EP2463611A1 - Echangeurs de chaleur de type liquide/gaz, notamment pour les équipements de climatisation de véhicule automobile - Google Patents

Echangeurs de chaleur de type liquide/gaz, notamment pour les équipements de climatisation de véhicule automobile Download PDF

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Publication number
EP2463611A1
EP2463611A1 EP11192054A EP11192054A EP2463611A1 EP 2463611 A1 EP2463611 A1 EP 2463611A1 EP 11192054 A EP11192054 A EP 11192054A EP 11192054 A EP11192054 A EP 11192054A EP 2463611 A1 EP2463611 A1 EP 2463611A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fluid
blade head
tube
circulation
heat exchanger
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.)
Withdrawn
Application number
EP11192054A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jean-Sylvain Bernard
Carlos Martins
Carlos Da Silva
Anne-Sylvie Magnier-Cathenod
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 Systemes Thermiques SAS
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques SAS
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 Systemes Thermiques SAS filed Critical Valeo Systemes Thermiques SAS
Publication of EP2463611A1 publication Critical patent/EP2463611A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • F28F9/0219—Arrangements for sealing end plates into casing or header box; Header box sub-elements
    • F28F9/0221—Header boxes or end plates formed by stacked elements
    • 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
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/053—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight
    • F28D1/0535—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight the conduits having a non-circular cross-section
    • F28D1/05358—Assemblies of conduits connected side by side or with individual headers, e.g. section type radiators
    • 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
    • F28D7/16—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 being arranged in parallel spaced relation
    • F28D7/1684—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 being arranged in parallel spaced relation the conduits having a non-circular cross-section

Definitions

  • the invention relates to heat exchangers of the liquid / gas type, especially for air conditioning equipment of a motor vehicle.
  • heat exchangers for air conditioning circuits using a refrigerant such as freon-based fluids, carbon dioxide (CO 2 ) and / or the known fluid under the name of 1234YF.
  • Such a circuit essentially comprises a compressor, a condenser or gas cooler, an expander and an evaporator.
  • the condenser or gas cooler is arranged to condense and / or cool a first refrigerant fluid by heat exchange with a second fluid such as, for example, ambient air (air / gas type heat exchanger) or a cooling liquid, for example an anti-freeze mixture of water and glycol (liquid / gas type heat exchanger).
  • the invention relates more precisely to the heat exchangers of the liquid / gas type, also called “water / gas exchanger” or “Water / Gas Heat exchanger (WGC)", equipping such circuits.
  • heat exchangers comprising a refrigerant collector box formed of heads of blades superimposed on each other. Mounted with tubes for circulating the first fluid, they make it possible to create circulation channels for the second fluid between the tubes.
  • the existing blade heads are not modifiable or adaptable to obtain a given height between two circulation tubes of the first fluid.
  • the object of the invention is to overcome these drawbacks by proposing a heat exchanger blade head, said heat exchanger permitting an exchange between a first fluid and a second fluid, in particular a heat exchanger for an automobile, said head blade being adapted to receive a flow tube of the first fluid and to be superimposed on an identical blade head by defining a spacer between the tubes inserted in said blade heads so as to obtain a space for the circulation of the second fluid, the blade head being characterized in that it comprises several flaps obtained by folding on itself a sheet of material so that at least a first flap is adapted to receive a circulation tube of the first fluid and that less a second flap is able to define at least partly the spacer between two circulation tubes of the first fluid.
  • the first flap is formed by a material thickness of the sheet of material and the second flap is formed by another material thickness of the sheet of material.
  • the sheet of material is, for example, of constant thickness so that the two flaps have the same thickness.
  • An advantage of the folded blade head according to the invention is to be able to reduce the number of parts by using a single piece to define the flow of the two fluids.
  • Another advantage of the blade head according to the invention is that, since the thickness conferred by the folding of the blade head determines the height of the tube, this tube height can thus be adapted, configured or modified to a certain extent. value given according to the thickness of the shutters and the number of folding.
  • the thickness of the folded blade head corresponds to the superposition of the first and second shutters.
  • the blade head comprises at least one circulation orifice of the first fluid and / or a circulation orifice of the second fluid. This has the advantage of allowing the circulation of respectively first and second fluids by different paths.
  • a part of the first component comprises a stop capable of allowing the positioning of the circulation tube of the first fluid. This has the advantage of limiting the stroke of the tube relative to the blade head so that the tube is nested with the blade head.
  • a portion of the first flap has a trapezoidal shape adapted to guide the first fluid between the tube and at least one flow orifice of the first fluid.
  • This has the advantage of allowing the channeling of the first fluid towards the orifices or circulation of the first fluid, for example provided in the second flap, given the frustoconical or funnel-shaped sides of the trapezoidal section formed in the first flap .
  • This also has the advantage of improving the flow efficiency of the first fluid at the outlet of the tube since the tube can extend over the entire width of the large base of the trapezoidal section.
  • the first and / or second flap comprises at least one extension capable of retaining a wall of the heat exchanger. This has the advantage of allowing the positioning or blocking of the side walls of the heat exchanger, thus avoiding the need to add an additional piece or a hanging walls to perform this function.
  • the sheet of material comprises at least one line or at least one folding hole adapted to allow said folding. This has the advantage of facilitating the folding of the sheet of material to obtain the blade head.
  • the blade head comprises at least one secondary orifice adapted to the circulation of a fluid, especially the first fluid.
  • the blade head comprises at least one support for supporting the flow tube of the first fluid. This has the advantage of promoting the nesting of the tube with the blade head. Said support is provided, for example, at the second component.
  • the invention also relates to an assembly formed by at least one blade head as defined above and a flow tube of the first fluid, the first flap of said blade head receiving said flow tube of the first fluid.
  • the assembly may comprise a tube and a said blade head at each end of the tube.
  • the circulation tube of the first fluid has a thickness identical to the material thickness of the first component.
  • the thickness of the flow tube of the first fluid is then identical to the thickness of the second flap defining the height between two tubes. This has the advantage of the ease of folding of the blade head since it is folded once. If it is desired to adjust the height of the space between two tubes, more than two parts can be provided by folding the sheet of material several times.
  • the flow tube of the first fluid closes the contour of the communication ports of the blade head so that the conduits of the first and second fluid are distinct. In this way, the passage sections are also optimized.
  • the invention also relates to a heat exchanger between a first fluid and a second fluid, in particular a heat exchanger for an automobile.
  • the heat exchanger comprises at least one assembly formed of a blade head and a tube as defined above.
  • the heat exchanger further comprises two side walls, a first cover and a second cover opposite to the first cover, forming a circulation housing of the second fluid.
  • one of the covers includes an inlet flange of the first or second fluid in the heat exchanger and an outlet flange of the first or second fluid of the heat exchanger. This has the advantage of facilitating the connection of the exchanger to the circuit.
  • the invention also relates to a heat exchanger collector box.
  • the manifold includes a plurality of blade heads as defined above stacked on top of one another.
  • the invention also relates to a method for obtaining a heat exchanger blade head between a first fluid and a second fluid, in particular a heat exchanger for an automobile, the blade head being able to receive a tube of circulating the first fluid and being superimposed on an identical blade head by defining a spacer between the tubes inserted in said blade heads so as to obtain a space for the circulation of the second fluid.
  • said method comprises at least one step of folding the blade head on itself and in at least two flaps so that at least one first flap is adapted to receive a circulation tube of the first fluid and at least one second flap is able to define at least partly the spacer between two circulation tubes of the first fluid.
  • the blade head 10 is a heat exchanger blade head between a first fluid and a second fluid, in particular a heat exchanger for an automobile.
  • the figure 1 describes the blade head 10 before folding.
  • the blade head 10 may comprise a line or a bending hole 19 adapted to allow the folding configuration of the blade head 10.
  • a bending line or a boring hole adapted to allow the folding configuration of the blade head 10. Folding can be performed respectively on or in the blade head 10 before folding so as to facilitate later the folding of the blade head 10.
  • the figure 2 discloses a blade head 10 configured by at least one folding according to the invention. On the Figure 2 in a preferred embodiment of the invention, the blade head has been folded once.
  • the blade head is adapted to receive a tube 20 for circulating the first fluid (with reference to the Figure 3 ) and to be superimposed on an identical blade head (with reference to Figures 4 and following) by defining a spacer between the tubes 20 inserted in said blade heads 10 so as to obtain a space allowing the circulation of the second fluid.
  • the head of blade 10 comprises several flaps obtained by folding on itself a sheet of material so that at least one first flap 6 is adapted to receive a tube 20 for circulation of the first fluid and at least one second flap 8 is adapted to define at least partly the spacer between two tubes 20 of circulation of the first fluid.
  • the sheet of material has been folded once to obtain the blade head 10.
  • the number of folding the sheet of material used can be multiple, thus allowing to adjust the height of the circulation space of the second fluid between two flow tube of the first fluid.
  • the height of the circulation space of the second fluid between two circulation tube of the first fluid needs to be for example twice as thick as the tube and if the blade head is cut in a sheet of thickness identical to the thickness of a flow tube of the first fluid, then a second folding of the sheet of material forming the blade head can be operated to obtain the corresponding height.
  • This has the effect of increasing the passage section for the circulation of the second fluid between two circulation tubes of the first fluid while having used to make a single folded blade head.
  • the blade head 10 comprises in particular a main orifice 17 adapted to the circulation of a fluid, here the first fluid.
  • the blade head 10 according to the invention may also comprise at least one orifice 15 for the passage of the second fluid.
  • the blade head 10 comprises two orifices 15 on either side of the blade head 10.
  • the blade head 10 may comprise at least one circulation orifice 17 of the first fluid and a circulation orifice 15 of the second fluid.
  • the first and second flaps define two orifices 15 and the second flap comprises the orifice 17.
  • the second flap 8 comprises at least one abutment 13 (for example a wedge) capable of allowing the positioning of the tube 20 for circulating the first fluid in the longitudinal axis. of the circulation tube 20 of the first fluid.
  • abutment 13 for example a wedge
  • a portion of the first flap 6 has a trapezoidal shape adapted to guide the first fluid between the tube 20 at least one orifice 17 for circulation of the first fluid.
  • the large base of the trapezoidal section corresponds to the width of the tube 20 so that the first fluid flows over the entire width of the tube 20.
  • the blade head 10, in particular the second flap may comprise a plurality of orifices 17, 18 for the circulation of the first fluid.
  • the first or the second flap may comprise at least one extension 14 capable of retaining a wall 38 (with reference to FIG. Figure 4 ) of a heat exchanger 30 (with reference to Figures 4 to 6 ).
  • the blade head 10, and more particularly the second flap 8 of the blade head 10 comprises at least one support (11, 12) for supporting a tube 20 of circulation of the first fluid. This has the effect of allowing axial and / or lateral support to the tube 20 for circulating the first fluid.
  • the invention also relates to an assembly formed by at least one heat exchanger blade head 30 between a first fluid and a second fluid as defined above and a tube 20 for circulating the first fluid, the first component 6 of said first fluid.
  • blade head 10 receiving said tube 20 for circulating the first fluid.
  • FIG 3 described, in an illustrative embodiment according to the present invention, an assembly formed by two blade heads 10 and a tube 20 for circulating the first fluid, the first flap 6 of each of the blade heads 10 receiving the circulation tube 20 of the first fluid.
  • the contour of the orifice 15 of the blade head 10 is open.
  • the tube 20 for circulating the first fluid closes the contour of the orifice 15 of the head This has the effect of allowing the flow of the first fluid to be separated by the orifice 17 (or the orifices 17, 18) and the second fluid through the orifice 15.
  • the thickness of the folded blade head 10 corresponds to the superposition of the first shutter 6 and the second shutter 8 and the circulation tube 20 of the first fluid has a thickness. identical to the material thickness of the first flap 6.
  • the thickness of the tube 20 for circulating the first fluid is also identical to the thickness of the second flap 8 defining the height between two tubes 20 of the heat exchanger .
  • the invention also relates to a heat exchanger 30 between a first fluid and a second fluid, in particular a heat exchanger for an automobile.
  • the heat exchanger 30 comprises at least one assembly as described above.
  • formed sets of blade heads 10 and tubes 20 for circulating the first fluid are stacked on each other.
  • the shape, in particular outer, of the blade heads 10 ensures a good alignment between the parts.
  • the last blade head 10 can be closed by a sheet cut into the corresponding format.
  • the heat exchanger further comprises two side walls 38, a first cover 31 or 36 and a second cover opposite to the first cover respectively 36 or 31.
  • the cover 36 comprises a flange 34 (or tubing) d inlet of the first fluid in the heat exchanger and an outlet flange 34 of the first fluid of the heat exchanger 30.
  • the other 31 of the covers comprises an inlet flange 32 of the second fluid in the heat exchanger 30 and an outlet flange 32 of the second fluid of the heat exchanger 30.
  • the bundle of tubes may be closed at the ends by two cheeks or covers 31, 36, one of which is pressed to accommodate the inlet / outlet flanges 32 of the second fluid (for example antifreeze) and the other is able to receive flanges.
  • 34 input / output of the first fluid for example refrigerant.
  • the other two sides can be closed by two cut sheets forming walls 38.
  • the heat exchanger 30 thus obtained can be brazed in one go with the flanges 34 and the flanges 32.
  • the first fluid enters the heat exchanger through one of the flanges 34, circulates at the inside of the hollow tubes 20 (for example extruded tubes) and the orifices (17, 18) of the blade heads 10 and then spring through the other flange 34.
  • the second fluid enters the collecting box 30 by a flange 32 and then circulates between each pair of tubes 20 via the orifices 15 and then out through the other flange 32.
  • the cover 31, 36 may include a mounting hole 35 for securing the exchanger to a support.
  • an additional blade head may be added at each manifold end between a lid 31, 36 and the last stacked tube (as shown in FIG. figure 4 ), defining a spacer between said last tube 20 and the cover 31, 36 so as to obtain a space for the circulation of the second fluid.
  • the shape of the lid can also be used to define a spacer between the last tube 20 and said cover so as to obtain a space for the circulation of the second fluid.
  • the invention also relates to a method for obtaining a heat exchanger blade head between a first fluid and a second fluid, in particular a heat exchanger for an automobile.
  • the blade head 10 is adapted to receive a tube 20 for circulating the first fluid and to be superimposed on an identical blade head 10 by defining a spacer between the tubes 20 inserted in said blade heads 10 so as to obtain a space allowing the circulation of the second fluid.
  • the method comprises at least one step of folding the blade head 10 on itself and at least two flaps 6, 8 so that at least one first flap 6 is adapted to receive a tube 20 for circulating the first fluid and at least one second flap 8 is able to define at least partly the spacer between two tubes 20 of circulation of the first fluid.

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Abstract

Tête de lame d'échangeur de chaleur entre un premier fluide et un second fluide, notamment d'échangeur de chaleur pour automobile, ladite tête de lame (10) étant apte à recevoir un tube de circulation du premier fluide et à être superposée à une tête de lame identique en définissant une entretoise entre les tubes insérés dans lesdites têtes de lames de façon à obtenir un espace permettant la circulation du second fluide, la tête de lame étant caractérisée en ce qu'elle comprend plusieurs volets obtenus par pliage sur elle-même d'une feuille de matière de sorte qu'au moins un premier volet (6) est apte à recevoir un tube de circulation du premier fluide et qu'au moins un second volet (8) est apte à définir au moins en partie l'entretoise entre deux tubes de circulation du premier fluide.

Description

  • L'invention concerne les échangeurs de chaleur de type liquide/gaz, notamment pour les équipements de climatisation de véhicule automobile.
  • Elle concerne plus particulièrement, mais de façon non limitative, les échangeurs de chaleur pour des circuits de climatisation mettant en oeuvre un fluide réfrigérant, tel que les fluides à base de fréon, le dioxyde de carbone (CO2) et/ou le fluide connu sous le nom de 1234YF.
  • Un tel circuit comprend essentiellement un compresseur, un condenseur ou refroidisseur de gaz, un détendeur et un évaporateur. Le condenseur ou refroidisseur de gaz est agencé pour condenser et/ou refroidir un premier fluide réfrigérant par échange thermique avec un second fluide telle que par exemple l'air ambiant (échangeur de chaleur du type air/gaz) ou un liquide de refroidissement, par exemple un mélange antigel d'eau et de glycol (échangeur de chaleur du type liquide/gaz).
  • L'invention concerne plus précisément les échangeurs de chaleur de type liquide/gaz, également dénommés "échangeur eau/gaz" ou « Water/Gas Heat exchanger (WGC) », équipant de tels circuits.
  • Dans ce domaine il a déjà été proposé des échangeurs de chaleur comprenant une boite collectrice du réfrigérant formée de têtes de lames superposées les unes sur les autres. Montée avec des tubes de circulation du premier fluide, elles permettent de créer des canaux de circulation du second fluide entre les tubes.
  • L'utilisation de tubes et de têtes de lames existantes pour former les boîtes collectrices du réfrigérant et l'échangeur de chaleur nécessite la manipulation d'un grand nombre de pièces.
  • Il est peu aisé de former les boîtes collectrices pour le liquide de refroidissement avec les têtes de lames existantes car celles-ci ne se positionnent pas nécessairement correctement les unes par rapport aux autres ni par rapport aux têtes de lames pour le liquide réfrigérant.
  • Par ailleurs, les têtes de lame existantes ne sont pas modifiables ou adaptables pour obtenir une hauteur donnée entre deux tubes de circulation du premier fluide.
  • L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant une tête de lame d'échangeur de chaleur, ledit échangeur de chaleur permettant un échange entre un premier fluide et un second fluide, notamment d'échangeur de chaleur pour automobile, ladite tête de lame étant apte à recevoir un tube de circulation du premier fluide et à être superposée à une tête de lame identique en définissant une entretoise entre les tubes insérés dans lesdites têtes de lames de façon à obtenir un espace permettant la circulation du second fluide, la tête de lame étant caractérisée en ce qu'elle comprend plusieurs volets obtenus par pliage sur elle-même d'une feuille de matière de sorte qu'au moins un premier volet est apte à recevoir un tube de circulation du premier fluide et qu'au moins un second volet est apte à définir au moins en partie l'entretoise entre deux tubes de circulation du premier fluide.
  • Autrement dit, le premier volet est formé par une épaisseur de matière de la feuille de matière et le second volet est formé par une autre épaisseur de matière de la feuille de matière. La feuille de matière est, par exemple, d'épaisseur constante de sorte que les deux volets présentent la même épaisseur.
  • Un avantage de la tête de lame pliée selon l'invention est de pouvoir diminuer le nombre de pièces en utilisant une seule et même pièce pour définir la circulation des deux fluides.
  • Un autre avantage de la tête de lame selon l'invention est que, étant donné que l'épaisseur conférée par le pliage de la tête de lame détermine la hauteur de tube, cette hauteur de tube peut ainsi être adaptée, configurée ou modifiée à une valeur donnée en fonction de l'épaisseur des volets et du nombre de pliage.
  • Selon un aspect de la présente invention, l'épaisseur de la tête de lame pliée correspond à la superposition du premier et du second volet.
  • Selon un autre aspect de la présente invention, la tête de lame comprend au moins un orifice de circulation du premier fluide et/ou un orifice de circulation du second fluide. Ceci a pour avantage de permettre la circulation des respectivement premier et second fluides par des chemins différents.
  • Selon un autre aspect de la présente invention, une partie du premier volet comprend une butée apte à autoriser le positionnement du tube de circulation du premier fluide. Ceci a pour avantage de limiter la course du tube par rapport à la tête de lame de sorte que le tube est imbriqué avec la tête de lame.
  • Selon un autre aspect de la présente invention, une partie du premier volet a une forme trapézoïdale apte à guider le premier fluide entre le tube et au moins un orifice de circulation du premier fluide. Ceci a pour avantage de permettre la canalisation du premier fluide en direction du ou des orifices de circulation du premier fluide, par exemple prévus dans le second volet, étant donné la forme tronconique ou en entonnoir des côtés de la section trapézoïdale formée dans le premier volet. Ceci a aussi pour avantage d'améliorer l'efficacité de circulation du premier fluide à la sortie du tube étant donné que le tube peut s'étendre sur toute la largeur de la grande base de la section trapézoïdale.
  • Selon un autre aspect de la présente invention, le premier et/ou le second volet comprend au moins un prolongement apte à retenir une paroi de l'échangeur de chaleur. Ceci a pour avantage de permettre le positionnement ou le blocage des parois latérales de l'échangeur de chaleur, évitant ainsi d'avoir à ajouter une pièce supplémentaire ou un accrochage des parois pour assurer cette fonction.
  • Selon un autre aspect de la présente invention, la feuille de matière comprend au moins une ligne ou au moins un trou de pliage apte à permettre ledit pliage. Ceci a pour avantage de faciliter le pliage de la feuille de matière pour obtenir la tête de lame.
  • Selon un autre aspect de la présente invention, la tête de lame comprend au moins un orifice secondaire apte à la circulation d'un fluide, notamment du premier fluide.
  • Selon un autre aspect de la présente invention, la tête de lame comprend au moins un support pour supporter le tube de circulation du premier fluide. Ceci a pour avantage de favoriser l'imbrication du tube avec la tête de lame. Ledit support est prévu, par exemple, au niveau du second volet.
  • L'invention concerne aussi un ensemble formé par au moins une tête de lame telle que définie ci-dessus et un tube de circulation du premier fluide, le premier volet de ladite tête de lame recevant ledit tube de circulation du premier fluide.
  • Selon un aspect de la présente invention, l'ensemble peut comprendre un tube et unedite tête de lame à chaque extrémité du tube.
  • Selon un autre aspect de la présente invention, le tube de circulation du premier fluide a une épaisseur identique à l'épaisseur de matière du premier volet. L'épaisseur du tube de circulation du premier fluide est alors identique à l'épaisseur du second volet définissant la hauteur entre deux tubes. Ceci a pour avantage la facilité de pliage de la tête de lame puisque celle-ci n'est pliée qu'une fois. Si l'on souhaite adapter la hauteur de l'espace entre deux tubes, on pourra prévoir plus de deux volets en pliant la feuille de matière plusieurs fois.
  • Selon un autre aspect de la présente invention, le tube de circulation du premier fluide ferme le contour des orifices de communication de la tête de lame de sorte que les canalisations du premier et du second fluide soient distinctes. On optimise aussi de la sorte les sections de passage.
  • L'invention concerne aussi un échangeur de chaleur entre un premier fluide et un second fluide, notamment échangeur de chaleur pour automobile.
  • Selon un aspect de l'invention, l'échangeur de chaleur comprend au moins un ensemble formé d'une tête de lame et d'un tube tel que défini ci-dessus.
  • Selon un autre aspect de la présente invention, l'échangeur de chaleur comprend de plus deux parois latérales, un premier couvercle et un second couvercle opposé au premier couvercle, formant un boîtier de circulation du second fluide.
  • Selon un autre aspect de la présente invention, l'un des couvercles comprend une bride d'entrée du premier ou du second fluide dans l'échangeur de chaleur et une bride de sortie du premier ou du second fluide de l'échangeur de chaleur. Ceci a pour avantage de faciliter le raccordement de l'échangeur au circuit.
  • L'invention concerne aussi une boite collectrice d'échangeur de chaleur.
  • Selon un aspect de l'invention, la boite collectrice comprend une pluralité de têtes de lame telles que définies ci-dessus empilées les unes sur les autres.
  • L'invention concerne aussi un procédé d'obtention d'une tête de lame d'échangeur de chaleur entre un premier fluide et un second fluide, notamment d'échangeur de chaleur pour automobile, la tête de lame étant apte à recevoir un tube de circulation du premier fluide et à être superposée à une tête de lame identique en définissant une entretoise entre les tubes insérés dans lesdites têtes de lames de façon à obtenir un espace permettant la circulation du second fluide.
  • Selon l'invention, ledit procédé comprend au moins une étape de pliage de la tête de lame sur elle-même et en au moins deux volets de sorte qu'au moins un premier volet soit apte à recevoir un tube de circulation du premier fluide et qu'au moins un second volet soit apte à définir au moins en partie l'entretoise entre deux tubes de circulation du premier fluide.
  • Il pourra s'agit d'une tête de lame présentant tout ou partie des caractéristiques évoquées ci-dessus.
    • La figure 1 décrit en perspective une tête de lame d'échangeur de chaleur avant pliage.
    • La figure 2 décrit en perspective la tête de lame de la figure 1, pliée.
    • La figure 3 décrit en perspective un ensemble formé d'un tube et de deux têtes de lame selon la figure 2.
    • La figure 4 décrit en perspective une vue partiellement éclatée d'un échangeur de chaleur formé d'un empilement d'ensembles selon la figure 3, selon une première orientation.
    • La figure 5 décrit en perspective une vue partiellement éclatée d'un échangeur de chaleur de la figure 4, selon une orientation opposée à celle de la figure 5.
    • La figure 6 décrit en perspective l'échangeur de chaleur des figures 4 et 5.
  • Selon un exemple d'utilisation, la tête de lame 10 selon l'invention est une tête de lame d'échangeur de chaleur entre un premier fluide et un second fluide, notamment d'échangeur de chaleur pour automobile.
  • La figure 1 décrit la tête de lame 10 avant pliage. Dans le mode de réalisation illustré, la tête de lame 10 peut comprendre une ligne ou un trou de pliage 19 apte à permettre la configuration par pliage de la tête de lame 10. En d'autres termes, une ligne de pliage ou un trou de pliage peuvent être réalisés respectivement sur ou dans la tête de lame 10 avant pliage de manière à faciliter ultérieurement le pliage de la tête de lame 10.
  • La figure 2 décrit une tête de lame 10 configurée par au moins un pliage selon l'invention. Sur la Figure 2, dans une mode de réalisation préféré de l'invention, la tête de lame a été pliée une fois.
  • La tête de lame est apte à recevoir un tube 20 de circulation du premier fluide (en référence à la Figure 3) et à être superposée à une tête de lame identique (en référence aux Figures 4 et suivantes) en définissant une entretoise entre les tubes 20 insérés dans lesdites têtes de lames 10 de façon à obtenir un espace permettant la circulation du second fluide. La tête de lame 10 comprend plusieurs volets obtenus par pliage sur elle-même d'une feuille de matière de sorte qu'au moins un premier volet 6 est apte à recevoir un tube 20 de circulation du premier fluide et qu'au moins un second volet 8 est apte à définir au moins en partie l'entretoise entre deux tubes 20 de circulation du premier fluide.
  • Comme déjà dit, dans une mode de réalisation préféré de la tête de lame selon l'invention, la feuille de matière a été pliée une fois pour obtenir la tête de lame 10. Ceci n'est cependant en aucun cas limitatif de la protection conférée à l'invention dans la mesure où le nombre de pliage la feuille de matière employée peut être multiple, permettant ainsi d'ajuster la hauteur de l'espace de circulation du second fluide entre deux tube de circulation du premier fluide. En d'autres termes, si la hauteur de l'espace de circulation du second fluide entre deux tube de circulation du premier fluide nécessite d'être par exemple deux fois plus épaisse que le tube et si la tête de lame est découpée dans une tôle d'épaisseur identique à l'épaisseur d'un tube de circulation du premier fluide, alors un deuxième pliage de la feuille de matière formant la tête de lame peut être opéré pour obtenir la hauteur correspondante. Ceci a pour effet d'augmenter la section de passage pour la circulation du second fluide entre deux tubes de circulation du premier fluide tout en ayant utilisé pour se faire une seule tête de lame pliée.
  • Comme décrit sur la Figure 2, la tête de lame 10 selon l'invention comprend notamment un orifice principal 17 apte à la circulation d'un fluide, ici le premier fluide. La tête de lame 10 selon l'invention pourra aussi comprendre au moins un orifice 15 pour le passage du second fluide. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, comme décrit à la Figure 2, la tête de lame 10 comprend deux orifices 15 de part et d'autres de la tête de lame 10.
  • Plus généralement, la tête de lame 10 pourra comprendre au moins un orifice de circulation 17 du premier fluide et un orifice de circulation 15 du second fluide. Ici, le premier et le second volets définissent deux orifices 15 et le second volet comprend l'orifice 17.
  • Dans un mode de réalisation illustratif de la tête de lame selon l'invention, le second volet 8 comprend au moins une butée 13 (par exemple un coin) apte à autoriser le positionnement du tube 20 de circulation du premier fluide dans l'axe longitudinal du tube 20 de circulation du premier fluide.
  • Dans le mode de réalisation illustré, une partie du premier volet 6 a une forme trapézoïdale apte à guider le premier fluide entre le tube 20 au moins un orifice 17 de circulation du premier fluide. La grande base de la section trapézoïdale correspond à la largeur du tube 20 de manière à ce que le premier fluide s'écoule sur toute la largeur du tube 20. Ainsi le premier fluide s'écoulant dans le tube 20 appuyé sur la butée 13 est canalisé par la section trapézoïdale de matière en direction des orifices 17, 18. Ceci facilite la circulation du premier fluide en direction des orifices 17, 18 et permet notamment de limiter les pertes de charges. A ce sujet, comme illustré, la tête de lame 10, notamment le second volet, pourra comprendre plusieurs orifices 17, 18 pour la circulation du premier fluide.
  • Dans un mode de réalisation illustratif de la tête de lame selon l'invention, le premier ou le second volet peuvent comprendre au moins un prolongement 14 apte à retenir une paroi 38 (en référence à la Figure 4) d'un échangeur de chaleur 30 (en référence aux Figures 4 à 6).
  • Dans un mode de réalisation illustratif de la tête de lame selon l'invention, la tête de lame 10, et plus particulièrement le second volet 8 de la tête de lame 10, comprend au moins un support (11, 12) pour supporter un tube 20 de circulation du premier fluide. Ceci a pour effet de permettre un support axial et/ou latéral au tube 20 de circulation du premier fluide.
  • L'invention concerne aussi un ensemble formé par au moins une tête de lame 10 d'échangeur de chaleur 30 entre un premier fluide et un second fluide telle que définie précédemment et un tube 20 de circulation du premier fluide, le premier volet 6 de ladite tête de lame 10 recevant ledit tube 20 de circulation du premier fluide.
  • La figure 3 décrit, dans un mode de réalisation illustratif selon la présente invention, un ensemble formé par deux têtes de lame 10 et un tube 20 de circulation du premier fluide, le premier volet 6 de chacune des têtes de lame 10 recevant le tube 20 de circulation du premier fluide.
  • Comme illustré sur la figure 2, le contour de l'orifice 15 de la tête de lame 10 est ouvert. Ainsi, lorsque l'ensemble d'au moins une tête de lame 10 telle que définie précédemment et un tube 20 de circulation du premier fluide est formé, le tube 20 de circulation du premier fluide ferme le contour de l'orifice 15 de la tête de lame 10. Ceci a notamment pour effet de permettre de séparer la circulation du premier fluide par l'orifice 17 (ou les orifices 17, 18) et du second fluide par l'orifice 15.
  • Dans un mode de réalisation illustratif de l'ensemble selon l'invention, l'épaisseur de la tête de lame 10 pliée correspond à la superposition du premier volet 6 et du second volet 8 et le tube 20 de circulation du premier fluide a une épaisseur identique à l'épaisseur de matière du premier volet 6. Autrement dit, l'épaisseur du tube 20 de circulation du premier fluide est aussi identique à l'épaisseur du second volet 8 définissant la hauteur entre deux tubes 20 de l'échangeur de chaleur.
  • L'invention concerne aussi un échangeur de chaleur 30 entre un premier fluide et un second fluide, notamment échangeur de chaleur pour automobile.
  • Comme illustré aux figures 4, 5 et 6, l'échangeur de chaleur 30 comprend au moins un ensemble tel que décrit plus haut.
  • Dans un mode de réalisation illustratif de l'échangeur de chaleur selon l'invention, des ensembles formés de têtes de lames 10 et de tubes 20 de circulation du premier fluide sont empilés les uns sur les autres. La forme, notamment extérieure, des têtes de lames 10 permet d'assurer un bon alignement entre les pièces. La dernière tête de lame 10 peut être obturée par une tôle découpée au format correspondant.
  • Dans un mode de réalisation illustratif de l'échangeur de chaleur selon l'invention, l'échangeur de chaleur comprend de plus deux parois latérales 38, un premier couvercle 31 ou 36 et un second couvercle opposé au premier couvercle respectivement 36 ou 31. Dans un mode de réalisation illustratif de l'échangeur de chaleur selon l'invention, le couvercle 36 comprend une bride 34 (ou tubulure) d'entrée du premier fluide dans l'échangeur de chaleur et une bride 34 de sortie du premier fluide de l'échangeur de chaleur 30. Dans un mode de réalisation illustratif de l'échangeur de chaleur selon l'invention, l'autre 31 des couvercles comprend une brides 32 d'entrée du second fluide dans l'échangeur de chaleur 30 et une bride 32 de sortie du second fluide de l'échangeur de chaleur 30.
  • Le faisceau de tubes peut être fermé aux extrémités par deux joues ou couvercles 31, 36 dont une 31 est emboutie pour accueillir des brides 32 d'entrée/sortie du second fluide (par exemple antigel) et l'autre est apte à recevoir des brides 34 d'entrée/sortie du premier fluide (par exemple réfrigérant). Les deux autres côtés peuvent être fermés par deux tôles découpées formant des parois 38. L'échangeur de chaleur 30 ainsi obtenu peut être brasé en une seule fois avec les brides 34 et les brides 32.
  • Autrement dit, dans une mode de réalisation préféré de l'invention, un échangeur de chaleur 30 comprend :
    • une pluralité d'ensembles formés chacun par un tube 20 et deux têtes de lame 10 (comme décrit sur la Figure 3) superposées ou empilées les uns sur les autres ;
    • deux parois latérales 38 retenus par les prolongements 14 des têtes de lame 10;
    • un couvercle 36 et un couvercle 31 (décrit en référence à la Figure 5 ci-dessus) ;
    • des brides 34 permettent l'entrée et la sortie du premier fluide (par exemple gaz réfrigérant) ;
    • des brides 32 permettent l'entrée et la sortie du second fluide (par exemple, eau ou antigel...).
  • Ainsi, dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le premier fluide entre dans l'échangeur de chaleur par l'une des brides 34, circule à l'intérieur des tubes creux 20 (par exemple des tubes extrudés) et des orifices (17, 18) des têtes de lames 10 puis ressort par l'autre bride 34. De même, le second fluide entre dans la boite collectrice 30 par une bride 32 puis circule entre chaque paire de tubes 20 via les orifices 15 puis ressort par l'autre bride 32.
  • Dans un mode de réalisation illustratif, le couvercle 31, 36 peut comprendre un orifice 35 de fixation pour fixer l'échangeur sur un support.
  • Dans un mode de réalisation illustratif, une tête de lame supplémentaire peut être ajoutée à chaque extrémité de boite collectrice entre un couvercle 31, 36 et le dernier tube empilé (comme illustré à la figure 4), définissant une entretoise entre ledit dernier tube 20 et le couvercle 31, 36 de façon à obtenir un espace permettant la circulation du second fluide.
  • Dans un mode de réalisation illustratif, la forme du couvercle peut aussi permettre de définir une entretoise entre le dernier tube 20 et ledit couvercle de façon à obtenir un espace permettant la circulation du second fluide.
  • L'invention concerne aussi un procédé d'obtention d'une tête de lame d'échangeur de chaleur entre un premier fluide et un second fluide, notamment échangeur de chaleur pour automobile.
  • La tête de lame 10 est apte à recevoir un tube 20 de circulation du premier fluide et à être superposée à une tête de lame 10 identique en définissant une entretoise entre les tubes 20 insérés dans lesdites têtes de lames 10 de façon à obtenir un espace permettant la circulation du second fluide.
  • Le procédé comprend au moins une étape de pliage de la tête de lame 10 sur elle-même et au moins deux volets 6, 8 de sorte qu'au moins un premier volet 6 soit apte à recevoir un tube 20 de circulation du premier fluide et qu'au moins un second volet 8 soit apte à définir au moins en partie l'entretoise entre deux tubes 20 de circulation du premier fluide.

Claims (11)

  1. Tête de lame d'échangeur de chaleur, ledit échangeur de chaleur permettant un échange entre un premier fluide et un second fluide, notamment échangeur de chaleur pour automobile, ladite tête de lame (10) étant apte à recevoir un tube (20) de circulation du premier fluide et à être superposée à une tête de lame (10) identique en définissant une entretoise entre les tubes (20) insérés dans lesdites têtes de lames (10) de façon à obtenir un espace permettant la circulation du second fluide, la tête de lame (10) étant caractérisée en ce qu'elle comprend plusieurs volets obtenus par pliage sur elle-même d'une feuille de matière de sorte qu'au moins un premier volet (6) est apte à recevoir un tube (20) de circulation du premier fluide et qu'au moins un second volet (8) est apte à définir au moins en partie l'entretoise entre deux tubes (20) de circulation du premier fluide.
  2. Tête de lame selon la revendication 1, dans laquelle une partie du premier volet (6) comprend une butée (13) apte à autoriser le positionnement du tube (20) de circulation du premier fluide.
  3. Tête de lame selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, dans laquelle une partie du premier volet (6) a une forme trapézoïdale apte à guider le premier fluide entre le tube (20) et au moins un orifice (17) de circulation du premier fluide.
  4. Tête de lame selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le premier volet (6) et/ou le second volet (8) comprend au moins un prolongement (14) apte à retenir une paroi (38) de l'échangeur de chaleur.
  5. Tête de lame selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la feuille de matière comprend au moins une ligne ou au moins un trou de pliage (19) apte à permettre ledit pliage.
  6. Tête de lame selon l'une quelconque des revendications précédentes, ladite tête de lame (10) comprenant au moins un orifice (17) de circulation du premier fluide et/ou un orifice de (15) circulation du second fluide.
  7. Tête de lame selon l'une quelconque des revendications précédentes, ladite tête de lame (10) comprenant au moins un support (11) pour supporter le tube (20) de circulation du premier fluide.
  8. Ensemble formé par au moins une tête de lame (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes et un tube (20) de circulation du premier fluide, le premier volet (6) de ladite tête de lame recevant ledit tube (20) de circulation du premier fluide et dans lequel le tube (20) de circulation du premier fluide a une épaisseur identique à l'épaisseur de matière du premier volet (6).
  9. Ensemble selon la revendication précédente, dans lequel le tube (20) de circulation du premier fluide ferme un contour d'un orifice (15) de la tête de lame (10).
  10. Echangeur de chaleur entre un premier fluide et un second fluide, notamment échangeur de chaleur pour automobile, ledit échangeur de chaleur (30) comprenant au moins un ensemble formé d'une tête de lame (10) et d'un tube selon l'une des revendications 8 et 9 et, de plus, deux parois latérales (38), un premier couvercle (31, 36) et un second couvercle (36, 31) opposé au premier couvercle, formant un boîtier de circulation du second fluide.
  11. Procédé d'obtention d'une tête de lame d'échangeur de chaleur entre un premier fluide et un second fluide, notamment d'échangeur de chaleur pour automobile, ladite tête de lame (10) étant apte à recevoir un tube (20) de circulation du premier fluide et à être superposée à une tête de lame (10) identique en définissant une entretoise entre les tubes (20) insérés dans lesdites têtes de lames (10) de façon à obtenir un espace permettant la circulation du second fluide, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend au moins une étape de pliage de la tête de lame (10) sur elle-même en au moins deux volets (6, 8) de sorte qu'au moins un premier volet (6) soit apte à recevoir un tube (20) de circulation du premier fluide et qu'au moins un second volet (8) soit apte à définir au moins en partie l'entretoise entre deux tubes (20) de circulation du premier fluide.
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