Brevet FR3158150A1 — publié le 20250711

L’invention concerne un intercalaire ondulé (10) pour échangeur (1), comprenant : - une première section (11), comprenant des premières parois planes (21), reliées deux à deux par des premiers sommets (31) pour former des ondulations, chacun des premiers sommets (31) comprenant une première portion plane (310), - une deuxième section (12), comprenant des de deuxièmes parois planes (22), reliées deux à deux par des deuxièmes sommets (32) pour former des ondulations, chacun des deuxièmes sommets (32) étant constitué d’une portion arrondie (320), - une troisième section (13) intercalée entre la première section (11) et la deuxième section (12), ladite troisième section (13) comprenant des troisièmes parois planes (23), reliées deux à deux par des troisièmes sommets (33) pour former des ondulations, lesdits troisièmes sommets (33) étant configurés pour passer progressivement de la forme du premier sommet (31) à la forme du deuxième sommet (32). Figure de l’abrégé : Figure 1 Intercalaire ondulé pour échangeur de chaleur L'invention se rapporte au domaine des échangeurs de chaleur, notamment pour véhicules automobiles. Dans les échangeurs de chaleur connus, par exemple ceux utilisés dans l'industrie automobile, les échanges de chaleur peuvent avoir lieu entre deux fluides. Ces échangeurs de chaleur comprennent un faisceau de tubes connectés à leurs extrémités par deux collecteurs. Des intercalaires peuvent être placés entre les tubes et/ou dans les tubes du faisceau de tubes de sorte à augmenter les échanges de chaleur entre le premier fluide circulant dans les tubes et le deuxième fluide circulant autour des tubes. Les intercalaires sont formées par des feuillards ondulés sinuant entre deux parois de tube opposées, chacun des sommets desdites ondulations étant en contact, notamment brasée, avec l’une desdites parois. Entre deux sommets, les intercalaires sont percés de persiennes, lesdites persiennes permettant d’améliorer les transferts thermiques. En fonctionnement, les premier et deuxième fluides circulent à des températures différentes. La différence de température entre les deux fluides génère d’importantes contraintes thermiques et mécaniques, en particulier au niveau de la jonction entre les tubes et le collecteur d’alimentation de l’échangeur de chaleur. Ces contraintes thermiques ont notamment pour conséquence la détérioration des intercalaires à l’intérieur des tubes. En particulier, les contraintes thermiques et mécaniques, aussi appelées choc thermique, entraînent une dilatation des intercalaires. Cette dilatation provoque la détérioration des intercalaires, ou flambage. L'objectif de l'invention est donc d'améliorer localement la résistance des intercalaires, sans impacter significativement le ratio entre transferts thermiques et pertes de charge, et tout en limitant l’impact sur le procédé de fabrication de l’échangeur de chaleur. Résumé A cette fin, la présente invention propose un intercalaire ondulé pour échangeur de chaleur. Ledit intercalaire ondulé comprend : - une première section, comprenant un ensemble de premières parois planes, reliées deux à deux par des premiers sommets pour former des ondulations, chacun des premiers sommets comprenant une première portion plane, - une deuxième section, comprenant un ensemble de deuxièmes parois planes, reliées deux à deux par des deuxièmes sommets pour former des ondulations, chacun des deuxièmes sommets étant constitué d’une portion arrondie, - une troisième section, dite de transition, intercalée entre la première section et la deuxième section, ladite troisième section comprenant un ensemble de troisièmes parois planes, reliées deux à deux par des troisièmes sommets pour former des ondulations, lesdits troisièmes sommets étant configurés pour passer de la forme du premier sommet, comprenant la première portion plane, à la forme du deuxième sommet, constitué de la portion arrondie. La première section forme des ondulations sensiblement en créneau. Des ondulations en créneau permettent de limiter les pertes de charges générées par les intercalaires tout en limitant l’impact sur les échanges thermiques. La première section en créneau offre une meilleure résistance aux contraintes mécaniques et thermiques. Chacun des premier, deuxième et troisième sommets s’étend suivant une direction, dite direction d’allongement des intercalaires, perpendiculaire à la direction des oscillations. Les première, troisième et deuxième sections se succèdent le long de la direction d'allongement des intercalaires. Les ondulations des intercalaires sont comprises entre un premier plan et un deuxième plan. Chacune des premières portions planes s’étend le long de l’un des premier ou deuxième plan. Chacune des portions arrondies comprend une crête, chacune des crêtes s’étend le long de l’un des premier ou deuxième plan. La troisième section est en contact avec la première section et avec la deuxième section. Selon un exemple de réalisation de l’invention, le passage de la forme du premier sommet, comprenant la première portion plane, à la forme du deuxième sommet, constitué de la portion arrondie, des troisièmes sommets se fait de façon continue. En d’autres termes, la forme du troisième sommet passe progressivement de la forme du premier sommet, comprenant la première portion plane, à la forme du deuxième sommet, constitué de la portion arrondie. Chacun des troisièmes sommets comprend une deuxième portion plane, s’étendant depuis la première portion plane du premier sommet en direction de la portion arrondie du deuxième sommet. Chacune des deuxièmes portions planes présente une forme de triangle. Un premier côté dudit triangle est situé à la jonction entre la première section et la troisième section. Ledit premier côté épouse la forme de la première portion plane. Une première pointe dudit triangle est située à la jonction entre la deuxième section et la troisième section. Ladite première pointe est positionnée dans le prolongement de la crête du deuxième sommet. Chacune des deuxièmes portions planes s’étend le long de l’un des premier ou deuxième plan. Selon un exemple de réalisation de l’invention, le passage de la forme du premier sommet, comprenant la première portion plane, à la forme du deuxième sommet, constitué de la portion arrondie, des troisièmes sommets se fait de façon discontinue. En d’autres termes, la forme du troisième sommet passe, par paliers, de la forme du premier sommet, comprenant la première portion plane, à la forme du deuxième sommet, constitué de la portion arrondie. Selon un exemple de réalisation de l’invention, l’intercalaire est monobloc. En particulier, les première, deuxième et troisième sections sont de continuité de matière. Un intercalaire monobloc permet de limiter les coûts du procédé de fabrication. En effet, du point de vue du procédé de fabrication, un intercalaire monobloc nécessite une seule opération d’assemblage, ce qui représente un gain de temps comparé au montage de plusieurs sections isolées. Selon un exemple de réalisation de l’invention, l’intercalaire est en aluminium. Selon un exemple de réalisation de l’invention, les premières parois planes sont parallèles entre elles, en particulier les premières parois planes sont perpendiculaires aux premières portions planes. Selon un exemple de réalisation de l’invention, chacune des portions planes est reliée aux parois planes par des plis. Selon un exemple de réalisation de l’invention, les deuxièmes parois planes sont parallèles entre elles. Selon un exemple de réalisation de l’invention, au moins l’une des première et/ou deuxième et/ou troisième parois planes comprend une pluralité de persiennes, lesdites persiennes étant réalisées par découpe et formage de ladite première et/ou deuxième et/ou troisième paroi. Les persiennes génèrent de la turbulence et améliorent les transferts thermiques. Selon un exemple de réalisation de l’invention, la première section s’étend, selon la direction d’allongement de l’intercalaire, sur une longueur inférieure à 10 mm, notamment inférieure à 5 mm. L’invention se rapporte également à un échangeur de chaleur comprenant un faisceau de tubes parallèles et comprenant une multiplicité d’intercalaires ondulés, lesdits intercalaires ondulés étant disposés dans les tubes du faisceau et fixés aux tubes par leurs premiers, deuxièmes et troisièmes sommets respectifs. Selon un exemple de réalisation de l’invention, les intercalaires ondulés sont fixés aux tubes de l’échangeur de chaleur par brasage. Selon un exemple de réalisation de l’invention, la première section de chacun des intercalaires est positionnée à l’une des extrémités de chacun des tubes de l’échangeur de chaleur. D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels : FIG. 1 est une vue en perspective d’un échangeur de chaleur comprenant un intercalaire selon l’invention. FIG. 2 est une vue en perspective de l’intercalaire de la FIG. 1 . FIG. 3 est une vue en coupe des première et deuxième sections de l’intercalaire de la FIG. 1 . FIG. 4 est une vue en perspective partielle de l’intercalaire de la FIG. 1 centrée sur la troisième section de l’intercalaire. FIG. 5 est une vue en coupe d’un tube comprenant l’intercalaire de la FIG. 1 . Afin de faciliter la lecture des figures, les différents éléments ne sont pas nécessairement représentés à l’échelle. Sur ces figures, les éléments identiques portent les mêmes références. Certains éléments ou paramètres peuvent être indexés, c'est-à-dire désignés par exemple par premier élément ou deuxième élément, ou encore premier paramètre et second paramètre, etc. Cette indexation a pour but de différencier des éléments ou paramètres similaires, mais non identiques. Cette indexation n’implique pas une priorité d’un élément, ou paramètre par rapport à un autre. On peut ainsi interchanger les dénominations ‘premier’, ’deuxième’, ‘troisième’, etc.... L'invention concerne un intercalaire 10 pour un échangeur de chaleur 1, en particulier un échangeur pour refroidir l'air de suralimentation pour moteur thermique, tel qu'un moteur diesel de véhicule automobile. Un tel échangeur de chaleur 1 est représenté FIG. 1 . Un tel échangeur de chaleur 1 peut être un échangeur dit « air-liquide », c'est-à-dire un échangeur dans lequel les fluides qui échangent de la chaleur sont l'air et un liquide tel que de l'eau, ou un échangeur « air –air », c'est-à-dire un échangeur dans lequel les deux fluides qui échangent de la chaleur sont de l’air. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux refroidisseurs d'air de suralimentation de véhicules automobiles et peut s'appliquer à d'autres types d'échangeurs de chaleur. L'échangeur de chaleur 1 représenté sur la FIG. 1 comprend un faisceau d’échange de chaleur qui, dans l'exemple, est formé par un faisceau de tubes 2. Chacun des tubes 2 du faisceau de tubes 2 comprend un intercalaire ondulé 10, inséré dans ledit tube 2. Le rôle de l’intercalaire ondulé 10 est de favoriser les échanges de chaleur, d’une part en formant une surface d’échange additionnelle, d’autre part en créant de la turbulence. Comme représenté FIG. 2 , un intercalaire ondulé 10 pour échangeur de chaleur 1 comprend une première section 11, une deuxième section 12 et une troisième section 13. La première section 11 comprend un ensemble de premières parois planes 21, reliées deux à deux par des premiers sommets 31 pour former des ondulations, chacun des premiers sommets 31 comprenant une première portion plane 310. La deuxième section 12 comprend un ensemble de deuxièmes parois planes 22, reliées deux à deux par des deuxièmes sommets 32 pour former des ondulations, chacun des deuxièmes sommets 32 étant constitué d’une portion arrondie 320. La troisième section 13, dite de transition, est intercalée entre la première section 11 et la deuxième section 12. Ladite troisième section 13 comprend un ensemble de troisièmes parois planes 23, reliées deux à deux par des troisièmes sommets 33 pour former des ondulations, lesdits troisièmes sommets 33 étant configurés pour passer de la forme du premier sommet 31, comprenant la première portion plane 310, à la forme du deuxième sommet 32, constitué de la portion arrondie 320. Les ondulations des intercalaires 10 sont comprises entre un premier plan P1 et un deuxième plan P2. Chacune des premières portions planes 310 s’étend le long de l’un des premier ou deuxième plan P1, P2. Chacune des portions arrondies 320 comprend une crête 321, chacune des crêtes 321 s’étend le long de l’un des premier ou deuxième plan P1, P2. Selon le mode de réalisation illustré, notamment, FIG. 4 , le passage de la forme du premier sommet 31, comprenant la première portion plane 310, à la forme du deuxième sommet 32, constitué de la portion arrondie 320, des troisièmes sommets 33 se fait de façon continue. En d’autres termes, la forme du troisième sommet 33 passe progressivement de la forme du premier sommet 31, comprenant la première portion plane 310, à la forme du deuxième sommet 32, constitué de la portion arrondie 320. Comme représenté FIG. 4 , chacun des troisièmes sommets 330 comprend une deuxième portion plane 330, s’étendant depuis la première portion plane 310 du premier sommet 31 en direction de la portion arrondie 320 du deuxième sommet 32. Comme illustré FIG. 4 , chacune des deuxièmes portions planes 330 présente une forme de triangle. Un premier côté dudit triangle est situé à la jonction entre la première section 11 et la troisième section 13. Ledit premier côté épouse la forme de la première portion plane 310. Une première pointe dudit triangle est située à la jonction entre la deuxième section 12 et la troisième section 13. Ladite première pointe est positionnée dans le prolongement de la crête 321 du deuxième sommet 32. Chacune des deuxièmes portions planes 330 s’étend le long de l’un des premier ou deuxième plan P1, P2. Selon un variante de réalisation de l’invention, non illustrée, le passage de la forme du premier sommet 31, comprenant la première portion plane 310, à la forme du deuxième sommet 32, constitué de la portion arrondie 320, des troisièmes sommets 33 se fait de façon discontinue. En d’autres termes, la forme du troisième sommet 33 passe, par paliers, de la forme du premier sommet 31, comprenant la première portion plane 310, à la forme du deuxième sommet 32, constitué de la portion arrondie 320. La première section 11 forme des ondulations sensiblement en créneau. Des ondulations en créneau permettent de limiter les pertes de charges générées par les intercalaires 10 tout en limitant l’impact sur les échanges thermiques. La première section 11 en créneau offre une meilleure résistance aux contraintes mécaniques et thermiques. Chacun des premier, deuxième et troisième sommets 31, 32, 33 s’étend suivant une direction X, dite direction d’allongement des intercalaires 10. La direction X est perpendiculaire à la direction des oscillations Y. Les première, troisième et deuxième sections 11, 13, 12 se succèdent le long de la direction d'allongement des intercalaires 10. La troisième section 13 est en contact avec la première section 11 et avec la deuxième section 12. Selon le mode de réalisation présenté figures 2, 4 et 5, l’intercalaire ondulé est monobloc. Un intercalaire 10 monobloc permet de limiter les coûts du procédé de fabrication. En effet, du point de vue du procédé de fabrication, un intercalaire 10 monobloc implique une seule opération d’assemblage, et donc un gain en temps comparé au montage de plusieurs sections isolées. Comme représenté FIG. 3 , selon un mode de réalisation particulier, les premières parois planes 21 sont parallèles entre elles, en particulier les premières parois planes 21 sont perpendiculaires aux premières portions planes 310. Chacune des portions planes 310 est reliée aux parois planes par des plis 311. De la même façon, comme représenté FIG. 3 , selon un mode de réalisation particulier, les deuxièmes parois planes 22 sont parallèles entre elles. Comme représenté, en particulier FIG. 2 , au moins l’une des première et/ou deuxième et/ou troisième parois planes 21, 22, 23 comprend une pluralité de persiennes 40, lesdites persiennes 40 étant réalisées par découpe et formage de ladite première et/ou deuxième et/ou troisième paroi 21, 22, 23. En particulier, selon le mode de réalisation représenté FIG. 2 , les deuxièmes parois 22 comprennent une pluralité de persiennes 40. Les persiennes 40 génèrent de la turbulence et améliorent les transferts thermiques. La première section 11 s’étend, selon la direction X d’allongement de l’intercalaire 10, sur une longueur inférieure à 10 mm, notamment inférieure à 5 mm. Comme représenté en coupe, FIG. 5 , chacun de intercalaires ondulés 10 est disposés dans les tubes 2 du faisceau et fixés aux tubes 2 par leurs premiers, deuxièmes et troisièmes sommets respectifs 31, 32, 33. Selon un mode de réalisation particulier, les intercalaires ondulés 10 sont fixés aux tubes 2 par brasage. Selon le mode de réalisation représenté FIG. 5 , la première section 11 de chacun des intercalaires 10 est positionnée à l’une des extrémités de chacun des tubes 2. Intercalaire ondulé (10) pour échangeur de chaleur (1), comprenant : - une première section (11), comprenant un ensemble de premières parois planes (21), reliées deux à deux par des premiers sommets (31) pour former des ondulations, chacun des premiers sommets (31) comprenant une première portion plane (310), - une deuxième section (12), comprenant un ensemble de deuxièmes parois planes (22), reliées deux à deux par des deuxièmes sommets (32) pour former des ondulations, chacun des deuxièmes sommets (32) étant constitué d’une portion arrondie (320), - une troisième section (13), dite de transition, intercalée entre la première section (11) et la deuxième section (12), ladite troisième section (13) comprenant un ensemble de troisièmes parois planes (23), reliées deux à deux par des troisièmes sommets (33) pour former des ondulations, lesdits troisièmes sommets (33) étant configurés pour passer de la forme du premier sommet (31), comprenant la première portion plane (310), à la forme du deuxième sommet (32), constitué de la portion arrondie (320). Intercalaire ondulé (10) selon la revendication précédente, dans lequel le passage de la forme du premier sommet (31), comprenant la première portion plane (310), à la forme du deuxième sommet (32), constitué de la portion arrondie (320), des troisièmes sommets (33) se fait de façon continue. Intercalaire ondulé (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’intercalaire ondulé (10) est monobloc. Intercalaire ondulé (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les premières parois planes (21) sont parallèles entre elles, en particulier les premières parois planes sont perpendiculaires aux premières portions planes (310). Intercalaire ondulé (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chacune des portions planes (310) est reliée aux parois planes par des plis (311). Intercalaire ondulé (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les deuxièmes parois planes (22) sont parallèles entre elles. Intercalaire ondulé (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins l’une des première et/ou deuxième et/ou troisième parois planes (21, 22, 23) comprend une pluralité de persiennes (40), lesdites persiennes (40) étant réalisées par découpe et formage de ladite première et/ou deuxième et/ou troisième paroi (21, 22, 23). Intercalaire ondulé (10), selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la première section (11) s’étend, selon une direction (X) d’allongement de l’intercalaire (10), sur une longueur inférieure à 10 mm, notamment inférieure à 5 mm. Échangeur de chaleur (1) comprenant un faisceau de tubes (2) parallèles et comprenant une multiplicité d’intercalaires ondulés (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, lesdits intercalaires ondulés (10) étant disposés dans les tubes (2) du faisceau et fixés aux tubes (2) par leurs premiers, deuxièmes et troisièmes sommets respectifs (31, 32, 33). Echangeur de chaleur (1) selon la revendication précédente, dans lequel la première section (11) de chacun des intercalaires (10) est positionnée à l’une des extrémités de chacun des tubes (2).