainsi la fabrication et la logistique de ces plaques pour l’assemblage de l’échangeur de chaleur.Still illustrated in FIG. 5, it may be advantageous for the first plates 19 of at least two first pairs 38 of plates, and possibly of all the first pairs of plates 38, to be of identical conformation, except for manufacturing tolerances. The same applies with regard to the second plates 20 of at least two first pairs 38 of plates, possibly of all the first pairs 38. This thus rationalizes the manufacture and the logistics of these plates for assembling the heat exchanger.
On notera également qu’au moins une deuxième plaque 20 du premier couple 38 de plaques et au moins une deuxième plaque 20 du deuxième couple 39 de plaques sont de conformation identique, aux tolérances près. H s’agit donc du même outil qui fabrique les deuxièmes plaques 20 exploitées dans la première nappe 23 et dans la deuxième nappe 24.It will also be noted that at least a second plate 20 of the first pair 38 of plates and at least a second plate 20 of the second pair 39 of plates are of identical conformation, except for tolerances. It is therefore the same tool which manufactures the second plates 20 used in the first ply 23 and in the second ply 24.
Les plaques 19, 20, 40 sont pourvues de trous pour le passage du liquide caloporteur et du fluide réfrigérant. Ces plaques sont globalement rectangulaires et elles comprennent ainsi une première extrémité longitudinale 47 et une deuxième extrémité longitudinale 48. Deux trous traversant référencés 49 et 50 sont ménagés dans ces plaques au niveau de la première extrémité longitudinale 47. Trois autres trous traversant référencés 35, 21 et 52 sont ménagés au travers de la plaque considérée au niveau de la deuxième extrémité longitudinale 48 de celle-ci.The plates 19, 20, 40 are provided with holes for the passage of the coolant and the coolant. These plates are generally rectangular and thus comprise a first longitudinal end 47 and a second longitudinal end 48. Two through holes referenced 49 and 50 are formed in these plates at the level of the first longitudinal end 47. Three other through holes referenced 35, 21 and 52 are formed through the plate considered at the second longitudinal end 48 thereof.
La plaque intermédiaire 42 se distingue des plaques décrites au paragraphe précédent, en ce sens qu’elle est pourvue d’un unique trou 49 à sa première extrémité longitudinale 47 et de seulement deux trous 35 et 21 ménagés au niveau de sa deuxième extrémité longitudinale 48.The intermediate plate 42 differs from the plates described in the preceding paragraph, in that it is provided with a single hole 49 at its first longitudinal end 47 and only two holes 35 and 21 formed at its second longitudinal end 48 .
L’un des trous ménagé à la deuxième extrémité longitudinale 48 participe à la formation du conduit 34 qui traverse la première nappe 23 pour alimenter en fluide réfrigérant la deuxième nappe 24. Ce trou est référencé 35 sur la figure 5, et on constate qu’une portion 53 du fluide réfrigérant 4 qui longe la première nappe 23 n’entre pas dans les premières cavités 45. Cette portion 53 de fluide réfrigérant 4 est ainsi canalisée par l’empilement de trous 35 ménagés dans chaque plaque, y compris dans la plaque intermédiaire 42. En ce qui concerne la disposition de ce trou 35 qui délimite le conduit 34, on notera qu’il est disposé transversalement entre les deux autres trous 21 et 52, sensiblement au centre de la plaque, le long d’une direction transversale. Le trou 35 peut en outre être à égale distance des deux autres trous référencés 21 et 52.One of the holes made at the second longitudinal end 48 participates in the formation of the conduit 34 which passes through the first ply 23 to supply the second ply 24 with coolant. This hole is referenced 35 in FIG. 5, and it can be seen that a portion 53 of the coolant 4 which runs along the first sheet 23 does not enter the first cavities 45. This portion 53 of coolant 4 is thus channeled by the stack of holes 35 formed in each plate, including in the plate intermediate 42. As regards the arrangement of this hole 35 which delimits the conduit 34, it will be noted that it is arranged transversely between the two other holes 21 and 52, substantially in the center of the plate, along a transverse direction . The hole 35 can also be equidistant from the two other holes referenced 21 and 52.
Les plaques exposées ci-dessus présentent une forme de baignoire. Dans Γempilement, elles sont imbriquées les unes dans les autres. Ces plaques 19, 20, 40, 42 comprennent au moins un fond 54 le long duquel le fluide réfrigérant et le liquide caloporteur sont aptes à circuler, d’un côté et de l’autre de ce fond 54. Ces plaques 19, 20, 40, 42 comprennent également un bord 55 plié par rapport au fond 54 et qui entoure périphériquement ce dernier. Le bord 55 est fermé et c’est ainsi que la forme en baignoire est créée.The plates exposed above have the shape of a bathtub. In the stack, they are nested one inside the other. These plates 19, 20, 40, 42 comprise at least one bottom 54 along which the coolant and the heat transfer liquid are able to circulate, on one side and the other of this bottom 54. These plates 19, 20, 40, 42 also include an edge 55 folded relative to the bottom 54 and which peripherally surrounds the latter. The edge 55 is closed and this is how the bathtub shape is created.
En se reportant aux figures 6 à 8, la première plaque 19 du premier couple 38 de plaques, la deuxième plaque 20 du premier couple 38 de plaques et/ou du deuxième couple 39 de plaques et la première plaque 40 du deuxième couple 39 de plaques comprennent le fond 54 et le bord périphérique 55 décrits ci-dessus. Au moins une de ces plaques, et avantageusement chacune de ces plaques, comprend un dispositif de perturbation 56 de l’écoulement du liquide caloporteur et/ou du fluide réfrigérant. Un tel dispositif de perturbation peut résulter de l’ajout d’un perturbateur entre deux plaques, mais il peut également s’agir de déformations 57 du fond 54, comme illustré sur les figures 5 à 8. Selon un exemple de réalisation non limitatif, au moins une des déformations suit un profil en chevrons, selon une vue de dessus du fond 54.Referring to FIGS. 6 to 8, the first plate 19 of the first pair 38 of plates, the second plate 20 of the first pair 38 of plates and / or of the second pair 39 of plates and the first plate 40 of the second pair 39 of plates include the bottom 54 and the peripheral edge 55 described above. At least one of these plates, and advantageously each of these plates, comprises a device 56 for disturbing the flow of the coolant and / or the refrigerant. Such a disturbance device can result from the addition of a disturbance between two plates, but it can also be deformations 57 of the bottom 54, as illustrated in FIGS. 5 to 8. According to a nonlimiting exemplary embodiment, at least one of the deformations follows a chevron profile, according to a top view of the bottom 54.
Chacune des plaques illustrées aux figures 6 à 8 comprennent un trou 21 dédié à la circulation du liquide caloporteur, un trou 35 participant de la formation du conduit, et un trou 52 dédié à la circulation du fluide réfrigérant. La première plaque 19 du premier couple 38 et la première plaque 40 du deuxième couple 39 sont pourvues d’un collet 58 qui entoure le trou 21, ce dernier s’étendant alors dans un plan parallèle et distinct d’un plan d’extension générale du fond 54. En ce concerne le trou 52 dédié à la circulation du fluide réfrigérant, on notera qu’il est ménagé dans le plan d’extension générale du fond 54, c’està-dire sans en déborder, suivant la direction d’empilement des plaques.Each of the plates illustrated in FIGS. 6 to 8 comprises a hole 21 dedicated to the circulation of the heat-transfer liquid, a hole 35 participating in the formation of the conduit, and a hole 52 dedicated to the circulation of the coolant. The first plate 19 of the first pair 38 and the first plate 40 of the second pair 39 are provided with a collar 58 which surrounds the hole 21, the latter then extending in a plane parallel and distinct from a plane of general extension of the bottom 54. With regard to the hole 52 dedicated to the circulation of the coolant, it will be noted that it is formed in the general extension plane of the bottom 54, that is to say without overflowing it, in the direction of stacking of plates.
La première plaque 19 du premier couple 38 de plaques comprend une zone d’appui 59 qui ménagée autour du trou 35 participant à la délimitation du conduit. Une telle zone d’appui 59 est en contact avec la deuxième plaque 20 du premier couple 38, de manière à empêcher le fluide réfrigérant d’entrer dans la première nappe 23, puisque ce fluide réfrigérant doit être canalisé vers la deuxième nappe 24 par le conduit de l’invention. La zone d’appui 59 prend la forme d’un flan annulaire plat qui s’étend dans le plan d’extension générale du fond 54 et qui entoure le trou 35.The first plate 19 of the first pair 38 of plates comprises a support zone 59 which is formed around the hole 35 participating in the delimitation of the conduit. Such a support zone 59 is in contact with the second plate 20 of the first pair 38, so as to prevent the refrigerant fluid from entering the first layer 23, since this refrigerant fluid must be channeled towards the second layer 24 by the leads of the invention. The support zone 59 takes the form of a flat annular blank which extends in the general extension plane of the bottom 54 and which surrounds the hole 35.
La première plaque 19 du première couple 38 comprend également un anneau d’étanchéité 60 qui entoure le trou 35. Un tel anneau d’étanchéité 60 vient en contact contre le fond d’une deuxième plaque 20 d’un premier couple 38 immédiatement adjacent à cette première plaque 19. L’anneau d’étanchéité 60 est circulaire et il peut être concentrique avec le trou 35. Selon un exemple de réalisation, il est formé par une déformation du fond 54, délimitant alors une gorge.The first plate 19 of the first pair 38 also includes a sealing ring 60 which surrounds the hole 35. Such a sealing ring 60 comes into contact against the bottom of a second plate 20 of a first pair 38 immediately adjacent to this first plate 19. The sealing ring 60 is circular and it can be concentric with the hole 35. According to an exemplary embodiment, it is formed by a deformation of the bottom 54, then delimiting a groove.
La deuxième plaque 20 du premier ou deuxième couple 38, 39, comprend une zone de contact 61 ménagée autour du trou 35 de la deuxième plaque 20. Cette zone de contact 61 est en appui contre la première plaque 19 d’un premier couple 38, notamment en venant s’étancher contre la zone d’appui 59 de la première plaque 19 du premier couple 38. Selon un exemple de réalisation, la zone de contact 61 prend la forme d’un collet circulaire et surélevé par rapport au fond 54 de la deuxième plaque 20. Le trou 35 délimité par cette zone de contact 61 s’étend dans un plan parallèle et distinct du plan d’extension générale du fond 54.The second plate 20 of the first or second pair 38, 39 includes a contact zone 61 formed around the hole 35 of the second plate 20. This contact zone 61 bears against the first plate 19 of a first pair 38, in particular by coming to seal against the bearing zone 59 of the first plate 19 of the first pair 38. According to an exemplary embodiment, the contact zone 61 takes the form of a circular collar and raised relative to the bottom 54 of the second plate 20. The hole 35 delimited by this contact zone 61 extends in a plane parallel and distinct from the plane of general extension of the bottom 54.
De manière astucieuse, l’anneau d’étanchéité 60 et la zone de contact 61 sont concentriques, l’anneau d’étanchéité 60 entourant la zone de contact 61.Cleverly, the sealing ring 60 and the contact area 61 are concentric, the sealing ring 60 surrounding the contact area 61.
Le conduit qui traverse la première nappe et qui débouche dans la deuxième nappe, référencé 34 sur la figure 4, est ainsi délimité par l’empilement de trous 35, la série d’anneaux d’étanchéité 60 et la série de zones de contact 61, alignés le long de la direction d’empilement des plaques.The conduit which passes through the first ply and which opens into the second ply, referenced 34 in FIG. 4, is thus delimited by the stack of holes 35, the series of sealing rings 60 and the series of contact zones 61 , aligned along the stacking direction of the plates.
En ce qui concerne la première plaque 40 du deuxième couple 39, son fond 54 délimite au moins un passage 62 configuré pour laisser entrer le fluide réfrigérant dans la deuxième cavité délimitée par les deux plaques du deuxième couple 39. Un tel passage forme un point d’entrée du fluide réfrigérant dans chaque deuxième cavité dont une pluralité forme la deuxième nappe. Dans le cas d’espèce illustré à la figure 8, il est prévu trois passages 62 répartis à 90° autour du trou 35.With regard to the first plate 40 of the second couple 39, its bottom 54 delimits at least one passage 62 configured to allow the refrigerant to enter the second cavity delimited by the two plates of the second couple 39. Such a passage forms a point of entry of the refrigerant into each second cavity, a plurality of which forms the second layer. In the case illustrated in FIG. 8, three passages 62 are provided distributed at 90 ° around the hole 35.
A côté d’au moins un passage 62, la première plaque 40 du deuxième couple 39 comprend au moins un organe de liaison 63 avec la deuxième plaque 20 du deuxième couple 39. Un tel organe de liaison 63 assure une reprise d’effort autour du trou 35 participant du conduit. On évite ainsi un effet d’écartement des plaques ciblé autour des trous 35, en raison des pressions mise en œuvre et de la nature liquide du fluide réfrigérant en cette zone de l’échangeur de chaleur. Dans le cas illustré à la figure 8, la plaque comprend trois organes de liaison 63 répartis autour du trou 35. Au moins l’un d’entre eux est formé entre le trou 35 et le bord 55 bordant de la deuxième extrémité 28, tandis qu’au moins un autre organe de liaison 63, et notamment les deux autres, est formé entre le trou 35 et une portion centrale du fond 54, notamment entre ce trou 35 et le dispositif de perturbation 56 de l’écoulement du fluide réfrigérant.Next to at least one passage 62, the first plate 40 of the second couple 39 comprises at least one connecting member 63 with the second plate 20 of the second couple 39. Such a connecting member 63 ensures a resumption of force around the hole 35 participant of the conduit. This avoids a target spreading effect around the holes 35, due to the pressures used and the liquid nature of the refrigerant in this area of the heat exchanger. In the case illustrated in FIG. 8, the plate comprises three connecting members 63 distributed around the hole 35. At least one of them is formed between the hole 35 and the edge 55 bordering the second end 28, while that at least one other connecting member 63, and in particular the other two, is formed between the hole 35 and a central portion of the bottom 54, in particular between this hole 35 and the device 56 for disturbing the flow of the coolant.
La figure 9 montre une vue en coupe transversale de l’échangeur de chaleur 3 et passant par le conduit 34 qui traverse la première nappe 23 et qui communique avec la deuxième nappe 24. La superposition des trous 35, la pluralité d’anneaux d’étanchéité 60 et la pluralité de zones d’accostage 61 délimitent l’intégralité du conduit 34 entre sa bouche d’entrée 64 et la deuxième chambre intermédiaire 30.Figure 9 shows a cross-sectional view of the heat exchanger 3 and passing through the conduit 34 which passes through the first ply 23 and which communicates with the second ply 24. The superposition of the holes 35, the plurality of rings of sealing 60 and the plurality of docking zones 61 delimit the entire duct 34 between its inlet mouth 64 and the second intermediate chamber 30.
La chambre d’admission 16 du liquide caloporteur et la première chambre intermédiaire 29 sont également visibles sur cette figure 9, puisque le plan de coupe passe par le trou 21 dédié à la circulation du liquide caloporteur, le trou 35 participant du conduit 34 et le trou 52 de circulation du fluide réfrigérant dans la première nappe 23. Le dispositif de séparation 41 qui sépare le deuxième circuit en la première nappe 23 et la deuxième nappe 24 est également apparent.The inlet chamber 16 of the heat transfer liquid and the first intermediate chamber 29 are also visible in this FIG. 9, since the cutting plane passes through the hole 21 dedicated to the circulation of the heat transfer liquid, the hole 35 participating in the conduit 34 and the hole 52 for circulation of the coolant in the first layer 23. The separation device 41 which separates the second circuit into the first layer 23 and the second layer 24 is also apparent.
Cette figure illustre aussi la circulation du fluide réfrigérant depuis la première chambre intermédiaire 29 vers l’embase 14 du module d’échange de chaleur par le biais d’une flèche référencée 36. Le fluide réfrigérant ayant traversé l’organe de séparation passe dans l’embase 14 et entre dans l’échangeur de chaleur 3 par la bouche d’entrée 64, puis circule de manière canalisée dans le conduit 34, comme cela est illustré par la flèche 37. Il traverse alors la première nappe 23 sans entrer dans celle-ci, puis atteint la deuxième nappe 24 pour circuler au travers de celle-ci, et ainsi subir un abaissement de sa température en dessous de sa température de liquéfaction par échange avec le liquide caloporteur.This figure also illustrates the circulation of the refrigerant fluid from the first intermediate chamber 29 to the base 14 of the heat exchange module by means of an arrow referenced 36. The refrigerant fluid having passed through the separation member passes into the 'base 14 and enters the heat exchanger 3 through the inlet mouth 64, then circulates in a channeled manner in the conduit 34, as illustrated by the arrow 37. It then crosses the first ply 23 without entering that -this, then reaches the second sheet 24 to circulate through the latter, and thus undergo a lowering of its temperature below its liquefaction temperature by exchange with the heat transfer liquid.
L’échangeur de chaleur décrit dans le présent document comprend un premier circuit constitué d’une unique nappe, et un deuxième circuit constitué de deux nappes.The heat exchanger described in this document comprises a first circuit made up of a single ply, and a second circuit made up of two plies.
L’invention s’étend également à un premier circuit qui comprend plusieurs nappes, celles-ci étant configurées pour que le liquide caloporteur circule en des sens opposés dans deux nappes immédiatement adjacentes. De même, l’invention s’étend à une première nappe et/ou deuxième nappe du deuxième circuit comportant une pluralité de passes configurées pour que le fluide réfrigérant circule en des sens opposés dans deux passes immédiatement adjacentes.The invention also extends to a first circuit which comprises several layers, these being configured so that the heat-transfer liquid circulates in opposite directions in two immediately adjacent layers. Likewise, the invention extends to a first ply and / or second ply of the second circuit comprising a plurality of passes configured so that the coolant circulates in opposite directions in two immediately adjacent passes.
La mise en appui ou la mise en contact mentionné dans le présent document sera particulièrement reconnaissable sur un échangeur de chaleur brasé, la brasure formant le lien mécanique et l’étanchéité entre les différentes formes mises en appui ou en contact.The abutment or contacting mentioned in this document will be particularly recognizable on a brazed heat exchanger, the solder forming the mechanical link and the seal between the different forms supported or in contact.
La description ci-dessus évoque des caractéristiques sur un unique composant, mais on comprend que cette description peut s’étendre à plusieurs de ces composants, quand ceux-ci sont en pluralité. C’est notamment le cas des plaques, des couples de plaques ou des trous. De manière alternative, il est aussi possible que ces caractéristiques ne visent qu’un seul ou une partie de ces composants, même quand ceux-ci sont en pluralité.The description above evokes characteristics on a single component, but it is understood that this description can extend to several of these components, when these are in plurality. This is particularly the case of plates, pairs of plates or holes. Alternatively, it is also possible that these characteristics relate only to one or a part of these components, even when these are in plurality.
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