EP0289424A1 - Echangeur de chaleur pour fluides liquides - Google Patents

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EP0289424A1 EP88401038A EP88401038A EP0289424A1 EP 0289424 A1 EP0289424 A1 EP 0289424A1 EP 88401038 A EP88401038 A EP 88401038A EP 88401038 A EP88401038 A EP 88401038A EP 0289424 A1 EP0289424 A1 EP 0289424A1
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    • F28F2250/10—Particular pattern of flow of the heat exchange media
    • F28F2250/104—Particular pattern of flow of the heat exchange media with parallel flow

Definitions

  • the present invention relates to heat exchangers for two liquid fluids, in particular oil / water exchangers which are used in industry and very particularly in the automotive industry.
  • exchangers comprising a housing in which a first fluid circulates and in which are arranged flat conduits communicating with holes of two sockets in which are inserted hollow bolts whose bore communicates by holes with holes in the socket when said hollow bolts are themselves screwed, for example into the block of an engine.
  • the invention by its implementation, eliminates the hollow distributor bolts while ensuring the exchangers an equivalent level of quality and similar performance.
  • the heat exchanger for two liquid fluids in which a first fluid is caused to circulate in conduits produced by sets of half-blades assembled and providing spaces between them, said sets of half-blades being contained in a housing into which open ends for the supply, respectively the discharge, of a second fluid circulating in the spaces separating the sets of half-blades whose conduits are traversed by the first fluid supplied by distributor tubes is characterized in that distributor tubes are introduced into openings of elementary collecting chambers formed by the sets of half-blades to which said tubes are brazed, as well as to the casing and to a cover thereof which carries outwardly bushes for the passage of fixing bolts, the tightening of which compresses flexible joints tightened by the tubes forming a spacer between the bottom of the envelope and its cover.
  • the single figure is a sectional elevation of a heat exchanger produced in accordance with the invention.
  • the exchanger illustrated in the drawing is of the type with two liquid fluids, for example of the oil / water type.
  • One of the circulation circuits for example the oil circuit, is constituted by the assembly of sets of complementary half-blades 1, 2 delimiting between them a conduit 3 and, at each of their two ends, a collecting chamber elementary 4.
  • the conduits 3 are advantageously provided internally with disturbers 5 and dissipators 6 are arranged between the sets of successive blades. As illustrated in the drawing, the walls of the elementary collecting chambers of the various sets of blades are in mutual contact.
  • the sets of blades described above are stacked inside an envelope 7 in which a cover 8 is fitted.
  • the drawing shows that the wall of the blades, in their part which constitutes the elementary collecting chambers 4, has openings 9 whose shape is, for example, circular and whose diameter corresponds to that of a spacer tube 10 which is engaged in said openings as well as in a lumen 11 formed in the wall of the envelope 7 preferably in the bottom of a stamped 12 of this envelope.
  • End pieces 13, 14 are, moreover, engaged in the wall of the envelope 7 for the admission, respectively the evacuation, of a liquid fluid having to circulate outside the sets of half-blades described above. which are stacked between the bottom of the envelope 7 and the cover 8.
  • brazable metal for example aluminum or an alloy of this metal, and all the parts are brazed together in a known manner.
  • the spacer tubes 10 have, in their wall, a slot 15 for placing the interior of these tubes in communication with each of the elementary collecting chambers 4.
  • the stamped 12 of the bottom of the casing 7 is used for the establishment of a metal washer 16 provided to bear against a flexible seal 16a placed in a corresponding housing of the engine block by slightly projecting from said engine block.
  • the spacer tube 10 thus passes through the washer 16 and the gasket 16a which encloses the bottom of the spacer tube 10, the upper part of which preferably projects from the cover 8.
  • the casing 7 is further provided on its sides with sockets 17 for the passage of assembly bolts 18 intended to be screwed, for example in an engine block 19 having conduits 20 facing the spacer tubes 10.
  • the implementation of the exchanger is ensured by simply screwing the bolts 18 passed through the sockets 17 which has the effect of compressing the seals 16a on the engine block 19 in providing a seal correct.
  • the washer 16 makes it possible to resist pressure from the seal 16a and participates in sealing.
  • the oil circulated by a pump in the engine enters through one of the spacer tubes 10, is distributed through the slot 15 in the various elementary collecting chambers 4, runs through the conduits 3 of the sets of complementary blades 1, 2 and is brought back by the second elementary collecting chambers 4 to the slot 15 of the second spacer tube 10 to return to the interior of the engine block 19.
  • the spacer tubes 10 not only ensure the distribution of one of the liquid fluids - in particular the oil -, but also prevent the stacks of half-blades and dissipators from being deformed before brazing of the whole exchanger when it is maintained in a mounting and, moreover, this spacer function is ensured during the soldering itself.
  • the spacer tubes 10 also allow, by their presence, that sufficient pressure can be exerted on the deformable seal 16 without mechanical stresses being applied to the sets of half-blades.

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Abstract

Les tubes distributeurs sont introduits dans les ouvertures (9) de chambres collectrices élémentaires (4) que forment des jeux de demi-lames complémentaires (1, 2) auxquelles lesdits tubes sont brasés ainsi qu'à l'envelop­pe (7) et à un couvercle (8) de celle-ci qui porte exté­rieurement des douilles (17) pour le passage de boulons de fixation (18) dont le serrage fait comprimer les joints souples (16a) serrés par les tubes (10) formant entretoise entre le fond de l'enveloppe (7) et son couvercle (8).

Description

  • La présente invention concerne les échangeurs de chaleur pour deux fluides liquides, notamment les échan­geurs huile/eau qui sont utilisés dans l'industrie et tout particulièrement dans l'industrie automobile.
  • On connaît des échangeurs comportant un boîtier dans lequel circule un premier fluide et dans lequel sont disposés des conduits plats communiquant avec des trous de deux douilles dans lesquels sont insérés des boulons creux dont l'alésage communique par des lumières avec des trous de la douille lorsque lesdits boulons creux sont eux-mêmes vissés, par exemple dans le bloc d'un moteur.
  • Les échangeurs décrits brièvement ci-dessus donnent satisfaction mais leur prix est élevé, particu­lièrement en ce qui concerne la réalisation des boulons creux formant distributeurs car ces derniers nécessitent des opérations successives de décolletage et de perçage.
  • L'invention, par sa mise en oeuvre, permet de supprimer les boulons creux distributeurs tout en assu­rant aux échangeurs un niveau de qualité équivalent et des performances analogues.
  • Conformément à l'invention, l'échangeur de chaleur pour deux fluides liquides dans lequel un premier fluide est amené à circuler dans des conduits réalisés par des jeux de demi-lames assemblés et ménageant entre eux des espaces, lesdits jeux de demi-lames étant conte­nus dans un boîtier dans lequel débouchent des embouts pour l'amenée, respectivement l'évacuation, d'un second fluide circulant dans les espaces séparant les jeux de demi-lames dont les conduits sont parcourus par le premier fluide amené par des tubes distributeurs est caractérisé en ce que des tubes distributeurs sont introduits dans des ouvertures de chambres collectrices élémentaires que forment les jeux de demi-lames auxquel­les lesdits tubes sont brasés ainsi qu'à l'enveloppe et à un couvercle de celle-ci qui porte extérieurement des douilles pour le passage des boulons de fixation dont le serrage fait comprimer des joints souples serrés par les tubes formant entretoise entre le fond de l'enveloppe et son couvercle.
  • Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit.
  • Une forme de réalisation de l'objet de l'in­vention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, au dessin annexé.
  • La figure unique est une coupe-élévation d'un échangeur de chaleur réalisé conformément à l'invention.
  • L'échangeur illustré au dessin est du type à deux fluides liquides, par exemple du type huile/eau.
  • L'un des circuits de circulation, par exemple le circuit d'huile, est constitué par l'assemblage de jeux de demi-lames complémentaires 1, 2 délimitant entre elles un conduit 3 et, à chacune de leurs deux extrémités, une chambre collectrice élémentaire 4.
  • Les conduits 3 sont avantageusement munis intérieurement de perturbateurs 5 et des dissipateurs 6 sont disposés entre les jeux de lames successifs. Comme illustré au dessin, les parois des chambres collectrices élémentaires des différents jeux de lames sont en contact mutuel.
  • Les jeux de lames décrits ci-dessus sont empilés à l'intérieur d'une enveloppe 7 dans laquelle est emboîté un couvercle 8.
  • Le dessin montre que la paroi des lames, dans leur partie qui constitue les chambres collectrices élémentaires 4, présente des ouvertures 9 dont la forme est, par exemple, circulaire et dont le diamètre corres­pond à celui d'un tube entretoise 10 qui est engagé dans lesdites ouvertures ainsi que dans une lumière 11 formée dans la paroi de l'enveloppe 7 de préférence dans le fond d'un embouti 12 de cette enveloppe.
  • Des embouts 13, 14 sont, en outre, engagés dans la paroi de l'enveloppe 7 pour l'admission, respective­ment l'évacuation, d'un fluide liquide devant circuler à l'extérieur des jeux de demi-lames décrits ci-dessus qui sont empilés entre le fond de l'enveloppe 7 et le couver­cle 8.
  • L'ensemble des pièces décrit dans ce qui précède est réalisé en métal brasable, par exemple en aluminium ou alliage de ce métal, et toutes les pièces sont brasées ensemble d'une manière connue.
  • Ainsi que l'illustre le dessin, les tubes entretoises 10 présentent, dans leur paroi, une fente 15 pour mettre en communication l'intérieur de ces tubes avec chacune des chambres collectrices élémentaires 4.
  • Par ailleurs, l'embouti 12 du fond de l'en­veloppe 7 sert à la mise en place d'une rondelle métal­lique 16 prévue pour porter contre un joint souple 16a placé dans un logement correspondant du bloc de moteur en faisant légèrement saillie par rapport audit bloc de moteur.
  • Le tube entretoise 10 traverse ainsi la rondelle 16 et le joint 16a qui enserre le bas du tube entretoise 10 dont la partie supérieure fait de préférence saillie par rapport au couvercle 8. L'enveloppe 7 est en outre munie sur ses côtés de douilles 17 pour le passage de boulons d'assemblage 18 destinés à être vissés, par exemple dans un bloc de moteur 19 présentant des conduits 20 en regard des tubes entretoises 10.
  • Comme cela ressort de ce qui précède, la mise en place de l'échangeur est assurée par simple vissage des boulons 18 passés dans les douilles 17 ce qui a pour effet de comprimer les joints 16a sur le bloc de moteur 19 en assurant une étanchéité correcte. La rondelle 16 permet de résister à une pression du joint 16a et parti­cipe à l'étanchéité.
  • L'huile mise en circulation par une pompe dans le moteur entre par l'un des tubes entretoises 10, est distribuée par la fente 15 dans les différentes chambres collectrices élémentaires 4, parcourt les conduits 3 des jeux de lames complémentaires 1, 2 et est ramenée par les secondes chambres collectrices élémentaires 4 à la fente 15 du second tube entretoise 10 pour revenir à l'in­térieur du bloc de moteur 19.
  • Comme cela ressort de ce qui précède, les tubes entretoises 10, non seulement assurent la répartition de l'un des fluides liquides - notamment l'huile -, mais encore empêchent que les empilages de demi-lames et des dissipateurs soient déformés avant le brasage de l'en­semble de l'échangeur lorsqu'il est maintenu dans un montage et, en outre, cette fonction d'entretoise est assurée pendant le brasage même.
  • Les tubes entretoise 10 permettent aussi, par leur présence, qu'une pression suffisante puisse être exercée sur le joint déformable 16 sans que des contrain­tes mécaniques soient appliquées aux jeux de demi-lames.
  • L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation représenté et décrit en détail car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre.

Claims (6)

1 - Echangeur de chaleur pour deux fluides liquides dans lequel un premier fluide est amené à circu­ler dans des conduits réalisés par des jeux de demi-lames assemblés et ménageant entre eux des espaces, lesdits jeux de demi-lames étant contenus dans un boîtier dans lequel débouchent des embouts pour l'amenée, respective­ment l'évacuation, d'un second fluide circulant dans les espaces séparant les jeux de demi-lames dont les conduits sont parcourus par le premier fluide amené par des tubes distributeurs, caractérisé en ce que les tubes distribu­teurs sont introduits dans les ouvertures (9) de chambres collectrices élémentaires (4) que forment des jeux de demi-lames complémentaires (1, 2) auxquelles lesdits tubes sont brasés ainsi qu'à l'enveloppe (7) et à un couvercle (8) de celle-ci qui porte extérieurement des douilles (17) pour le passage de boulons de fixation (18) dont le serrage fait comprimer les joints souples (16a) serrés par les tubes (10) formant entretoise entre le fond de l'enveloppe (7) et son couvercle (8).
2 - Echangeur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les tubes (10) formant entretoise présentent une fente (15) mettant en communication les différentes chambres collectrices élémentaires des jeux de demi-lames complémentaires (1, 2).
3 - Echangeur suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, de façon connue en soi, des dissipateurs (6) sont disposés entre les jeux de demi-­lames complémentaires (1, 2).
4 - Echangeur suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, de façon connue en soi, des perturbateurs (5) sont disposés dans les conduits (3) délimités par les demi-lames complémentaires (1, 2).
5 - Echangeur suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'enveloppe (7) présente des emboutis pour le centrage de rondelles métalliques (16) maintenues contre les joints (16a).
6 - Echangeur suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les tubes entretoises (10) font saillie du couvercle (8) et s'étendent au moins jusqu'à la partie inférieure du joint (16a).
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