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Title:
HEAT EXCHANGER PLATE WITH OPTIMISED OPENING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/065227
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns a plate (1, 2a) of a heat exchanger (20), intended to define at least one fluid flow channel (30, 30a, 30b), the flow plate (1) having a bottom (3) and a raised rim (5, 5a-5h) which surrounds the bottom (3), the flow plate (1) comprising at least one opening (7, 7a- 7d) through which a fluid can enter the channel (30, 30a, 30b), characterised in that the opening (7, 7a-7d) is defined by at least one edge (9a) that is at least in part rectilinear. The invention is applicable to heat exchange.

Inventors:
TISSOT JULIEN (FR)
AZZOUZ KAMEL (FR)
LISSNER MICHAEL (FR)
DE VAULX CÉDRIC (FR)
LEBLAY PATRICK (FR)
GARNIER SÉBASTIEN (FR)
Application Number:
PCT/FR2019/052272
Publication Date:
April 02, 2020
Filing Date:
September 25, 2019
Export Citation:
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Assignee:
VALEO SYSTEMES THERMIQUES (FR)
International Classes:
F28F3/04; F28D9/00
Foreign References:
DE102016006127A12016-12-08
EP3203171A12017-08-09
EP3301390A12018-04-04
FR3035488A12016-10-28
Attorney, Agent or Firm:
TRAN, Chi-Hai (FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1. Plaque (1, 2a) d’échangeur de chaleur (20) destinée à délimiter au moins un canal (30, 30a, 30b) de circulation d’un fluide, la plaque de circulation (1) étant pourvue d’un fond (3) et d’un bord relevé (5, sa-sh) qui entoure le fond (3), la plaque de circulation (1) comprenant au moins une ouverture (7, 7a- 7d) par laquelle un fluide peut entrer dans le canal (30, 30a, 30b), caractérisée en ce que l’ouverture (7, 7a- 7d) est délimitée par au moins une arête (9a) au moins en partie rectiligne.

2. Plaque selon la revendication précédente, dans laquelle la partie rectiligne de l’arête (9a) fait partie du fond (3).

3. Plaque selon la revendication précédente, dans laquelle l’arête (9a) au moins en partie rectiligne forme une première arête (9a), l’ouverture (7, 7a- 7d) étant délimitée par une deuxième arête (9b) qui fait partie du bord relevé (5, sa-sh).

4. Plaque selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, dans laquelle l’arête (9a) au moins en partie rectiligne forme une première arête (9a), l’ouverture (7, 7a-7d) étant délimitée par une deuxième arête (9b) qui fait partie du fond (3).

5. Plaque selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le fond (3) comprend une nervure (11) agencée pour que le canal (30, 30a, 30b) présente un profil en U.

6. Plaque selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle au moins l’ouverture (7) est au moins en partie entourée par un collet (10) qui émerge du fond (3) et dont au moins un plateau (10a) s’étend dans un plan sensiblement parallèle à un plan dans lequel s’étend le fond (3).

7. Plaque d’échangeur de chaleur (20) selon la revendication précédente, dans laquelle la partie rectiligne de l’arête (9a) est formée sur le plateau (10a) du collet (10).

8. Plaque selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la plaque (t) est de forme rectangulaire et comprend une première extrémité longitudinale (no) et une deuxième extrémité longitudinale (120), une première ouverture (7 a, 7b) dépourvue de collet étant ménagée à la première extrémité longitudinale (110) de la plaque de circulation (1), tandis qu’une deuxième ouverture (7c, 7d) présentant un collet (10) est ménagée à la deuxième extrémité longitudinale (120) de la plaque (1).

9. Plaque selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le fond (3) comprend au moins un perturbateur (13) de l’écoulement du fluide. io. Echangeur de chaleur (20) comprenant au moins une plaque (1, 2a) selon l’une quelconque des revendications précédentes, la plaque (1, 2a) étant une plaque de fermeture (2a) de l’échangeur de chaleur (20) ou une plaque de circulation (1) de cet échangeur de chaleur (20).

Description:
Plaque d’échangeur de chaleur à ouverture optimisée

Le domaine de la présente invention est celui des échangeurs de chaleur, notamment des échangeurs de chaleur pour l’automobile.

Les véhicules automobiles sont couramment équipés d’échangeurs de chaleur. Ceux-ci permettent de transférer des calories d’un fluide à un autre fluide et sont par exemple utilisés pour refroidir les moteurs à combustion interne.

Certains de ces échangeurs sont des échangeurs à plaques et ils sont utilisés pour refroidir des liquides tels que de l’huile. Ces échangeurs comprennent un empilement de plaques entre lesquelles sont formés une pluralité de canaux.

L’efficacité de ces échangeurs de chaleur dépend de l’intensité de l’échange thermique entre les fluides, mais également de la distribution des fluides dans les canaux. L’échangeur de chaleur à plaques comprend par ailleurs un collecteur qui distribue le fluide dans chacun des canaux avec lequel il est raccordé. Ce collecteur est formé par des ouvertures ménagées dans chacune des plaques.

De manière connue, ce collecteur présente une section circulaire et les ouvertures qui le constituent sont également de forme circulaire.

Toutefois, il a été observé que cette forme d’ouverture n’est pas optimale. En effet, un défaut d’homogénéité dans l’alimentation en fluide du canal a pu être relevé. La forme circulaire de l’ouverture génère des zones du canal où le fluide circule difficilement. De tels défauts génèrent des zones où l’échange thermique est réduit.

Le but de la présente invention est donc de résoudre l’inconvénient décrit ci- dessus en améliorant la distribution du fluide sur une grande partie de la largeur du canal.

L'invention a donc pour objet une plaque de circulation d’échangeur de chaleur destinée à délimiter au moins un canal de circulation d’un fluide, la plaque de circulation étant pourvue d’un fond et d’un bord relevé qui entoure le fond, la plaque de circulation comprenant au moins une ouverture par laquelle un fluide peut entrer dans le canal, caractérisée en ce que l’ouverture est délimitée par au moins une arête au moins en partie rectiligne.

La présence d’une arête au moins en partie rectiligne pour définir l’ouverture optimise la circulation du fluide, en forçant celui-ci à se répartir sur une plus grande largeur de la plaque de circulation. On homogénéise ainsi la circulation du fluide sur la largeur du canal, réduisant ainsi les écarts de températures sur la surface de la plaque.

Cette forme d’ouverture optimise également la circulation du fluide en limitant l’obstruction du au moins un canal de circulation et en empêchant la formation de zone morte sur la plaque de circulation.

Selon l’invention, les deux fluides circulant de part et d’autre de la plaque sont un fluide réfrigérant et un liquide caloporteur. La plaque de circulation est ainsi configurée pour délimiter un premier canal parcouru par le fluide réfrigérant et un second canal parcouru par le liquide caloporteur.

Selon une caractéristique de l’invention, la partie rectiligne de l’arête fait partie du fond.

Selon une autre caractéristique de l’invention, l’arête au moins en partie rectiligne forme une première arête, l’ouverture étant délimitée par une deuxième arête qui fait partie du bord relevé. Dans un tel cas, l’ouverture est délimitée par une première arête au moins en partie rectiligne et ménagée sur le fond, et par la deuxième arête qui fait partie du bord relevé. La position de la deuxième arête sur le bord relevé permet de limiter les zones mortes que l’on trouve habituellement entre l’ouverture et le bord relevé. Les zones mortes sont caractérisées par un faible échange thermique, elles diminuent donc les performances de l’échangeurs de chaleur à plaques.

Selon une alternative, l’arête au moins en partie rectiligne forme une première arête, l’ouverture étant délimitée par une deuxième arête qui fait partie du fond. Dans un tel cas, la deuxième arête peut suivre un profil homothétique avec une partie courbe du bord relevé. La première arête et la deuxième arête qui délimitent l’ouverture peuvent tous deux faire partie du fond. Conformément à l’invention, le fluide se déplace le long de la plaque de circulation selon une direction d’écoulement, la partie rectiligne de l’arête s’étendant le long d’une droite transversale à la direction d’écoulement.

Avantageusement, le fond comprend une nervure agencée pour que le canal présente un profil en U.

Encore avantageusement, au moins l’ouverture est au moins en partie entourée par un collet qui émerge du fond et dont au moins un plateau s’étend dans un plan sensiblement parallèle, avantageusement parallèle, à un plan dans lequel s’étend le fond. Le plateau est configuré pour venir en appui contre un fond d’une plaque adjacente.

Le collet entoure au moins partiellement l’ouverture qui comporte l’arête au moins en partie rectiligne. Dans tel cas, l’arête au moins en partie rectiligne est formée sur le plateau du collet.

Selon une caractéristique de l’invention, le collet comprend un flanc qui entoure au moins en partie l’ouverture et qui est interposé entre le fond et le plateau.

Selon une autre caractéristique de l’invention, la plaque de circulation est de forme rectangulaire et comprend une première extrémité longitudinale et une deuxième extrémité longitudinale, une première ouverture dépourvue de collet étant ménagée à la première extrémité longitudinale de la plaque de circulation, tandis qu’une deuxième ouverture présentant un collet est ménagée à la deuxième extrémité longitudinale de la plaque de circulation.

Également, le fond comprend au moins un perturbateur de l’écoulement du fluide. Le fond peut comprend une pluralité de perturbateurs qui émergent du fond et qui s’étendent dans le canal. Les perturbateurs de flux permettent de créer un flux turbulent qui longe la plaque de circulation. Ils perturbent la couche limite du fluide réfrigérant et/ou du liquide caloporteur qui circule dans le ou les canaux.

Avantageusement, au moins une ouverture présente une forme oblongue.

Selon un mode de réalisation de l’invention, au moins une ouverture peut présenter une forme triangulaire ou rectangulaire. La forme de l’ouverture visée ici est observé selon un angle de vue de direction perpendiculaire à un plan dans lequel s’étend le fond.

Ces formes d’ouvertures permettent aux fluides d’être distribués sur une plus grande partie de la largeur de la plaque de circulation et ainsi de maximiser les surfaces d’échange. Elles permettent également de réduire l’espace entre les deux ouvertures, habituellement peu actif thermiquement.

Avantageusement, l’échangeur de chaleur comprend au moins une plaque de circulation selon l’une quelconque des caractéristiques précédentes. Dans un tel cas, la plaque est une plaque de fermeture de l’échangeur de chaleur ou une plaque de circulation de cet échangeur de chaleur.

Selon une autre caractéristique de l’invention, l’échangeur de chaleur comprend deux plaques de circulation qui sont imbriquées l’une dans l’autre et qui délimitent entre elles le canal apte à être emprunté par un fluide réfrigérant ou un liquide caloporteur.

Selon encore une autre caractéristique de l’invention, trois plaques de circulation sont imbriquées les unes dans les autres et délimitent deux à deux un premier canal et un deuxième canal, le premier canal étant configuré pour être emprunté par un fluide réfrigérant tandis que le deuxième canal est configuré pour être emprunté par un liquide caloporteur.

D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins dans lesquels :

- la figure t est une vue en perspective d’un échangeur de chaleur selon l’invention.

- la figure 2 est une vue en coupe transversale d’un empilement de trois plaques de circulations constitutives du corps de chauffe d’un échangeur de chaleur selon l’invention.

- la figure 3 est une vue en perspective d’une plaque de circulation d’échangeur de chaleur selon un premier mode de réalisation de l’invention. - la figure 4 est une vue rapprochée d’une plaque de circulation d’échangeur de chaleur selon un deuxième mode de réalisation de l’invention.

- la figure 5 est une vue en perspective d’une plaque de circulation d’un échangeur de chaleur selon un troisième mode de réalisation de l’invention.

Il faut tout d’abord noter que les figures exposent l’invention de manière détaillée pour mettre en œuvre l’invention, lesdites figures pouvant bien entendu servir à mieux définir l’invention le cas échéant.

Dans la suite de la description, les dénominations longitudinales ou latérales, dessus, dessous, devant, derrière se réfèrent à l'orientation des plaques selon l’invention. Une direction longitudinale A correspond à l'axe principal des plaques dans lequel elles s’étendent majoritairement, alors que les orientations latérales correspondent à des droites concourantes, c’est-à-dire qui croisent la direction longitudinale, notamment perpendiculaires à l'axe longitudinal des plaques. Il s’agit par exemple de la direction latérale B ou de la direction d’empilement d. La direction longitudinale A est parallèle à un axe longitudinal 1 d’un trièdre 1, v, t, tandis que la direction latérale B est parallèle à un axe transversal t du trièdre, la direction d’empilement étant parallèle à un axe vertical v du trièdre.

La figure 1 montre en perspective un échangeur de chaleur 20 conforme à l’invention.

L’échangeur de chaleur 20 met en œuvre un échange de calories entre un premier fluide et un deuxième fluide. Le premier fluide est par exemple un fluide réfrigérant et le deuxième fluide est par exemple un liquide caloporteur.

L’échangeur de chaleur selon l’invention est configuré pour que le fluide réfrigérant et le liquide caloporteur échange des calories sans entrer en contact. Cette caractéristique sera détaillée plus tard dans la suite de la description détaillée.

L’échangeur de chaleur 20 comprend un corps de chauffe 15 où s’effectue l’échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le liquide caloporteur. Le corps de chauffe 15 est formé par une superposition de plaques, suivant une direction d’empilement d. Les plaques selon l’invention sont les plaques de circulation 1 et au moins une plaque de fermeture 2a, destinée à fermer de façon étanche la partie supérieure du corps de chauffe 15 suivant la direction d’empilement d. Cette plaque de fermeture 2a est positionnée sur le dessus de l’ensemble des plaques de circulation 1 du corps de chauffe 15, suivant la direction d’empilement d.

La plaque de fermeture 2a et la plaque de circulation 1 sont regroupés dans le présent document sous le terme plaque, et la ou les caractéristiques décrites en rapport avec ce terme s’appliquent de manière identique à la plaque de fermeture 2a et à la plaque de circulation 1.

L’échangeur de chaleur 20 comprend encore une joue de fermeture 2b, destinée à fermer de façon étanche la partie inférieure du corps de chauffe 15 suivant la direction d’empilement d. Cette joue de fermeture 2b est positionnée en dessous de l’ensemble des plaques de circulations 1 du corps de chauffe 15, c’est-à-dire à l’opposé de la plaque de fermeture suivant la direction d’empilement d par rapport aux plaques de circulation 1.

Les plaques de circulation 1, la plaque de fermeture 2a et la joue de fermeture 2b présentent une configuration en forme de baignoire. Un bord de la plaque selon l’invention, c’est-à-dire au moins la plaque de circulation 1 ou la plaque de fermeture 2a ou la joue de fermeture 2b, est un bord relevé 5 qui entoure un fond 3, formant alors un fond de la baignoire. Le fond 3 de la plaque a une forme rectangulaire aux bords arrondis. Le bord relevé 5 de la plaque selon l’invention qui entoure le fond 3 s’étend de façon continue tout autour du fond 3 et présente des parties rectilignes longitudinales et latérales, jointes par des parties courbes ménagées à chaque angle de la plaque selon l’invention.

La plaque de fermeture 2a et au moins une plaque de circulation 1 comprennent au moins une ouverture 7. Selon l’exemple de la figure 1, la plaque de fermeture 2a et la plaque de circulation comprennent quatre ouvertures référencées 7a, 7b, 7c et 7d. La première ouverture 7a et la quatrième ouverture 7d sont positionnées à une première extrémité longitudinale 110 de la plaque. La deuxième ouverture 7b et la troisième ouverture 7c sont positionnées à une deuxième extrémité longitudinale 120 de la plaque selon l’invention. La première ouverture 7a, la deuxième ouverture 7b, la troisième ouverture 7c et la quatrième ouverture 7d présentent sur cette figure 1 chacune une forme oblongue. On entend par oblongue une forme qui est plus longue que large. Cette forme oblongue est visible dans un plan AB de la plaque concernée.

Ainsi, la première ouverture 7a possède un coté qui s’étend suivant la direction longitudinal A de la plaque de circulation 1 ou de fermeture 2a et qui longe une partie du bord relevé 5 ménagé au niveau de la première extrémité longitudinale 110 de la plaque. Cette caractéristique s’applique également à la deuxième ouverture 7b, troisième ouverture 7c et quatrième ouverture 7d.

La joue de fermeture 2b positionnée sous l’empilement des plaques de circulation 1 suivant la direction d ne possède pas d’ouvertures, pour que le liquide caloporteur et le fluide réfrigérant ne s’échappent pas du corps de chauffe 15.

L’échangeur de chaleur 20 s’étend suivant la direction longitudinale A et comprend lui aussi une première extrémité longitudinale 110 et une deuxième extrémité longitudinale 120, la première extrémité longitudinale 110 étant opposée à la deuxième extrémité longitudinale 120.

L’échangeur de chaleur 20 présente quatre collecteurs 8, un premier collecteur 8a, un deuxième collecteur 8b, un troisième collecteur 8c et un quatrième collecteur 8d. Le premier collecteur 8a et le quatrième collecteur 8d sont positionnés chacun dans un coin de la première extrémité longitudinale 110 de l’échangeur de chaleur 20. Le deuxième collecteur 8b et le troisième collecteur 8c sont positionnés chacun dans un coin de la deuxième extrémité longitudinale 1 de l’échangeur de chaleur 20.

Le premier collecteur 8a, le deuxième collecteur 8b, le troisième collecteur 8c et le quatrième collecteur 8d sont des volumes s’étendant suivant la direction d’empilement d du corps de chauffe 15. Ces collecteurs ont pour fonction de distribuer ou collecter le liquide caloporteur ou le fluide réfrigérant dans les premiers canaux 30a et dans les deuxièmes canaux 30b (visibles sur la figure 2). Un volume de collecteur 8 est délimité d’un côté par l’ouverture 7 de la plaque de fermeture 2a, par la joue de fermeture 2b et par chacune des ouvertures 7 des plaques de circulation 1, comme cela sera détaillé plus loin. Le liquide caloporteur et le fluide réfrigérant circulent séparément dans l’échangeur de chaleur 20. Le premier collecteur 8a et le quatrième collecteur 8d sont les collecteurs 8 réservés à la distribution ou à la collecte du liquide caloporteur dans le corps de chauffe 15. Le deuxième collecteur 8b et le troisième collecteur 8c sont eux les collecteurs destinés à distribuer ou à collecter le fluide réfrigérant dans le corps de chauffe 15.

Le premier collecteur 8a est l’entrée du liquide caloporteur dans le corps de chauffe 15 et le quatrième collecteur 8d est la sortie de liquide caloporteur du corps de chauffe 15. De manière équivalente, le deuxième collecteur 8b est l’entrée du fluide réfrigérant dans le corps de chauffe 15 et le troisième collecteur 8c est la sortie du fluide réfrigérant du corps de chauffe 15.

La figure 2 présente une vue en coupe latérale d’un empilement de plaques de circulation 1 selon l’invention, selon un plan B, d de la figure 1.

La superposition des plaques de circulation 1 délimite des canaux 30 qui sont distincts les uns des autres. Un premier canal 30a est agencé pour être parcouru par le fluide réfrigérant et un deuxième canal 30b est agencé pour être parcouru par le liquide caloporteur. Le corps de chauffe est organisé de sorte à comporter une alternance de premier canal 30a et de deuxième canal 30b le long de la direction d’empilement. La circulation du fluide réfrigérant et du liquide caloporteur dans le corps de chauffe s’effectue donc de manière alternative entre le premier canal 30a et le deuxième canal 30b.

La figure 2 permet d’illustrer la présence de perturbateurs 13 de l’écoulement du fluide qui sont ménagés sur le fond 3 de la plaque de circulation 1. Les perturbateurs 13 s’étendent au-dessus d’un plan d’extension générale du fond 3 de la plaque de circulation 1, en émergeant au-dessus du fond 3 dans le canal.

Les perturbateurs 13 ont pour fonction de perturber la couche limite du liquide caloporteur et/ou du fluide réfrigérant dans le premier canal 30a, respectivement dans le deuxième canal 30b. Ainsi, les perturbateurs 13 maximisent les échanges thermiques entre le fluide réfrigérant et le liquide caloporteur. La plaque de circulation i de la figure 2 comprend le bord relevé 5, ce dernier étant réparti en un premier bord relevé longitudinal 5a, un deuxième bord relevé longitudinal 5b, un premier bord relevé latéral 5c et un deuxième bord relevé latéral, non visible sur cette figure. Ces bords relevés longitudinaux et latéraux sont joints par des bords relevés courbes 5e , 5f, 5g et 5h, comme cela est apparent sur les figures 1 et 3 à 5.

Le bord relevé 5 comprend une face supérieure 38 et une face inférieure 39. Une partie de la face inférieure 39 du bord relevé 5 d’une première plaque de circulation 1 vient au contact d’une partie de la face supérieure 38 du bord relevé 5 d’une deuxième plaque de circulation 1. Ce contact entre parois, réalisé sur tout le pourtour du bord relevé 5, génère une étanchéité entre deux plaques de circulation 1, de manière à former le premier canal 30a ou le deuxième canal 30b. Cette caractéristique s’applique à l’ensemble des bords relevés des plaques de circulation 1, de la plaque de fermeture 2a et de la joue de fermeture 2b de l’échangeur de chaleur 20 de l’invention.

Tel qu’illustré sur la figure 2, le bord relevé 5 de la plaque de circulation 1 se termine par un flan périphérique 50. Ce flan périphérique 50 s’étend dans un plan parallèle au plan du fond 3 de la plaque de circulation 1 et fait tout le tour de la plaque de circulation 1. On notera que le flan périphérique 50 d’une première plaque de circulation 1 est distant du flan périphérique 50 de la deuxième plaque de circulation 1 qui est imbriquée dans la première plaque de circulation 1. Cette caractéristique s’applique à l’ensemble des bords relevés des plaques de circulation 1 de l’échangeur de chaleur 20.

La plaque de circulation 1 possède un fond 3 présentant une face supérieure 100 et une face inférieure 101. L’empilement des plaques de circulation 1 suivant la direction d’empilement d est caractérisé par le fait que la face inférieure 101 du fond 3 d’une première plaque de circulation 1 est en regard et à distance non-nulle de la face supérieure 100 du fond 3 d’une deuxième plaque de circulation 1, immédiatement adjacente à la première plaque de circulation 1. C’est ainsi que le premier canal 30a et le deuxième canal 30b sont créés. Les figures 3, 4 et 5 illustrent trois modes de réalisation des plaques de circulation 1 selon l’invention. La figure 3 illustre une plaque de circulation 1 selon un premier mode de réalisation de l’invention.

La plaque de circulation 1 a la forme d’une baignoire, c’est-à-dire qu’elle comprend le fond 3, entouré de façon continue sur sa périphérie par le premier bord relevé longitudinal 5a, le deuxième bord relevé longitudinal 5b, le premier bord relevé latéral 5c, le deuxième bord relevé latéral sd, un premier bord relevé courbe 5e, un deuxième bord relevé courbe sf, un troisième bord relevé courbe 5g et un quatrième bord relevé courbe sh.

Les bords relevés courbes sont disposés aux angles de la plaque selon l’invention, et joignent un bord relevé longitudinal à un bord relevé latéral.

La plaque de circulation 1 s’étend suivant la direction longitudinale A entre la première extrémité longitudinale 110 et une deuxième extrémité longitudinale 120, la première extrémité longitudinale 110 étant opposée à la deuxième extrémité longitudinale 120 par rapport au fond 3.

Chaque plaque de circulation 1 comprend au moins une ouverture 7. Dans l’exemple de la figure 3, la plaque de circulation 1 comprend quatre ouvertures 7, une première ouverture 7a, une deuxième ouverture 7b, une troisième ouverture 7c et une quatrième ouverture 7d. La première ouverture 7a et la quatrième ouverture 7d sont positionnées au niveau de la première extrémité longitudinale 110 de la plaque de circulation 1. La deuxième ouverture 7b et la troisième ouverture 7c sont positionnées au niveau de la deuxième extrémité longitudinale 120 de la plaque de circulation 1.

Sur l’exemple de réalisation de la figure 3, la première ouverture 7a, la deuxième ouverture 7b, la troisième ouverture 7c et la quatrième ouverture 7d de la plaque de circulation 1 présentent une forme oblongue, vue dans le plan AB. L’ouverture 7 est donc plus longue que large, et cet allongement est réalisé le long de la direction transversale B.

La première ouverture 7a, la deuxième ouverture 7b, la troisième ouverture 7c ou la quatrième ouverture 7d de la plaque de circulation 1 présentent la première arête 9a rectiligne et parallèle au bord relevé latéral 5c, 5d. L’ouverture concernée est également délimitée par la deuxième arête 9b qui longe le bord relevé latéral 5c, 5d et le bord relevé courbe 5e, 5f, 5g, 5h.

La première arête 9a rectiligne et la deuxième arête 9b forment une tranche du fond 3 de la plaque de circulation 1. La deuxième arête 9b qui délimite l’ouverture 7 illustrée sur cette figure 3 présente une première portion qui est parallèle au bord relevé latéral 5c, sd et une seconde portion qui suit la courbure du bord relevé courbe 5e, sf, 5g, sh.

Selon la figure 3, deux ouvertures situées à une même extrémité longitudinale de la plaque de circulation 1, par exemple la deuxième ouverture 7b et la troisième ouverture 7c, sont entourées chacune par un collet 10. Le collet 10 est un épaulement qui émerge du fond 3 de la plaque de circulation 1. Le collet 10 est composé d’un plateau 10a et d’une deuxième partie de collet 10b. Le plateau 10a s’étend au-dessus du plan AB du fond 3 de la plaque de circulation 1, et parallèlement à celui-ci, tandis que la deuxième partie de collet 10b joint le fond 3 au plateau 10a.

On notera que seule la deuxième ouverture 7b et la troisième ouverture 7c de la deuxième extrémité longitudinale 120 sont munies de collet, la première ouverture 7a et la quatrième ouverture 7d de la première extrémité longitudinale 110 étant dépourvues de collet. La première ouverture 7a et la quatrième ouverture 7d sont ainsi réalisées directement dans le fond 3.

Afin que le fluide réfrigérant et le liquide caloporteur circulent de manière alternative dans le premier canal et dans le deuxième canal, on comprend que, dans l’empilement de plaques de circulation 1, une plaque de circulation 1 comprendra au moins un collet positionné sur au moins une ouverture 7 d’une première extrémité longitudinale 110 et la plaque de circulation 1 adjacente suivant l’empilement comprendra au moins un collet sur au moins une ouverture 7 d’une deuxième extrémité longitudinale 120. Dit autrement, le corps de chauffe comprend une pluralité de plaques de circulation 1 où au moins un collet est alternativement formé à une extrémité longitudinale du corps de chauffe ou à l’autre extrémité longitudinale du corps de chauffe. L’ensemble des caractéristiques des ouvertures 7 de la plaque de circulation 1 décrites à la figure 3 s’applique à la pluralité de plaques de circulation 1 de l’échangeur de chaleur.

Selon une caractéristique de l’invention, chaque paire d’ouvertures 7 positionnée à la première extrémité longitudinale 110 et à la deuxième extrémité longitudinale 120 de la plaque de circulation 1 correspondent de manière distincte à une entrée et à une sortie du fluide réfrigérant ou du liquide caloporteur. Selon un exemple non limitatif, la première ouverture 7a correspond à une entrée du liquide caloporteur et la quatrième ouverture 7d correspond à la sortie du liquide caloporteur. La deuxième ouverture 7b correspond à l’entrée du fluide réfrigérant, tandis que la troisième ouverture 7c correspond à la sortie du fluide réfrigérant.

La plaque de circulation 1 comprend par ailleurs une nervure 11 qui émerge du fond 3 de la plaque de circulation 1 et qui s’étend suivant la direction longitudinale A. Cette nervure 11 débute du premier bord relevé latéral 5c, entre la première ouverture 7a et la quatrième ouverture 7d, et s’étend en direction de la deuxième extrémité longitudinale 120 de la plaque de circulation 1. La nervure 11 se termine à une distance non nulle du deuxième bord relevé latéral sd et divise ainsi le volume délimité par deux plaques de circulation 1 pour former le canal en U.

On comprend par cette caractéristique que la circulation des fluides le long des plaques de circulation 1 s’effectue suivant une circulation en U, c’est à dire que le liquide caloporteur ou le fluide réfrigérant va entrer dans le canal concerné par une ouverture 7 disposée au niveau d’une extrémité longitudinale de la plaque de circulation 1, va longer la nervure 11 puis la contourner, pour ressortir par une autre ouverture 7 disposée au niveau de la même extrémité longitudinale de la plaque de circulation 1.

Sur la figure 3, on constate que le fond 3 de la plaque de circulation 1 est pourvu de perturbateurs 13 de l’écoulement de fluide. Ceux-ci sont disposés en rangées parallèles entre elles et alignées parallèlement à la direction transversale B. Au moins une de ces rangées de perturbateurs 13 est parallèle à l’arête rectiligne 9a. Ces rangées sont décalées dans la direction transversale B, de manière à ce que les perturbateurs 13 soient disposées en quinconce d’une rangée par rapport à l’autre, formant ainsi des travées de perturbateurs 13 parallèles à la direction longitudinale

A.

La figure 4 illustre un deuxième mode de réalisation de la plaque de circulation 1 conforme à l’invention. Pour les éléments communs de la plaque de circulation 1 avec le mode de réalisation précédent, on se reportera à la figure 3 et à sa description détaillée.

La figure 4 présente la première extrémité longitudinale 110 de la plaque de circulation 1. La première ouverture 7a et la quatrième ouverture 7d sont délimitées par une première arête 9a rectiligne et par une deuxième arête 9b courbe qui suit la courbure du bord relevé courbe 5e, sh de la plaque de circulation 1. L’ouverture concernée est ainsi entièrement délimitée par la première arête 9a rectiligne et par la deuxième arête 9b courbe.

Selon l’exemple de la figure 4, la première arête 9a rectiligne s’étend le long d’une direction qui est transversale à la direction longitudinale A et à la direction transversale B. La direction dans laquelle s’étend la partie rectiligne de la première arête 9 forme un angle avec la direction longitudinale A de la plaque de circulation 1 compris entre 30 et 6o°, avantageusement 45°. On notera que la direction dans laquelle s’étend la partie rectiligne de la première arête 9 coupe le bord relevé latéral 5c, entre la nervure 11 et le bord relevé courbe 5 e , et coupe également le bord relevé longitudinal 5a, entre deux bords relevés courbes situés de part et d’autre du bord relevé longitudinal 5a.

Bien que non représenté, un collet peut être formé autour de ces ouvertures 7 de forme triangulaire.

L’ouverture 7 délimitée par cette première arête 9a rectiligne et par cette deuxième arête 9b courbe est ménagée dans le fond 3. La première arête 9a rectiligne et la deuxième arête 9b courbe sont donc des tranches du fond 3 de la plaque de circulation 1.

La ou les ouvertures 7 illustrées sur cette figure 4 présentent une forme triangulaire, vue dans un plan AB, avec des angles arrondis. La plaque de circulation i selon la variante illustrée à la figure 4 présente des perturbateurs 13 sur son fond 3. A la différence de la figure 3, le caractère triangulaire des ouvertures 7 autorise une disposition de perturbateurs 13 au voisinage de la première extrémité longitudinale 110 de la plaque de circulation 1. Ainsi, la plaque de circulation 1 comprend des perturbateurs 13 qui sont ménagés entre la nervure 11 et l’ouverture 7. Une ligne de perturbateurs 13 est parallèle à la partie rectiligne de la première arête 9a.

La figure 5 présente un troisième mode de réalisation de l’invention. Pour les éléments communs de la plaque de circulation 1 avec les modes de réalisation précédents, on se reportera à la description détaillée des figures 3 ou 4.

On y retrouve quatre ouvertures 7 composées de la première ouverture 7a, de la deuxième ouverture 7b, de la troisième ouverture 7c et de la quatrième ouverture 7d. La première ouverture 7a et la quatrième ouverture 7d présentent une première arête 9a rectiligne formée par le fond 3 de la plaque de circulation 1. La première arête 9a rectiligne est une tranche du fond 3 de la plaque de circulation 1 et la partie rectiligne est parallèle au premier bord relevé latéral 5c. La deuxième ouverture 7b et la troisième ouverture 7c présentent elles aussi une première arête 9a rectiligne formée par le collet 10 qui émerge du fond 3 de la plaque de circulation 1, comme détaillé à la figure 3. La première arête 9a rectiligne qui délimite cette deuxième ouverture 7b ou cette troisième ouverture 7c est une tranche de ce collet 10 et la partie rectiligne est parallèle au deuxième bord relevé latéral sd.

La ou les ouvertures 7 illustrées sur cette figure 5 présentent également une deuxième arête 9b, dont une première portion est parallèle au bord relevé latéral 5c, 5d et une seconde portion suit la courbure du bord relevé courbe 5e, sf, 5g, sh.

La deuxième arête 9b, en particulier sa première portion et sa seconde portion, fait partie du bord relevé 5. De manière plus précise, la première portion de la deuxième arête 9b est une tranche du bord relevé latéral 5c et la deuxième portion de la deuxième arête 9b est une tranche du bord relevé courbe 5e qui jouxte le bord relevé latéral 5c.

On comprend de ce qui précède que la ou les ouvertures 7 du troisième mode de réalisation, tel qu’illustré sur la figure 5, s’étendent dans le plan du fond 3 et également dans un plan qui suit le profil du bord relevé 5. En ce sens, l’ouverture 7 concernée présente une section en L, vue dans un plan parallèle à la direction longitudinale A et perpendiculaire au fond 3.

La description ci-dessus de l’ouverture 7 s’applique bien entendu aux ouvertures 7c, 7d qui sont entourées par le collet 10, telles que celles ménagées au niveau de la deuxième extrémité longitudinale 120. Dans un tel cas, la première arête 9a et sa partie rectiligne appartiennent au collet 10, alors que la deuxième arête 9b fait partie du bord relevé 5.

Bien que ces ouvertures 7 sont délimitées par le bord relevé 5, celui-ci conserve néanmoins une hauteur suffisante pour qu’un contact étanche puisse être réalisé entre le bord relevé d’une première plaque de circulation et le bord relevé d’une deuxième plaque de circulation.

L’invention atteint ainsi le but qu’elle s’était fixée en améliorant la répartition du fluide dans la largeur du canal, améliorant ainsi l’homogénéité de températures sur cette largeur.

L’invention ne saurait toutefois se limiter aux moyens et configurations exclusivement décrits et illustrés, et s’applique également à tous moyens ou configurations, équivalents et à toute combinaison de tels moyens ou configurations. Notamment, si l'invention a été décrite ici dans son application à un échangeur de chaleur fluide réfrigérant / liquide caloporteur, il va de soi qu'elle s'applique à toute forme et/ou dimension de la plaque ou à tout type de fluide circulant le long de la plaque selon l’invention.