Brevet FR2545594A1 — publié le 19841109

La présente invention concerne un échangeur de chaleur. Les structures des échangeurs sont généralement assez complexes, et de fabrication délicate. Ils comportent de nombreux tubes. Ils coûtent cher à fabriquer, sont fragiles, et l'adaptation à une application précise n'est pas simple. La présente invention a pour objet un échangeur de chaleur de structure simple, particulièrement résistant pouvant être fabriqué facilement en série et de rendement élevé. Conformément à la présente invention, les surfaces d'un échangeur thermique comportent un profilé en aluminium, dont la section délimite au moins deux canaux parallèles séparés par une paroi commune. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif en regard des dessins ci-joints, et qui fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur les dessins, - la figure 1 est une vue en coupe d'un échangeur selon l'in vention - la figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne AOB de la figure 1 ; - les figures 3 et 4 sont des coupes partielles dans des plans suivant les lignes OC et OD de la figure 2 - la figure 5 est une vue en coupe d'une variante ; et - les figures 6 et 7 sont des vues en coupe de deux autres variantes. L'échangeur représenté en coupe sur les figures 1 à 4 comporte un corps de surfaces d'échange formé par un profilé 10 en aluminium définissant un canal central 11 entouré par huit canaux externes a, b, c, d, e, f, g, h. Le canal central 11 est délimité par une paroi tubulaire 12 qui le sépare des canaux a-h, et ceux-ci sont délimités vers l'extérieur par une paroi tubulaire 13. Les canaux a-h sont séparés les uns des autres deux à deux par des cloisons 21-28. La configuration d'ensemble est analogue à celle de la figure 4 sur laquelle le profilé représenté comporte douze canaux externes au lieu de huit. Le corps d'échange 10 comporte en outre des nervures 15 faisant saillie dans le canal central en vue d'accroître la surface d'échange. Les nervures 15, les cloisons 21-28 ainsi que les deux surfaces de la paroi tubulaire 12 sont rainurées, striées, moletées ou munies de reliefs en vue également d'accroître la surface de contact avec les fluides véhiculés dans les canaux. Un tel profilé en aluminium est simple à fabriquer. L'aluminium est bon conducteur de la chaleur, notamment l'aluminium pour filage,et permet un transport aisé des calories. On peut faire passer dans le canal 11 et les canaux a-h différents fluides, deux au moins, entre lesquels doivent être effectués des échanges thermiques. Le profilé est coupé à une certaine longueur, les coupes étant de préférence perpendiculaires à l'axe et l'échangeur est complèté par deux flasques appliqués contre les extrémités. Les communications entre les canaux, entre eux et avec l'extérieur peuvent être assurées par des découpages appropriés des flasques, et le cas échéant, pour les canaux adjacents à la paroi extérieure 13, par des ouvertures 14 (figure 4) formées dans cette paroi au voisinage des extrémités. Ces ouvertures peuvent être raccordées à d'autres ouvertures, ou être raccordées à des canalisations appropriées pour les fluides. La figure 2, qui est une coupe suivant la surface AOB (deux demi plans radiaux) montre un exemple de connexions. L'extrémité gauche du profilé 10 est obturée par un flasque 17, qui peut être formé de deux plaques métalliques 18, 19 qui peuvent être fixées de toutes façons appropriées (vis, tirants, soudures, etc ...). En regard du canal c, les deux plaques 18, 19 comportent chacune un orifice 30, 31 aligné . La communication est ainsi assurée entre le canal c et l'extérieur. Au droit de la cloison 21, entre les canaux-a et b, la plaque 18 comporte un orifice 33, tandis que la plaque 19 n'a aucun orifice. L'orifice 33 établit une coenmunication entre les canaux a et b. Un fluide peut ainsi parcourir le canal a dans un sens, passer dans le canal b par l'orifice 33 et parcourir le canal b dans l'autre sens. Au centre, les deux plaques 18, 19 comportent chacune un orifice 35, -36 qui sont alignés avec le canal central 11. On peut bien entendu concevoir un flasque formé d'une seule plaque, avec des cavités appropriées, traversant ou ne traversant pas la plaque selon les communications à établir. Dans une autre variante (figure 3), on peut prévoir aussi une communication entre le canal central 11 et un ou plusieurs canaux a-h en réalisant des perforations 37 à travers la paroi 12 au voisinage d'une ou des deux extrémités du profilé, avant d'y fixer les flasques. Des joints appropriés peuvent être placés entre les plaques 18 et 19 et entre la plaque 18 et le profilé 10. Avec un choix convenable de trous dans les plaques constituant les flasques, on peut organiser toute circulation désirée à l'intérieur de l'échangeur. La longueur de ltéchangeur peut être déterminée en fonction de la surface d'échange désirée. Il est simple de couper la longueur de profilé nécessaire. La figure 5 représente en coupe un corps d'échangeur 30 constitué de deux parties : une partie intérieure 31 engagée dans un tube extérieur 32 formant la deuxième partie. Il y a donc deux profilés au lieu d'un. Les profilés sont plus simples, l'un étant d'ailleurs un tube qui peut être standard. On voit qu'un des profilés 31 délimite des canaux qui-sont ouverts, en l'absence du tube extérieur 32. Les figures 6 et 7 représentent en section deux profilés 40, 50 qui montrent que le nombre, la forme et la géométrie des sections des canaux ne sont pas limités. La présence d'un canal central 41, 51 n'est pas limitative, et il peut y avoir plusieurs couches de canaux extérieurs 42, 52 disposées concentriquement, bien que pour simplifier les dessins une seule soit représentée. Dans le cas du profilé 50, certains canaux pourraient être ouverts vers l'extérieur, et obturables par une simple plaque. Cela peut être utile si l'on désire prévoir des perforations dans les cloisons en vue d'une organisation particulière de la circulation dans l'échangeur. Un tel échangeur peut être utilisé notamment pour mettre en oeuvre le procédé décrit dans le brevet français nO 83 02821 du 22 février 1983 au non de SCOmE ENERGIE concernant le réchauffage du gazole dans les moteurs Diesel. Il va de soi que les modes de réalisation décrits ne sont que des exemples et qu'il serait possible de les modifier notamment par substitution d'équivalents techniques,sans sortir pour cela du cadre de l'invention. Revendications 1. Echangeur thermique, caractérisé en ce qu'il comporte un corps de surfaces d'échange constitué par un profilé en aluminium (10) dont la section délimite au moins deux canaux (11, a-h) séparés par une paroi commune (12, 21-28). 2. Echangeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que des nervures t15) sont formées sur au moins une paroi du profilé. 3. Echangeur selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la surface des parois (12, 21-28) et des nervures (15) est rainurée, striée, ou munie de reliefs pour accroître la surface de contact avec les fluides. 4. Echangeur selon une des revendications précédentes, caracté risé en ce qu'il comporte un canal central (11, 41, 51) et des canaux (a-h, 42, 52) disposés autour du canal central. 5. Echangeur selon une des revendications précédentes, caracté risé en ce qu'il comporte au moins une ouverture (14) à traver la paroi extérieure (13), entre un canal périphérique (g) et l'extérieur. 6. Echangeur selon une des revendications précédentes, caracté risé en ce qu'il comporte au moins une ouverture (37) entre un canal central (11) et un canal périphérique (e). 7. Echangeur selon une des revendications précédentes, carat' risé en ce que le profilé (10) est fermé à ses deux extrémités par des flasques (17) comportant des orifices (30, 31) en regard de certains canaux (c). 8. Echangeur selon tine des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le profilé (10) est fermé à ses deux extrémités par des flasques (17) comportant des cavités (30) en communicatio avec deux canaux adjacents (a, b).