FR3081983A1 - Dispositif d’échange de chaleur - Google Patents

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Abstract

Dispositif d’échange de chaleur L'invention concerne un dispositif (1b) d’échange de chaleur entre au moins un premier fluide et un deuxième fluide. Le dispositif (1b) présente un carter avec un premier élément de carter (2b) et un deuxième élément de carter, ainsi qu’un élément échangeur de chaleur (11a). Le carter est réalisé avec respectivement un premier raccord (5b) et un deuxième raccord (6b) pour chaque fluide. L’élément échangeur de chaleur (11a), conçu pour le passage du premier fluide, est disposé dans un volume entièrement clos par le carter, qui est conçu pour diriger le deuxième fluide autour de l’élément échangeur de chaleur (11a). Soit les raccords (8a, 9a) pour le deuxième fluide sont disposés sur le premier élément de carter (2b) et les raccords pour le premier fluide sur le deuxième élément de carter, sachant qu’au moins un chemin d’écoulement pour diriger le premier fluide est formé à l’intérieur du deuxième élément de carter, chemin qui s’étend entre un raccord et une région collectrice (18), soit les raccords (5b, 6b, 8a, 9a) pour les fluides sont disposés sur le premier élément de carter (2b). Les éléments de carter (2b) sont respectivement réalisés sous la forme d’un élément d’un seul tenant avec les raccords (5b, 6b, 8a, 9a). Figure à publier avec l’abrégé : Fig.3c

Description

Description
Titre de l'invention : Dispositif d’échange de chaleur [0001] L’invention concerne des dispositifs d’échange de chaleur entre au moins un premier fluide et un deuxième fluide, en particulier pour l’application dans une voiture particulière. Un dispositif présente un carter avec un premier élément de carter et un deuxième élément de carter, ainsi qu’un élément échangeur de chaleur. Le carter est réalisé avec respectivement un premier raccord et un deuxième raccord pour chaque fluide. L’élément échangeur de chaleur, conçu pour le passage du premier fluide, est disposé dans un volume entièrement clos par le carter. Le carter est ici conçu pour diriger le deuxième fluide autour de l’élément échangeur de chaleur.
[0002] Des échangeurs de chaleur du type décrit ci-dessus servent principalement à refroidir les gaz d’échappement, en particulier de moteurs à combustion, qui sont mélangés à l’air frais à apporter au processus de combustion afin d’obtenir d’une part une réduction de la teneur en oxygène. D’autre part, on utilise aussi l’énergie calorifique des gaz d’échappement. Un échangeur de chaleur du type générique est par exemple utilisé également sur le côté d’aspiration de moteurs suralimentés ou en association avec des piles à combustible.
[0003] Un ensemble échangeur de chaleur avec un refroidisseur d’air de suralimentation et un carter ressort du document EP 2 014 892 AL Le refroidisseur d’air de suralimentation présente un cœur d’échangeur de chaleur, un collecteur en forme de plaque, un canal d’entrée de réfrigérant et un canal de sortie de réfrigérant. Le cœur d’échangeur de chaleur est constitué d’éléments échangeurs de chaleur pouvant être traversés par un flux de réfrigérant. Le carter présente la forme d’une chambre dotée d’une ouverture pour recevoir le cœur d’échangeur de chaleur ainsi que d’un canal d’entrée d’air, d’un canal de sortie d’air et d’un rebord. Le cœur d’échangeur de chaleur est disposé à l’intérieur de la chambre du carter, sachant que le collecteur en forme de plaque s’applique contre le rebord du carter et que le cœur d’échangeur de chaleur est fixé en position sur le rebord du carter. Le collecteur en forme de plaque ferme l’ouverture de la chambre du carter.
[0004] Le document EP 0 285 504 Al décrit un échangeur de chaleur doté d’un carter en deux parties avec un élément récepteur et un élément formant couvercle. L’élément récepteur présente des raccords pour les liaisons conduisant de l’air. Le carter est réalisé entourant une série de tubes échangeurs de chaleur et définissant un passage pour l’air à refroidir entre les raccords d’air. La direction d’écoulement de l’air s’étend perpendiculairement à la direction des tubes échangeurs de chaleur conduisant du réfrigérant. L’élément formant couvercle est en outre conçu comme collecteur et avec des raccords pour le réfrigérant.
[0005] Le document DE 10 2009 055 715 Al divulgue un collecteur d’admission avec un refroidisseur d’air de suralimentation intégré. Le collecteur d’admission présente un carter avec une première partie de carter et une deuxième partie de carter assemblée à la première. L’air de suralimentation pénètre par une entrée dans le carter et quitte le carter par une sortie. Le refroidisseur d’air de suralimentation, totalement clos par le carter à l’exception de passages pour faire passer un réfrigérant, est traversé par le flux d’air de suralimentation. Le refroidisseur d’air de suralimentation est soutenu élastiquement par rapport au carter.
[0006] Les refroidisseurs d’air de suralimentation ou refroidisseurs de gaz d’échappement connus dans l’état de la technique sont d’une configuration très complexe et présentent une multiplicité de composants, par exemple de pièces découpées, de sorte que le cœur d’échangeur de chaleur notamment est souvent très difficile à fabriquer, en particulier à braser. De plus, les refroidisseurs classiques sont définis et non variables quant à la disposition des raccords, en particulier pour le réfrigérant.
[0007] L’invention a pour but de fournir un dispositif pour l’échange efficace de chaleur entre deux fluides, en particulier entre un fluide liquide comme réfrigérant et de l’air. Avec l’échangeur de chaleur le plus compact possible, on doit pouvoir transférer une puissance calorifique maximale avec une taille minimale ou encore un encombrement minimal. L’échangeur de chaleur, à constituer à partir d’un nombre minimal de composants, doit être simple à monter et présenter une grande variabilité quant à la disposition des raccords, afin d’être adaptable d’une manière simple à l’emplacement d’installation respectif. Les fluides doivent ne présenter qu’une perte de pression la plus faible possible lorsqu’ils traversent l’échangeur de chaleur. L’échangeur de chaleur doit en outre présenter un poids minimal ainsi que des coûts minimaux de fabrication et de matériaux.
[0008] Ce but est atteint par un premier dispositif selon l’invention pour l’échange de chaleur entre un premier fluide et un deuxième fluide, en particulier pour l’application dans une voiture particulière. Le dispositif présente un carter avec un premier élément de carter et un deuxième élément de carter, ainsi qu’un élément échangeur de chaleur. Le carter est réalisé avec respectivement un premier raccord et un deuxième raccord pour chaque fluide. L’élément échangeur de chaleur, conçu pour le passage du premier fluide, est disposé dans un volume entièrement clos par le carter fermé. Le carter est ici conçu pour diriger le deuxième fluide autour de l’élément échangeur de chaleur.
[0009] Selon la conception de l’invention, les raccords pour le deuxième fluide sont disposés sur le premier élément de carter et les raccords pour le premier fluide sur le deuxième élément de carter. Au moins un chemin d’écoulement pour diriger le premier fluide est ici formé à l’intérieur du deuxième élément de carter. Le chemin d’écoulement au moins unique s’étend entre un raccord et une région collectrice.
[0010] Le but fixé est également atteint par un dispositif selon l’invention pour l’échange de chaleur entre un premier fluide et un deuxième fluide selon lequel les raccords pour les fluides, en particulier pour le premier fluide et le deuxième fluide, sont disposés sur le premier élément de carter.
[0011] Selon l’invention, les éléments de carter sont respectivement réalisés sous la forme d’un élément d’un seul tenant avec les raccords. Les raccords constituent donc chacun un composant d’un élément de carter. Les éléments de carter sont ici avantageusement fabriqués en plastique, de préférence sous forme de pièce injectée, ou en métal, de préférence en aluminium.
[0012] Comme premier fluide, on utilise de préférence un réfrigérant, par exemple de l’eau ou un mélange eau-glycol, tandis qu’on envisage avantageusement de l’air comme deuxième fluide, par exemple les gaz d’échappement d’un moteur à combustion ou de l’air de suralimentation. L’élément échangeur de chaleur peut être dans ce cas particulier un échangeur de chaleur réfrigérant-air, en particulier un refroidisseur d’air de suralimentation à refroidissement par réfrigérant.
[0013] Le terme de « réfrigérant » ne se réfère ici pas exclusivement à la transmission de chaleur au réfrigérant, c’est-à-dire à un « refroidissement » du deuxième fluide. La transmission de chaleur doit également être possible du réfrigérant au deuxième fluide.
[0014] Selon une configuration supplémentaire de l’invention, le chemin d’écoulement au moins unique formé à l’intérieur du deuxième élément de carter s’étend dans un plan sous-tendu par le deuxième élément de carter et dans une direction du plan. Le deuxième élément de carter est ici réalisé de préférence sous la forme d’un élément formant couvercle plat et essentiellement plan.
[0015] Le chemin d’écoulement au moins unique formé à l’intérieur du deuxième élément de carter présente avantageusement, entre le raccord et la région collectrice, une section d’écoulement intégralement fermée.
[0016] Selon une configuration préférée de l’invention, le premier élément de carter est réalisé en forme de cuvette avec deux côtés longitudinaux, deux côtés frontaux reliant les côtés longitudinaux sur leurs régions terminales et un fond. Le premier élément de carter présente avantageusement une section rectangulaire.
[0017] Un avantage particulier de l’invention consiste en ce que l’élément échangeur de chaleur est disposé à l’intérieur d’un volume clos par le premier élément de carter et en étant orienté en s’étendant dans une direction longitudinale du premier côté frontal jusqu’au deuxième côté frontal du premier élément de carter.
[0018] Selon une autre configuration avantageuse de l’invention, l’élément échangeur de chaleur est formé de tubes disposés au voisinage et à distance les uns des autres et d’éléments de paroi latérale pourvus d’ouvertures de passage pour recevoir les tubes. La forme des ouvertures de passage et la forme extérieure des tubes correspondent. De plus, chaque tube est disposé en étant passé respectivement par une première extrémité à travers une ouverture de passage formée dans un premier élément de paroi latérale et par une deuxième extrémité à travers une ouverture de passage formée dans un deuxième élément de paroi latérale, et est assemblé à l’élément de paroi latérale fixement et en étanchéité aux fluides.
[0019] L’assemblage fixe des éléments de paroi latérale avec les tubes de l’élément échangeur de chaleur doit s’entendre comme un assemblage techniquement étanche, sans aucune fuite, de sorte qu’il n’y a pas d’éléments d’étanchéité supplémentaires à former entre les tubes et l’élément de paroi latérale respectif.
[0020] Les tubes sont avantageusement réalisés rectilignes. De plus, les tubes de l’élément échangeur de chaleur peuvent être réalisés sous la forme de tubes plats.
[0021] Selon une variante de configuration de l’invention, l’élément échangeur de chaleur présente des plaques disposées au voisinage et à distance les unes des autres, de sorte que l’élément échangeur de chaleur est réalisé sous la forme d’un échangeur de chaleur à plaques.
[0022] Selon une configuration supplémentaire de l’invention, un premier raccord est formé sur un premier côté longitudinal du premier élément de carter comme entrée pour le deuxième fluide, et un deuxième raccord sur un deuxième côté longitudinal du premier élément de carter comme sortie pour le deuxième fluide. En variante, un premier raccord peut être prévu sur un premier côté frontal du premier élément de carter comme entrée pour le deuxième fluide, et un deuxième raccord sur un deuxième côté frontal du premier élément de carter comme sortie pour le deuxième fluide.
[0023] Selon une première variante de configuration de l’invention, un premier raccord est formé sur un premier côté frontal du premier élément de carter comme entrée pour le premier fluide, et un deuxième raccord sur un deuxième côté frontal du premier élément de carter comme sortie pour le premier fluide.
[0024] Selon une deuxième variante de configuration de l’invention, un premier raccord, comme entrée, ainsi qu’un deuxième raccord, comme sortie, sont tous deux prévus sur un premier côté frontal du premier élément de carter pour le premier fluide.
[0025] Selon une configuration supplémentaire de l’invention, les éléments de paroi latérale sont respectivement réalisés sous la forme d’une tôle quadrangulaire en métal, en particulier en aluminium. On entend ici par « tôle » un produit fini plat de laminoir. De plus, les tubes de l’élément échangeur de chaleur sont avantageusement réalisés eux aussi en métal, en particulier en aluminium, de sorte que les éléments de paroi latérale sont respectivement assemblés aux tubes fixement et en étanchéité aux fluides par brasage. Les éléments de paroi latérale sont de préférence disposés en étant orientés perpendiculairement aux tubes.
[0026] Les éléments de paroi latérale présentent avantageusement des faces trapézoïdales qui sont réalisées et disposées en se rétrécissant en direction du fond du premier élément de carter.
[0027] De plus, les éléments de paroi latérale présentent de préférence, sur un bord entourant, un élément d’étanchéité réalisé entourant pour étancher l’élément de paroi latérale par rapport au carter.
[0028] Selon une configuration préférée de l’invention, le premier élément de paroi latérale de l’élément échangeur de chaleur est disposé dans la région du premier côté frontal du premier élément de carter et le deuxième élément de paroi latérale de l’élément échangeur de chaleur dans la région du deuxième côté frontal du premier élément de carter. Des volumes respectifs pour une première région collectrice et une deuxième région collectrice pour le premier fluide sont formés entre le premier élément de paroi latérale et le carter ainsi qu’entre le deuxième élément de paroi latérale et le carter. Les premières extrémités ouvertes des tubes débouchent dans la première région collectrice et les deuxièmes extrémités ouvertes des tubes débouchent dans la deuxième région collectrice.
[0029] La première région collectrice est avantageusement formée entre un premier côté frontal du premier élément de carter et le premier élément de paroi latérale de l’élément échangeur de chaleur, tandis que la deuxième région collectrice est formée entre un deuxième côté frontal du premier élément de carter et le deuxième élément de paroi latérale de l’élément échangeur de chaleur.
[0030] Selon une configuration supplémentaire de l’invention, au moins un élément déflecteur destiné à subdiviser le volume ainsi qu’à diriger de manière ciblée le premier fluide est disposé au moins à l’intérieur d’un volume clos en tant que région collectrice. L’élément déflecteur est intégré dans l’élément de carter, ou disposé sur l’élément de carter. La région collectrice pourvue d’un élément déflecteur peut servir de région de déviation, ou encore être conçue avec une entrée et une sortie séparées l’une de l’autre pour le premier fluide ainsi que pour un écoulement en plusieurs rangées à travers l’élément échangeur de chaleur. Un élément déflecteur empêche par exemple un flux de contournement du fluide entre l’entrée et la sortie du fluide.
[0031] L’élément déflecteur au moins unique est avantageusement disposé entre l’élément de paroi latérale de l’élément échangeur de chaleur et une face intérieure d’un côté frontal du premier élément de carter ou respectivement du deuxième élément de carter.
[0032] L’élément échangeur de chaleur peut avantageusement être traversé par le flux en une rangée ou en plusieurs rangées, en particulier en deux rangées, et de dimensions (telles que longueur, largeur et/ou hauteur) pouvant être agrandies ou réduites.
[0033] Une autre configuration avantageuse de l’invention consiste en ce que des éléments pour modifier la section d’écoulement et/ou pour augmenter la surface d’échange de chaleur sont disposés dans des espaces intermédiaires entre des tubes plats disposés en voisinage, sachant que les éléments sont réalisés en plastique ou en métal, en particulier en aluminium.
[0034] Selon une autre configuration préférée de l’invention, le carter présente des évidements pour recevoir les éléments de paroi latérale de l’élément échangeur de chaleur. Les évidements sont avantageusement formés tant dans le premier élément de carter que dans le deuxième élément de carter.
[0035] Les éléments de paroi latérale sont de préférence respectivement disposés dans un évidement du carter avec un élément d’étanchéité réalisé entourant sur le bord entourant.
[0036] Le but fixé est en outre atteint par un deuxième dispositif selon l’invention d’échange de chaleur entre un premier fluide et un deuxième fluide, en particulier pour l’application dans une voiture particulière. Le dispositif présente un carter avec des volumes pour le passage du premier fluide et du deuxième fluide, au moins deux éléments de paroi latérale ainsi qu’une pluralité de tubes. Les éléments de paroi latérale répartissent les volumes du carter en des premiers volumes et un deuxième volume. Les tubes s’étendent entre les premiers volumes et forment des chemins d’écoulement pour diriger le premier fluide.
[0037] Selon la conception de l’invention, une pluralité d’ouvertures de passage, destinées notamment à recevoir les tubes, sont formées dans les éléments de paroi latérale réalisés trapézoïdaux.
[0038] Le carter présente avantageusement un premier élément de carter et un deuxième élément de carter.
[0039] Selon une configuration supplémentaire de l’invention, le carter est d’une part réalisé avec respectivement un premier raccord et un deuxième raccord qui sont raccordés à un volume pour le premier fluide. D’autre part, le carter présente respectivement un premier raccord et un deuxième raccord qui sont raccordés à un volume pour le deuxième fluide.
[0040] Un avantage particulier de l’invention consiste en ce que les raccords pour le deuxième fluide sont disposés sur le premier élément de carter et les raccords pour le premier fluide sur le deuxième élément de carter.
[0041] Le carter est de préférence réalisé avec des évidements pour recevoir les éléments de paroi latérale.
[0042] Selon une configuration préférée de l’invention, au moins un chemin d’écoulement pour diriger le premier fluide est formé à l’intérieur du deuxième élément de carter.
[0043] Un avantage supplémentaire de l’invention consiste en ce que les éléments de carter sont respectivement réalisés avec une surface de contact pour l’application mutuelle des éléments de carter. La surface de contact du premier élément de carter présente de préférence une rainure entourante pour recevoir un élément d’étanchéité. L’élément d’étanchéité est disposé entre les éléments de carter en application mutuelle.
[0044] Selon une configuration de l’invention, l’élément échangeur de chaleur, qui peut être exploité purement à flux croisés ou purement à flux opposés ou en une combinaison de flux croisés et de flux opposés, peut être disposé en étant intégré dans un circuit de réfrigérant.
[0045] Les dispositifs d’échange de chaleur selon l’invention, en particulier un refroidisseur d’air de suralimentation à refroidissement par réfrigérant, présentent en résumé divers avantages :
- échange efficace de chaleur entre deux fluides, en particulier entre un fluide liquide comme réfrigérant et de l’air,
- transfert d’une puissance calorifique maximale avec une taille minimale ou encore un encombrement minimal, c’est-à-dire avec un rapport optimal entre la puissance calorifique transférable et le volume d’installation, sachant qu’il est possible de réutiliser ou de recycler des composants connus,
- grande compacité et grande étanchéité entre les flux de fluides,
- nombre minimal de composants,
- coûts minimaux de fabrication et dépense minimale de matériaux, également par l’utilisation de profilés tubulaires plats standards,
- grande résistance à la corrosion, en particulier en cas d’utilisation d’un carter réalisé en plastique,
- poids minimal et
- grande variabilité quant à la disposition des raccords intégrés sur le carter, en particulier pour le premier fluide, et
- montage simple du dispositif et assemblage simple des composants individuels de l’élément échangeur de chaleur par brasage à l’intérieur d’un four en une étape, si les composants et pièces sont réalisés en métal, en particulier en aluminium.
[0046] D’autres détails, caractéristiques et avantages de configurations de l’invention ressortent de la description qui suit d’exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés parmi lesquels :
[0047] [fig.la] [0048] [fig.lb] [0049] [fig.lc] [0050] [fig.ld] et [0051] [fig.le] représentent sous différentes vues une première forme de réalisation du dispositif avec un carter en deux parties constitué d’un premier élément de carter et d’un deuxième élément de carter avec des raccords pour le premier fluide, et avec un élément échangeur de chaleur, [0052] [fig.lf] et [0053] [fig.lg] sont des vues en perspective du premier élément de carter et du deuxième élément de carter, [0054] [fig.lh] est une vue en perspective de l’élément échangeur de chaleur en combinaison avec le deuxième élément de carter, [0055] [fig.2] est une vue en perspective de l’élément échangeur de chaleur, [0056] [fig.3a] [0057] [fig.3b] et [0058] [fig.3c] représentent sous différentes vues une deuxième forme de réalisation du dispositif avec un carter en deux parties constitué d’un premier élément de carter avec des raccords pour le premier fluide et d’un deuxième élément de carter, et avec l’élément échangeur de chaleur, [0059] [fig.4a] [0060] [fig.4b] [0061] [fig.4c] et [0062] [fig.4d] représentent sous différentes vues une troisième forme de réalisation du dispositif avec un carter en deux parties constitué d’un premier élément de carter avec des raccords pour le premier fluide et d’un deuxième élément de carter, et avec un élément échangeur de chaleur, et [0063] [fig.5] est une vue en coupe d’une quatrième forme de réalisation du dispositif avec un carter en deux parties constitué d’un premier élément de carter et d’un deuxième élément de carter avec des raccords pour le premier fluide, et avec un élément échangeur de chaleur.
[0064] Les figures la à If représentent respectivement, sous différentes vues, une première forme de réalisation du dispositif la avec un carter en deux parties constitué d’un premier élément de carter 2a et d’un deuxième élément de carter 3a avec des raccords 5a, 6a pour le premier fluide, et avec un élément échangeur de chaleur lia.
[0065] La figure la représente le dispositif la dans un état fermé. L’élément échangeur de chaleur non représenté est disposé à l’intérieur du premier élément de carter 2a en forme de cuvette et à l’intérieur du carter fermé. Le deuxième élément de carter 3a, correspondant en tant qu’élément formant couvercle avec le premier élément de carter 2a, en particulier avec un rebord formé sur le premier élément de carter 2a, présente un premier raccord 5 a comme entrée et un deuxième raccord 6a comme sortie pour le premier fluide. Le deuxième élément de carter 3a, présentant pour l’essentiel la forme d’une plaque rectiligne, est orienté avec un premier côté tourné vers le premier élément de carter 2a. Les raccords 5a, 6a sont formés sur un deuxième côté, disposé opposé au premier élément de carter 2a. Le premier fluide, notamment un réfrigérant, par exemple un mélange eau-glycol, est introduit dans le sens d’écoulement 7 par le premier raccord 5a dans le dispositif la et ressort du dispositif la par le deuxième raccord 6a. Les raccords 5a, 6a peuvent être positionnés en un endroit quelconque sur le dessus du deuxième élément de carter 3a.
[0066] Le premier élément de carter 2a présente un premier raccord 8a comme entrée et un deuxième raccord 9a comme sortie pour le deuxième fluide. Les raccords 8a, 9a sont respectivement formés sur un côté longitudinal du premier élément de carter 2a, qui présente une section essentiellement rectangulaire avec les deux côtés longitudinaux et deux côtés frontaux reliant les côtés longitudinaux aux extrémités. Le deuxième fluide, en particulier de l’air, par exemple un flux d’air de suralimentation ou un flux de gaz d’échappement, est introduit dans le sens d’écoulement 10 par le premier raccord 8a dans le dispositif la et ressort du dispositif la par le deuxième raccord 9a.
[0067] Les éléments de carter 2a, 3a sont respectivement réalisés sous la forme d’un élément d’un seul tenant avec les raccords respectifs 5a, 6a, 8a, 9a. Les éléments de carter 2a, 3a peuvent avantageusement être réalisés en plastique sous forme de pièce injectée avec des raccords intégrés 5a, 6a, 8a, 9a. Suite à la réalisation d’un seul tenant des éléments de carter 2a, 3a et des raccords 5a, 6a, 8a, 9a, on évite l’utilisation d’éléments d’étanchéité supplémentaires, qui augmentent le risque de fuites et engendrent des coûts supplémentaires de fabrication et de maintenance du dispositif la.
[0068] Les conduites pour diriger le premier fluide, par exemple des conduites de réfrigérant d’un circuit de réfrigérant peuvent aussi être raccordées au dispositif la de telle sorte, ou encore le sens d’écoulement 7 du premier fluide peut être orienté de telle sorte, que l’entrée 5a et la sortie 6a pour le premier fluide sont respectivement sollicitées dans le sens d’écoulement inverse 7 et que l’entrée 5a et la sortie 6a sont permutées. De même, les conduites pour diriger le deuxième fluide, par exemple des conduites d’air, peuvent être raccordées au dispositif la de telle sorte, ou encore le sens d’écoulement 10 du deuxième fluide peut être orienté de telle sorte, que l’entrée 8a et la sortie 9a pour le deuxième fluide sont respectivement sollicitées dans le sens d’écoulement inverse 10 et que l’entrée 8a et la sortie 9a sont permutées.
[0069] Les éléments de carter 2a, 3a, réalisés de préférence en plastique et appliqués en étanchéité aux fluides l’un contre l’autre au niveau d’une surface de contact 4, peuvent par exemple être assemblés entre eux en liaison de matière par soudage ou collage, en adhérence par vissage ou en engagement positif par clipsage. Au moins un élément d’étanchéité non représenté peut être disposé entre les éléments de carter 2a, 3a.
[0070] La figurelb représente le dispositif la dans une vue en coupe par un plan médian orienté horizontalement du premier élément de carter 2a, avec un élément échangeur de chaleur 1 la, tandis que la figure le représente le dispositif la dans un état ouvert et donc sans le deuxième élément de carter 3a.
[0071] L’élément échangeur de chaleur 1 la est orienté en s’étendant par une pluralité de tubes plats 16 dans une direction longitudinale d’un premier côté frontal 12a jusqu’à un deuxième côté frontal 13a du premier élément de carter 2a. Un premier élément de paroi latérale 14 de l’élément échangeur de chaleur 1 la est disposé dans la région du premier côté frontal 12a du premier élément de carter 2a, et un deuxième élément de paroi latérale 15 de l’élément échangeur de chaleur 1 la dans la région du deuxième côté frontal 13a du premier élément de carter 2a.
[0072] Des premières extrémités des tubes plats 16 sont emboîtées à travers des ouvertures de passage formées dans le premier élément de paroi latérale 14, et des deuxièmes extrémités des tubes plats 16 à travers des ouvertures de passage formées dans le deuxième élément de paroi latérale 15. Les tubes plats 16 sont respectivement fixement assemblés aux éléments de paroi latérale 14, 15. Dans le cas d’une réalisation des éléments de paroi latérale 14, 15 et des tubes plats 16 en aluminium, les composants sont assemblés entre eux par brasage. Les éléments de paroi latérale 14, 15 et les côtés extérieurs des tubes plats 16 sont assemblés entre eux en étanchéité aux fluides.
[0073] Le deuxième fluide, introduit dans le sens d’écoulement 10 par l’entrée 8a dans le dispositif la, est dirigé dans la région située entre les éléments de paroi latérale 14, 15 par les espaces intermédiaires formés entre des tubes plats 16 disposés en voisinage, ainsi qu’entre les tubes plats 16 et le côté intérieur du carter et donc sur les côtés extérieurs des tubes plats 16, et sort du dispositif la par la sortie 9a. Le deuxième fluide s’écoule autour des tubes plats 16.
[0074] Le premier fluide, introduit dans le sens d’écoulement 7 par l’entrée 5a dans le dispositif la, est dirigé dans une première région collectrice 17. Le flux massique du premier fluide est, dans la région collectrice 17, afin de s’écouler par les tubes plats 16, réparti en flux massiques partiels par les tubes plats 16. Les flux massiques partiels du premier fluide quittent les tubes plats 16 dans une deuxième région collectrice 18 et sont mélangés, de sorte que le premier fluide quitte le dispositif la par la sortie 6a. Le premier fluide est dirigé par les tubes plats 16.
[0075] Le premier fluide est ainsi dirigé à travers le dispositif la sensiblement en flux croisés par rapport au deuxième fluide. Le dispositif la est avantageusement exploité en tant qu’échangeur de chaleur à contre-courant croisé.
[0076] Les régions collectrices 17, 18 pour le premier fluide sont respectivement formées dans la région des côtés frontaux 12a, 13a du premier élément de carter 2a, entre les côtés frontaux 12a, 13a en tant que paroi du carter et les éléments de paroi latérale 14, 15 de l’élément échangeur de chaleur lia. Les éléments de paroi latérale 14, 15 délimitent les régions collectrices 17, 18 par rapport à l’intérieur du volume clos par le carter.
[0077] Les éléments de paroi latérale 14, 15 de l’élément échangeur de chaleur 1 la sont respectivement disposés dans des évidements 19 du carter. Des éléments d’étanchéité 20 entourant intégralement les éléments de paroi latérale 14, 15 sont respectivement disposés à l’intérieur des évidements 19 entre la paroi du carter et les bords latéraux des éléments de paroi latérale 14, 15, de sorte que le premier fluide s’écoulant dans les régions collectrices 17, 18 et le deuxième fluide passant entre les éléments de paroi latérale 14, 15 sont isolés l’un de l’autre. Les évidements 19 et les bords latéraux des éléments de paroi latérale 14, 15 pourvus des éléments d’étanchéité 20 correspondent entre eux.
[0078] Le deuxième élément de carter 3a non représenté, à poser sur la surface de contact 4 du premier élément de carter 2a, est lui aussi réalisé avec des évidements destinés à recevoir les éléments de paroi latérale 14, 15 pourvus des éléments d’étanchéité 20. La surface de contact 4 du premier élément de carter 2a présente en outre une rainure entourante avec un autre élément d’étanchéité 21. Lors de la pose du deuxième élément de carter 3a sur le premier élément de carter 2a, d’une part les éléments de carter 2a, 3a dans la région de la surface de contact 4 l’un par rapport à l’autre, et d’autre part les éléments de paroi latérale 14, 15 pourvus des éléments d’étanchéité 20 par rapport au deuxième élément de carter 3a, sont respectivement étanchés en étanchéité aux fluides.
[0079] La figure Id représente le dispositif la dans une vue en coupe par un plan médian orienté verticalement, avec l’élément échangeur de chaleur lia. Le deuxième fluide s’écoule orthogonalement aux tubes plats 16 à travers les espaces intermédiaires formés entre les tubes plats 16 et quitte le carter, en particulier le premier élément de carter 2a, par la sortie 9a. Le premier fluide est introduit par l’entrée 5a dans le deuxième élément de carter 3a et s’écoule par des chemins d’écoulement 23 formés dans l’élément de carter 3a vers la première région collectrice 17 non représentée. Les chemins d’écoulement 23 s’étendent de l’entrée 5a jusqu’à la première région collectrice 17 et sont respectivement réalisés avec des sections d’écoulement intégralement fermées.
[0080] Le deuxième élément de carter 3a et le premier élément de carter 2a s’appliquent l’un contre l’autre dans la région de la surface de contact 4. L’élément d’étanchéité 21 est disposé entre les éléments de carter 2a, 3a. Les éléments de carter 2a, 3a, qui dans l’état fermé entourent entièrement un volume, et les éléments de paroi latérale 14, 15 sont faciles à réunir et assembler entre eux.
[0081] La figure le représente une vue de détail de la deuxième région collectrice 18, du deuxième élément de paroi latérale 15 et d’un chemin d’écoulement 23 formé à l’intérieur du deuxième élément de carter 3a.
[0082] Les éléments de paroi latérale 14, 15 sont respectivement réalisés sous la forme d’une tôle essentiellement rectangulaire en métal, en particulier en aluminium, et peuvent être fabriqués par découpage. Les éléments de paroi latérale 14, 15, arrondis dans les régions de coins, présentent les ouvertures de passage 22 destinées à recevoir les tubes plats 16 de l’élément échangeur de chaleur lia. Les sections des ouvertures de passage 22 correspondent aux dimensions extérieures des tubes plats 16 afin de réaliser, par exemple par brasage, l’assemblage en étanchéité aux fluides entre les tubes plats individuels 16 et les éléments de paroi latérale 14, 15. Les tubes plats 16 débouchent respectivement dans la région collectrice 17, 18.
[0083] Les chemins d’écoulement 23 formés à l’intérieur du deuxième élément de carter 3a sont respectivement disposés en reliant une région collectrice 17, 18 à un raccord 5a, 6a.
[0084] Les figures If et 1g représentent respectivement en perspective le premier élément de carter 2a et le deuxième élément de carter 3a avec les surfaces de contact 4. On y distingue notamment les évidements mutuellement correspondants 19 destinés à recevoir les éléments de paroi latérale 14, 15 de l’élément échangeur de chaleur 1 la.
[0085] La figure Ih représente en perspective l’élément échangeur de chaleur 1 la en combinaison avec le deuxième élément de carter 3a et la figure 2 représente en perspective l’élément échangeur de chaleur lia.
[0086] L’élément échangeur de chaleur lia, réalisé à partir des tubes plats 16 sous forme d’échangeur de chaleur extrudé à tubes plats, est réalisé selon les exigences de puissance à une ou plusieurs rangées et de taille, c’est-à-dire en particulier de longueur et/ou de largeur, pouvant être agrandie ou réduite. L’élément échangeur de chaleur lia représenté sur les figures Ih et 2 est réalisé à deux rangées.
[0087] Les tubes plats 16 orientés en juxtaposition et parallèlement entre eux en deux rangées parallèles sont, à l’intérieur de chaque rangée, disposés avec les côtés larges en vis-à-vis, de sorte qu’un chemin d’écoulement pour le deuxième fluide, en particulier pour l’air, est respectivement créé entre des tubes plats 16 directement voisins. Le chemin d’écoulement s’étend respectivement entre des tubes plats 16 de la première rangée puis entre des tubes plats 16 de la deuxième rangée. Les tubes plats 16 de la première rangée et de la deuxième rangée sont disposés en alignement entre eux et s’étendent respectivement entre les deux éléments de paroi latérale 14, 15 ou encore les deux régions collectrices 17, 18. Les volumes intérieurs des tubes plats 16 sont reliés aux volumes intérieurs des régions collectrices 17, 18 ainsi qu’aux chemins d’écoulement 23 du deuxième élément de carter 3a.
[0088] De plus, des éléments non représentés destinés à modifier la section d’écoulement et/ ou à augmenter la surface d’échange de chaleur peuvent être disposés dans les chemins d’écoulement et donc dans les espaces intermédiaires entre des tubes plats 16 disposés en voisinage. Comme éléments pour modifier la section d’écoulement et/ou pour augmenter la surface d’échange de chaleur, on peut utiliser des lamelles du conditionnement d’air. En variante, on peut aussi employer des nervures. Les éléments sont par exemple réalisés en un matériau très bon conducteur de chaleur, comme l’aluminium, ou en une matière plastique ou d’autres matériaux à faible masse volumique.
[0089] Les éléments de paroi latérale 14, 15 sont ici assemblés par brasage aux tubes plats 16, mais peuvent aussi être assemblés par collage ou soudage. L’assemblage fixe doit s’entendre comme un assemblage techniquement étanche, sans aucune fuite, de sorte qu’il n’y a pas de zones d’étanchéité à former entre les éléments de paroi latérale 14, 15 et les tubes plats 16. Les éléments de paroi latérale 14, 15 sont disposés sur les côtés étroits des tubes plats 16 en étant orientés perpendiculairement aux tubes plats 16 et ils présentent des faces latérales trapézoïdales afin de faciliter l’insertion et l’étanchement de l’élément échangeur de chaleur lia dans les éléments de carter 2a, 3a. Les faces latérales trapézoïdales sont réalisées en se rétrécissant vers le fond du premier élément de carter 2a.
[0090] Les éléments de paroi latérale 14, 15 sont respectivement pourvus de l’élément d’étanchéité entourant 20 et, selon la figure Ih, sont assemblés au deuxième élément de carter 3a par la face latérale plus large à l’intérieur de l’évidement 19.
[0091] L’élément échangeur de chaleur 1 la est réalisé symétrique avec les éléments de paroi latérale 14, 15 et les tubes plats 16.
[0092] Les figures 3a à 3c représentent respectivement, sous différentes vues, une deuxième forme de réalisation du dispositif 1b avec un carter en deux parties constitué d’un premier élément de carter 2b et d’un deuxième élément de carter 3b avec des raccords 5b, 6b pour le premier fluide, et avec un élément échangeur de chaleur lia.
[0093] Les différences par rapport à la première forme de réalisation du dispositif la selon les figures la à Ih résident dans la configuration des premiers éléments de carter 2a, 2b et des deuxièmes éléments de carter 3a, 3b, en particulier la configuration des raccords 5a, 5b, 6a, 6b du premier fluide. Pour la configuration identique des caractéristiques, on se référera aux explications concernant le dispositif la d’après les figures la à Ih.
[0094] La figure 3a représente le dispositif 1b dans un état fermé, sachant que l’élément échangeur de chaleur non représenté est disposé à l’intérieur du premier élément de carter 2b en forme de cuvette et à l’intérieur du carter fermé. La figure 3b représente le dispositif 1b dans une vue en coupe par un plan médian orienté horizontalement du premier élément de carter 2b, avec l’élément échangeur de chaleur lia, tandis que le dispositif 1b est représenté sur la figure 3c dans un état ouvert et donc sans le deuxième élément de carter 3b.
[0095] Les éléments échangeurs de chaleur des dispositifs la, 1b sont identiques. Le deuxième élément de carter 3b, correspondant en tant qu’élément formant couvercle avec le premier élément de carter 2b, en particulier avec un rebord formé sur le premier élément de carter 2b, est réalisé pour l’essentiel sous la forme d’une plaque plane sans raccords ni chemins d’écoulement pour le premier fluide, mais avec des évidements 19 destinés à recevoir les éléments de paroi latérale 14, 15 de l’élément échangeur de chaleur Ila.
[0096] Le premier élément de carter 2b présente aussi, en plus du premier raccord 8a comme entrée et du deuxième raccord 9a comme sortie pour le deuxième fluide, qui sont respectivement formés sur un côté longitudinal du premier élément de carter 2b, un premier raccord 5b comme entrée et un deuxième raccord 6b comme sortie pour le premier fluide. Le premier raccord 5b et le deuxième raccord 6b pour le premier fluide sont respectivement formés sur un côté frontal 12b, 13b. Le premier fluide est introduit dans le sens d’écoulement 7 par le premier raccord 5b dans le dispositif 1b et ressort du dispositif 1b par le deuxième raccord 6b.
[0097] Les raccords 5b, 6b respectivement disposés sur un côté frontal 12b, 13b sont ici directement raccordés à une région collectrice 17, 18, ce qui ressort en particulier des figures 3b et 3c. Le premier élément de carter 2b est réalisé sous la forme d’un élément d’un seul tenant avec les raccords 5b, 6b, 8a, 9a, avantageusement en plastique sous forme de pièce injectée.
[0098] Le premier fluide, introduit dans le sens d’écoulement 7 directement dans la première région collectrice 17 par l’entrée 5b, est réparti en flux massiques partiels par les tubes plats 16 afin de s’écouler par les tubes plats 16. Les flux massiques partiels du premier fluide quittent les tubes plats 16 dans la deuxième région collectrice 18 et sont mélangés et directement évacués du dispositif 1b par la sortie 6b.
[0099] Les figures 4a à 4d représentent respectivement, sous différentes vues, une troisième forme de réalisation du dispositif le avec un carter en deux parties constitué d’un premier élément de carter 2c et d’un deuxième élément de carter 3c avec des raccords 5c, 6c pour le premier fluide, et avec un élément échangeur de chaleur 1 le.
[0100] Les différences par rapport à la deuxième forme de réalisation du dispositif 1b selon les figures 3a à 3c résident dans la configuration des premiers éléments de carter 2b, 2c, en particulier la configuration des raccords 5b, 5c, 6b, 6c du premier fluide. Pour la configuration identique des caractéristiques, on se référera aux explications concernant le dispositif 1b d’après les figures 3a à 3c.
[0101] La figure 4a représente le dispositif le dans un état fermé, sachant que l’élément échangeur de chaleur non représenté est disposé à l’intérieur du premier élément de carter 2c en forme de cuvette et à l’intérieur du carter fermé. La figure 4b représente le dispositif le dans une vue en coupe par un plan médian orienté horizontalement du premier élément de carter 2c, avec l’élément échangeur de chaleur 1 le, tandis que le dispositif le est représenté sur la figure 4c dans un état ouvert et donc sans le deuxième élément de carter 3c. La figure 4d est une vue en coupe du dispositif le.
[0102] Le premier élément de carter 2c présente aussi, en plus du premier raccord 8a comme entrée et du deuxième raccord 9a comme sortie pour le deuxième fluide, qui sont respectivement formés sur un côté longitudinal du premier élément de carter 2c, un premier raccord 5c comme entrée et un deuxième raccord 6c comme sortie pour le premier fluide. Le premier raccord 5c et le deuxième raccord 6c pour le premier fluide sont respectivement formés sur le premier côté frontal 12c. Le deuxième côté frontal 13c ne présente pas de raccords. Le premier fluide est introduit dans le sens d’écoulement 7 par le premier raccord 5c dans le dispositif le et ressort du dispositif le par le deuxième raccord 6c.
[0103] Les raccords 5c, 6c disposés sur le premier côté frontal 12c sont ici directement raccordés à la première région collectrice 17, ce qui ressort en particulier des figures 4b et 4c. Le premier élément de carter 2c est réalisé sous la forme d’un élément d’un seul tenant avec les raccords 5c, 6c, 8a, 9a, avantageusement en plastique sous forme de pièce injectée.
[0104] Des éléments déflecteurs 24 sont formés à l’intérieur des régions collectrices 17, 18, éléments qui subdivisent respectivement les volumes des régions collectrices 17, 18. Deux éléments déflecteurs 24 sont ici disposés à l’intérieur de la première région collectrice 17, tandis qu’un élément déflecteur 24 est prévu à l’intérieur de la deuxième région collectrice 18. L’élément déflecteur 24 disposé à l’intérieur de la deuxième région collectrice 18 répartit le volume de la région collectrice 18 en deux régions de volume identique. Les éléments déflecteurs 24 disposés à l’intérieur de la première région collectrice 17 répartissent le volume de la région collectrice 17 en deux régions de volume plus petit identique et une région de volume plus grand. Les volumes plus petits correspondent ici approximativement ensemble au volume de la région plus grande.
[0105] Les éléments déflecteurs 24 respectivement formés entre les éléments de paroi latérale 14, 15 de l’élément échangeur de chaleur lie et les faces intérieures des côtés frontaux 12c, 13c du premier élément de carter 2c servent à diriger de manière ciblée le premier fluide par les tubes plats 16 de l’élément échangeur de chaleur 1 le.
[0106] L’élément échangeur de chaleur 1 le, réalisé à partir des tubes plats 16 sous forme d’échangeur de chaleur extrudé à tubes plats, est réalisé à quatre rangées. Les tubes plats 16 orientés en juxtaposition et parallèlement entre eux en quatre rangées parallèles sont, à l’intérieur de chaque rangée, disposés avec les côtés larges en vis-à-vis, de sorte qu’un chemin d’écoulement pour le deuxième fluide, en particulier pour l’air, est respectivement créé entre des tubes plats 16 directement voisins. Le chemin d’écoulement s’étend ici respectivement entre des tubes plats 16 de la première rangée puis entre des tubes plats 16 de la deuxième rangée, de la troisième rangée et enfin de la quatrième rangée. Les tubes plats 16 des différentes rangées sont disposés en alignement entre eux et s’étendent respectivement entre les deux éléments de paroi latérale 14, 15 ou encore les deux régions collectrices 17, 18. Les volumes intérieurs des tubes plats 16 sont reliés aux volumes intérieurs des régions collectrices 17, 18.
[0107] Le premier fluide pénètre ici par l’entrée 5c dans le sens d’écoulement 7 dans le dispositif le et est, dans la première région collectrice 17, en particulier dans un des volumes plus petits, réparti sur les tubes plats 16 de la première rangée. Le réfrigérant s’écoule ensuite par les tubes plats 16 vers la deuxième région collectrice 18 et s’écoule dans une première partie du volume divisé de la deuxième région collectrice 18, est collecté et réparti sur les tubes plats 16 de la deuxième rangée. Ensuite, le premier fluide retourne par les tubes plats 16 de la deuxième rangée vers la première région collectrice 17 et s’écoule dans une deuxième partie du volume divisé de la première région collectrice 17, en particulier le volume plus grand, est collecté et réparti sur les tubes plats 16 de la troisième rangée. Ensuite, le réfrigérant retourne par les tubes plats 16 vers la deuxième région collectrice 18 et s’écoule dans une deuxième partie du volume divisé de la deuxième région collectrice 18, est collecté et réparti sur les tubes plats 16 de la quatrième rangée. Ensuite, le premier fluide retourne par les tubes plats 16 de la quatrième rangée vers la première région collectrice 17 et s’écoule dans une troisième partie du volume divisé de la première région collectrice 17, en particulier dans un des volumes plus petits, est collecté et quitte le dispositif le par la sortie 6c.
[0108] La figure 5 est une vue en coupe d’une quatrième forme de réalisation du dispositif Id avec un carter en deux parties constitué d’un premier élément de carter 2d et d’un deuxième élément de carter 3d avec des raccords 5d, 6d pour le premier fluide, et avec un élément échangeur de chaleur 1 Id.
[0109] Les différences par rapport à la première forme de réalisation du dispositif la selon les figures la à Ih résident dans la configuration des premiers éléments de carter 2a, 2d et des deuxièmes éléments de carter 3a, 3d, avec la configuration des raccords 5a, 5d, 6a, 6d du premier fluide ainsi que des raccords 8a, 8d, 9a, 9d du deuxième fluide. Pour la configuration identique des caractéristiques, on se référera aux explications concernant le dispositif la d’après les figures la à Ih.
[0110] Le premier élément de carter 2d est réalisé divisé dans un plan médian et est, lors du montage du dispositif Id, après l’introduction de l’élément échangeur de chaleur 1 Id, assemblé au niveau du plan médian. Le deuxième élément de carter 3d, correspondant en tant qu’élément formant couvercle avec le premier élément de carter 2d, en particulier avec un rebord formé sur le premier élément de carter 2d, présente le premier raccord 5d comme entrée et le deuxième raccord 6d comme sortie pour le premier fluide. Le deuxième élément de carter 3d, présentant pour l’essentiel la forme d’une plaque rectiligne, est orienté avec un premier côté tourné vers le premier élément de carter 2d. Les raccords 5d, 6d sont formés sur un deuxième côté, disposé opposé au premier élément de carter 2d. Le premier fluide est introduit dans le sens d’écoulement 7 par le premier raccord 5d dans le dispositif Id et ressort du dispositif Id par le deuxième raccord 6d.
[0111] Le premier élément de carter 2d présente le premier raccord 8d comme entrée et le deuxième raccord 9d comme sortie pour le deuxième fluide. Les raccords 8d, 9d sont respectivement formés sur un côté frontal du premier élément de carter 2d, qui présente une section essentiellement rectangulaire avec deux côtés longitudinaux et les deux côtés frontaux reliant les côtés longitudinaux aux extrémités. Le deuxième fluide est introduit dans le sens d’écoulement 10 par le premier raccord 8d dans le dispositif Id et ressort du dispositif Id par le deuxième raccord 9d.
[0112] Les éléments de carter 2d, 3d sont respectivement réalisés sous la forme d’un élément d’un seul tenant avec les raccords respectifs 5d, 6d, 8d, 9d, avantageusement en plastique sous forme de pièce injectée avec des raccords intégrés 5d, 6d, 8d, 9d.
[0113] Les éléments de carter 2d, 3d, appliqués en étanchéité aux fluides l’un contre l’autre au niveau de la surface de contact 4, sont par exemple assemblés entre eux en engagement positif par clipsage. Au moins un élément d’étanchéité non représenté peut être disposé entre les éléments de carter 2d, 3d.
[0114] L’élément échangeur de chaleur 1 Id, réalisé sous la forme d’un échangeur de chaleur à plaques, est orienté en s’étendant avec une pluralité d’éléments en forme de plaques dans une direction longitudinale du premier côté frontal 12d jusqu’au deuxième côté frontal 13d du premier élément de carter 2d. Les volumes intérieurs des éléments en forme de plaques sont raccordés par l’intermédiaire d’une première région collectrice et d’une deuxième région collectrice 18 aux raccords 5d, 6d du premier fluide, de sorte que le premier fluide est dirigé par les raccords 5d, 6d, les régions collectrices 17, et les éléments en forme de plaques.
[0115] Le deuxième fluide est dirigé par les espaces intermédiaires formés entre des éléments en forme de plaques disposés en voisinage, ainsi qu’entre les éléments en forme de plaques et le côté intérieur du carter et donc sur les côtés extérieurs des éléments en forme de plaques. Le deuxième fluide s’écoule autour des éléments en forme de plaques.
[0116] En variante, les espaces intermédiaires formés entre les éléments en forme de plaques disposés à l’extérieur et le côté intérieur du carter peuvent être remplis de mousse afin d’éviter les fuites, en particulier d’air. Le moussage des espaces intermédiaires sert à remédier aux tolérances de brasage.
[0117] Les objets, parties, composants et éléments suivants sont référencés comme suit dans les figures annexées :
la, 1b, le, Id : dispositif
2a, 2b, 2c, 2d : premier élément de carter
3a, 3b, 3c, 3d : deuxième élément de carter : surface de contact des éléments de carter
5a, 5b, 5c, 5d : premier raccord, entrée du premier fluide
6a, 6b, 6c, 6d : deuxième raccord, sortie du premier fluide : sens d’écoulement du premier fluide
8a, 8d : premier raccord, entrée du deuxième fluide
9a, 9d : deuxième raccord, sortie du deuxième fluide : sens d’écoulement du deuxième fluide la, 1 le, 1 Id : élément échangeur de chaleur
12a, 12b, 12c, 12d : premier côté frontal du carter
13a, 13b, 13c, 13d : deuxième côté frontal du carter : premier élément de paroi latérale de l’élément échangeur de chaleur : deuxième élément de paroi latérale de l’élément échangeur de chaleur : tube plat : première région collectrice pour le premier fluide : deuxième région collectrice pour le premier fluide : évidement du carter : élément d’étanchéité de l’élément de paroi latérale 14, 15 du carter : élément d’étanchéité des éléments de carter 2, 3 : ouverture de passage de l’élément de paroi latérale 14, 15 : chemin d’écoulement du premier fluide : élément déflecteur [0118] Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.

Claims (1)

  1. Revendications [Revendication 1] Dispositif d’échange de chaleur entre au moins un premier fluide et un deuxième fluide, présentant - un carter avec un premier élément de carter (2a, 2b, 2c, 2d) et un deuxième élément de carter (3a, 3b, 3c, 3d), sachant que le carter est réalisé avec respectivement un premier raccord (5a, 5b, 5c, 5d, 8a, 8d) et un deuxième raccord (6a, 6b, 6c, 6d, 9a, 9d) pour chaque fluide, - un élément échangeur de chaleur (lia, 1 le, 1 Id), qui est conçu pour le passage du premier fluide et est disposé dans un volume entièrement clos par le carter, sachant que le carter est conçu pour diriger le deuxième fluide autour de l’élément échangeur de chaleur (lia, 1 le, lld), caractérisé en ce que - les raccords (8a, 8d, 9a, 9d) pour le deuxième fluide sont disposés sur le premier élément de carter (2a, 2b, 2c, 2d) et les raccords (5a, 5d, 6a, 6d) pour le premier fluide sur le deuxième élément de carter (3a, 3d) et en ce qu’au moins un chemin d’écoulement (23) pour diriger le premier fluide est formé à l’intérieur du deuxième élément de carter (3a, 3d), sachant que le chemin d’écoulement au moins unique (23) s’étend entre un raccord (5a, 5d, 6a, 6d) et une région collectrice (17, 18), ou - les raccords (5b, 5c, 6b, 6c, 8a, 9a) pour les fluides sont disposés sur le premier élément de carter (2b, 2c), sachant que les éléments de carter (2a, 2b, 2c, 2d, 3a, 3d) sont respectivement réalisés sous la forme d’un élément d’un seul tenant avec les raccords (5a, 5b, 5c, 5d, 6a, 6b, 6c, 6d, 8a, 8d, 9a, 9d). [Revendication 2] Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le chemin d’écoulement au moins unique (23) formé à l’intérieur du deuxième élément de carter (3a, 3d) est réalisé en s’étendant dans un plan soustendu par le deuxième élément de carter (3a, 3d) et dans une direction du plan. [Revendication 3] Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le chemin d’écoulement au moins unique (23) formé à l’intérieur du deuxième élément de carter (3a, 3d) présente, entre le raccord (5a, 5d, 6a, 6d) et la région collectrice (17, 18), une section d’écoulement intégralement fermée. [Revendication 4] Dispositif selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le premier élément de carter (2a, 2b, 2c, 2d) est réalisé en forme de cuvette
    avec deux côtés longitudinaux, deux côtés frontaux (12a, 12b, 12c, 12d, 13a, 13b, 13c, 13d) reliant les côtés longitudinaux sur leurs régions terminales et un fond. [Revendication 5] Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l’élément échangeur de chaleur (1 la, 1 le, 1 Id) est disposé à l’intérieur d’un volume clos par le premier élément de carter (2a, 2b, 2c, 2d) et en étant orienté en s’étendant dans une direction longitudinale du premier côté frontal (12a, 12b, 12c, 12d) jusqu’au deuxième côté frontal (13a, 13b, 13c, 13d) du premier élément de carter (2a, 2b, 2c, 2d). [Revendication 6] Dispositif selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l’élément échangeur de chaleur (1 la, 1 le) est formé de tubes disposés au voisinage et à distance les uns des autres et d’éléments de paroi latérale (14, 15) pourvus d’ouvertures de passage (22) pour recevoir les tubes, sachant que la forme des ouvertures de passage (22) et la forme extérieure des tubes correspondent et que chaque tube est disposé en étant passé respectivement par une première extrémité à travers une ouverture de passage (22) formée dans un premier élément de paroi latérale (14) et par une deuxième extrémité à travers une ouverture de passage (22) formée dans un deuxième élément de paroi latérale (15), et est assemblé à l’élément de paroi latérale (14, 15) fixement et en étanchéité aux fluides. [Revendication 7] Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les tubes de l’élément échangeur de chaleur (1 la, 1 le) sont réalisés sous la forme de tubes plats (16). [Revendication 8] Dispositif selon l’une des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que, pour le deuxième fluide, un premier raccord (8a) est formé sur un premier côté longitudinal du premier élément de carter (2a, 2b, 2c) et un deuxième raccord (9a) sur un deuxième côté longitudinal du premier élément de carter (2a, 2b, 2c). [Revendication 9] Dispositif selon l’une des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que, pour le premier fluide, un premier raccord (5b) est formé sur un premier côté frontal (12b) du premier élément de carter (2b) et un deuxième raccord (6b) sur un deuxième côté frontal (13b) du premier élément de carter (2b). [Revendication 10] Dispositif selon l’une des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que, pour le premier fluide, un premier raccord (5c) et un deuxième raccord (6c) sont formés sur un premier côté frontal (12c) du premier élément de carter (2c).
    [Revendication 11] Dispositif selon l’une des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que les éléments de paroi latérale (14, 15) sont respectivement réalisés sous la forme d’une tôle quadrangulaire en métal, en particulier en aluminium. [Revendication 12] Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que les éléments de paroi latérale (14, 15) présentent des faces trapézoïdales qui sont réalisées en se rétrécissant en direction d’un fond du premier élément de carter (2a, 2b, 2c). [Revendication 13] Dispositif selon l’une des revendications 6 à 12, caractérisé en ce que l’élément de paroi latérale (14, 15) présente, sur un bord entourant, un élément d’étanchéité (20) réalisé entourant pour étancher l’élément de paroi latérale (14, 15) par rapport au carter. [Revendication 14] Dispositif selon l’une des revendications 6 à 13, caractérisé en ce que les tubes de l’élément échangeur de chaleur (lia, lie) sont réalisés en métal, en particulier en aluminium, et les éléments de paroi latérale (14, 15) sont respectivement assemblés aux tubes fixement et en étanchéité aux fluides. [Revendication 15] Dispositif selon l’une des revendications 6 à 14, caractérisé en ce qu’un premier élément de paroi latérale (14) de l’élément échangeur de chaleur (lia, 1 le) est disposé dans la région du premier côté frontal (12a, 12b, 12c) du premier élément de carter (2a, 2b, 2c) et un deuxième élément de paroi latérale (15) de l’élément échangeur de chaleur (lia, 1 le) dans la région du deuxième côté frontal (13a, 13b, 13c) du premier élément de carter (2a, 2b, 2c), sachant que des volumes respectifs pour une première région collectrice (17) et une deuxième région collectrice (18) pour le premier fluide sont formés entre le premier élément de paroi latérale (14) et le carter ainsi qu’entre le deuxième élément de paroi latérale (15) et le carter, et que des premières extrémités ouvertes des tubes débouchent dans la première région collectrice (17) et des deuxièmes extrémités ouvertes des tubes dans la deuxième région collectrice (18). [Revendication 16] Dispositif selon l’une des revendications 6 à 15, caractérisé en ce qu’une première région collectrice (17) est formée entre un premier côté frontal (12a, 12b, 12c) du premier élément de carter (2a, 2b, 2c) et un premier élément de paroi latérale (14) de l’élément échangeur de chaleur (1 la, 1 le), et une deuxième région collectrice (18) entre un deuxième côté frontal (13a, 13b, 13c) du premier élément de carter (2a, 2b, 2c) et un deuxième élément de paroi latérale (15) de l’élément échangeur de
    chaleur (lia, lie). [Revendication 17] Dispositif selon la revendication 15 ou 16, caractérisé en ce qu’au moins un élément déflecteur (24) destiné à subdiviser le volume ainsi qu’à diriger de manière ciblée le premier fluide est disposé à l’intérieur d’au moins un volume clos en tant que région collectrice (17, 18). [Revendication 18] Dispositif selon la revendication 17, caractérisé en ce que l’élément déflecteur au moins unique (24) est disposé entre l’élément de paroi latérale (14, 15) de l’élément échangeur de chaleur (lie) et une face intérieure d’un côté frontal (12c, 13c) du premier élément de carter (2c). [Revendication 19] Dispositif selon l’une des revendications 6 à 18, caractérisé en ce que le carter est réalisé avec des évidements (19) pour recevoir les éléments de paroi latérale (14, 15) de l’élément échangeur de chaleur (lia, 1 le). [Revendication 20] Dispositif selon la revendication 19, caractérisé en ce que les évidements (19) sont formés dans le premier élément de carter (2a, 2b, 2c) et dans le deuxième élément de carter (3a, 3b, 3c). [Revendication 21] Dispositif selon la revendication 19 ou 20, caractérisé en ce que les éléments de paroi latérale (14, 15) sont respectivement disposés dans un évidement (19) du carter avec un élément d’étanchéité (20) réalisé entourant sur le bord entourant. [Revendication 22] Dispositif selon l’une des revendications 1 à 21, caractérisé en ce que les éléments de carter (2a, 2b, 2c, 2d, 3a, 3b, 3c, 3d) sont respectivement réalisés avec une surface de contact (4) pour l’application mutuelle des éléments de carter (2a, 2b, 2c, 2d, 3a, 3b, 3c, 3d), sachant que la surface de contact (4) du premier élément de carter (2a, 2b, 2c, 2d) présente une rainure entourante pour recevoir un élément d’étanchéité (21) et que l’élément d’étanchéité (21) est disposé entre les éléments de carter (2a, 2b, 2c, 2d, 3a, 3b, 3c, 3d) en application mutuelle. [Revendication 23] Dispositif d’échange de chaleur entre un premier fluide et un deuxième fluide, présentant : - un carter avec des volumes pour le passage du premier fluide et du deuxième fluide, - une pluralité d’éléments de paroi latérale (14, 15), qui répartissent les volumes du carter en des premiers volumes et un deuxième volume, et - une pluralité de tubes, qui s’étendent entre les premiers volumes et forment des chemins d’écoulement (23) pour diriger le premier fluide, caractérisé en ce qu’une pluralité d’ouvertures de passage (22) sont formées dans les éléments de paroi latérale (14, 15) réalisés trapézoïdaux.
    [Revendication 24] Dispositif selon la revendication 23, caractérisé en ce que le carter présente un premier élément de carter (2a, 2b, 2c, 2d) et un deuxième élément de carter (3a, 3b, 3c, 3d). [Revendication 25] Dispositif selon la revendication 24, caractérisé en ce que le carter est réalisé avec respectivement un premier raccord (5a, 5b, 5c, 5d) et un deuxième raccord (6a, 6b, 6c, 6d) qui sont raccordés à un volume pour le premier fluide, et le carter est réalisé avec respectivement un premier raccord (8a, 8d) et un deuxième raccord (9a, 9d) qui sont raccordés à un volume pour le deuxième fluide. [Revendication 26] Dispositif selon la revendication 25, caractérisé en ce que les raccords (8a, 8d, 9a, 9d) pour le deuxième fluide sont disposés sur le premier élément de carter (2a, 2b, 2c, 2d) et les raccords (5a, 5d, 6a, 6d) pour le premier fluide sur le deuxième élément de carter (3a, 3d). [Revendication 27] Dispositif selon l’une des revendications 23 à 26, caractérisé en ce que le carter est réalisé avec des évidements (19) pour recevoir les éléments de paroi latérale (14, 15). [Revendication 28] Dispositif selon la revendication 26 ou 27, caractérisé en ce qu’au moins un chemin d’écoulement (23) pour diriger le premier fluide est formé à l’intérieur du deuxième élément de carter (3a, 3d).
    1/9
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