FR3125583A1 - Advanced disturbance elements for improving the performance of low temperature radiator tubes - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un tube (2) pour échangeur de chaleur (1) définissant un canal (100) de circulation de fluide, comportant une première paroi plane (3), comprenant au moins un élément de perturbation (10) présent sur cette première paroi plane (3), dans le canal (100) de circulation de fluide, de manière à perturber l’écoulement de ce fluide, l’élément de perturbation (10) comportant notamment une déformation locale de cette première paroi plane (3) du tube (2) vers l’intérieur du tube (2), l’élément de perturbation (10) comportant une crête (20) présentant une forme de chevron, comprenant deux branches (12, 13) se rejoignant entre elles en un sommet (11), le ratio de la largeur l de l’élément de perturbation (10) sur la largeur L de la première paroi plane (3) est compris entre 0,6 et 1,0, notamment entre 0,7 et 0,9. Figure d’abrégé : Figure 2The present invention relates to a tube (2) for a heat exchanger (1) defining a fluid circulation channel (100), comprising a first planar wall (3), comprising at least one disturbance element (10) present on this first plane wall (3), in the fluid circulation channel (100), so as to disturb the flow of this fluid, the disturbance element (10) comprising in particular a local deformation of this first plane wall (3) of the tube (2) towards the inside of the tube (2), the disturbance element (10) comprising a crest (20) having the shape of a chevron, comprising two branches (12, 13) joining together at a vertex ( 11), the ratio of the width l of the disturbance element (10) to the width L of the first flat wall (3) is between 0.6 and 1.0, in particular between 0.7 and 0.9 . Abstract Figure: Figure 2
Description
Le domaine de la présente invention est celui des échangeurs de chaleur, notamment destinés à équiper les boucles de climatisation des véhicules automobiles ou à refroidir le moteur d'un véhicule.The field of the present invention is that of heat exchangers, in particular intended to equip the air conditioning loops of motor vehicles or to cool the engine of a vehicle.
Les échangeurs de chaleur équipant notamment les boucles de climatisation des véhicules sont agencés pour permettre la circulation adjacente en deux espaces séparés de deux fluides différents, de manière à réaliser un échange de chaleur entre les fluides sans les mélanger. Un type d'échangeur de chaleur utilisé entre autres dans le domaine automobile est l'échangeur à tubes, l'échangeur étant constitué d'un empilement de tubes brasés entre eux et agencés pour définir les espaces où circulent les fluides. Au sein des échangeurs de chaleur et des circuits thermodynamiques auxquels ils sont rattachés, les fluides circulent en dissipant ou en absorbant de l'énergie thermique.The heat exchangers fitted in particular to the air conditioning loops of vehicles are arranged to allow the adjacent circulation in two separate spaces of two different fluids, so as to carry out a heat exchange between the fluids without mixing them. A type of heat exchanger used among others in the automotive field is the tube exchanger, the exchanger being made up of a stack of tubes brazed together and arranged to define the spaces where the fluids circulate. Within the heat exchangers and the thermodynamic circuits to which they are attached, the fluids circulate by dissipating or absorbing thermal energy.
L'efficacité des échangeurs de chaleur et des circuits thermodynamiques est principalement déterminée par les échanges thermiques entre les fluides les parcourant. Il est donc recherché la conception d'échangeurs thermiques dans lesquels les échanges thermiques entre les fluides circulant en leur sein sont optimisés. Dans ce but, on peut notamment viser un brassage de chaque fluide au sein de l'espace dans lequel ce fluide circule, dans le but d'augmenter les échanges thermiques entre les fluides, et il est connu d'équiper les échangeurs de chaleur d’éléments de perturbation de l'écoulement des fluides.The efficiency of heat exchangers and thermodynamic circuits is mainly determined by the heat exchanges between the fluids flowing through them. The design of heat exchangers in which the heat exchanges between the fluids circulating within them are optimized is therefore sought. For this purpose, it is possible in particular to aim for a mixing of each fluid within the space in which this fluid circulates, with the aim of increasing the heat exchanges between the fluids, and it is known to equip the heat exchangers with fluid flow disturbance elements.
On comprend que pour augmenter le brassage des fluides, il est possible d'augmenter le nombre d’éléments de perturbation et on peut chercher ainsi à les rapprocher les uns des autres. Mais cette solution, si elle permet d'améliorer le brassage et la quantité d'échange thermique, ne répond pas de manière satisfaisante au problème mentionné d'optimiser les échanges thermiques car la multiplication des éléments de perturbation occasionne une perte de charge importante qui limite la circulation des fluides et donc l'efficacité de l'échangeur de chaleur.We understand that to increase the mixing of fluids, it is possible to increase the number of disturbance elements and we can thus seek to bring them closer to each other. But this solution, if it makes it possible to improve the mixing and the quantity of heat exchange, does not respond satisfactorily to the problem mentioned of optimizing the heat exchanges because the multiplication of the disturbance elements causes a significant pressure drop which limits the circulation of fluids and therefore the efficiency of the heat exchanger.
Le but de la présente invention est donc de résoudre les inconvénients décrits ci-dessus en concevant un tube pour un échangeur de chaleur agencé pour améliorer l'échange thermique entre les fluides parcourant l'échangeur de chaleur, en limitant notamment les pertes de charge subies par ces fluides.The object of the present invention is therefore to solve the drawbacks described above by designing a tube for a heat exchanger arranged to improve the heat exchange between the fluids flowing through the heat exchanger, in particular by limiting the pressure drops suffered by these fluids.
Plus particulièrement, l’invention concerne un tube pour échangeur de chaleur définissant un canal de circulation de fluide, ce canal comportant une première paroi plane, comprenant au moins un élément de perturbation présent sur cette première paroi plane, dans le canal de circulation de fluide, de manière à perturber l’écoulement de ce fluide. L’élément de perturbation comporte notamment une déformation locale de cette première paroi plane du tube vers l’intérieur du tube, l’élément de perturbation comportant une crête présentant une forme de chevron, comprenant deux branches se rejoignant entre elles en un sommet, le ratio de la largeur l de l’élément de perturbation sur la largeur L de la première paroi plane est compris entre 0,6 et 1,0, notamment entre 0,7 et 0,9, idéalement de l’ordre de 0,8.More particularly, the invention relates to a tube for a heat exchanger defining a fluid circulation channel, this channel comprising a first flat wall, comprising at least one disturbance element present on this first flat wall, in the fluid circulation channel , so as to disturb the flow of this fluid. The disturbance element comprises in particular a local deformation of this first planar wall of the tube towards the inside of the tube, the disturbance element comprising a crest having the shape of a chevron, comprising two branches joining together at a vertex, the ratio of the width l of the disturbance element to the width L of the first plane wall is between 0.6 and 1.0, in particular between 0.7 and 0.9, ideally of the order of 0.8 .
Selon un des aspects de l’invention, le canal de circulation de fluide a une direction longitudinale, la longueur de ce tube étant définie suivant la direction longitudinale.According to one of the aspects of the invention, the fluid circulation channel has a longitudinal direction, the length of this tube being defined in the longitudinal direction.
Selon un des aspects de l’invention, la crête de l’élément de perturbation comprend une première extrémité libre et une deuxième extrémité libre entre lesquelles s’étend l’élément de perturbation. L’élément de perturbation est formé par deux branches partant chacune d’une des extrémités libres, ces deux branches se rejoignant entre elles en un sommet.According to one of the aspects of the invention, the crest of the disturbance element comprises a first free end and a second free end between which the disturbance element extends. The disturbance element is formed by two branches each starting from one of the free ends, these two branches joining together at a vertex.
Selon un des aspects de l’invention, la crête est contenue dans un plan parallèle à la première paroi plane, autrement dit, l’altitude de la crête par rapport à la première paroi plane est sensiblement constante tout le long de cette crête.According to one of the aspects of the invention, the ridge is contained in a plane parallel to the first planar wall, in other words, the altitude of the ridge relative to the first planar wall is substantially constant all along this ridge.
Selon un des aspects de l’invention, les deux branches formant l’élément de perturbation sont symétrique l’une de l’autre par rapport à un plan de symétrie S, lequel plan S passe par le sommet dudit élément de perturbation et est défini à la fois par la direction longitudinale du canal de circulation de fluide et par une direction perpendiculaire à la première paroi plane.According to one of the aspects of the invention, the two branches forming the disturbance element are symmetrical to each other with respect to a plane of symmetry S, which plane S passes through the vertex of said disturbance element and is defined both by the longitudinal direction of the fluid circulation channel and by a direction perpendicular to the first planar wall.
Selon un des aspects de l’invention, la largeur l de l’élément de perturbation est définie comme la distance entre la première extrémité libre et la deuxième extrémité libre de la crête de l’élément de perturbation.According to one of the aspects of the invention, the width l of the disturbance element is defined as the distance between the first free end and the second free end of the crest of the disturbance element.
Selon un des aspects de l’invention, la première paroi plane comporte une première face interne tournée vers le canal de circulation de fluide, cette première face interne présentant une largeur L mesurée suivant une direction perpendiculaire au plan S.According to one of the aspects of the invention, the first planar wall comprises a first internal face facing the fluid circulation channel, this first internal face having a width L measured in a direction perpendicular to the plane S.
Selon un des aspects de l’invention, le tube comporte une deuxième paroi plane s’étendant suivant la direction longitudinale, cette deuxième paroi plane étant parallèle à la première paroi plane, cette deuxième paroi plane comportant une deuxième face interne tournée vers le canal.According to one of the aspects of the invention, the tube comprises a second planar wall extending in the longitudinal direction, this second planar wall being parallel to the first planar wall, this second planar wall comprising a second internal face facing the channel.
Selon un des aspects de l’invention, le tube présente un ratio de la hauteur h des éléments de perturbation sur la hauteur H du canal est compris entre 0,1 et 0,4, notamment entre 0,2 et 0,3.According to one of the aspects of the invention, the tube has a ratio of the height h of the disturbance elements to the height H of the channel is between 0.1 and 0.4, in particular between 0.2 and 0.3.
Selon un des aspects de l’invention, la hauteur h des éléments de perturbation, est la distance entre la première face interne et la crête de l’élément de perturbation, distance définie suivant une direction perpendiculaire à la première paroi plane.According to one of the aspects of the invention, the height h of the disturbance elements is the distance between the first internal face and the crest of the disturbance element, a distance defined in a direction perpendicular to the first planar wall.
Selon un aspect de l’invention, la hauteur H du canal est la distance entre la première face interne et la deuxième face interne, définie suivant une direction perpendiculaire à la première paroi plane.According to one aspect of the invention, the height H of the channel is the distance between the first internal face and the second internal face, defined in a direction perpendicular to the first planar wall.
Selon un des aspects de l’invention, la hauteur h des éléments de perturbation est comprise entre 0,1 et 0,6 mm, notamment entre 0,2 et 0,5 mm, idéalement 0.325 mm.According to one of the aspects of the invention, the height h of the disturbance elements is between 0.1 and 0.6 mm, in particular between 0.2 and 0.5 mm, ideally 0.325 mm.
Selon un aspect de l’invention, le ratio de la hauteur h des éléments de perturbation sur l’épaisseur e de la première paroi plane (4) est compris entre 0,1 et 4,0, notamment entre 0,5 et 2,5.According to one aspect of the invention, the ratio of the height h of the disturbance elements to the thickness e of the first flat wall (4) is between 0.1 and 4.0, in particular between 0.5 and 2, 5.
Selon un des aspects de l’invention, la première paroi plane comporte une première face externe tournée vers l’extérieur du tube, e étant l’épaisseur de la première paroi plane, mesurée suivant une direction perpendiculaire à la première paroi plane entre la première face interne et la première face externe.According to one of the aspects of the invention, the first planar wall comprises a first outer face facing the outside of the tube, e being the thickness of the first planar wall, measured in a direction perpendicular to the first planar wall between the first internal face and the first external face.
Selon un des aspects de l’invention, les branches formant le chevron forment entre elles un angle compris entre 100° et 140°, notamment entre 110° et 130°, idéalement 120°.According to one of the aspects of the invention, the branches forming the chevron form between them an angle of between 100° and 140°, in particular between 110° and 130°, ideally 120°.
Selon un des aspects de l’invention, le tube comprend des éléments de perturbation additionnels, en plus des éléments de perturbation, et dont la crête a une forme différente de la crête des éléments de perturbation, qu’il s’agisse d’une forme de chevron de dimension différente, de ronds, de rectangles ou d’ovales par exemple, ces formes n’étant pas limitatives.According to one of the aspects of the invention, the tube comprises additional disturbance elements, in addition to the disturbance elements, and the crest of which has a shape different from the crest of the disturbance elements, whether it is a chevron shape of different size, round, rectangular or oval for example, these shapes not being limiting.
Selon un des aspects de l’invention, le tube comprend des éléments de perturbation additionnels, en plus des éléments de perturbation, le nombre d’éléments de perturbations additionnels alignés le long d’une direction perpendiculaire à la direction longitudinale et s’étendant le long de la largeur L de la première paroi plane est supérieur à un.According to one of the aspects of the invention, the tube comprises additional disturbance elements, in addition to the disturbance elements, the number of additional disturbance elements aligned along a direction perpendicular to the longitudinal direction and extending along the width L of the first planar wall is greater than one.
Selon un des aspects de l’invention, les éléments de perturbation additionnels sont intercalés entre deux éléments de perturbation. Autrement dit, le long de la direction longitudinale, chaque élément de perturbation additionnels, ou chaque couple d’éléments de perturbation additionnels, ou chaque trio d’éléments de perturbation additionnels, est intercalé entre deux éléments de perturbation.According to one of the aspects of the invention, the additional disturbance elements are inserted between two disturbance elements. In other words, along the longitudinal direction, each additional disturbance element, or each pair of additional disturbance elements, or each trio of additional disturbance elements, is sandwiched between two disturbance elements.
Selon un des aspects de l’invention, les éléments de perturbation sont agencés en alternance sur la première paroi plane et sur la deuxième paroi plane.According to one of the aspects of the invention, the disturbance elements are arranged alternately on the first planar wall and on the second planar wall.
Selon un des aspects de l’invention, les éléments de perturbation additionnels sont agencés en alternance sur la première paroi plane et sur la deuxième paroi plane.According to one of the aspects of the invention, the additional disturbance elements are arranged alternately on the first flat wall and on the second flat wall.
Selon un des aspects de l’invention, deux éléments de perturbation successifs d’une même paroi sont espacés d'un pas compris entre 3 et 10 mm, notamment entre 4 et 7 mm, idéalement 5,6 mm.According to one of the aspects of the invention, two successive disturbance elements of the same wall are spaced apart by a pitch of between 3 and 10 mm, in particular between 4 and 7 mm, ideally 5.6 mm.
Selon un des aspects de l’invention, un élément de perturbation et un élément de perturbation additionnel d’une même paroi sont espacés d'un pas compris entre 3 et 10 mm, notamment entre 4 et 7 mm, idéalement 5,6 mm.According to one of the aspects of the invention, a disturbance element and an additional disturbance element of the same wall are spaced apart by a pitch of between 3 and 10 mm, in particular between 4 and 7 mm, ideally 5.6 mm.
Selon un des aspects de l’invention, un plan de symétrie S, passant par le sommet du chevron, passe au milieu de la largeur L de la première paroi plane.According to one of the aspects of the invention, a plane of symmetry S, passing through the top of the rafter, passes through the middle of the width L of the first flat wall.
Selon un des aspects de l’invention, le pas entre, soit deux éléments de perturbation, soit un élément de perturbation et un élément de perturbation additionnel, augmente progressivement le long de la direction longitudinale du tube.According to one of the aspects of the invention, the pitch between either two disturbance elements, or a disturbance element and an additional disturbance element, increases progressively along the longitudinal direction of the tube.
Selon un des aspects de l’invention, les éléments de perturbation sont alignés selon la direction longitudinale du tube.According to one of the aspects of the invention, the disturbance elements are aligned along the longitudinal direction of the tube.
Selon un des aspects de l’invention, les éléments de perturbation sont issus de matière avec le tube, en d'autres termes, le tube et les éléments de perturbation sont fabriqués à partir du même bloc de matière, l'un ne pouvant être séparé de l'autre sans entraîner la destruction du tube.According to one of the aspects of the invention, the disturbance elements are made from material with the tube, in other words, the tube and the disturbance elements are made from the same block of material, one of which cannot be separated from each other without destroying the tube.
Selon un des aspects de l’invention, les éléments de perturbation additionnels sont issus de matière avec le tube, en d'autres termes, le tube et les éléments de perturbation additionnels sont fabriqués à partir du même bloc de matière, l'un ne pouvant être séparé de l'autre sans entraîner la destruction du tube.According to one of the aspects of the invention, the additional disturbance elements are made from material with the tube, in other words, the tube and the additional disturbance elements are made from the same block of material, one which can be separated from the other without destroying the tube.
Selon un des aspects de l’invention, soit les éléments de perturbation, soit les éléments de perturbation et les éléments de perturbation additionnels, sont fabriqués par emboutissage, estampage ou fabrication additive métallique.According to one of the aspects of the invention, either the disturbance elements, or the disturbance elements and the additional disturbance elements, are manufactured by stamping, stamping or metal additive manufacturing.
Selon un des aspects de l’invention, le tube comporte une paroi intermédiaire divisant le conduit interne défini à l’intérieur du tube en deux sous-canaux.According to one of the aspects of the invention, the tube comprises an intermediate wall dividing the internal duct defined inside the tube into two sub-channels.
Selon un des aspects de l’invention, soit les éléments de perturbation, soit les éléments de perturbation et les éléments de perturbation additionnels, sont agencés sur l’un et l’autre des sous-canaux.According to one of the aspects of the invention, either the disturbance elements, or the disturbance elements and the additional disturbance elements, are arranged on one and the other of the sub-channels.
Selon un des aspects de l’invention, le ratio de h2/e, h2 étant la hauteur des éléments de perturbation additionnels, mesurée suivant une direction perpendiculaire à la première paroi plane entre la première face interne et la crête de l’élément de perturbation additionnel, la première paroi plane comportant une première face externe tournée vers l’extérieur du tube, e étant l’épaisseur de la première paroi plane, mesurée suivant une direction perpendiculaire à la première paroi plane entre la première face interne et la première face externe, ce ratio est compris entre 0,1 et 4,0, notamment entre 0,5 et 2,5.According to one of the aspects of the invention, the ratio of h2/e, h2 being the height of the additional disturbance elements, measured along a direction perpendicular to the first planar wall between the first internal face and the crest of the disturbance element additional, the first flat wall comprising a first external face facing the outside of the tube, e being the thickness of the first flat wall, measured in a direction perpendicular to the first flat wall between the first internal face and the first external face , this ratio is between 0.1 and 4.0, in particular between 0.5 and 2.5.
Selon un des aspects de l’invention, les éléments de perturbation additionnels ont une hauteur h2 comprise entre 0,2 mm et 0,5 mm, et notamment entre 0,25 et 0,4 mm.According to one of the aspects of the invention, the additional disturbance elements have a height h2 of between 0.2 mm and 0.5 mm, and in particular between 0.25 and 0.4 mm.
Selon un des aspects de l’invention, l’échangeur de chaleur comprend une pluralité de tubes, connectés entre eux au travers de deux collecteurs, dont l'un au moins est selon l'une quelconque des revendications précédentes, les tubes définissant d'une part en interne un circuit de circulation pour un fluide apte à être perturbé sur son passage par la présence des éléments de perturbation et définissant d'autre part entre eux un espace de circulation pour de l'air.According to one of the aspects of the invention, the heat exchanger comprises a plurality of tubes, connected together through two manifolds, at least one of which is according to any one of the preceding claims, the tubes defining on the one hand internally a circulation circuit for a fluid capable of being disturbed in its passage by the presence of the disturbance elements and on the other hand defining between them a circulation space for air.
Les caractéristiques, les variantes et les différentes formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres, selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. On pourra notamment imaginer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites dans la présente description de manière isolée des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique.The features, variants and different embodiments of the invention may be associated with each other, in various combinations, insofar as they are not incompatible or exclusive of each other. It is possible in particular to imagine variants of the invention comprising only a selection of characteristics described in the present description in isolation from the other characteristics described, if this selection of characteristics is sufficient to confer a technical advantage.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore au travers de la description qui suit d’une part, et de plusieurs exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins schématiques annexés d’autre part, sur lesquels :Other characteristics and advantages of the invention will become apparent through the description which follows on the one hand, and several embodiments given by way of indication and not limiting with reference to the appended diagrammatic drawings on the other hand, on which :
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L'espace entre deux tubes 2 successifs selon l'invention délimite un espace 110 où peut circuler un flux d'air en vue d'échanger des calories avec le fluide circulant dans les tubes 2. Afin d'augmenter les échanges thermiques entre le fluide et le flux d'air, des dissipateurs 120 en forme d'ailette sont agencés dans l'espace où circule le flux d'air. Ces dissipateurs 120 ont pour rôle d'augmenter la surface de contact avec le flux d'air pour optimiser les échanges de chaleur entre fluide et flux d'air. Afin de faciliter la lecture de la
Chaque tube 2 selon l'invention est connecté à un premier collecteur 130 et à un deuxième collecteur 140 par l'intermédiaire desquels le fluide est amené à circuler et à alimenter les tubes. Le premier collecteur 130 est agencé pour répartir le fluide entrant dans l'échangeur de chaleur 1 dans les différents tubes 2 constituant ledit échangeur. Le deuxième collecteur 140 est agencé pour collecter le fluide ayant traversé les tubes 2 pour le faire sortir hors de l'échangeur de chaleur 1. Les premier et deuxième collecteurs 130 et 140 sont opposés l'un à l'autre par rapport à l'empilement de tubes 2, chaque tube s'étendant longitudinalement de sorte à être relié à une première extrémité au premier collecteur 130 et à une deuxième extrémité au deuxième collecteur 140.Each tube 2 according to the invention is connected to a first manifold 130 and to a second manifold 140 through which the fluid is caused to circulate and to supply the tubes. The first collector 130 is arranged to distribute the fluid entering the heat exchanger 1 in the various tubes 2 constituting said exchanger. The second collector 140 is arranged to collect the fluid having passed through the tubes 2 to make it leave the heat exchanger 1. The first and second collectors 130 and 140 are opposed to each other with respect to the stack of tubes 2, each tube extending longitudinally so as to be connected at a first end to the first manifold 130 and at a second end to the second manifold 140.
L'échangeur de chaleur 1 comprend par ailleurs des moyens de mise en relation de ces collecteurs avec un circuit du fluide extérieur à l'échangeur de chaleur 1 et ici non représenté. Le premier collecteur 130 est ainsi connecté à un premier embout de raccordement 150 par lequel le fluide peut entrer dans l'échangeur de chaleur 1, le deuxième collecteur 140 étant connecté à un deuxième embout de raccordement 160 par lequel le fluide peut sortir de l'échangeur de chaleur 1.The heat exchanger 1 also comprises means for connecting these collectors with a fluid circuit external to the heat exchanger 1 and not shown here. The first manifold 130 is thus connected to a first connection end piece 150 through which the fluid can enter the heat exchanger 1, the second manifold 140 being connected to a second connection end piece 160 through which the fluid can leave the heat exchanger 1.
La
Ce tube 2 comporte une première paroi plane 3 s’étendant suivant la direction longitudinale D. Il comprend au moins un élément de perturbation 10 présent sur cette première paroi plane 3, dans le canal 100 de circulation de fluide, de manière à perturber l’écoulement de ce fluide. L’élément de perturbation 10 comporte notamment une déformation locale de cette première paroi plane 3 du tube vers l’intérieur du tube 2.This tube 2 comprises a first planar wall 3 extending in the longitudinal direction D. It comprises at least one disturbance element 10 present on this first planar wall 3, in the fluid circulation channel 100, so as to disturb the flow of this fluid. The disturbance element 10 includes in particular a local deformation of this first flat wall 3 of the tube towards the inside of the tube 2.
La
La
Le chevron est formé par deux branches 12 et 13, chacune partant d’une des extrémités libres, et ces deux branches se rejoignent entre elles en un sommet 11. La crête 20 est contenue dans un plan parallèle à la première paroi plane 3. Autrement dit, l’altitude de la crête 20 par rapport à la première paroi plane 3 est sensiblement constante tout le long de cette crête 20.The rafter is formed by two branches 12 and 13, each starting from one of the free ends, and these two branches join together at a peak 11. The peak 20 is contained in a plane parallel to the first flat wall 3. Otherwise said, the altitude of the crest 20 relative to the first flat wall 3 is substantially constant all along this crest 20.
Les deux branches 12 et 13 du chevron sont symétriques l’une de l’autre par rapport à un plan de symétrie S, lequel plan S passe par le sommet 11 et est défini à la fois par la direction longitudinale D du canal 100 de circulation de fluide et par une direction perpendiculaire à la première paroi plane 3.The two branches 12 and 13 of the chevron are symmetrical to each other with respect to a plane of symmetry S, which plane S passes through the apex 11 and is defined both by the longitudinal direction D of the circulation channel 100 of fluid and by a direction perpendicular to the first planar wall 3.
Le plan S illustré
La
La première paroi plane 3 comporte une première face interne 31 tournée vers le canal de circulation de fluide 100, première paroi plane 3 visible sur la
Les branches 12, 13 formant le chevron forment entre elles un angle 40 compris entre 100° et 140°, notamment entre 110° et 130°, notamment 120°.The branches 12, 13 forming the chevron form between them an angle 40 of between 100° and 140°, in particular between 110° and 130°, in particular 120°.
La
La figure illustre une première hauteur h des éléments de perturbation 10, mesurée suivant une direction perpendiculaire à la première paroi plane 3 entre la première face interne 31 et la crête 20 de l’élément de perturbation 10.The figure illustrates a first height h of the disturbance elements 10, measured in a direction perpendicular to the first flat wall 3 between the first internal face 31 and the crest 20 of the disturbance element 10.
La hauteur H du canal 100 est quant à elle mesurée suivant une direction perpendiculaire à la première paroi plane 3 entre la première face interne 31 et la deuxième face interne 41.The height H of the channel 100 is measured in a direction perpendicular to the first flat wall 3 between the first internal face 31 and the second internal face 41.
Le ratio h/H ainsi défini est compris entre 0,1 et 0,4, notamment entre 0,2 et 0,3.The man/man ratio thus defined is between 0.1 and 0.4, in particular between 0.2 and 0.3.
Le ratio de h/e, h étant la hauteur des éléments de perturbation 10, la première paroi plane comportant une première face externe 32 tournée vers l’extérieur du tube 2, e étant l’épaisseur de la première paroi plane 4, mesurée suivant une direction perpendiculaire à la première paroi plane 3 entre la première face interne 31 et la première face externe 32, ce ratio est compris entre 0,1 et 4,0, notamment entre 0,5 et 2,5.The ratio of h/e, h being the height of the disturbance elements 10, the first flat wall comprising a first external face 32 facing the outside of the tube 2, e being the thickness of the first flat wall 4, measured according to a direction perpendicular to the first planar wall 3 between the first internal face 31 and the first external face 32, this ratio is between 0.1 and 4.0, in particular between 0.5 and 2.5.
Selon un des aspects de l’invention, la hauteur h des éléments de perturbation 10 est comprise entre 0,1 et 0,6 mm, notamment entre 0,2 et 0,5 mm.According to one of the aspects of the invention, the height h of the disturbance elements 10 is between 0.1 and 0.6 mm, in particular between 0.2 and 0.5 mm.
Le tube illustré
Le tube comprend des éléments de perturbation additionnels 30, en plus des éléments de perturbation 10, et dont la crête a une forme différente de la crête 20 des éléments de perturbation 10, qu’il s’agisse d’une forme de chevron de dimension différente, de ronds, de rectangles ou d’ovales par exemple, ces formes n’étant pas limitatives.The tube comprises additional disturbance elements 30, in addition to the disturbance elements 10, and the crest of which has a shape different from the crest 20 of the disturbance elements 10, whether it is a chevron shape of dimension different, round, rectangular or oval for example, these shapes not being limiting.
Le ratio de h2/e, h2 étant la hauteur des éléments de perturbation additionnels 30, la première paroi plane comportant une première face externe 32 tournée vers l’extérieur du tube 2, e étant l’épaisseur de la première paroi plane 4, mesurée suivant une direction perpendiculaire à la première paroi plane 3 entre la première face interne 31 et la première face externe 32, ce ratio est compris entre 0,1 et 4,0, notamment entre 0,5 et 2,5.The ratio of h2/e, h2 being the height of the additional disturbance elements 30, the first flat wall comprising a first external face 32 facing the outside of the tube 2, e being the thickness of the first flat wall 4, measured in a direction perpendicular to the first planar wall 3 between the first internal face 31 and the first external face 32, this ratio is between 0.1 and 4.0, in particular between 0.5 and 2.5.
Les éléments de perturbation 10 et les éléments de perturbation additionnels 30, sont agencés sur l’un et l’autre des sous-canaux 100, 101.The disturbance elements 10 and the additional disturbance elements 30 are arranged on one and the other of the sub-channels 100, 101.
Les éléments de perturbation 10 et les éléments de perturbation additionnels 30 ont respectivement des hauteurs h et h2 comprises entre 0,2 mm et 0,5 mm, et notamment entre 0,25 et 0,4 mm.The disturbance elements 10 and the additional disturbance elements 30 respectively have heights h and h2 of between 0.2 mm and 0.5 mm, and in particular between 0.25 and 0.4 mm.
La
Selon un mode de réalisation illustré
Dans l’exemple illustré
Suivant l’un des aspects de l’invention, le pas P entre, soit deux éléments de perturbation 10, soit un élément de perturbation 10 et un élément de perturbation additionnel 30, augmente progressivement le long de la direction longitudinale D du tube 2. Pour l’exemple illustré
Dans l’exemple illustré
La
Le tube de référence ici utilisé est un tube développé spécifiquement pour les hauts nombres de Reynolds. Le graphique de la
The reference tube used here is a tube developed specifically for high Reynolds numbers. The graph of the
Claims (10)
Heat exchanger (1) comprising a plurality of tubes (2), interconnected through two collectors (130, 140), at least one of which is according to any one of the preceding claims, the tubes (2) defining on the one hand internally a circulation circuit for a fluid capable of being disturbed in its passage by the presence of the disturbance elements (10) and defining on the other hand between them a circulation space (110) for air.
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- 2021-07-22 FR FR2107914A patent/FR3125583B1/en active Active
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2022
- 2022-07-19 WO PCT/EP2022/070131 patent/WO2023001791A1/en unknown
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