EP2463612A1 - Tête de lame d'échangeur de chaleur entre un premier fluide et un second fluide et échangeur de chaleur, notamment pour automobile, comprenant une telle tête de lame - Google Patents

Tête de lame d'échangeur de chaleur entre un premier fluide et un second fluide et échangeur de chaleur, notamment pour automobile, comprenant une telle tête de lame Download PDF

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EP2463612A1
EP2463612A1 EP11192219A EP11192219A EP2463612A1 EP 2463612 A1 EP2463612 A1 EP 2463612A1 EP 11192219 A EP11192219 A EP 11192219A EP 11192219 A EP11192219 A EP 11192219A EP 2463612 A1 EP2463612 A1 EP 2463612A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fluid
blade head
heat exchanger
circulation
tube
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Withdrawn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
EP11192219A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Carlos Martins
Anne-Sylvie Magnier-Cathenod
Jean-Sylvain Bernard
Carlos Da Silva
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
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Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Systemes Thermiques SAS filed Critical Valeo Systemes Thermiques SAS
Publication of EP2463612A1 publication Critical patent/EP2463612A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • F28F9/0219Arrangements for sealing end plates into casing or header box; Header box sub-elements
    • F28F9/0221Header boxes or end plates formed by stacked elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00Heat-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
    • F28D1/02Heat-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
    • F28D1/04Heat-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
    • F28D1/053Heat-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
    • F28D1/0535Heat-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
    • F28D1/05358Assemblies of conduits connected side by side or with individual headers, e.g. section type radiators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/16Heat-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
    • F28D7/1684Heat-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 a heat exchanger blade head between a first fluid and a second fluid, an assembly formed by at least one such blade head and a tube, a heat exchanger, in particular for an automobile, comprising such a unit. and a manifold comprising such a blade head.
  • the invention relates more precisely to the liquid / gas type heat exchangers, also called “water / gas exchanger” or “Water / Gas Cooler”, equipping such circuits.
  • heat exchangers comprising a collector box for the refrigerant formed of heads of blades superimposed on each other. Mounted with the circulation tubes of the first fluid, they make it possible to create circulation channels for the second fluid between the tubes.
  • the object of the invention is to remedy these drawbacks by proposing a heat exchanger blade head between a first fluid and a second fluid, in particular a heat exchanger for an automobile, said blade head being able to receive a tube of circulation of the first fluid and to be superimposed on another blade head for the circulation of the second fluid.
  • the blade head comprises at least one orifice, of open contour, of circulation of the second fluid, and is configured so that the circulation tube of the first fluid closes the contour of the or said circulation orifices of the second fluid. when positioned on the blade head.
  • the positioning of the tube makes it possible to create one or more circulation orifices of the second fluid of contour or closed section (e), that is to say that a part of the tube, in particular an edge, forms a part the contour of the circulation orifice of the second fluid.
  • This allows a flow of the second fluid into a circulation port which has an enlarged section, with a given size of the blade head.
  • This also avoids the prior drilling of a closed contour orifice in the blade head, thus facilitating the manufacture of the blade head.
  • the blade head comprises a stop adapted to allow positioning of the first fluid circulation tube. 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 blade head has a trapezoidal shape adapted to guide the first fluid between the tube and the orifices or circulation of the first fluid.
  • This has the advantage of allowing the channeling of the first fluid between this or these orifices and the tube given the frustoconical or funnel-shaped sides of the trapezoidal section formed in the blade head.
  • 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 blade head comprises at least one extension capable of retaining a wall of the heat exchanger. This has the advantage of allowing the positioning and / or blocking of the side walls of the heat exchanger, thus avoiding having to add an additional piece or having to perform a hanging walls to perform this function.
  • 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.
  • 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 blade head receiving said flow tube of the first fluid.
  • the assembly may comprise a tube and a blade head at each end of the tube.
  • 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 sidewalls, a first cover and a second cover, opposite 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 comprises a stack formed at least in part of the blade heads as defined above, for example by superimposing between one or more heads of blade as defined above one or more heads ( s) blades, said complementary, ie allowing the circulation of the first and the second fluid, ducted and the circulation of the fluid in the exchanger, for example by defining a spacer or receiving a specific tube for the circulation of said second fluid.
  • the invention firstly relates to a cutter head 10 according to the invention.
  • the blade head is configured by folding and comprises a first flap 6 and a second flap 8. This is in no way limiting the scope of the present invention because a simple, unfolded blade head could also to be used.
  • the blade head 10 is adapted to receive a tube 20 for circulating the first fluid (with reference to FIG. Figure 2 ) and to be superimposed on another blade head, allowing the circulation of the second fluid (as illustrated, for example, on Figures 3 , 4 and 5 ).
  • the blade head 10 may be superimposed on another 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 10, here more precisely its first flap 6 comprises one or more orifices 15, of open contour, of circulation of the second fluid and is configured so that the tube 20 for circulation of the first fluid is adapted to close the contour of the said orifices 15 for circulating the second fluid when it is positioned on the blade head 10, more precisely at its first flap 6.
  • the or said orifices 15 have, for example, an oblong contour open at one of its ends. It may be an outline having opposite its open end a semicircle end followed to said open end of a straight portion.
  • the blade head here the first flap 6, comprises a recess channeling the first fluid exiting or entering the tube 20.
  • the blade head 10, here the second component 8 may comprise at least one flow orifice 17 adapted to the circulation of the first fluid.
  • the tube 20 for circulating the first fluid is then able to channel the first and the second fluid separately through respectively the orifice 17 for circulation of the first fluid and the orifice 15 for circulation of the second fluid, the orifice 17 communicating with a recess channeling the first fluid exiting or entering the tube 20.
  • the blade head 10 may comprise a plurality of orifices 17, 18 for the circulation of the first fluid.
  • a portion of the blade head 10, here the portion located at the recess of the first flap 6, has a trapezoidal shape adapted to guide the first fluid between the tube 20 and the orifices 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 first fluid flowing in the tube 20 pressed against the abutment 13 is channelized by the trapezoidal section of material towards the orifices 17, 18. This facilitates the circulation of the first fluid in the direction of the orifices 17, 18 and in particular makes it possible to limit the losses while making sure that the first and second fluids are channeled distinctly.
  • the blade head 10 may comprise at least one extension 14 capable of holding a wall 38 (with reference to FIG. Figure 3 ) a heat exchanger heat 30 (with reference to Figures 3 to 5 ), said extension 14 being provided here on each of the flaps 6, 8.
  • the tube 20 for circulating the first fluid closes the contour of the orifice (s) 15. the blade head 10, here more precisely the contour of the orifices 15 of its first flap 6. This has the particular effect of allowing a distinct channeling of the first fluid through the orifice 17 (or the orifices 17, 18) and the second fluid through the orifice 15.
  • one or a plurality of complementary blade heads may be interposed between two blade heads 10 according to the invention.
  • This allows in particular to adjust the height of the circulation space of the second fluid between two tubes 20 of circulation of the first fluid.
  • the height of the circulation space of the second fluid between two circulation tubes of the first fluid needs to be, for example, twice as thick as the tube and if the blade head is simple and of identical thickness to the thickness of a flow tube of the first fluid, then two complementary blade heads may be interposed between two blade heads 10 according to the invention to obtain the corresponding height, that is to say double the thickness of the tube or the thickness of the head.
  • the blade heads may comprise more than two plies for the same purpose of adjusting the height of the second fluid passage blade.
  • assemblies according to the invention formed of blade heads 10 and tubes 20 for circulating the first fluid are stacked on each other.
  • first flap 6 has, in accordance with the invention, 15 circulation orifices for the second fluid whose contour is closed by a circulation tube 20 of the first fluid and a second flap for the circulation of the second fluid in the exchanger.
  • Said second component may serve either to define a spacer for the circulation of the second fluid between two circulation tubes of the first fluid, as illustrated, or, according to a non-illustrated embodiment, to accommodate a circulation tube of the second fluid.
  • the contours of the circulation orifices 15 of the second flap 8 are then open, in each case, to allow a circulation of the second fluid between these and the space created between the two circulation tubes of the first fluid, as illustrated, or the circulation tube of the second fluid, as in the other embodiment.
  • the blade heads according to the invention may have a profile such as that of the first flap 6 being alternately superimposed with blade heads having a profile such as that of the second flap 8.
  • the latter may serve either to define a spacer for the circulation of the second fluid between two circulation tubes of the first fluid, as with the second component 8 shown, or, according to a non-illustrated embodiment, to accommodate a circulation tube of the second fluid.
  • the contours of the circulation orifices 15 of these complementary blade heads then remain open, in each case, to allow a circulation of the second fluid between these and the space created between the two circulation tubes of the first fluid, as with the second shutter 8 illustrated, or the circulation tube of the second fluid, as in the other embodiment.
  • 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 comprises two side walls 38, a first cover 31 or 36 and a second cover opposite the first cover 36 or 31 respectively.
  • the cover 36 comprises a flange 34 (or inlet manifold) of the first fluid. in the heat exchanger and an outlet flange 34 of the first fluid of the heat exchanger 30.
  • the cover 31 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 can be closed at the ends by two cheeks or covers 31, 36, one of which is pressed to accommodate flanges 32 input / output of the second fluid (for example, antifreeze) and the other is adapted 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 at one time with the flanges 32, 34.
  • the first fluid enters the heat exchanger through one of the flanges 34, circulates inside the hollow tubes 20 (for example extruded tubes) and orifices. 17, 18 of the blade heads 10 and then spring by the other flange 34.
  • the second fluid enters the manifold 30 by a flange 32 and then flows between each pair of tubes 20 via the orifices 15 and then out through the other flange 32.
  • the flanges 32, 34 may be formed in the cover 31, 36.
  • the cover 31, 36 may comprise a fixing hole 35 for fixing the exchanger on a support.
  • the shape of the lid can also be used to define a spacer between the last tube 20 and said lid so as to obtain a space for the circulation of the second 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.

Landscapes

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Abstract

L'invention concerne 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 étant apte à recevoir un tube de circulation du premier fluide et à être superposée à une autre tête de lame permettant la circulation du second fluide. Selon l'invention, la tête de lame comprend un orifice, de contour ouvert, de circulation du second fluide, ladite tête de lame étant configurée de sorte que le tube de circulation du premier fluide soit apte à fermer ledit orifice de circulation du second fluide lorsqu'il est positionné sur la tête de lame.

Description

  • L'invention concerne une tête de lame d'échangeur de chaleur entre un premier fluide et un second fluide, un ensemble formé par au moins une telle tête de lame et un tube, un échangeur de chaleur, notamment pour automobile, comprenant un tel ensemble et une boîte collectrice comprenant une telle tête de lame.
  • Elle trouvera ses applications, notamment, dans 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 Cooler », équipant de tels circuits.
  • Dans ce domaine il a déjà été proposé des échangeurs de chaleur comprenant une boite collectrice pour le réfrigérant formée de têtes de lames superposées les unes sur les autres. Montées avec des tubes de circulation du premier fluide, elles permettent de créer des canaux de circulation du second fluide entre les tubes.
  • La conception des têtes de lame existantes entraîne des pertes de charge importantes.
  • L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant 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 étant apte à recevoir un tube de circulation du premier fluide et à être superposée à une autre tête de lame permettant la circulation du second fluide. Selon l'invention, la tête de lame comprend au moins un orifice, de contour ouvert, de circulation du second fluide, et est configurée de sorte que le tube de circulation du premier fluide ferme le contour du ou desdits orifices de circulation du second fluide lorsqu'il est positionné sur la tête de lame.
  • Autrement dit, le positionnement du tube permet de créer un ou plusieurs orifices de circulation du second fluide de contour ou section fermé(e), c'est-à-dire qu'une partie du tube, en particulier un bord, forme une partie du contour de l'orifice de circulation du second fluide. Ceci permet un écoulement du second fluide dans un orifice de circulation qui présente une section agrandie, à encombrement donné de la tête de lame. Ceci permet aussi d'éviter le perçage préalable d'un orifice de contour fermé dans la tête de lame, facilitant ainsi la fabrication de la tête de lame.
  • Selon un aspect de la présente invention, la tête de lame comprend au moins un orifice et/ou évidement de circulation du premier fluide et est configurée de sorte que le tube de circulation du premier fluide soit apte à canaliser le premier et le second fluide de manière distincte à travers respectivement le ou les orifices et/ou évidements de circulation du premier fluide et le ou les orifices de circulation du second fluide. Autrement dit, l'écoulement du second fluide est canalisé par le tube de circulation du premier fluide à travers le ou les orifices de circulation du second fluide indépendamment de l'écoulement du premier fluide. Ceci permet la circulation des premier et second fluides par des chemins différents, tous intégrés à la tête de lame.
  • Selon un autre aspect de la présente invention, la tête de lame 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 de la tête de lame a une forme trapézoïdale apte à guider le premier fluide entre le tube et le ou les orifices de circulation du premier fluide. Ceci a pour avantage de permettre la canalisation du premier fluide entre cet ou ces orifices et le tube étant donné la forme tronconique ou en entonnoir des côtés de la section trapézoïdale formée dans la tête de lame. 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, la tête de lame comprend au moins un prolongement apte à retenir une paroi de l'échangeur de chaleur. Ceci a pour avantage de permettre le positionnement et/ou le blocage des parois latérales de l'échangeur de chaleur, évitant ainsi d'avoir à ajouter une pièce supplémentaire ou d'avoir à réaliser un accrochage des parois pour assurer cette fonction.
  • 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.
  • 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, la 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 une tête de lame à chaque extrémité du tube.
  • 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 un empilement formé au moins en partie de têtes de lame telles que définies ci-dessus, par exemple en superposant entre deux têtes de lame telles que définies ci-dessus une ou plusieurs tête(s) de lames, dites complémentaires, c'est à dire permettant la circulation du premier et du second fluide, de façon canalisé et la circulation du fluide dans l'échangeur, par exemple en définissant une entretoise ou en accueillant un tube spécifique pour la circulation dudit second fluide.
  • On pourra utiliser des têtes de lame pliées identiques, empilées les unes sur les autres. Il pourra s'agir, par exemple, des têtes de lame comprenant 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 une entretoise entre deux tubes de circulation du premier fluide. Ceci permet notamment de définir la hauteur de lame de circulation du second fluide tout en canalisant le premier et le second fluides de manière distincte.
    • La figure 1 décrit en perspective une tête de lame d'échangeur de chaleur pliée.
    • La figure 2 décrit en perspective un ensemble formé d'un tube et de deux têtes de lame d'échangeur de chaleur selon l'invention.
    • La figure 3 décrit en perspective une vue partiellement éclatée d'un échangeur de chaleur, selon une première orientation.
    • La figure 4 décrit en perspective une vue partiellement éclatée d'un échangeur de chaleur, selon une orientation opposée à celle de la figure 3.
    • La figure 5 décrit en perspective un échangeur de chaleur.
  • Comme illustré à la figure 1 , l'invention concerne tout d'abord une tête de lame 10 selon l'invention. Dans cette illustration, la tête de lame est configurée par pliage et comprend un premier volet 6 et un second volet 8. Ceci n'est en rien limitatif de la portée de la présente invention car une tête de lame simple, non pliée, pourrait aussi être utilisée.
  • La tête de lame 10 est apte à recevoir un tube 20 de circulation du premier fluide (en référence à la Figure 2) et à être superposée à une autre tête de lame, permettant la circulation du second fluide (comme illustré, par exemple, sur les Figures 3, 4 et 5). Par exemple, la tête de lame 10 peut être superposée à une autre tête de lame 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, la tête de lame 10, ici plus précisément son premier volet 6, comprend un ou des orifices 15, de contour ouvert, de circulation du second fluide et est configurée de sorte que le tube 20 de circulation du premier fluide soit apte à fermer le contour du ou desdits orifices 15 de circulation du second fluide lorsqu'il est positionné sur la tête de lame 10, ici plus précisément au niveau de son premier volet 6.
  • Le ou lesdits orifices 15 présentent, par exemple, un contour oblong ouvert à l'une de ses extrémités. Il pourra s'agir d'un contour présentant à l'opposé de son extrémité ouverte une extrémité en demi-cercle suivi jusqu'à ladite extrémité ouverte d'une partie droite.
  • Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, comme décrit à la Figure 1, le premier volet 6 de la tête de lame 10 comprend deux orifices 15 de part et d'autres de la tête de lame 10, les contours de ces deux orifices étant fermées par les bords du tube 20 de circulation du premier fluide lorsqu'il est positionné sur la tête de lame 10.
  • La tête de lame, ici le premier volet 6, comprend un évidement canalisant le premier fluide sortant ou entrant dans le tube 20.
  • En particulier dans le cas d'une tête de lame pliée, la tête de lame 10, ici le second volet 8, pourra comprendre au moins un orifice 17 de circulation apte à la circulation du premier fluide. Le tube 20 de circulation du premier fluide est alors apte à canaliser le premier et le second fluide de manière distincte à travers respectivement l'orifice 17 de circulation du premier fluide et l'orifice 15 de circulation du second fluide, l'orifice 17 communiquant avec un l'évidement canalisant le premier fluide sortant ou entrant dans le tube 20.
  • A ce sujet, la tête de lame 10 pourra comprendre plusieurs orifices 17, 18 pour la circulation du premier fluide.
  • La tête de lame 10, ici le premier volet 6, peut comprendre au moins une butée 13 (par exemple un coin) apte à autoriser le positionnement du tube 20 de circulation du premier fluide, notamment dans l'axe longitudinal du tube 20 de circulation du premier fluide.
  • Une partie de la tête de lame 10, ici la partie se trouvant au niveau de l'évidement du premier volet 6, a une forme trapézoïdale apte à guider le premier fluide entre le tube 20 et le ou les orifices 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 tout en s'assurant que les premier et second fluides sont canalisés de manière distincte.
  • La tête de lame 10 peut comprendre au moins un prolongement 14 apte à retenir une paroi 38 (en référence à la Figure 3) d'un échangeur de chaleur 30 (en référence aux Figures 3 à 5), ledit prolongement 14 étant ici prévu sur chacun des volets 6, 8.
  • En particulier dans le cas d'une tête de lame pliée, la tête de lame 10 pourra aussi comprendre au moins un support 11, 12 pour supporter le 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. Dans l'exemple illustré, lesdits supports 11 sont situés au niveau du volet 8 définissant une entretoise pour soutenir le tube 20 positionné dans le premier volet 6.
  • 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, la tête de lame 10 recevant ledit tube 20 de circulation du premier fluide. La figure 2 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, les têtes de lame 10 recevant ledit tube 20 de circulation du premier fluide à chacune de ses extrémités.
  • Comme déjà dit, 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 du ou des orifices 15 de la tête de lame 10, ici plus précisément le contour du ou des orifices 15 de son premier volet 6. Ceci a notamment pour effet de permettre une canalisation distincte du premier fluide par l'orifice 17 (ou les orifices 17, 18) et du second fluide par l'orifice 15.
  • Lesdits tubes 10 sont, par exemple, des tubes plats, c'est-à-dire, présentant deux faces opposées planes reliés par des bords longitudinaux. Le contour du ou des orifices 15 fermés par ledit tube est alors fermé par lesdits bords longitudinaux. Lesdits tubes plats sont, notamment, multi canaux, c'est-à-dire, présentant une pluralité de canaux pour la circulation du premier fluide. Ils pourront être obtenus par extrusion ou encore par pliage d'une feuille de matière définissant une enveloppe du tube à l'intérieur de laquelle un intercalaire est inséré pour la définition des canaux.
  • L'invention concerne aussi une boite collectrice d'échangeur de chaleur. Une telle boite collectrice comprend un empilement formé au moins en partie de têtes de lame 10 telles que définies précédemment, par exemple en superposant des tête de lame pliées telles qu'illustrées ou en superposant entre deux têtes de lame telles que définies ci-dessus une ou plusieurs tête(s) de lames, dites complémentaires, c'est-à-dire permettant le passage des premier et second fluides canalisés de manière distincte et permettant la circulation du second fluide dans l'échangeur, par exemple en définissant une entretoise ou en accueillant un tube spécifique pour la circulation dudit second fluide.
  • Aussi bien dans le cas de têtes de lame simples que dans le cas de têtes de lame pliées, une ou une pluralité de têtes de lame complémentaire peuvent être intercalées entre deux têtes de lames 10 selon l'invention. Ceci permet notamment d'ajuster la hauteur de l'espace de circulation du second fluide entre deux tubes 20 de circulation du premier fluide. En d'autres termes, si la hauteur de l'espace de circulation du second fluide entre deux tubes de circulation du premier fluide nécessite d'être, par exemple, deux fois plus épais que le tube et si la tête de lame est simple et d'épaisseur identique à l'épaisseur d'un tube de circulation du premier fluide, alors deux têtes de lame complémentaires peuvent être intercalées entre deux têtes de lame 10 selon l'invention pour obtenir la hauteur correspondante, c'est-à-dire le double de l'épaisseur du tube ou de l'épaisseur de la tête. Ceci a pour effet d'augmenter la section de passage pour la circulation du second fluide entre deux tubes de circulation du premier fluide. Dans le cas de têtes de lame pliées, les têtes de lame pourront comprendre plus de deux plis dans le même but d'adaptation de hauteur de la lame de passage du second fluide.
  • L'invention concerne aussi un échangeur de chaleur 30 entre un premier fluide et un second fluide, notamment d'échangeur de chaleur pour automobile.
  • Comme illustré aux figures 3 , 4 et 5 , l'échangeur de chaleur 30 comprend au moins un ensemble tel que décrit plus haut.
  • Pour former un tel échangeur de chaleur, des ensembles selon l'invention formés de têtes de lames 10 et de tubes 20 de circulation du premier fluide sont empilés les uns sur les autres.
  • Il pourra s'agir, comme dans l'exemple illustré, de tête de lame pliées à deux volets 6, 8 dans laquelle le premier volet 6 présente, conformément à l'invention, des orifices 15 de circulation pour le second fluide dont le contour est fermé par un tube de circulation 20 du premier fluide et un second volet permettant la circulation du second fluide dans l'échangeur. Ledit second volet pourra servir soit à définir une entretoise pour la circulation du second fluide entre deux tubes de circulation du premier fluide, comme illustré, soit, selon un mode de réalisation non illustré, à accueillir un tube de circulation du second fluide. Les contours des orifices 15 de circulation du second volet 8 sont alors ouverts, dans chacun des cas, pour permettre une circulation du second fluide entre ceux-ci et l'espace créé entre les deux tubes de circulation du premier fluide, comme illustré, ou le tube de circulation du second fluide, comme dans l'autre exemple de réalisation.
  • Dans le cas de têtes de lame simples, les têtes de lame selon l'invention pourront présenter un profil tel que celui du premier volet 6 en étant alternativement superposées avec des têtes lames présentant un profil tel que celui du second volet 8. Ces dernières pourront servir soit à définir une entretoise pour la circulation du second fluide entre deux tubes de circulation du premier fluide, comme avec le second volet 8 illustré, soit, selon un mode de réalisation non illustré, à accueillir un tube de circulation du second fluide. Les contours des orifices 15 de circulation de ces têtes de lames complémentaires restent alors ouverts, dans chacun des cas, pour permettre une circulation du second fluide entre ceux-ci et l'espace créé entre les deux tubes de circulation du premier fluide, comme avec le second volet 8 illustré, ou le tube de circulation du second fluide, comme dans l'autre exemple de réalisation.
  • 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.
  • Bien sûr, qu'il s'agisse de lames pliées ou non, d'autres formes aussi bien intérieures qu'extérieures sont envisageables.
  • Comme illustré, l'échangeur de chaleur comprend deux parois latérales 38, un premier couvercle 31 ou 36 et un second couvercle opposé au premier couvercle respectivement 36 ou 31. 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. Le couvercle 31 comprend une bride 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. En d'autres termes, 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, de l'antigel) et l'autre est apte à recevoir des brides 34 d'entrée/sortie du premier fluide (par exemple du 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 32, 34.
  • 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 pliées (comme décrit sur la Figure 2) 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 ;
    • 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 de l'invention, les brides 32, 34 peuvent être formées dans le couvercle 31, 36.
  • Dans un mode de réalisation illustratif de l'invention, le couvercle 31, 36 peut comprendre un orifice 35 de fixation pour fixer l'échangeur sur un support.
  • Dans un mode de réalisation illustratif de l'invention, 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 3), 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 de l'invention, 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.
  • 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.

Claims (10)

  1. 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 autre tête de lame permettant la circulation du second fluide, la tête de lame (10) étant caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un orifice (15), de contour ouvert, de circulation du second fluide, ladite tête de lame étant configurée de sorte que le tube (20) de circulation du premier fluide ferme le contour du ou desdits orifices (15) de circulation du second fluide lorsqu'il est positionné sur la tête de lame (10).
  2. Tête de lame selon la revendication 1, ladite tête de lame (10) comprenant au moins un orifice (17, 18) et/ou évidement de circulation du premier fluide, la tête de lame (10) étant configurée de sorte que le tube (20) de circulation du premier fluide soit apte à canaliser le premier et le second fluide de manière distincte à travers respectivement le ou les orifices (17, 18) et/ou évidement de circulation du premier fluide et le ou les orifices (15) de circulation du second fluide.
  3. Tête de lame selon la revendication 2 dans laquelle une partie de la tête de lame (10) a une forme trapézoïdale apte à guider le premier fluide entre le tube (20) de circulation du premier fluide et le ou les orifices (17, 18) de circulation du premier fluide.
  4. Tête de lame selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la tête de lame (10) comprend une butée (13) apte à autoriser le positionnement du tube (20) de circulation du premier fluide.
  5. Tête de lame selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la tête de lame (10) comprend au moins un prolongement (14) apte à retenir une paroi (38) de l'échangeur de chaleur.
  6. 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, ladite tête de lame (10) recevant ledit tube (20) de circulation du premier fluide.
  7. 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 (20) de circulation du premier fluide, selon la revendication 6.
  8. Echangeur de chaleur selon la revendication 7, ledit échangeur de chaleur (30) comprenant de plus deux parois latérales (38), un premier couvercle (31) et un second couvercle (36) opposé au premier couvercle, formant un boîtier de circulation du second fluide.
  9. Echangeur de chaleur selon la revendication 8, dans lequel l'un des couvercles (31, 36) comprend une bride (32, 34) d'entrée du premier ou du second fluide dans l'échangeur de chaleur (30) et une bride (32, 34) de sortie du premier ou du second fluide de l'échangeur de chaleur (30).
  10. Boite collectrice d'échangeur de chaleur, ladite boite collectrice comprenant un empilement formé au moins en partie de têtes de lame (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5.
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