FR2545594A1

FR2545594A1 - Heat exchanger

Info

Publication number: FR2545594A1
Application number: FR8307526A
Authority: FR
Inventors: Jean Emile Amedee Redele
Original assignee: SCOMA ENERGIE
Current assignee: SCOMA ENERGIE
Priority date: 1983-05-05
Filing date: 1983-05-05
Publication date: 1984-11-09

Abstract

The heat exchanger comprises a body 40 of exchange surfaces, which is formed by an aluminium profiled member delimiting parallel channels 41, 42 for the passage of the fluids. The number, shape and geometry of the cross-section of the channels are not limited. Perforations in the walls, or in end plates make it possible to obtain all flow combinations. The length of the profiled member may be selected in order to have the exchange surface required for a specific application. The heat exchanger is simple, solid, inexpensive and easy to use.

Description

La présente invention concerne un échangeur de chaleur.The present invention relates to a heat exchanger.

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.The structures of the exchangers are generally quite complex, and delicate to manufacture. They have many tubes. They are expensive to manufacture, are fragile, and adaptation to a specific application is not easy.

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.The subject of the present invention is a heat exchanger of simple structure, particularly resistant which can be easily mass produced and of high efficiency.

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.According to the present invention, the surfaces of a heat exchanger comprise an aluminum profile, the section of which delimits at least two parallel channels separated by a common wall.

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.Other characteristics of the invention will appear during the description which follows, given by way of nonlimiting example with reference to the attached drawings, and which will make it clear how the invention can be implemented.

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.In the drawings, - Figure 1 is a sectional view of an exchanger according to the in
vention - Figure 2 is a sectional view along line AOB of the
figure 1 ; - Figures 3 and 4 are partial sections in planes
along the lines OC and OD of Figure 2 - Figure 5 is a sectional view of a variant; and - Figures 6 and 7 are sectional views of two other
variants.

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.The exchanger shown in section in FIGS. 1 to 4 comprises a body of exchange surfaces formed by an aluminum profile 10 defining a central channel 11 surrounded by eight external channels a, b, c, d, e, f, g , h. The central channel 11 is delimited by a tubular wall 12 which separates it from the channels ah, and these are delimited towards the outside by a tubular wall 13. The channels ah are separated from each other in pairs by partitions 21 -28. The overall configuration is similar to that of FIG. 4 in which the profile shown has twelve external channels instead of eight.

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.The exchange body 10 further comprises ribs 15 projecting into the central channel in order to increase the exchange surface. The ribs 15, the partitions 21-28 as well as the two surfaces of the tubular wall 12 are grooved, striated, knurled or provided with reliefs in order also to increase the contact surface with the fluids conveyed in the channels. Such an aluminum profile is simple to manufacture. Aluminum is a good conductor of heat, especially aluminum for spinning, and allows easy transport of 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.Can be passed through the channel 11 and the channels a-h different fluids, at least two, between which must be carried out heat exchanges. The profile is cut to a certain length, the cuts preferably being perpendicular to the axis and the exchanger is completed by two flanges applied against the ends. The communications between the channels, between them and with the outside can be ensured by appropriate cutouts of the flanges, and if necessary, for the channels adjacent to the outer wall 13, by openings 14 (FIG. 4) formed in this wall. near the ends. These openings can be connected to other openings, or be connected to pipes suitable for fluids.

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.Figure 2, which is a section along the AOB surface (two radial half planes) shows an example of connections. The left end of the profile 10 is closed by a flange 17, which can be formed of two metal plates 18, 19 which can be fixed in any suitable way (screws, tie rods, welds, etc.). Opposite channel c, the two plates 18, 19 each have an orifice 30, 31 aligned. Communication is thus ensured between channel c and the outside.

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.In line with the partition 21, between the channels -a and b, the plate 18 has an orifice 33, while the plate 19 has no orifice. Port 33 establishes co-immunization between channels a and b. A fluid can thus pass through the channel a in one direction, pass through the channel b through the orifice 33 and pass through the channel b in the other direction. In the center, the two plates 18, 19 each have an orifice 35, -36 which are aligned with the central channel 11. It is of course possible to design a flange formed from a single plate, with appropriate cavities, passing through or not crossing the plate according to the communications to be established.

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.In another variant (Figure 3), one can also provide a communication between the central channel 11 and one or more channels ah by making perforations 37 through the wall 12 in the vicinity of one or both ends of the profile, before d '' attach the flanges.

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.Appropriate seals can be placed between the plates 18 and 19 and between the plate 18 and the profile 10. With a suitable choice of holes in the plates constituting the flanges, any desired circulation can be organized inside the exchanger. The length of the exchanger can be determined according to the desired exchange surface. It is simple to cut the necessary length of profile.

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.Figure 5 shows in section a heat exchanger body 30 consisting of two parts: an inner part 31 engaged in an outer tube 32 forming the second part. There are therefore two profiles instead of one. The profiles are simpler, one being a tube which can be standard.

On voit qu'un des profilés 31 délimite des canaux qui-sont ouverts, en l'absence du tube extérieur 32.It can be seen that one of the sections 31 delimits channels which are open, in the absence of the outer tube 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.Figures 6 and 7 show in section two sections 40, 50 which show that the number, shape and geometry of the sections of the channels are not limited. The presence of a central channel 41, 51 is not limiting, and there may be several layers of external channels 42, 52 arranged concentrically, although to simplify the drawings only one is shown. In the case of profile 50, some channels could be open to the outside, and closable by a simple plate. This can be useful if one wishes to provide perforations in the partitions for a particular organization of circulation in the exchanger.

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.Such an exchanger can be used in particular to implement the process described in French patent No. 83 02821 of February 22, 1983 in the name of SCOmE ENERGIE concerning the heating of diesel in diesel engines.

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. It goes without saying that the embodiments described are only examples and that it would be possible to modify them in particular by substitution of technical equivalents, without departing from the scope of the invention.

Claims

1. Heat exchanger, characterized in that it comprises a body of exchange surfaces constituted by an aluminum profile (10), the section of which delimits at least two channels (11, ah) separated by a common wall (12, 21 -28).

2. Exchanger according to claim 1, characterized in that ribs t15) are formed on at least one wall of the profile.

3. Exchanger according to one of claims 1 or 2, characterized in that the surface of the walls (12, 21-28) and the ribs (15) is grooved, striated, or provided with reliefs to increase the surface of contact with the fluids .

4. Exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a central channel (11, 41, 51) and channels (a-h, 42, 52) arranged around the central channel.

5. Exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises at least one opening (14) through the outer wall (13), between a peripheral channel (g) and the outside.

6. Exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises at least one opening (37) between a central channel (11) and a peripheral channel (e).

7. Exchanger according to one of the preceding claims, carat 'risé in that the profile (10) is closed at its two ends by flanges (17) having orifices (30, 31) facing certain channels (c).

8. Exchanger according to claims 1 to 6, characterized in that the profile (10) is closed at its two ends by flanges (17) having cavities (30) in communication with two adjacent channels (a, b).