FR2969269A1 - Echangeur de chaleur a plaques empilees. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un échangeur de chaleur (1) à plaques empilées, comprenant une pluralité de plaques (2) empilées entre lesquelles circulent le fluide à refroidir et le fluide de refroidissement dans deux circuits indépendants définis par lesdites plaques (2), en couches alternées, toute ou partie desdites plaques (2) comportant une ou des bordures définissant un canal de circulation pour le fluide de refroidissement par coopération avec une autre desdites plaques, prévue adjacente, Selon l'invention, la ou lesdites bordures sont configurées pour permettre au fluide de refroidissement de pénétrer et/ou de sortir dudit canal.

Description

Echangeur de chaleur à plaques empilées. La présente invention concerne un échangeur de chaleur à plaques empilées.

L'invention s'applique à tout type d'échangeurs de chaleur, notamment pour véhicule automobile, comme par exemple des échangeurs destinés à être montés dans le compartiment moteur du véhicule tels que des refroidisseurs d'air de suralimentation (RAS) ou des échangeurs de recirculation des gaz d'échappement du moteur, appelés également échangeurs EGR (Exhaust Gas Recirculation Coolers ou EGRC).

Dans ce domaine, il est connu des échangeurs de chaleur comprenant une série de plaques parallèles formant des surfaces d'échange de chaleur, entre lesquelles un fluide à refroidir et un fluide de refroidissement circulent, en couches alternées, dans des circuits de passage des fluides, des intercalaires pouvant être prévus pour améliorer l'échange de chaleur entre le fluide à refroidir et le fluide de refroidissement. L'empilement des plaques est ainsi configuré de façon à définir deux circuits différents : celui du fluide à refroidir et celui du fluide de refroidissement.

Le fluide de refroidissement arrive dans l'échangeur et dans son circuit de passage par l'intermédiaire de brides d'entrée/sortie, ou de tubulures d'entrée/sortie, disposées sur les cotés inférieur et/ou supérieur de l'échangeur.

Sur ces échangeurs, les plaques sont pourvues de poches embouties crevées perpendiculairement au plan de la plaque pour le passage du liquide de refroidissement d'une couche de circulation du liquide de refroidissement à l'autre sans communiquer avec la couche de circulation de fluide à refroidir situé entre les deux.

Ces poches embouties ont de nombreux inconvénients dont la diminution des surfaces d'échange, la diminution de la tenue à la pression, l'absence de refroidissement du fluide à refroidir circulant à proximité des poches ou encore les risques de défaut d'étanchéité.

En outre, à cause de cette configuration, les tubulures d'entrée/sortie du fluide de refroidissement doivent être situées perpendiculairement aux plaques et leur positionnement se limite ainsi aux deux cotés de l'échangeur parallèles aux plaques, c'est-à-dire aux cotés supérieur et/ou inférieur de l'échangeur. Un inconvénient est que cela limite les différentes configurations possibles de raccordement de l'échangeur.

Du fait de la tendance du marché allant vers une réduction des espaces disponibles pour les échangeurs de chaleur et ses composants, les environnements dans lesquels ils doivent être intégrés sont de plus en plus complexes. Il est donc important de mettre au point des échangeurs compacts qui proposent un important degré de liberté d'adaptation, notamment dans le positionnement des tubulures d'entrée et de sortie du fluide de refroidissement, afin de pouvoir intégrer l'ensemble de manière efficace dans l'espace disponible.

L'échangeur de chaleur à plaques empilées de la présente invention vise à remédier aux inconvénients des échangeurs connus dans la technique, en proposant une nouvelle conception de plaques permettant l'accès du fluide de refroidissement par des faces latérales des plaques empilées, c'est-à-dire des faces perpendiculaires aux plaques empilées, en maintenant les deux circuits de chaleur et de froid séparés grâce à la configuration des plaques respectives.

Elle propose à cet effet un échangeur de chaleur à plaques empilées, comprenant une pluralité de plaques empilées entre lesquelles circulent le fluide à refroidir et le fluide de refroidissement dans deux circuits indépendants définis par lesdites plaques, en couches alternées, toute ou partie desdites plaques comportant une ou des bordures définissant un canal de circulation pour le fluide de refroidissement par coopération avec une autre desdites plaques, prévue adjacente.

Selon l'invention, la ou lesdites bordures sont configurées pour permettre au fluide de refroidissement de pénétrer et/ou de sortir dudit canal.

Une telle conception permet de placer l'entrée et la sortie du fluide de refroidissement dans l'échangeur aussi bien au niveau de zones latérales situées sur les cotés latéraux de l'échangeur, que de zones situées sur le coté supérieur et/ou inférieur de l'échangeur, c'est-à-dire au niveau de la partie supérieure et/ou inférieure de l'ensemble des plaques empilées, plutôt qu'uniquement au niveau des parties supérieure et inférieure de l'ensemble des plaques empilées comme cela était le cas dans les échangeurs connus dans l'état de la technique. En donnant plus de liberté de positionnement des tubulures sur les différents cotés de l'échangeur on offre ainsi un plus grand nombre de possibilités d'intégration de l'échangeur sur un véhicule.

L'invention permet en outre d'augmenter la surface d'échange et d'éviter qu'une partie du flux de fluide à refroidir soit peu ou mal refroidie.

Selon un aspect de l'invention, la ou lesdites bordures comprennent un bord en biseau latéral, définissant une entrée et/ou une sortie du fluide de refroidissement communiquant avec la ou les couches de fluide de refroidissement voisines.

Selon un aspect de l'invention, la ou lesdites bordures sont des bords relevés, notamment périphérique, issus de matière desdites plaques. Ils sont par exemple 20 obtenus par emboutissage de la plaque.

Selon un aspect de l'invention, chaque plaque comporte une paroi latérale longitudinale de fermeture, et chaque paire de plaques est montée avec ses parois latérales respectives disposées au niveau des extrémités longitudinales pour assurer 25 la séparation et la fermeture des circuits, ledit bord en biseau latéral se situant dans une des extrémités longitudinales des plaques pour recevoir le fluide de refroidissement, de sorte que chaque paire de plaques comporte dans des extrémités latérales opposées un bord en biseau d'entrée et un bord en biseau de sortie du fluide de refroidissement. 30 Autrement dit, dans un mode de réalisation, l'invention concerne un échangeur de chaleur à plaques empilées, comprenant une pluralité de plaques empilées entre lesquelles circulent le fluide à refroidir et le fluide de refroidissement entre deux circuits indépendants définis par lesdites plaques, en couches alternées, chaque plaque comportant une paroi latérale longitudinale de fermeture, et chaque paire de plaques étant montée avec ses parois latérales respectives disposées au niveau des extrémités longitudinales pour assurer la séparation et la fermeture des circuits, caractérisé en ce que chaque plaque comprend un bord en biseau latéral dans une de ses extrémités longitudinales pour recevoir le fluide de refroidissement, de sorte que chaque paire de plaques comporte dans des extrémités latérales opposées un bord en biseau d'entrée et un bord en biseau de sortie du fluide de refroidissement.

Avantageusement, chaque plaque comprend, par exemple, une pluralité d'ondulations réparties dans une zone destinée à l'échange thermique, c'est-à-dire dans le ou les canaux de circulation du fluide de refroidissement. Lesdites ondulations sont réparties selon un schéma défini de manière à orienter et à rendre turbulent le flux de fluide de refroidissement afin d'empêcher le trop-plein du circuit de fluide de refroidissement et d'éviter ainsi le risque de recul du flux voire de zones d'absence de flux. Il est donc possible d'obtenir un remplissage maximal de la plaque par le fluide de refroidissement.

Chaque plaque comprend, notamment, des ondulations périphériques conçues pour maintenir la distance le long de l'espace séparant chaque paire de plaques de manière à éviter le risque de déformation des plaques empilées et les problèmes de fuites associés.

Chaque plaque comporte, par exemple, des orifices prévus pour l'insertion de barres de solidarisation respectives destinées à immobiliser l'ensemble de plaques empilées au cours de son assemblage.

Chaque plaque comporte, notamment, une ondulation centrale transversale prévue pour permettre un écoulement en "U" du fluide de refroidissement, c'est-à-dire selon deux passes. Chaque plaque peut comporter plusieurs ondulations centrale transversale de manière à définir au moins trois passes pour l'écoulement du fluide de refroidissement, et par exemple trois ondulations centrale transversale pour définir quatre passes.

Chaque plaque comporte éventuellement des ailes rabattues au niveau des deux extrémités longitudinales. Lesdites ailes confèrent rigidité et stabilité dimensionnelle au groupe de plaques.

Avantageusement, l'échangeur comprend un boîtier prévu pour abriter l'ensemble de plaques empilées et comprenant deux collecteurs latéraux montés face aux bords en biseau latéraux des plaques. Le boîtier est par exemple muni de deux cotés latéraux opposés, et de deux cotés, inférieur et supérieur, opposés entre eux, reliant les deux cotés latéraux, et se trouvant en vis-à-vis de plaques supérieures et inférieures de l'empilement.

De préférence, les collecteurs du boîtier sont raccordables entre eux pour fermer ainsi ledit boîtier.

Les collecteurs sont situés, par exemple, sur des cotés latéraux du boîtier, éventuellement le même coté. Au moins l'un des collecteurs, voir les deux, pourra se prolonger sur l'un et/ou l'autre des cotés inférieur et supérieur. Les collecteurs sont obtenus, notamment, par emboutissage des cotés du boîtier.

Avantageusement, l'échangeur comprend une bride d'entrée et une bride de sortie du fluide de refroidissement disposées dans les collecteurs latéraux du boîtier. 25 Selon un mode de réalisation de l'invention, les brides d'entrée et de sortie du fluide de refroidissement sont disposées respectivement sur les cotés opposés latéraux du boîtier par exemple pour une configuration en un nombre impair de passes de l'écoulement du fluide de refroidissement. Il pourra notamment s'agir d'un 30 écoulement linéaire.

Selon un autre mode de réalisation de l'invention, les brides d'entrée et de sortie du fluide de refroidissement sont disposées sur un même coté latéral du boîtier par exemple pour une configuration en un nombre pair de passes de l'écoulement du fluide de refroidissement. Il pourra notamment s'agir d'un écoulement en « U ».

Selon un autre mode de réalisation de l'invention, les brides d'entrée et de 5 sortie du fluide de refroidissement sont disposées sur deux cotés successifs du boîtier.

Selon un aspect de l'invention, le boîtier est constitué de deux demi-coquilles en forme de « U ». Selon un aspect de l'invention, le boîtier est constitué d'un carter en forme de « U » fermé par un couvercle.

Des parois latérales du carter ou des demi coquilles pourront être brasées aux 15 plaques, notamment à leur paroi longitudinale de fermeture.

Dans le but de faciliter la description de ce qui a été exposé précédemment, on joint des dessins dans lesquels sont représentés, sous forme schématique et uniquement à titre d'exemple non limitatif, des cas pratiques de réalisation de 20 l'échangeur de chaleur à plaques empilées de l'invention. Dans ces dessins:

- la figure 1 est une vue en perspective d'un échangeur de chaleur, notamment un échangeur EGR, selon un premier mode de réalisation du circuit de fluide de refroidissement de l'invention ;

- la figure 2 est une vue en perspective et éclatée de l'échangeur illustré à la figure 1 ;

- la figure 3 est une vue en perspective d'une plaque de l'invention ;

- la figure 4 est une vue en perspective de deux paires de plaques empilées ;

- la figure 5 est une vue agrandie d'un bord en biseau latéral de la plaque ; 10 25 30 - la figure 6 est une vue agrandie d'une moitié de la plaque illustrant un schéma d'ondulations ; - la figure 7 est une vue agrandie de la partie centrale de la plaque illustrant les ondulations périphériques, l'ondulation centrale transversale et un orifice prévu pour l'introduction d'une barre de solidarisation ;

- la figure 8 est une vue agrandie d'une aile de la plaque ; - la figure 9 est une vue en coupe transversale d'une paire de plaques illustrant la jonction de deux plaques ;

- la figure 10 est une vue en perspective de l'échangeur de chaleur de la 15 figure 1 avec une variante du circuit du fluide à refroidir ;

- la figure 11 est une vue en perspective de l'échangeur de chaleur de la figure 1 avec une autre variante du circuit du fluide à refroidir ;

20 - la figure 12 est une vue en perspective de l'échangeur de chaleur de la figure 1 avec une autre variante du circuit du fluide à refroidir;

- la figure 13 est une vue en perspective de l'échangeur de chaleur de la figure 1 selon un deuxième mode de réalisation du circuit de fluide de 25 refroidissement de l'invention ; et

- la figure 14 est une vue en perspective éclatée d'un échangeur de chaleur, notamment un RAS selon une variante de réalisation de l'invention.

30 Selon un premier mode de réalisation et en référence aux figures 1 et 2, l'échangeur de chaleur 1 est un échangeur de chaleur de type EGR dans lequel le fluide à refroidir est du gaz EGR et le fluide de refroidissement un fluide caloporteur, notamment un mélange d'eau et de glycol. L'échangeur 1 comprend une pluralité de10 plaques empilées 2 entre lesquelles circulent le fluide à refroidir et le fluide de refroidissement dans deux circuits indépendants définis par lesdites plaques 2, en couches alternées. Des intercalaires 15 sont éventuellement prévus sur le circuit de passage du fluide à refroidir pour améliorer l'échange thermique entre les deux fluides.

Un boîtier 10 est prévu pour entourer ladite pluralité de plaques selon quatre cotés de l'échangeur et possède ainsi quatre cotés : deux cotés latéraux opposés entre eux, un coté supérieur et un coté inférieur, également opposés entre eux et reliant les deux cotés latéraux.

Comme on peut l'apprécier aux figures 3 et 4, chaque plaque 2 comporte une paroi latérale longitudinale de fermeture 3, s'étendant dans une direction perpendiculaire à la plaque 2, chaque paire de plaques 2 étant montée avec ses parois latérales 3 respectives disposées au niveau des extrémités longitudinales, dans des directions opposées, pour assurer la séparation et la fermeture des circuits. Ainsi chaque paire de plaque définit, grâce à ses parois latérales 3, un trajet pour le fluide à refroidir.

Le fluide de refroidissement circule en revanche entre deux paires de plaques successives, c'est-à-dire entre deux plaques 2 adjacentes de deux paires de plaques successives. Chaque plaque 2 comporte à cet effet une ou des bordures 20, s'étendant dans une direction opposée à celle des parois longitudinales de la plaque 2 à laquelle ou auxquelles elles appartiennent. Elles définissent un canal de circulation pour le fluide de refroidissement par coopération avec la ou les bordures 20 d'une autre desdites plaques 2, prévue adjacente et appartenant à une autre paire de plaque. Le canal ainsi définit, permet un écoulement du fluide de refroidissement dans un plan perpendiculaire à celui de l'empilement, c'est-à-dire parallèle aux plaques 2.

Les bordures 20, ou bords relevés, sont par exemple obtenu par emboutissage de la plaque. La plaque possède ainsi un fond 21, sur lequel le fluide va circuler, délimité par les bordures 20. Ainsi le fond 21 est dénué d'orifices de passage de fluide. Comme représenté sur les figures 3 et 4, les bordures sont notamment situées en périphérie de la plaque. Le fluide de refroidissement circule ainsi sur un maximum de surface de la plaque échangeant de la chaleur avec le fluide de refroidissement circulant de l'autre coté du fond 21 de la plaque.

Selon l'invention, la ou les bordures 20 sont configurées pour permettre au fluide de refroidissement d'entrer et/ou de sortir du canal. A titre d'exemple, chaque plaque comprend un bord en biseau latéral 4, définissant une entrée et/ou une sortie du fluide de refroidissement communiquant avec la ou les couches de fluide de refroidissement voisines.

Le bord en biseau latéral 4 d'une plaque se situe notamment dans une de ses extrémités longitudinales destinée à recevoir le fluide de refroidissement, comme on peut l'observer aux figures 3 à 5, de sorte que chaque paire de plaques 2 comporte dans des extrémités latérales opposées un bord en biseau 4 d'entrée et un bord en biseau 4 de sortie du fluide de refroidissement.

À la figure 4, on a représenté sur les plaques 2 des flèches d'entrée Re et de sortie Rs du fluide de refroidissement ainsi que des flèches d'entrée Ge et de sortie 20 Gs des gaz.

La conception des plaques 2 dotées de ces bords en biseau latéraux 4 permet de placer l'entrée et la sortie du fluide de refroidissement au niveau des zones latérales de l'échangeur 1, plutôt qu'au niveau de la partie supérieure de l'ensemble 25 de plaques empilées 2 comme cela était le cas dans les échangeurs connus dans l'état de la technique.

La nature plus compacte de l'échangeur 1 ainsi obtenu facilite donc son montage dans l'espace réduit du bloc moteur. Comme on peut l'apprécier aux figures 3 et 6, chaque plaque 2 comprend une pluralité d'ondulations 5 réparties dans la zone destinée à l'échange thermique, c'est-à-dire sur le fond 21 de la plaque 2. Lesdites ondulations 5 sont réparties selon un 30 schéma défini de manière à orienter et à rendre turbulent le flux de fluide de refroidissement afin d'empêcher le trop-plein du circuit de fluide de refroidissement et d'éviter ainsi le risque de recul du flux voire d'absence de flux à certain endroit de la plaque. Il est donc possible d'obtenir un remplissage maximal de la plaque 2 par le fluide de refroidissement.

Aux figures 3 et 7, on peut apprécier que chaque plaque 2 comprend notamment quatre ondulations périphériques 6 conçues pour maintenir la distance le long de l'espace séparant chaque paire de plaques 2 de manière à éviter le risque de déformation des plaques empilées 2 et les problèmes de fuites associés.

Chaque plaque 2 comporte par exemple deux orifices 7 prévus pour l'insertion de deux barres de solidarisation 7a destinées à immobiliser l'ensemble de plaques empilées 2 au cours de son assemblage. Chaque plaque 2 comporte en outre une ondulation centrale transversale 8 prévue pour permettre le flux en "U" du fluide de refroidissement, c'est-à-dire selon deux passes.

20 Les plaques 2 de l'invention intègrent donc la fonction de séparation des deux circuits du fluide de refroidissement et du fluide à refroidir, et la fonction de guidage des flux de fluide au moyen des bords en biseau latéraux 4 et du schéma spécial d'ondulations 5 à 8.

25 La conception des plaques 2 peut en outre être réalisée en acier inoxydable ou en aluminium. Elles sont par exemple, brasés entre elles ainsi qu'aux autres composants de l'échangeur, notamment, le boîtier 10.

En référence aux figures 8 et 9, chaque plaque 2 comporte des ailes rabattues 30 9 au niveau de ses deux extrémités longitudinales. Lesdites ailes 9 confèrent rigidité et stabilité dimensionnelle au groupe de plaques 2.15 Aux figures 1 et 2, on peut apprécier, comme déjà dit, que l'échangeur 1 comprend un boîtier 10 prévu pour abriter l'ensemble de plaques empilées 2. Le boîtier 10 comprend notamment deux collecteurs latéraux 10a, 10b, situés sur les cotés latéraux du boîtier 10 et montés face aux bords en biseau latéraux 4 des plaques 2. Les collecteurs latéraux 10a, 10b du boîtier 10 sont raccordables entre eux pour fermer ainsi ledit boîtier 10.

L'échangeur 1 comprend aussi une bride d'entrée 11 et une bride de sortie 12 du fluide de refroidissement disposées dans les collecteurs latéraux 10a, 10b du boîtier 10.

Les brides 11, 12 peuvent être disposées respectivement de côtés opposés du boîtier 10 pour une configuration linéaire de l'écoulement du fluide de refroidissement, comme on peut l'apprécier aux figures 1, 10, 11 et 12, ou bien être disposés d'un même côté du boîtier 10 pour une configuration en "U" de l'écoulement du fluide de refroidissement, comme on peut l'observer à la figure 13.

Divers modes de réalisation de l'échangeur 1 illustrant dans tous les cas les brides 11, 12 du fluide de refroidissement situées au niveau des côtés du boîtier 10 vont maintenant être décrits.

Selon un premier mode de réalisation de l'échangeur 1 illustré à la figure 1, les brides d'entrée 11 et de sortie 12 du fluide de refroidissement sont disposées sur des côtés latéraux opposés du boîtier 10 suivant une configuration linéaire. Dans ce cas, la configuration du circuit des gaz est également linéaire et fait appel à un collecteur de gaz 13 au niveau de l'extrémité d'entrée des gaz EGR et à une bride de raccord 14 au niveau de l'autre extrémité de sortie des gaz EGR.

30 À la figure 10, on illustre une variante de l'échangeur 1 de la figure 1 dans laquelle la configuration du circuit de gaz EGR est aussi linéaire, mais fait appel à un collecteur de gaz 13 à chaque extrémité.25 À la figure 11, on illustre une autre variante de l'échangeur 1 de la figure 1 dans laquelle la configuration du circuit de gaz EGR est aussi linéaire, mais fait appel à une bride de raccord 14 à chaque extrémité. À la figure 12, on illustre une autre variante de l'échangeur 1 de la figure 1 dans laquelle la configuration du circuit de gaz est en "U" et fait appel à un collecteur de gaz 13 pour le retour des gaz à une extrémité fermée et à une bride de raccord 14 à l'autre extrémité ouverte d'entrée et de sortie des gaz.

Selon un deuxième mode de réalisation de l'échangeur 1 illustrée à la figure 13, les brides d'entrée 11 et de sortie 12 du fluide de refroidissement sont disposées d'un même côté du boîtier 10 suivant une configuration en "U". Ici, la configuration du circuit de gaz est linéaire et fait appel à un collecteur de gaz 13 pour la sortie des gaz latéralement et à une bride de raccord 14 à l'autre extrémité d'entrée des gaz.

Selon un autre mode de réalisation de réalisation, l'échangeur 1 illustré à la figure 14 est un refroidisseur d'air de suralimentation (RAS) d'un système d'alimentation en gaz d'admission d'un moteur thermique pour véhicule automobile ou analogue. Dans ce genre d'échangeur de chaleur, le fluide à refroidir est par exemple, de l'air, comprimé par un turbo compresseur et destiné à l'alimentation du moteur du véhicule, et le fluide de refroidissement est notamment un liquide caloporteur.

Le boîtier 10 est constitué dans ce cas d'un carter 35 en forme de « U », correspondant au deux coté latéraux et au coté supérieur du boîtier 10, et d'un couvercle 36 correspondant au coté inférieur du boîtier 10.

Ici, les plaques présentent deux séries de bords biseautés 4 latéraux, les bords biseautés de chaque série étant superposés les uns aux autres selon la direction d'empilement de plaques, les deux séries étant prévues sur un même bord de l'empilement. Dans une variante, ils pourront se trouver au niveau de deux bords latéraux opposés.

Le couvercle 36 présente des bords biseautés 22 venant en correspondance des bords biseautés de la plaque se trouvant en vis-à-vis afin d'augmenter la section de passage pour le fluide de refroidissement, à ce niveau.

Dans ce mode de réalisation, les deux collecteurs latéraux 10a, 10b se situe en face des deux séries de bords biseautés 4 latéraux. Ils pourront se prolonger en partie sur le coté supérieur du boîtier 10 de sorte que la bride d'entrée 11 puisse être reliée au collecteur latérale 10b sur le coté supérieur du boîtier 10. Ainsi, les brides d'entrée 11 et de sortie 12 du fluide de refroidissement sont disposées sur deux cotés successifs du boîtier 10, ici la bride de sortie 12 sur un coté latérale du boîtier 10 et la bride d'entrée 11 sur le coté supérieur du boîtier 10.

De cette manière on propose une liberté de positionnement supplémentaire des brides d'entrée 11 et de sortie 12 du fluide de refroidissement pour s'adapter au mieux à l'encombrement de l'espace dans lequel l'échangeur est destiné à être monté.

Sur la figure 14, les plaques 2 sont munies de trois ondulations centrales transversales 8 définissant quatre passes pour le fluide de refroidissement. Ainsi, le fluide de refroidissement qui entre par l'intermédiaire de la bride d'entrée 11 dans le collecteur 10b se réparti sur les plaques 2 en passant par les bords biseautés 4 situés en face du collecteur 10b et parcourt ensuite un circuit lui faisant effectuer quatre passes définies par les trois ondulations centrales transversales 8, avant qu'il ne sorte des plaques par les bords biseautés 4 situés en face du collecteur 10a puis qu'il ne sorte de ce collecteur 10a par l'intermédiaire de la bride de sortie 12.

Sur l'exemple illustré, chaque plaque 2 comprend trois ondulations centrales transversales permettant de définir quatre passes pour le fluide de refroidissement mais il est également possible de disposer sur chaque plaque 2 un nombre supérieur ou inférieur d'ondulations centrales transversales en fonction du positionnement des brides d'entrée/sortie du fluide de refroidissement et du nombre de passes souhaitées pour le fluide de refroidissement.

Dans ce mode de réalisation, on pourra noter que la paroi longitudinale 3 des plaques 2 est en fait située le long de la largeur de la plaque 2. En effet, ici, les plaques 2 présentent une plus grande dimension dans la direction orthogonale à la direction de circulation des gaz que dans la direction parallèle à celle-ci.

Comme illustré par les différents modes de réalisation, le bord en biseau latéral 4 est situé sur les cotés latéraux des plaques 2 et donc sur les cotés latéraux de l'empilement de plaques. Il permet d'interrompre les bordures 20 pour permettre au fluide de refroidissement d'entrée/sortir des plaques empilées. Il relie le sommet de deux bordures 20 entres elles et commence à la même hauteur que le fond 21 de la plaque. Il est ici incliné vers le bas, c'est-à-dire dans la direction dans laquelle s'étend la paroi longitudinale, pour faciliter l'entrée/sortie du fluide dans le fond 21 de la plaque. Il pourra aussi être courbé, dirigé vers le haut et/ou commencer avec un léger décalage en hauteur par rapport au fond 21.

Avantageusement, et comme représenté sur les différentes figures, les plaques 2 sont identiques entre elle. Elles sont montées retournées les unes par rapport aux autres de manière alternée. Autrement dit, deux plaques adjacentes sont positionnées l'une sur l'autre en effectuant une rotation de 180 degrés autour d'un axe médian de la plaque 2. Selon les modes de réalisation illustrés par les figures 1 à 13, il s'agit de l'axe médian s'étendant dans le sens de la longueur de la plaque 2, c'est-à-dire parallèlement aux parois longitudinales 3. En revanche, comme illustré par la figure 14, l'axe médian s'étend perpendiculairement aux parois longitudinales 3. En empilant les plaques de cette dernière façon, deux plaques adjacentes formant un volume dans lequel le fluide de refroidissement circule ont leurs bords biseautés 4 tête-bêche, c'est-à-dire que les bords biseautés 4 d'une plaque 2 sont en vis-à-vis des bords biseautés 4 de la plaque adjacente. La section de passage d'entrée et de sortie du fluide de refroidissement entre les plaques, définie par les bords biseautés 4 est ainsi augmentée.

Dans tous les modes de réalisation illustrés et comme plus particulièrement représenté sur la figure 2, de bas en haut, une première plaque est disposée avec sa paroi longitudinale dirigé vers la haut. Une deuxième plaque, retournée par rapport à la première est disposée sur la première plaque avec cette fois-ci sa paroi longitudinale dirigée vers le bas et s'étendant du coté opposé par rapport à la paroi longitudinale de la première plaque. Ainsi, les premières et deuxième plaques définissent avec leurs parois longitudinales 3 un volume à l'intérieur duquel le fluide à refroidir peut circuler.

Une troisième plaque est disposé sur la deuxième mais retournée par rapport à celle-ci, c'est-à-dire selon le même positionnement que la première plaque mais décalé en hauteur par rapport à celle-ci. Les bordures 20 des deuxièmes et troisième plaques se font face et définissent un volume dans lequel le fluide de refroidissement circule et échange de la chaleur, par l'intermédiaire du fond 21 de la deuxième plaque, avec le fluide à refroidir circulant entre la première et la deuxième plaque.

Les autres plaques sont disposées de la même manière selon la direction d'empilement, pour définir plusieurs circuits pour le fluide à refroidir et le fluide de refroidissement, en couche alterné comme expliqué précédemment.20

Claims (19)

1. REVENDICATIONS1. Échangeur de chaleur (1) à plaques empilées, comprenant une pluralité de plaques (2) empilées entre lesquelles circulent le fluide à refroidir et le fluide de refroidissement dans deux circuits indépendants définis par lesdites plaques (2), en couches alternées, toute ou partie desdites plaques (2) comportant une ou des bordures définissant un canal de circulation pour le fluide de refroidissement par coopération avec une autre desdites plaques, prévue adjacente, caractérisé par le fait que la ou lesdites bordures sont configurées pour permettre au fluide de refroidissement de pénétrer et/ou de sortir dudit canal.
2. 2. Echangeur selon la revendication 1, dans lequel la ou lesdites bordures comprennent un bord en biseau latéral (4), définissant une entrée et/ou une sortie du fluide de refroidissement communiquant avec la ou les couches de fluide de refroidissement voisines.
3. 3. Echangeur selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la ou lesdites bordures sont des bords relevés, issus de matière desdites plaques.
4. 4. Échangeur (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel chaque plaque (2) comporte une paroi latérale longitudinale de fermeture (3), et chaque paire de plaques (2) est montée avec ses parois latérales (3) respectives disposées au niveau des extrémités longitudinales pour assurer la séparation et la fermeture des circuits, ledit bord en biseau latéral (4) se situant dans une des extrémités longitudinales des plaques pour recevoir le fluide de refroidissement, de sorte que chaque paire de plaques (2) comporte dans des extrémités latérales opposées un bord en biseau (4) d'entrée et un bord en biseau (4) de sortie du fluide de refroidissement.
5. 5. Échangeur de chaleur (1) à plaques empilées, comprenant une pluralité de plaques empilées (2) entre lesquelles circulent le fluide à refroidir et le fluide de refroidissement entre deux circuits indépendants définis par lesdites plaques (2), en couches alternées, chaque plaque (2) comportant une paroi latérale longitudinale defermeture (3), et chaque paire de plaques (2) étant montée avec ses parois latérales (3) respectives disposées au niveau des extrémités longitudinales pour assurer la séparation et la fermeture des circuits, caractérisé en ce que chaque plaque (2) comprend un bord en biseau latéral (4) dans une de ses extrémités longitudinales pour recevoir le fluide de refroidissement, de sorte que chaque paire de plaques (2) comporte dans des extrémités latérales opposées un bord en biseau (4) d'entrée et un bord en biseau (4) de sortie du fluide de refroidissement.
6. 6. Échangeur (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque plaque (2) comprend une pluralité d'ondulations (5) réparties dans une zone destinée à l'échange thermique.
7. 7. Échangeur (1) selon l'une quelconque des revendications précédente, dans lequel chaque plaque (2) comprend des ondulations périphériques (6) conçues pour maintenir la distance le long de l'espace séparant chaque paire de plaques (2).
8. 8. Échangeur (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque plaque (2) comporte des orifices (7) prévus pour l'insertion de barres de solidarisation (7a) respectives destinées à immobiliser l'ensemble de plaques empilées (2) au cours de son assemblage
9. 9. Échangeur (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque plaque (2) comporte une ondulation centrale transversale (8) prévue pour permettre un écoulement du fluide de refroidissement en "U".
10. 10. Echangeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel chaque plaque (2) comporte plusieurs ondulations centrales transversales (8) prévues pour permettre un écoulement du fluide de refroidissement selon au moins trois passes.
11. 11. Échangeur (1) selon l'une quelconques des revendications 4 à 10, dans lequel chaque plaque (2) comporte des ailes rabattues (9) au niveau des deux extrémités longitudinales. 30
12. 12. Échangeur (1) selon l'une quelconque des revendications 2 à 11, dans lequel ledit échangeur comprend un boîtier (10) prévu pour abriter l'ensemble des plaques empilées (2) et comprenant deux collecteurs latéraux (10a, 10b) montés face aux bords en biseau latéraux (4) des plaques (2).
13. 13. Échangeur (1) selon la revendication 12, dans lequel les collecteurs latéraux (10a, 10b) du boîtier (10) sont raccordables entre eux pour fermer ainsi ledit boîtier (10).
14. 14. Échangeur (1) selon la revendication 12 ou 13, dans lequel ledit échangeur comprend une bride d'entrée (11) et une bride de sortie (12) du fluide de refroidissement disposées dans les collecteurs latéraux (10a, 10b) du boîtier (10). 15
15. 15. Échangeur (1) selon la revendication 14, dans lequel les brides d'entrée (11) et de sortie (12) du fluide de refroidissement sont disposées respectivement sur des cotés opposés latéraux du boîtier (10).
16. 16. Échangeur (1) selon la revendication 14, dans lequel les brides d'entrée 20 (11) et de sortie (12) du fluide de refroidissement sont disposées sur un même coté du boîtier (10).
17. 17. Échangeur (1) selon la revendication 14, dans lequel les brides d'entrée (11) et de sortie (12) du fluide de refroidissement sont disposées sur deux cotés 25 successifs du boîtier (10).
18. 18. Echangeur selon l'une quelconque des revendications 12 à 17 dans lequel le boîtier est constitué de deux demi-coquilles en forme de « U ». 30
19. 19. Echangeur selon l'une quelconque des revendications 12 à 17 dans lequel le boîtier est constitué d'un carter (35) en forme de « U » fermé par un couvercle (36).10