EP0617249A2 - Echangeur de chaleur - Google Patents

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Publication number
EP0617249A2
EP0617249A2 EP94400628A EP94400628A EP0617249A2 EP 0617249 A2 EP0617249 A2 EP 0617249A2 EP 94400628 A EP94400628 A EP 94400628A EP 94400628 A EP94400628 A EP 94400628A EP 0617249 A2 EP0617249 A2 EP 0617249A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heat exchanger
tank
exchanger tubes
tubes
end tank
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP94400628A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0617249A3 (fr
Inventor
James Howard Buckley Jr.
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Climate Control Corp
Original Assignee
Valeo Climate Control Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Climate Control Corp filed Critical Valeo Climate Control Corp
Publication of EP0617249A2 publication Critical patent/EP0617249A2/fr
Publication of EP0617249A3 publication Critical patent/EP0617249A3/fr
Ceased legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/04—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates
    • F28F9/06—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by dismountable joints
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/06—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits having a single U-bend
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/24—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely
    • F28F1/32—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely the means having portions engaging further tubular elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/001—Casings in the form of plate-like arrangements; Frames enclosing a heat exchange core
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/0202—Header boxes having their inner space divided by partitions
    • F28F9/0204—Header boxes having their inner space divided by partitions for elongated header box, e.g. with transversal and longitudinal partitions
    • F28F9/0214—Header boxes having their inner space divided by partitions for elongated header box, e.g. with transversal and longitudinal partitions having only longitudinal partitions
    • F28F9/0217—Header boxes having their inner space divided by partitions for elongated header box, e.g. with transversal and longitudinal partitions having only longitudinal partitions the partitions being separate elements attached to header boxes

Definitions

  • the present invention relates to a heat exchanger of the fin tube type for use, in particular but not exclusively, as an evaporator in an automotive air conditioning system.
  • the heat exchanger tubes are connected, via inlet and outlet manifolds comprising a plurality of tubular connections, to an inlet or outlet for coolant or are connected to U-bends, one or more passages flows for the coolant being defined between inlet and outlet.
  • the heat exchanger tubes can be connected to a connection tank or to an end tank which is provided with an inlet and an outlet for connection to the cooling circuit, and which is internally divided so as to define with the heat exchanger tubes the passage or the circulatory passages of the fluid between a fluid inlet and outlet.
  • the heat exchanger tubes are connected to the end tank by projecting tubular ends provided on the end tank and which are received in end portions of the heat exchanger tubes, an adhesive, or any other curable synthetic material. , being used to seal the connection.
  • a heat exchanger of this type is known by British Patent No. 1601429.
  • a disadvantage of a welded or brazed joint, or of a joint using an adhesive or curable material, is that such joints are liable to leak. Such seals can also be reduced internally or plugged when sealing material enters the tube. When using welding, there are obvious safety risks associated with this technique. The manufacture of these seals is also relatively expensive.
  • the object of the present invention is to provide a heat exchanger whose connections between the end tank and the heat exchanger tubes overcome the above-mentioned difficulties and can be formed easily and efficiently.
  • a heat exchanger comprising: an end reservoir defining in this apparatus a fluid inlet through which, in operation, fluid enters the heat exchanger, and a fluid outlet through which, in operation, fluid exits from the heat exchanger; a plurality of heat exchanger tubes having end portions through which the heat exchanger tubes are connected to said tank end; a plurality of heat exchanger fins connected to the heat exchanger tubes; a plurality of nozzles provided on said end tank defining passages in said end tank, said tips receiving or being received by end portions of respective heat exchanger tubes, to form the connection between said tank end and said heat exchanger tubes; wherein O-rings are provided between said end portions of the heat exchanger tubes and said end pieces to provide a seal between the two, and wherein annular grooves are formed in said end portions of the exchanger tubes or in said ends, grooves in which said O-rings are placed.
  • the above arrangement provides a particularly effective fluid tight connection between the end tank and the heat exchanger tubes, and which is free of solder or adhesive. Another advantage is that the seals can be separated to allow internal cleaning, then reassembled. During assembly, the O-rings are compressed to ensure an effective fluid-tight seal.
  • the tips protrude outward from the end reservoir, and are formed with said annular grooves on the outside.
  • the end portions of the heat exchanger tubes are preferably flared to receive the end pieces.
  • the tips can, as a variant, protrude towards the inside of the end reservoir, the annular grooves being formed inside the tips.
  • said end pieces or end portions heat exchanger tubes which are received in said end portions of the heat exchanger tubes or end fittings are provided with two axially spaced annular grooves in which the respective O-rings are placed, thereby increasing the effectiveness of the seal .
  • the end tank may be a plastic end tank having molded aluminum tips and then fitted thereon.
  • a housing can be provided to slide the assembly consisting of the end tank, heat exchanger tubes, fins and end plate.
  • the housing may include a frame type housing having a base and opposite end faces which engage the end reservoir and the end plate respectively.
  • one or more fixing belts can be provided, extending around the assembly as a whole.
  • the end plate can be arranged so as to support the heat exchanger tubes near the end tank, the connection between the end plate and the end tank being formed by crimping.
  • Figure 1 illustrates a view simplified exploded view of a heat exchanger according to the present invention.
  • the heat exchanger 2 essentially comprises a coil block assembly 4 connected to an end reservoir 6.
  • the coil block assembly 4 comprises a plurality of heat exchanger tubes 8, each in the form of a hairpin, the ends 10 of which are visible in FIG. 1, and one of which is illustrated in the state withdrawn in FIG. 1.
  • a plurality of aluminum heat exchanger fins 12, of conventional shape, are connected to the heat exchanger tubes 8.
  • the heat exchanger tubes are preferably aluminum tubes which are widened by expansion through openings in the fins, to form a hard friction fit in the openings in the fins.
  • An end plate 14, preferably also made of aluminum, is provided on the side of the coil block assembly 4 opposite the end tank 6, in order to support the heat exchanger tubes 8.
  • the end tank 6 is an injection molded plastic tank having a tubular fluid inlet 16 and a fluid outlet 18. In operation, the end tank 6 is connected by an expansion valve 22 to a fluid circuit cooling.
  • the end tank 6 comprises a plurality of internal partitions 24 defining therein a plurality of compartments 26, as can be seen in FIGS. 3 and 4. Passages leading into the compartments 26 of the end tank are defined by openings 27 in one face of the end tank which is provided with tubular end pieces 28 projecting towards the outside.
  • the end pieces 28 are preferably formed of short tubular sections of aluminum or copper, which are machined then molded and attached to the end tank 6, although the end pieces 28 may be made of plastic, individually molded with the end tank 6.
  • the end reservoir 6 is preferably formed according to a "lost core” method, in which a polymer is injected into a mold which has been previously charged with an injection molded core, of low melting metal, which is subsequently melted to give the hollow end tank. This method is particularly suitable for obtaining the relatively complex shape of the interior of the tank.
  • the heat exchanger tubes 8 are provided with flared or "bell-shaped" end portions 10, dimensioned to receive the end pieces 28, as can best be seen in FIG. 5.
  • the end pieces 28 are each formed with a pair of annular grooves 29 axially spaced on their external surface, grooves in which the respective O-rings 30 are placed.
  • the connection between the heat exchanger tubes 8 and the respective end pieces 28 is a greasy fit, the O-rings being compressed in the grooves 29, to thereby form an effective fluid tight seal.
  • end pieces 28 could equally well be dimensioned to receive the end portions 10 of the heat exchanger tubes 8.
  • the end pieces could be designed so as to extend towards the inside of the end tank, the end portions of the heat exchanger tubes being dimensioned to be received in the end pieces, as illustrated in FIG. 7.
  • an end portion 10 ′ a heat exchanger tube 8 ' is received in the end piece 28' projecting inwards.
  • these could be formed on the end portions of the heat exchanger tubes inside these where they receive the tips, or outside when these are received by the tips.
  • the housing comprises a sliding support 32 of frame type comprising a base 34 and end portions' 36, 38 which come into engagement with the end reservoir 6 and the end plate 14 for prevent the heat exchanger tubes 8 from detaching from the end reservoir 6, and an opening 40 through which the heat exchanger is introduced into the support 32.
  • a cover plate 42 of the housing is provided to close the opening 40, and has a tongue 44 for engaging with a groove 46 provided in the support 32.
  • FIG. 6 also illustrates the support as positioned between a housing 48 for a conventional air blower and a housing 50 for supplying air.
  • circumferential tension belts 48 for example made of steel or nylon, can be fixed around the heat exchanger in order to ensure the axial support.
  • the belts 48 are fixed on the end tank at the fixing points 50, and extend around the fins / heat exchanger tubes and the end plate 14 ', while being placed in slots 52 in flanged backs end of the end plate 14 '.
  • an end plate 52 is provided at near the end tank 6, provided with a crenellated edge.
  • the end tank 6 is in this case provided with a raised flange 54 molded in the end tank, the end tank 6 and the heat exchanger assembly being fixed to each other by crimping, as this can best be seen in detail in Figure 9 (b).
  • the heat exchanger just described has the advantages that avoiding welding, or using an adhesive or other curable material results in a more efficient fluid tight connection, in which problems of leakage are reduced and problems of internal obstruction of the passages are avoided.
  • the fact that there is no additional sealing material also facilitates the automation of the mounting process.
  • the connections can also be separated, the end tank 6 being removed from the heat exchanger tubes 8, in order to allow internal cleaning of the tubes and of the tank, while allowing subsequent reassembly.
  • a plastic end tank 6 makes it possible to provide an end tank of narrower section than the conventional arrangement present using a mounting of manifolds and U-bends, allowing better use of space. occupied by the heat exchanger to provide heat exchange surfaces, thereby increasing the efficiency of the heat exchanger.
  • the heat exchanger is placed in the air duct between the air blower housing and the air supply housing by engagement with positioning tabs in the duct.
  • the use of a cassette type housing facilitates the insertion of the heat exchanger, and furthermore eliminates the need to have a sealing material around the heat exchanger, which is generally used to ensure that the entire air flow passes through the heat exchanger.

Abstract

Un échangeur de chaleur (2) comprend un réservoir d'extrémité (6) définissant dans cet appareil une entrée de fluide (16) par laquelle, en fonctionnement, du fluide entre dans l'échangeur de chaleur, et une sortie de fluide (20) par laquelle, en fonctionnement, du fluide sort de l'échangeur de chaleur (2), une pluralité de tubes échangeurs de chaleur (8) ayant des portions d'extrémité (10) par lesquelles les tubes échangeurs de chaleur sont raccordés audit réservoir d'extrémité (6), une pluralité d'ailettes échangeuses de chaleur (12) raccordées aux tubes échangeurs de chaleur (8), une pluralité d'embouts (28) prévus sur ledit réservoir d'extrémité (6) s'étendant vers l'extérieur depuis celui-ci et définissant des passages dans ledit réservoir d'extrémité, lesdites portions d'extrémité (10) des tubes échangeurs de chaleur étant dimensionnées pour recevoir lesdits embouts (28), dans lequel les embouts (28) sont pourvus chacun de deux rainures annulaires (29) espacées axialement sur leur surface externe, un joint torique d'étanchéité (30) étant placé dans chaque rainure annulaire (29) pour assurer un joint étanche entre les tubes échangeurs de chaleur (8) et les embouts (28).

Description

    Domaine de l'invention
  • La présente invention se rapporte à un échangeur de chaleur du type à tubes-ailettes pour l'utilisation, en particulier mais pas exclusivement, en tant qu'évaporateur dans un système de climatisation automobile.
    • Art antérieur
  • De manière conventionnelle, un échangeur de chaleur du type à tubes-ailettes pour l'utilisation en tant qu'évaporateur ou condenseur comporte une pluralité de tubes échangeurs de chaleur en forme de U sur lesquels sont arrangées un grand nombre de fines ailettes métalliques. Les tubes échangeurs de chaleur sont raccordés, par l'intermédiaire de collecteurs d'entrée et de sortie comprenant une pluralité de connexions tubulaires, à une entrée ou une sortie de fluide de refroidissement ou sont raccordés à des coudes en U, un ou plusieurs passages circulatoires pour le liquide de refroidissement étant définis entre l'entrée et la sortie.
  • Au lieu de prévoir des collecteurs et des connexions en coudes en U séparés, les tubes échangeurs de chaleur peuvent être raccordés à un réservoir de raccordement ou à un réservoir d'extrémité qui est pourvu d'une entrée et d'une sortie pour la connexion au circuit de refroidissement, et qui est divisé intérieurement de manière à définir avec les tubes échangeurs de chaleur le passage ou les passages circulatoires du fluide entre une entrée et une sortie de fluide. Les tubes échangeurs de chaleur sont raccordés au réservoir d'extrémité par des embouts tubulaires en saillie prévus sur le réservoir d'extrémité et qui sont reçus dans des portions d'extrémité des tubes échangeurs de chaleur, un adhésif, ou tout autre matériau synthétique durcissable, étant utilisé pour sceller la connexion. Un échangeur de chaleur de ce type est connu par le brevet britannique n° 1601429. Durant le montage des retraits définis autour des connexions tubulaires en saillie sont pourvus du matériau durcissable, retraits dans lesquels sont insérées les extrémités des tubes échangeurs de chaleur. Un certain jeu est prévu entre les connexions tubulaires en saillie et les tubes échangeurs de chaleur pour permettre d'injecter du matériau durcissable entre les deux.
  • On sait également souder ou braser les extrémités des tubes échangeurs de chaleur aux embouts en saillie.
  • Un inconvénient d'un joint soudé ou brasé, ou d'un joint utilisant un matériau adhésif ou durcissable, est que de tels joints sont susceptibles de fuir. De tels joints peuvent également être réduits intérieurement ou bouchés lorsque du matériau d'étanchéité entre dans le tube. Lorsque l'on utilise la soudure, il existe des risques évidents en matière de sécurité associés à cette technique. La fabrication de ces joints est aussi relativement onéreuse.
    • Résumé de la présente invention
  • La présente invention a pour objet de proposer un échangeur de chaleur dont les connexions entre le réservoir d'extrémité et les tubes échangeurs de chaleur surmontent les difficultés susmentionnées et peuvent être formées facilement et efficacement.
  • Conformément à la présente invention, il est proposé un échangeur de chaleur comprenant:
       un réservoir d'extrémité définissant dans cet appareil une entrée de fluide par laquelle, en fonctionnement, du fluide entre dans l'échangeur de chaleur, et une sortie de fluide par laquelle, en fonctionnement, du fluide sort de l'échangeur de chaleur;
       une pluralité de tubes échangeurs de chaleur ayant des portions d'extrémité par lesquelles les tubes échangeurs de chaleur sont raccordés audit réservoir d'extrémité;
       une pluralité d'ailettes échangeuses de chaleur raccordées aux tubes échangeurs de chaleur;
       une pluralité d'embouts prévus sur ledit réservoir d'extrémité définissant des passages dans ledit réservoir d'extrémité, lesdits embouts recevant ou étant reçus par des portions d'extrémité de tubes échangeurs de chaleur respectifs, pour former la connexion entre ledit réservoir d'extrémité et lesdits tubes échangeurs de chaleur;
       dans lequel des joints toriques d'étanchéité sont prévus entre lesdites portions d'extrémité des tubes échangeurs de chaleur et lesdits embouts pour assurer un joint étanche entre les deux, et dans lequel des rainures annulaires sont formées dans lesdites portions d'extrémité des tubes échangeurs de chaleur ou dans lesdits embouts, rainures dans lesquelles sont placés lesdits joints toriques d'étanchéité.
  • L'arrangement ci-dessus assure une connexion étanche aux fluides particulièrement efficace entre le réservoir d'extrémité et les tubes échangeurs de chaleur, et qui est dépourvue de soudure ou d'adhésif. Un autre avantage est que les joints peuvent être désolidarisés pour permettre un nettoyage interne, puis réassemblés. Lors du montage, les joints toriques sont comprimés pour assurer un joint étanche aux fluides efficace.
  • Dans une forme de réalisation préférée, les embouts font saillie vers l'extérieur depuis le réservoir d'extrémité, et sont formés avec lesdites rainures annulaires à l'extérieur. Les portions d'extrémité des tubes échangeurs de chaleur sont de préférence évasées pour recevoir les embouts.
  • Les embouts peuvent, en variante, faire saillie vers l'intérieur du réservoir d'extrémité, les rainures annulaires étant formées à l'intérieur des embouts.
  • De préférence, lesdits embouts ou portions d'extrémité des tubes échangeurs de chaleur qui sont reçus dans lesdites portions d'extrémité des tubes échangeurs de chaleur ou embouts sont pourvus de deux rainures annulaires espacées axialement, dans lesquelles sont placés les joints toriques d'étanchéité respectifs, augmentant ainsi l'efficacité du joint étanche.
  • Le réservoir d'extrémité peut être un réservoir d'extrémité en plastique ayant des embouts en aluminium moulés puis rapportés sur celui-ci.
  • En l'absence de soudure ou d'autre matériau durcissable, il est souhaitable de fournir une autre forme de fixation des tubes échangeurs de chaleur sur le réservoir d'extrémité pour empêcher un détachement. Lorsqu'une plaque d'extrémité est prévue pour supporter les tubes échangeurs de chaleur à distance du réservoir d'extrémité, un logement peut être prévu pour recevoir par coulissement l'ensemble constitué du réservoir d'extrémité, des tubes échangeurs de chaleur, des ailettes et de la plaque d'extrémité. Le logement peut comprendre un logement de type cadre comportant une base et des faces d'extrémité opposées qui viennent en prise avec le réservoir d'extrémité et la plaque d'extrémité respectivement.
  • En variante, une ou plusieurs courroies de fixation peuvent être prévues, s'étendant autour du montage dans son ensemble.
  • En variante supplémentaire, la plaque d'extrémité peut être disposée de manière à supporter les tubes échangeurs de chaleur à proximité du réservoir d'extrémité, la connexion entre la plaque d'extrémité et le réservoir d'extrémité étant formée par sertissage.
    • Brève description des dessins
  • Des formes de réalisation de l'invention vont être décrites, à titre d'exemple uniquement, en référence aux dessins annexés, dans lesquels:
    • la figure 1 est une vue éclatée partiellement schématique d'un échangeur de chaleur selon l'invention;
    • la figure 2 est une vue éclatée d'une forme de réalisation d'un échangeur de chaleur selon l'invention;
    • la figure 3 est une vue en bout du réservoir d'extrémité tel qu'illustré à la figure 2;
    • la figure 4 est une vue en bout dans le sens de la flèche A de la figure 3, dans laquelle on peut voir la construction interne du réservoir d'extrémité;
    • les figures 5(a) et 5(b) sont des vues en section transversale partielle détaillées de la connexion d'un tube échangeur de chaleur au réservoir d'extrémité avant et après le montage;
    • les figures 6(a) et 6(b) illustrent un ensemble évaporateur ayant un logement pour recevoir l'échangeur de chaleur, avant et après l'insertion de l'échangeur de chaleur;
    • la figure 7 est une vue en section transversale détaillée d'une variante de connexion d'un tube au réservoir d'extrémité;
    • les figures 8(a) et (b) sont des vues éclatées et à l'état monté d'une autre forme de réalisation de l'invention, illustrant une variante de connexion d'un réservoir d'extrémité au montage-bloc à serpentin; et
    • les figures 9(a) et (b) sont des vues éclatées et à l'état monté d'une autre forme de réalisation de l'invention représentant encore une autre variante de connexion.
    Description de la forme de réalisation préférée
  • En se référant aux dessins, la figure 1 illustre une vue éclatée simplifiée d'un échangeur de chaleur selon la présente invention.
  • L'échangeur de chaleur 2 comprend essentiellement un montage-bloc à serpentin 4 raccordé à un réservoir d'extrémité 6. Le montage-bloc à serpentin 4 comprend une pluralité de tubes échangeurs de chaleur 8, chacun en forme d'épingle à cheveux, dont les extrémités 10 sont visibles à la figure 1, et dont l'une est illustrée à l'état retiré à la figure 1.
  • Une pluralité d'ailettes échangeuses de chaleur 12 en aluminium, de forme conventionnelle, sont raccordées aux tubes échangeurs de chaleur 8. Diverses méthodes de connexion peuvent être utilisées, mais les tubes échangeurs de chaleur sont de préférence des tubes en aluminium qui sont élargis par dudgeonnage à travers des ouvertures dans les ailettes, pour former un ajustage à frottement dur dans les ouvertures des ailettes. Une plaque d'extrémité 14, de préférence également en aluminium, est prévue du côté du montage-bloc à serpentin 4 opposé au réservoir d'extrémité 6, afin de supporter les tubes échangeurs de chaleur 8.
  • Le réservoir d'extrémité 6 est un réservoir en plastique moulé par injection ayant une entrée de fluide 16 tubulaire et une sortie de fluide 18. En fonctionnement, le réservoir d'extrémité 6 est raccordé par une soupape de détente 22 à un circuit pour fluide de refroidissement. Le réservoir d'extrémité 6 comprend une pluralité de cloisons internes 24 définissant dans celui-ci une pluralité de compartiments 26, comme on peut le voir aux figures 3 et 4. Des passages aboutissant dans les compartiments 26 du réservoir d'extrémité sont définis par des ouvertures 27 dans une face du réservoir d'extrémité qui est pourvue d'embouts tubulaires 28 se projetant vers l'extérieur. Les embouts 28 sont formés de préférence de sections tubulaires courtes en aluminium ou en cuivre, qui sont usinées puis moulées et rapportées sur le réservoir d'extrémité 6, bien que les embouts 28 puissent être en plastique, moulés individuellement avec le réservoir d'extrémité 6.
  • Le réservoir d'extrémité 6 est de préférence formé selon une méthode à "noyau perdu", dans laquelle un polymère est injecté dans un moule qui a été chargé au préalable avec un noyau moulé par injection, en métal à bas point de fusion, qui est fondu par la suite pour donner le réservoir d'extrémité creux. Cette méthode est particulièrement appropriée pour obtenir la forme relativement complexe de l'intérieur du réservoir.
  • Les tubes échangeurs de chaleur 8 sont pourvus de portions d'extrémité 10 évasées ou "en cloche", dimensionnées pour recevoir les embouts 28, comme on peut le voir au mieux à la figure 5. Les embouts 28 sont formés chacun avec une paire de rainures annulaires 29 espacées axialement sur leur surface externe, rainures dans lesquelles sont placés les joints toriques d'étanchéité 30 respectifs. La connexion entre les tubes échangeurs de chaleur 8 et les embouts respectifs 28 est un ajustage gras, les joints toriques étant comprimés dans les rainures 29, pour former de cette manière un joint étanche aux fluides efficace.
  • En variante de l'arrangement décrit ci-dessus, on notera que ces embouts 28 pourraient tout aussi bien être dimensionnés pour recevoir les portions d'extrémité 10 des tubes échangeurs de chaleur 8. En variante supplémentaire, les embouts pourraient être conçus de manière à s'étendre vers l'intérieur du réservoir d'extrémité, les portions d'extrémité des tubes échangeurs de chaleur étant dimensionnées pour être reçues dans les embouts, comme illustré à la figure 7. Dans cette figure, une portion d'extrémité 10' d'un tube échangeur de chaleur 8' est reçue dans l'embout 28' en saillie vers l'intérieur. Au lieu de former les rainures sur les embouts, celles-ci pourraient être formées sur les portions d'extrémité des tubes échangeurs de chaleur à l'intérieur de celles-ci à l'endroit où elles reçoivent les embouts, ou à l'extérieur lorsque celles-ci sont reçues par les embouts.
  • On obtient une fixation supplémentaire du réservoir d'extrémité 6 au montage-bloc à serpentin 4 en prévoyant un système de logement de type cassette dans lequel l'échangeur de chaleur à l'état monté peut être reçu par coulissement, de manière à fournir un support dans le sens axial des tubes échangeurs de chaleur 8 et des embouts 28 pour assurer un maintien de la connexion. Comme indiqué à la figure 6, le logement comprend un support coulissant 32 de type cadre comprenant une base 34 et des portions d'extrémité' 36, 38 qui viennent en prise avec le réservoir d'extrémité 6 et la plaque d'extrémité 14 pour empêcher que les tubes échangeurs de chaleur 8 ne se détachent du réservoir d'extrémité 6, et une ouverture 40 par laquelle l'échangeur de chaleur est introduit dans le support 32. Une plaque de recouvrement 42 du logement est prévue pour fermer l'ouverture 40, et comporte une languette 44 pour venir en prise avec une rainure 46 prévue dans le support 32. La figure 6 illustre également le support tel que positionné entre un logement 48 de soufflante d'air conventionnel et un logement 50 d'alimentation d'air.
  • En variante de ce logement, comme on le voit aux figures 8(a) et (b), des courroies de tension circonférentielles 48, par exemple en acier ou en nylon, peuvent être fixées autour de l'échangeur de chaleur afin d'assurer le support axial. Les courroies 48 sont fixées sur le réservoir d'extrémité aux points de fixation 50, et s'étendent autour des ailettes/tubes échangeurs de chaleur et de la plaque d'extrémité 14', tout en étant placées dans des fentes 52 dans dos brides d'extrémité de la plaque d'extrémité 14'.
  • En variante supplémentaire, comme on le voit aux figures 9(a) et (b), il est prévu une plaque d'extrémité 52 à proximité du réservoir d'extrémité 6, pourvue d'un bord crénelé. Le réservoir d'extrémité 6 est dans ce cas pourvu d'une bride relevée 54 moulée dans le réservoir d'extrémité, le réservoir d'extrémité 6 et le montage échangeur de chaleur étant fixés l'un à l'autre par sertissage, comme on peut le voir au mieux dans le détail de la figure 9(b).
  • L'échangeur de chaleur qui vient d'être décrit présente les avantages que le fait d'éviter la soudure, ou l'utilisation d'un adhésif ou de tout autre matériau durcissable se traduit par une connexion étanche aux fluides plus efficace, dans laquelle les problèmes de fuite sont réduits et les problèmes d'obstruction interne des passages sont évités. Le fait de se passer de matériau d'étanchéité supplémentaire facilite également l'automatisation du procédé de montage. Les connexions peuvent aussi être désolidarisées, le réservoir d'extrémité 6 étant retiré des tubes échangeurs de chaleur 8, afin de permettre un nettoyage interne des tubes et du réservoir, tout en permettant un réassemblage ultérieur.
  • L'utilisation d'un réservoir d'extrémité 6 en plastique permet de prévoir un réservoir d'extrémité de section plus étroite que l'arrangement conventionnel présent utilisant un montage de collecteurs et de coudes en U, permettant une meilleure utilisation de l'espace occupé par l'échangeur de chaleur pour fournir des surfaces d'échange thermique, ce qui augmente donc l'efficacité de l'échangeur de chaleur.
  • De manière conventionnelle, l'échangeur de chaleur est placé dans le conduit d'air entre le logement de soufflante d'air et le logement d'alimentation d'air par engagement avec des pattes de positionnement dans le conduit. L'utilisation d'un logement de type cassette facilite l'insertion de l'échangeur de chaleur, et en outre, élimine la nécessité de disposer, autour de l'échangeur de chaleur, un matériau d'étanchéité, qui est généralement utilisé pour assurer que tout le flux d'air passe par l'échangeur de chaleur.

Claims (13)

  1. Echangeur de chaleur comprenant:
       un réservoir d'extrémité définissant dans cet appareil une entrée de fluide par laquelle, en fonctionnement, du fluide entre dans l'échangeur de chaleur, et une sortie de fluide par laquelle, en fonctionnement, du fluide sort de l'échangeur de chaleur;
       une pluralité de tubes échangeurs de chaleur ayant des portions d'extrémité par lesquelles les tubes échangeurs de chaleur sont raccordés audit réservoir d'extrémité;
       une pluralité d'ailettes échangeuses de chaleur raccordées aux tubes échangeurs de chaleur;
       une pluralité d'embouts prévus sur ledit réservoir d'extrémité définissant des passages dans ledit réservoir d'extrémité, lesdits embouts recevant ou étant reçus par des portions d'extrémité de tubes échangeurs de chaleur respectifs, pour former la connexion entre ledit réservoir d'extrémité et lesdits tubes échangeurs de chaleur;
       dans lequel des joints toriques d'étanchéité sont prévus entre lesdites portions d'extrémité des tubes échangeurs de chaleur et lesdits embouts pour assurer un joint étanche entre les deux, et dans lequel des rainures annulaires sont formées dans lesdites portions d'extrémité des tubes échangeurs de chaleur ou embouts, rainures dans lesquelles sont placés lesdits joints toriques d'étanchéité.
  2. Echangeur de chaleur selon la revendication 1, dans lequel les rainures annulaires sont prévues sur les embouts.
  3. Echangeur de chaleur selon la revendication 1, dans lequel les embouts font saillie vers l'extérieur depuis le réservoir d'extrémité, et sont formés avec lesdites rainures annulaires à l'extérieur.
  4. Echangeur de chaleur selon la revendication 3, dans lequel les portions d'extrémité des tubes échangeurs de chaleur sont des portions d'extrémité de tube évasées qui reçoivent les embouts.
  5. Echangeur de chaleur selon la revendication 1, dans lequel les embouts font saillie vers l'intérieur du réservoir d'extrémité, lesdites rainures annulaires étant formées à l'intérieur des embouts.
  6. Echangeur de chaleur selon la revendication 1, dans lequel chaque dit embout ou portion d'extrémité des tubes échangeurs de chaleur raccordée à celui-ci est pourvu de deux rainures annulaires espacées axialement dans lesquelles sont placés les joints toriques d'étanchéité respectifs.
  7. Echangeur de chaleur selon la revendication 1, dans lequel le réservoir d'extrémité est un réservoir d'extrémité en plastique dans lequel sont moulés puis rapportés des embouts en aluminium.
  8. Echangeur de chaleur selon la revendication 1, en combinaison avec un logement dans lequel l' échangeur de chaleur peut être reçu par coulissement, ledit logement servant à empêcher que les tubes échangeurs de chaleur ne se détachent du réservoir d'extrémité.
  9. Echangeur de chaleur selon la revendication 8, dans lequel une plaque d'extrémité est prévue pour supporter les tubes échangeurs de chaleur dans une zone éloignée du réservoir d'extrémité, et dans lequel ledit logement est un logement de type cadre comprenant une base et des faces d'extrémité opposées qui viennent en prise avec le réservoir d'extrémité et la plaque d'extrémité respectivement.
  10. Echangeur de chaleur selon la revendication 1, comprenant en outre une ou plusieurs courroies de fixation s'étendant autour du réservoir d'extrémité et des tubes échangeurs de chaleur pour empêcher que les tubes ne se détachent du réservoir d'extrémité.
  11. Echangeur de chaleur selon la revendication 1, dans lequel une plaque d'extrémité est prévue pour supporter les tubes échangeurs de chaleur dans une zone à proximité du réservoir d'extrémité, et dans lequel ladite plaque d'extrémité est raccordée audit réservoir d'extrémité par sertissage, ce qui empêche les tubes échangeurs de chaleur de se détacher du réservoir d'extrémité.
  12. Echangeur de chaleur comprenant:
       un réservoir d'extrémité définissant dans cet appareil une entrée de fluide par laquelle, en fonctionnement, du fluide entre dans l'échangeur de chaleur, et une sortie de fluide par laquelle, en fonctionnement, du fluide sort de l'échangeur de chaleur;
       une pluralité de tubes échangeurs de chaleur ayant des portions d'extrémité par lesquelles les tubes échangeurs de chaleur sont raccordés audit réservoir d'extrémité;
       une pluralité d'ailettes échangeuses de chaleur raccordées aux tubes échangeurs de chaleur;
       une pluralité d'embouts prévus sur ledit réservoir d'extrémité s'étendant vers l'extérieur depuis celui-ci et définissant des passages dans ledit réservoir d'extrémité, lesdites portions d'extrémité des tubes échangeurs de chaleur étant dimensionnées pour recevoir lesdits embouts;
       dans lequel lesdits embouts sont pourvus chacun de deux rainures annulaires espacées axialement sur leur surface externe, et dans lequel un joint torique d'étanchéité est placé dans chaque rainure annulaire pour assurer un joint étanche entre les tubes échangeurs de chaleur et les embouts.
  13. Montage échangeur de chaleur comprenant:
       un réservoir d'extrémité définissant dans cet appareil une entrée de fluide par laquelle, en fonctionnement, du fluide entre dans l'échangeur de chaleur, et une sortie de fluide par laquelle, en fonctionnement, du fluide sort de l'échangeur de chaleur;
       une pluralité de tubes échangeurs de chaleur ayant des portions d'extrémité par lesquelles les tubes échangeurs de chaleur sont raccordés audit réservoir d'extrémité;
       une pluralité d'ailettes échangeuses de chaleur raccordées aux tubes échangeurs de chaleur;
       une plaque d'extrémité disposée à distance dudit réservoir d'extrémité pour supporter les tubes échangeurs de chaleur;
       une pluralité d'embouts prévus sur ledit réservoir d'extrémité s'étendant vers l'extérieur depuis celui-ci et définissant des passages dans ledit réservoir d'extrémité, lesdites portions d'extrémité des tubes échangeurs de chaleur étant dimensionnées pour recevoir lesdits embouts;
       un logement de type cadre comprenant une base et des faces d'extrémité opposées à l'intérieur duquel le réservoir d'extrémité, les tubes échangeurs de chaleur, les ailettes échangeuses de chaleur et la plaque d'extrémité peuvent être reçus par coulissement, lesdites faces d'extrémité opposées venant en prise avec le réservoir d'extrémité et la plaque d'extrémité respectivement afin d'empêcher que les tubes échangeurs de chaleur ne se détachent desdits embouts;
       dans lequel lesdits embouts sont pourvus chacun de deux rainures annulaires espacées axialement sur leur surface externe, et dans lequel un joint torique d'étanchéité est placé dans chaque rainure annulaire pour assurer un joint étanche entre les tubes échangeurs de chaleur et les embouts.
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