ECHANGEUR DE CHALEUR A PLAQUES, EN PARTICULIER POUR VEHICLES AUTOMOBILES

Description

[0001] L'invention se rapporte aux échangeurs de chaleur conforme au préambule de la revendication 1 , notamment pour les véhicules automobiles.

[0002] Un tel échangeur est connu, par exemple, du document US 5,180,004. Les échangeurs de chaleur de ce type comprennent habituellement un faisceau de tubes et d'ailettes dont une extrémité au moins est reliée à une boîte collectrice pour permettre la circulation d'un premier fluide qui échange de la chaleur avec un second fluide balayant le faisceau de l'échangeur de chaleur.

[0003] Un tel échangeur de chaleur peut constituer, par exemple, un radiateur de refroidissement du moteur ou encore un radiateur de chauffage de l'habitacle. En ce cas, l'échangeur de chaleur est parcouru habituellement par le liquide de refroidissement du moteur.

[0004] L'échangeur de chaleur peut constituer aussi un évaporateur ou un condenseur d'un circuit de climatisation. En ce cas, le fluide qui parcourt l'échangeur de chaleur est un fluide réfrigérant.

[0005] On connaît par ailleurs des échangeurs de chaleur, que l'on appelle "échangeurs à plaques", qui comprennent une multiplicité de plaques empilées, disposées par paires en vis-à-vis, et agencées pour définir une multiplicité de chambres pour la circulation d'un premier fluide, ce fluide échangeant de la chaleur avec un second fluide circulant à l'extérieur des plaques.

[0006] On prévoit habituellement aussi des intercalaires ondulés, formant surface d'échange de chaleur, qui sont placés à chaque fois entre une plaque d'une paire et une plaque d'une autre paire adjacente.

[0007] Ces échangeurs de chaleur à plaques sont plutôt utilisés dans les circuits de climatisation, par exemple comme évaporateurs, ou encore pour assurer le refroidissement d'une huile, en particulier l'huile de lubrification du moteur, l'huile de la boîte de vitesse, etc.

[0008] Ces échangeurs de chaleur sont toujours traversés par un flux d'air qui est refroidi ou réchauffé selon les applications. Toutefois, tous ces échangeurs de chaleur connus ne permettent pas d'optimiser l'échange thermique entre le premier fluide et le second fluide.

[0009] L'invention propose à cet effet un échangeur de chaleur conformeà la revendication 1.

[0010] Ainsi, dans chacune des chambres, le premier fluide circule à contre-courant par rapport au second fluide qui circule à l'extérieur des plaques. Il en résulte un meilleur échange de chaleur par rapport aux échangeurs de chaleur connus, qu'il s'agisse d'échangeurs à faisceaux de tubes ou d'échangeurs à plaques.

[0011] Avantageusement, l'entrée et la sortie d'une plaque sont formées par des ouvertures aménagées dans le plan de la plaque et sont bordées chacune par un collet pour permettre le raccordement à l'entrée et la sortie d'une plaque adjacente faisant partie d'une chambre adjacente.

[0012] De la sorte, on peut faire communiquer, de proche en proche, d'une part les entrées de fluide des plaques, et d'autre part les sorties de fluide des plaques.

[0013] Il en résulte que le premier fluide alimente les entrées respectives des plaques, circule dans les chambres à contre-courant et quitte les plaques par leurs sorties respectives.

[0014] Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque plaque comporte des déflecteurs formés en saillie du côté inférieur de la plaque qui est tournée vers la chambre, pour favoriser la circulation du premier fluide à contre-courant.

[0015] Il est avantageux que les déflecteurs respectifs de deux plaques en vis-à-vis qui délimitent une chambre soient en contact mutuel. Cela permet de définir des canaux de circulation à contre-courant pour le premier fluide.

[0016] Les déflecteurs peuvent être réalisés de différentes façons.

[0017] Ces déflecteurs peuvent comprendre des déflecteurs généralement rectilignes favorisant une circulation directe à contre-courant du premier fluide depuis l'entrée vers la sortie.

[0018] Ils peuvent comprendre aussi des déflecteurs favorisant une circulation en U du premier fluide avec un premier trajet partant de l'entrée et s'étendant en direction transversale, un deuxième trajet à contre-courant et un troisième trajet s'étendant en direction transversale et menant à la sortie. Dans les premier et troisième trajets, le premier fluide circule en direction transversale, c'est-à-dire dans une direction généralement perpendiculaire à la circulation du deuxième fluide, ce qui n'a pas d'incidence sur le transfert thermique. Par contre, dans le deuxième trajet, ou trajet intermédiaire, la circulation s'effectue à contre-courant. Par conséquent, là aussi, l'échange thermique est optimisé.

[0019] Dans une variante de réalisation, chaque plaque comprend un relief en forme d'arête propre à venir en contact avec un relief homologue d'une plaque en vis à vis pour séparer la chambre en deux volumes.

[0020] Selon l'invention, chaque plaque comprend un premier couple entrée/sortie formé d'une entrée et d'une sortie et disposé près d'une première extrémité de la plaque et un second couple entrée/sortie formé d'une entrée et d'une sortie et disposé près d'une seconde extrémité de la plaque.

[0021] Cela permet de définir deux trajets de circulation dans une même chambre : un premier trajet entre une première entrée et une première sortie, et un deuxième trajet entre une seconde entrée et une seconde sortie.

[0022] Dans cette forme de réalisation , chaque plaque est avantageusement de forme générale rectangulaire et elle comporte deux grands côtés et deux petits côtés. Le premier couple entrée/sortie est alors disposé près d'un premier petit côté, tandis que le second couple entrée/sortie est disposé près d'un second petit côté.

[0023] L'échangeur de chaleur de l'invention comprend une boîte collectrice agencée pour être reliée à une plaque, dite plaque d'extrémité, située en extrémité de la pile, et cette plaque comporte une entrée principale agencée pour diriger le premier fluide vers la (les) entrée(s) de la plaque d'extrémité et une sortie principale agencée pour recueillir le premier fluide provenant de la (des) sortie(s) de la plaque d'extrémité.

[0024] Lorsque chaque plaque comprend un premier couple entrée/sortie, comme mentionné précédemment, la boîte collectrice est aménagée pour comprendre un compartiment d'entrée de forme allongée qui communique avec l'entrée principale et avec les deux entrées de la plaque d'extrémité, et un compartiment de sortie de forme allongée qui communique avec la sortie principale et avec les deux sorties de la plaque d'extrémité.

[0025] Il est avantageux aussi que le dispositif comprenne un répartiteur de fluide interposé entre la boîte collectrice et la plaque d'extrémité et agencé, d'une part pour diriger le premier fluide depuis l'entrée principale vers la (les) entrée(s) de la plaque d'extrémité, et d'autre part depuis la (les) sortie(s) de la plaque d'extrémité vers la sortie principale.

[0026] Les plaques peuvent être généralement planes. Toutefois, il est avantageux de prévoir des perturbateurs d'écoulement formés en saillie vers l'intérieur des chambres.

[0027] Selon une autre caractéristique de l'invention, l'échangeur de chaleur comprend des intercalaires ondulés, disposés chacun entre deux plaques appartenant à deux chambres adjacentes.

[0028] L'échangeur de chaleur de l'invention est avantageusement réalisé à partir de composants métalliques, de préférence à base d'aluminium, assemblés-ensemble par brasage en une seule opération.

[0029] L'invention s'applique en particulier à un échangeur de chaleur dans lequel le premier fluide est un fluide caloporteur, et dans lequel le second fluide est de l'air.

[0030] Dans la description qui suit, faite seulement à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels :

- la Figure 1

est une vue en perspective très schématique d'un échangeur de chaleur à plaques selon l'invention illustrant le principe de circulation à contre-courant des deux fluide ;

- la Figure 2

est une vue de côté d'un échangeur de chaleur à plaques selon l'invention ;

- la Figure 3

est une vue en plan d'une plaque propre à faire partie de l'échangeur de chaleur de la Figure 2 ;

- la Figure 4

est une vue analogue à la Figure 3 montrant la circulation en U du premier fluide dans une chambre ;

- la Figure 5

est un détail de l'assemblage mutuel de deux plaques ;

- la Figure 6

est une vue de dessus d'une boîte collectrice de l'échangeur ; et

- la Figure 7

est une vue de dessus d'un répartiteur de l'échangeur de chaleur.

[0031] On se réfère d'abord à la Figure 1 qui montre, de façon schématique et en perspective, un échangeur de chaleur 10, du type à plaques selon l'invention. Cet échangeur de chaleur comprend une série de plaques empilées 12, disposées par paires en vis-à-vis. Chacune des paires définit une chambre pour la circulation d'un premier fluide qui circule dans chacune des plaques suivant des directions généralement parallèles de la gauche vers la droite (sur la figure), comme montré par les flèches F1. Ce premier fluide échange de la chaleur avec un second fluide qui circule à l'extérieur des plaques et à contre-courant, comme montré par la flèche F2, c'est-à-dire de la droite vers la gauche sur le dessin de la Figure 1.

[0032] Le premier fluide est admis dans l'échangeur de chaleur par une entrée 14 et en ressort par une sortie 16, après avoir échangé de la chaleur avec le second fluide. Le premier fluide est avantageusement un fluide caloporteur, tandis que le second fluide est avantageusement un flux d'air.

[0033] On se réfère maintenant à la Figure 2 qui montre, en vue latérale, un échangeur de chaleur réalisé selon l'invention. Cet échangeur de chaleur comprend une pile formée d'une multiplicité de plaques 12 disposées par paires, les deux plaques 12 d'une même paire étant généralement identiques et disposées en vis-à-vis pour délimiter entre elles une chambre 18 (Figure 5) pour la circulation du premier fluide.

[0034] Les plaques communiquent entre elles par des collets ou embouts respectifs pour permettre l'entrée et la sortie du fluide, comme on le verra plus loin. Entre une plaque 12 délimitant une première chambre et une plaque 12 délimitant une autre chambre adjacente, est situé, à chaque fois, un intercalaire ondulé 20 (Figures 1 et 5) formant ailette d'échange de chaleur. A une première extrémité, l'échangeur comprend une boîte collectrice 22 reliée à une première plaque d'extrémité 12A. A son autre extrémité, l'échangeur comprend une plaque d'extrémité 12B qui est coiffée par une plaque de fermeture 24.

[0035] On se réfère maintenant à la Figure 3 pour décrire plus en détail la structure d'une plaque 12, étant entendu que les autres plaques sont identiques. La plaque 12 représentée sur la Figure 3 est obtenue par emboutissage d'une tôle métallique, avantageusement en aluminium ou alliage à base d'aluminium. Elle comprend un fond 26 de forme générale rectangulaire, entouré par un bord relevé 28. La plaque comprend deux grands côtés opposés 30 et 32 et deux petits côtés opposés 34 et 36.

[0036] Au travers de la plaque 12, est aménagé, à proximité du petit côté 34, un premier couple entrée/sortie comprenant une entrée de fluide 38 et une sortie de fluide 40. L'entrée 38 est située près du grand côté 30 et la sortie 40 près du grand côté 32. Chacune de ces entrées ou sorties est formée par une ouverture de forme générale circulaire qui est bordée par un collet. L'entrée 38 comporte un collet 42 et la sortie 40 un collet 44, ces deux collets faisant saillie du côté extérieur des plaques, c'est-à-dire du côté opposé à la chambre. Ces collets 42 et 44 sont destinés à être reliés à des collets analogues d'une plaque adjacente. On distingue sur la Figure 2 et sur le détail de la Figure 5 la façon dont les collets 44 sont réunis entre eux. Il en est de même pour les collets 42. Par ailleurs, à proximité du petit côté 36, est formé un autre couple entrée/sortie comprenant une entrée de fluide 46 et une sortie de fluide 48. L'entrée 46 est située près du grand côté 30 et la sortie 48 près du grand côté 32. L'entrée 46 et la sortie 48 sont formées aussi par des ouvertures circulaires bordées respectivement par des collets 50 et 52.

[0037] On aperçoit aussi sur la Figure 2 la façon dont les collets 52 sont réunis entre eux. Il en est de même pour les collets 50.

[0038] Dans la plaque 42, sont formés un certain nombre de reliefs favorisant la circulation du premier fluide dans la chambre délimitée par deux plaques en vis-à-vis. Ainsi, chaque plaque comprend deux reliefs 54 et 56 partant respectivement de l'entrée 38 et de la sortie 40 et s'étendant dans une direction généralement parallèle aux grands côtés 30 et 32 de la plaque. De la même façon, à partir de l'entrée 46 et de la sortie 48, s'étendent deux autres reliefs analogues 58 et 60 qui s'étendent parallèlement aux grands côtés 30 et 32.

[0039] En outre, sont formés différents reliefs dans une direction parallèle aux petits côtés 34 et 36. Du côté de l'entrée 38 et de la sortie 40, on trouve successivement un premier relief 62 et un second relief 64 espacés l'un de l'autre et tous deux parallèles au petit côté 34. Du côté de l'entrée 46 et de la sortie 48, on trouve deux autres reliefs analogues, à savoir un relief 66 et un relief 68, également parallèles au petit côté 36. Ces reliefs 66 et 68 correspondent aux répliques symétriques des reliefs 62 et 64. En fait, la plaque admet une symétrie par rapport à une ligne L. Dans la région centrale de la plaque, se trouve un autre relief 70 de plus faible longueur.

[0040] Il est à noter que les reliefs précités viennent en contact de reliefs homologues de la plaque en vis-à-vis. Ces reliefs constituent des déflecteurs qui permettent de canaliser le flux du premier fluide dans la chambre ainsi formée.

[0041] En variante, le relief 70 peut avoir une forme d'arête et s'étendre sur toute la largeur de la plaque. Le relief 70 vient. alors en contact avec un relief homologue 70 de la plaque en vis à vis, en séparant ainsi la chambre 18 en deux volumes.

[0042] On se réfère maintenant à la Figure 4 pour mieux décrire la circulation du fluide dans une chambre, comme représenté sur l'une des plaques de la chambre. La chambre est alimentée simultanément en premier fluide par l'entrée 38 (en haut sur le dessin) et l'entrée 46 (en bas sur le dessin). Le fluide circule dans les chambres par une circulation essentiellement en U. Un premier trajet de circulation représenté par une flèche F3 comprend un premier trajet transversal le long du relief 54, un trajet à contre-courant le long du relief 62, puis un autre trajet transversal pour gagner la sortie 40. Un autre trajet en U (flèches F4) s'effectue entre le bord du grand côté 30 de la plaque et le relief 54, puis entre les reliefs 68 et 70, et enfin entre le relief 56 et le bord du grand côté 32. Dans tous ces trajets, on trouve un trajet intermédiaire à contre-courant et deux trajets extrêmes transversaux, c'est-à-dire parallèlement aux grands côtés de la plaque, qui n'ont pas d'influence sur les performances thermiques.

[0043] On trouve des trajets symétriques pour le fluide qui pénètre par l'entrée 46 et s'échappe par la sortie 48. Grâce à la présence des reliefs précités, on favorise à chaque fois une circulation à contre-courant, ce qui améliore l'échange thermique entre le premier fluide F1 et le second fluide F2, comme mentionné précédemment en référence à la Figure 1.

[0044] Le premier fluide est alimenté simultanément aux entrées 38 et aux entrées 46 des différentes plaques et il est évacué à partir des sorties 40 et des sorties 48 des différentes plaques qui communiquent entre elles.

[0045] La boîte collectrice 22 sera décrite maintenant plus en détail en référence à la Figure 6. Elle comprend une plaque emboutie de forme générale rectangulaire entourée par un bord 72 propre à être réuni par brasage le long du bord 28 de la première plaque 12A, avec interposition d'un répartiteur 74 (représenté en traits interrompus sur la Figure 2) et qui sera décrit plus loin en référence à la Figure 7. La boîte collectrice est emboutie pour former deux bossages allongés 76 et 78 qui délimitent deux compartiments respectifs. Le bossage 76 comprend, en son centre, une entrée principale 80 pour le premier fluide, tandis que le bossage 78 comprend en son centre une sortie principale 82 pour le premier fluide.

[0046] Le répartiteur 74 (Figure 7) comprend une plaque rectangulaire emboutie ayant, à une extrémité, une entrée 84 et une sortie 86 propres à correspondre respectivement avec l'entrée 38 et la sortie 40 de la plaque d'extrémité 12A. Elle comprend, à son autre extrémité, une entrée 88 et une sortie 90 propres à correspondre respectivement avec l'entrée 46 et la sortie 48 de la première plaque d'extrémité 14A. Le répartiteur 74 est embouti et délimite une double rampe. Une première rampe 92 permet de diriger le premier fluide issu de l'entrée principale 80 simultanément vers les entrées 84 et 88 du répartiteur et donc vers les entrées 38 et 46 des différentes plaques. L'autre rampe 94 associée au bossage 78 permet de diriger le fluide provenant respectivement des sorties 86 et 90 du répartiteur, donc des sorties 40 et 48 des plaques, vers la sortie principale 82.

[0047] Ainsi, le fluide est alimenté simultanément dans les entrées 38 et 46 des plaques, circule à contre-courant dans les différentes chambres et gagne les sorties 40 et 48 des plaques pour être ensuite évacué par la sortie principale 82. Cet agencement favorise toujours un échangé de chaleur à contre-courant entre le premier fluide et le second fluide.

[0048] Les plaques peuvent comporter, le cas échéant, des perturbateurs d'écoulement, comme montré schématiquement par la référence 96 sur la Figure 3. Sur le dessin seuls trois perturbateurs d'écoulement 96 sont représentés à des fins de simplification, mais il sont en réalité plus nombreux et répartis sur toute l'étendue de la plaque. Il s'agit de bossages réalisés en saillie vers l'intérieur de la chambre qui perturbent l'écoulement du premier fluide et optimisent l'échange thermique avec le second fluide. Ces perturbateurs peuvent être réalisés de différentes formes.

[0049] L'invention trouve une application préférentielle aux échangeurs de chaleur pour véhicules automobiles.

[0050] Ils peuvent constituer des radiateurs parcourus par un fluide caloporteur, par exemple le fluide de refroidissement du moteur, ou encore un échangeur de chaleur parcouru par un fluide réfrigérant.

[0051] Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite précédemment à titre d'exemple. En particulier, il est possible de concevoir aussi des plaques comportant chacune une seule entrée et une seule sortie.

Revendications

1. Echangeur de chaleur comprenant une multiplicité de plaques empilées, disposées par paires et en vis-à-vis, et agencées pour définir une multiplicité de chambres pour la circulation d'un premier fluide échangeant de la chaleur avec un second fluide circulant à l'extérieur des plaques, chaque plaque (12) comprend au moins une entrée de fluide (38, 46) et une sortie de fluide (40, 48) pour le premier fluide (F1), qui communiquent respectivement avec des entrées et des sorties homologues des autres plaques et qui sont disposées de telle sorte que le premier fluide est contraint de circuler dans chaque chambre (18) depuis l'entrée vers la sortie par une circulation à contre-courant par rapport à la circulation du second fluide (F2), chaque plaque (12) comprend un premier couple entrée/sortie formée d'une entrée (38) et d'une sortie (40) et disposé près d'une première extrémité (34) de la plaque et un second couple entrée/sortie formé d'une entrée (46) et d'une sortie (48) et disposé près d'une seconde extrémité (36) de la plaque, caractérisé en ce qu'il comporte une boîte collectrice (22) agencée pour être reliée à une plaque (12A), dite plaque d'extrémité, située en extrémité d'une pile, et en ce que cette boîte collectrice (22) comporte une entrée principale (80) agencée pour diriger le premier fluide vers les entrées (38, 46) de la plaque d'extrémité et une sortie principale (82) agencée pour recueillir le premier fluide provenant des sorties (40, 48) de la plaque d'extrémité.

2. Echangeur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'entrée de fluide (38,46) et la sortie de fluide (40,48) d'une plaque (12) sont formées par des ouvertures aménagées dans le plan de la plaque et sont bordées chacune par un collet (42,50, 44,52) pour permettre le raccordement de cette entrée et de cette sortie à l'entrée et à la sortie d'une plaque adjacente faisant partie d'une chambre (18) adjacente.

3. Echangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chaque plaque (12) comporte des déflecteurs (54,56, 58,60, 62,64, 66, 68, 70) formés en saillie du côté intérieur de la plaque qui est tournée vers la chambre (18), pour favoriser la circulation du premier fluide à contre-courant.

4. Echangeur de chaleur selon la revendication 3, caractérisé en ce que les déflecteurs respectifs (54, 56, 58, 60, 62, 64, 66, 68, 70) de deux plaques (12) en vis-à-vis, qui délimitent une chambre (18) sont en contact mutuel.

5. Echangeur de chaleur selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que les déflecteurs comprennent des déflecteurs généralement rectilignes (62, 64, 66, 68) favorisant une circulation directe à contre-courant du premier fluide depuis l'entrée vers la sortie.

6. Echangeur de chaleur selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que les déflecteurs comprennent des déflecteurs (54, 56, 58, 60) favorisant une circulation en U du premier fluide avec un premier trajet partant de l'entrée (38, 46), un deuxième trajet à contre-courant et un troisième trajet s'étendant en direction transversale et menant à la sortie (40, 48).

7. Echangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que chaque plaque (12) comprend un relief (70) en forme d'arête propre à venir en contact avec un relief homologue (70) d'une plaque en vis à vis pour séparer la chambre (18) en deux volumes.

8. Echangeur de chaleur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque plaque (12) est de forme générale rectangulaire et comporte deux grands côtés (30,32) et deux petits côtés (34,36), et en ce que le premier couple entrée (38) /sortie (40) est disposé près d'un premier petit côté (34), tandis que le second couple entrée (46) /sortie (48) est disposé près d'un second petit côté (36).

9. Echangeur de chaleur selon les revendications 8, caractérisé en ce que la boîte collectrice (22) comprend un compartiment d'entrée (76) de forme allongée qui communique avec l'entrée principale (80) et avec les deux entrées (38,46) de la plaque d'extrémité, et un compartiment de sortie (78) de forme allongée qui communique avec la sortie principale (82) et avec les deux sorties (40, 48) de la plaque d'extrémité.

10. Echangeur de chaleur selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend un répartiteur de fluide (74) interposé entre la boîte collectrice (22) et la plaque d'extrémité (12A) et agencé, d'une part pour diriger le premier - fluide (F1) depuis l'entrée principale (80) vers les entrées (38, 46) de la plaque d'extrémité, et d'autre part depuis les sorties (40, 48) de la plaque d'extrémité (12A) vers la sortie principale (82).

11. Echangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les plaques sont munies de perturbateurs d'écoulement (96) formés en saillie vers l'intérieur des chambres (18).

12. Echangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il comprend des intercalaires ondulés (20) disposés chacun entre deux plaques appartenant à deux chambres adjacentes (18).

13. Echangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'il est réalisé à partir de composants métalliques, avantageusement à base d'aluminium, assemblés ensemble par brasage en une seule opération.

14. Echangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que le premier fluide (F1) est un fluide caloporteur, tandis que le second fluide (F2) est de l'air.

Ansprüche

1. Plattenwärmeaustauscher, der eine Vielzahl gestapelter Platten umfasst, die in Paaren und gegenüberliegend angeordnet und eingerichtet sind, um eine Vielzahl von Kammern für die Zirkulation eines ersten Fluids, das Wärme mit einem zweiten Fluid, das außerhalb der Platten zirkuliert, austauscht, zu definieren, wobei jede Platte (12) mindestens einen Fluideinlass (38, 46) und einen Fluidauslass (40, 48) für das erste Fluid (F1) umfasst, die jeweils mit homologen Einlässen und Auslässen der anderen Platten in Verbindung stehen, und die derart angeordnet sind, dass das erste Fluid gezwungen wird, in der Kammer (18) von dem Einlass zu dem Auslass durch eine Gegenstromzirkulation in Bezug zu der Zirkulation des zweiten Fluids (F2) zu zirkulieren, wobei jede Platte (12) ein erstes Einlass-/Auslasspaar umfasst, das aus einem Einlass (38) und einem Auslass (40) gebildet und nahe einem ersten Ende (34) der Platte angeordnet ist, und ein zweites Einlass-/Auslasspaar, das aus einem Einlass (46) und einem Auslass (48) gebildet und nahe einem zweiten Ende (36) der Platte angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass er einen Sammelkasten (22) umfasst, der eingerichtet ist, um mit einer Platte (12A), Endplatte genannt, die am Ende eines Stapels liegt, verbunden zu sein, und dass dieser Sammelkasten (22) einen Haupteinlass (80) umfasst, der eingerichtet ist, um das erste Fluid zu den Einlässen (38, 46) der Endplatte zu lenken, und einen Hauptauslass (82), der eingerichtet ist, um das erste Fluid, das von den Auslässen (40, 48) der Endplatte kommt, aufzufangen.

2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluideinlass (38, 46) und der Fluidauslass (40, 48) einer Platte (12) durch Öffnungen gebildet sind, die in der Ebene der Platte eingerichtet und jeweils von einem Bund (42,50, 44,52) umrandet sind, um den Anschluss dieses Einlasses und dieses Auslasses an den Einlass und den Auslass einer benachbarten Platte, die Teil einer benachbarten Kammer (18) ist, zu erlauben.

3. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede Platte (12) Ablenker (54,56, 58,60, 62,64, 66, 68, 70) umfasst, die auf der Innenseite der Platte, die zu der Kammer (18) gekehrt ist, vorstehend gebildet sind, um die Zirkulation des ersten Fluids im Gegenstrom zu begünstigen.

4. Wärmeaustauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die jeweiligen Ablenker (54, 56, 58, 60, 62, 64, 66, 68, 70) von zwei Platten (12) in Gegenüberlage, die eine Kammer (18) abgrenzen, gegenseitig berühren.

5. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablenker Ablenker umfassen, die im Allgemeinen geradlinig (62, 64, 66, 68) sind, die eine direkte Zirkulation im Gegenstrom des ersten Fluids von dem Einlass zu dem Auslass begünstigen.

6. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablenker Ablenker (54, 56, 58, 60) umfassen, die eine U-Zirkulation des ersten Fluids mit einem ersten Verlauf, der von dem Auslass (38, 46) ausgeht, einem zweiten Verlauf im Gegenstrom und einem dritten Verlauf, der sich in Querrichtung erstreckt und zu dem Auslass (40, 48) führt, begünstigen.

7. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jede Platte (12) ein Relief (70) in Kantenform umfasst, das geeignet ist, um mit einem homologen Relief (70) einer Platte in Gegenüberlage in Berührung zu kommen, um die Kammer (18) in zwei Volumen zu teilen.

8. Wärmeaustauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Platte (12) allgemein rechteckige Form hat und zwei große Seiten (30, 32) und zwei kleine Seiten (34, 36) umfasst, und dass das erste Paar aus Einlass (38) / Auslass (40) nahe einer ersten kleinen Seite (34) angeordnet ist, während das zweite Paar aus Einlass (46) / Auslass (48) nahe einer zweiten kleinen Seite (36) angeordnet ist.

9. Wärmeaustauscher nach Ansprüche 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelkasten (22) ein Einlassfach (76) mit länglicher Form umfasst, das mit dem Haupteinlass (80) und mit den zwei Einlässen (38, 46) der Endplatte kommuniziert, und ein Auslassfach (78) mit länglicher Form, das mit dem Hauptauslass (82) und mit den zwei Auslässen (40, 48) der Endplatte kommuniziert.

10. Wärmeaustauscher nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass er einen Fluidverteiler (74) umfasst, der zwischen den Sammelkasten (22) und die Endplatte (12A) eingeschoben ist und einerseits, um das erste Fluid (F1) von dem Haupteinlass (80) zu den Einlässen (38, 46) der Endplatte zu lenken, und andererseits von den Auslässen (40, 48) der Endplatte (12A) zu dem Hauptauslass (82), eingerichtet ist.

11. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten mit Strömungsstörerelementen (96), die zum Inneren der Kammer (18) vorstehend ausgebildet sind, versehen sind.

12. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass er wellige Einlagen (20) umfasst, die jeweils zwischen zwei Platten, die zu zwei benachbarten Kammern (18) gehören, angeordnet sind.

13. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass er ausgehend von metallischen Bauteilen hergestellt ist, vorteilhafterweise auf der Basis von Aluminium, die durch Hartlöten in einem einzigen Durchgang zusammengefügt sind.

14. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Fluid (F1) ein Wärmeträger ist, während das zweite Fluid (F2) Luft ist.

Claims

1. Heat exchanger comprising a multitude of stacked plates arranged in pairs and facing one another and arranged to define a multitude of chambers for the circulation of a first fluid exchanging heat with a second fluid flowing on the outside of the plates, each plate (12) comprises at least one fluid inlet (38, 46) and a fluid outlet (40, 48) for the first fluid (F1), these respectively communicating with homologous inlets and outlets of the other plates and being arranged in such a way that the first fluid is forced to circulate in each chamber (18) from the inlet towards the outlet in a countercurrent direction with respect to the direction in which the second fluid (F2) circulates, each plate (12) comprises a first inlet/outlet pair formed of an inlet (38) and of an outlet (40) and arranged near a first end (34) of the plate and a second inlet/outlet pair formed of an inlet (46) and of an outlet (48) and arranged near a second end (36) of the plate, characterized in that it comprises a header tank (22) arranged to be connected to a plate (12A) referred to as the end plate, situated at an end of a stack, and in that the header tank (22) comprises a main inlet (80) arranged to direct the first fluid towards the inlets (38, 46) of the end plate and a main outlet (82) arranged to collect the first fluid coming from the outlets (40, 48) of the end plate.

2. Heat exchanger according to Claim 1, characterized in that the fluid inlet (38, 46) and the fluid outlet (40, 48) of a plate (12) are formed by openings made in the plane of the plate and are each bordered by a collar (42, 50, 44, 52) so as to allow this inlet and this outlet to be connected to the inlet and to the outlet of an adjacent plate that forms part of an adjacent chamber (18).

3. Heat exchanger according to one of Claims 1 and 2, characterized in that each plate (12) comprises deflectors (54, 56, 58, 60, 62, 64, 66, 68, 70) formed as projections on the interior side of the plate which faces towards the chamber (18), in order to encourage the countercurrent flow of the first fluid.

4. Heat exchanger according to Claim 3, characterized in that the respective deflectors (54, 56, 58, 60, 62, 64, 66, 68, 70) of two plates (12) that face one another and that delimit a chamber (18) are in mutual contact.

5. Heat exchanger according to one of Claims 3 and 4, characterized in that the deflectors comprise generally rectilinear deflectors (62, 64, 66, 68) encouraging direct countercurrent flow of the first fluid from the inlet towards the outlet.

6. Heat exchanger according to one of Claims 3 to 5, characterized in that the deflectors comprise deflectors (54, 56, 58, 60) that encourage the first fluid to flow in a U-shape with a first path leaving from the inlet (38, 46), a countercurrent second path and a third path extending in a transverse direction and leading to the outlet (40, 48).

7. Heat exchanger according to one of Claims 1 to 6, characterized in that each plate (12) has a ridged relief (70) able to come into contact with a homologous relief (70) of a plate facing it in order to divide the chamber (18) into two volumes.

8. Heat exchanger according to any one of the preceding claims, characterized in that each plate (12) is of rectangular overall shape and comprises two long sides (30, 32) and two short sides (34, 36), and in that the first inlet (38)/outlet (40) pair is arranged near a first short side (34), while the second inlet (46)/outlet (48) pair is arranged near a second short side (36).

9. Heat exchanger according to Claims 8, characterized in that the header tank (22) comprises an inlet compartment (76) of elongate shape which communicates with the main inlet (80) and with the two inlets (38, 46) of the end plate, and an outlet compartment (78) of elongate shape which communicates with the main outlet (82) and with the two outlets (40, 48) of the end plate.

10. Heat exchanger according to Claim 10, characterized in that it comprises a fluid distributor (74) interposed between the header tank (22) and the end plate (12A) and designed, on the one hand, to direct the first fluid (F1) from the main inlet (80) towards the inlets (38, 46) of the end plate and, on the other hand, from the outlets (40, 48) of the end plate (12A) towards the main outlet (82).

11. Heat exchanger according to one of Claims 1 to 10, characterized in that the plates are fitted with flow perturbators (96) formed as projections towards the inside of the chambers (18).

12. Heat exchanger according to one of Claims 1 to 11, characterized in that it comprises corrugated inserts (20) each arranged between two plates belonging to two adjacent chambers (18).

13. Heat exchanger according to one of Claims 1 to 12, characterized in that it is made of metal components, advantageously based of aluminium, assembled with one another by brazing in a single operation.

14. Heat exchanger according to one of Claims 1 to 13, characterized in that the first fluid (F1) is a coolant, while the second fluid (F2) is air.

Dessins