FR2465987A1

FR2465987A1 - Header box for heat exchanger - has flexible insert in box located by fingers to cover tube plate

Info

Publication number: FR2465987A1
Application number: FR7923802A
Authority: FR
Inventors: Patrick Cadars
Original assignee: Francaise du Ferodo SA
Current assignee: Valeo SE
Priority date: 1979-09-25
Filing date: 1979-09-25
Publication date: 1981-03-27
Also published as: FR2465987B1

Abstract

The heat exchanger has a tube plate (11) covered by a sheet (12) of elastic material. The plate (13) follows the contour of the exchanger and covers flanges (15,16). The header box has parallel sides (22,23) perpendicular to the other sides which are formed by the semi cylindrical panel (26). The fingers (43) butt against the wall (45) and the heat exchange fluid is allowed to pass through a bush (54) on one side and through a nozzle.

Description

L'invention concerne des échangeurs de chaleur du type comprenant un faisceau de tubes parallèles parcourus par un liquide, qui traversent en étant au contact avec elles, des ailettes balayées par de l'air, au moins une des extrémités des tubes débouchant dans une chambre collectrice limitée d'une part par une boite, ou boite à eau, d'autre part par une plaque traversée par les extrémités des tubes, habituellement appelé collecteurs, la boite à eau et le collecteur étant assemblés entre eux de manière étanche. The invention relates to heat exchangers of the type comprising a bundle of parallel tubes traversed by a liquid, which through being in contact with them, fins swept by air, at least one of the ends of the tubes opening into a chamber collector limited on the one hand by a box, or water box, on the other hand by a plate crossed by the ends of the tubes, usually called collectors, the water box and the collector being assembled together in leaktight manner.

Un tel échangeur de chaleur est décrit par exemple dans le Brevet français NO 1 577 223 déposé le 21 juillet 1967 au nom de la présente Demanderesse. Such a heat exchanger is described for example in French Patent No. 1,577,223 filed July 21, 1967 in the name of the present Applicant.

Pour répondre à la dilatation et à la contraction du liquide que contient l'échangeur, sous la effet des variations de température, qui peuvent etre tres grandes, on prévoit, en outre de la chambre collectrice, une chambre d'expansion, qui sert également au dégazage de l'eau. To respond to the expansion and contraction of the liquid contained in the exchanger, under the effect of temperature variations, which can be very large, there is provided, in addition to the collecting chamber, an expansion chamber, which also serves degassing of water.

Dans de nombreuses installations, la chambre d'expansion est l'espace inférieur à un vase d'expansion distant de l'échangeur et relié à celui-ci par des tuyaux, le plus souvent souples. In many installations, the expansion chamber is the space less than an expansion vessel remote from the exchanger and connected to the latter by pipes, most often flexible.

Récemment, on a proposé de comprendre la chambre d'expansion dans l'unité mécanique que constitue l'échangeur de chaleur, supprimant ainsi la nécessité de tuyau de raccordement. Recently, it has been proposed to include the expansion chamber in the mechanical unit that constitutes the heat exchanger, thus eliminating the need for a connecting pipe.

Dans ce but, un dispositif d'enceinte, assemblé avec le collecteur, a un volume intérieur suffisant pour pouvoir ménager deux chambres dont l'une joue le rle de chambre collectrice et l'autre celui de chambre d'expansion. For this purpose, an enclosure device, assembled with the collector, has an interior volume sufficient to be able to provide two chambers, one of which plays the role of collecting chamber and the other that of expansion chamber.

L'invention a pour objet un tel dispositif à chambre collectrice et chambre d'expansion pour un échangeur de chaleur à circulation de liquide. The invention relates to such a device with collecting chamber and expansion chamber for a heat exchanger with circulation of liquid.

Elle s'applique notamment à de tels dispositifs prévus pour faire partie d'un échangeur de chaleur équipant un téhi- cule automobile, en particulier pour le refroidissement de liquide provenant du bloc moteur. It applies in particular to such devices intended to be part of a heat exchanger fitted to an automotive vehicle, in particular for cooling liquid coming from the engine block.

L'invention a pour objet un dispositif d'enceinte à chambre collectrice et chambre d'expansion pour échangeur de chaleur à circulation de liquide dans un faisceau de tubes parallèles débouchant dans la chambre collectrice à travers une plaque à trous ou collecteur et assemblées avec celui-ci de manière étanche, caractérisé en ce que le dispositif d'enceinte comprend un boîtier de configuration générale parallélépipédique ouvert sur une grande face pour l'assemblage avec le collecteur ainsi qu'à l'intérieur du boîtier un profilé à section en U dont les branches sont accolées aux hautes parois parallèles du boîtier perpendiculaire à la face ouverte pour l'assemblage mais d'une profnndeur inférieure à celle desdites parois dans le sens de l'éloigemment par rapport à ladite face, de sorte que le fond du profilé ménage avec lesdites parois la chambre d'expansion, en communication avec la chambre collectrice par des orifices prévus dans ledit fond. The subject of the invention is an enclosure device with a collecting chamber and an expansion chamber for a heat exchanger with circulation of liquid in a bundle of parallel tubes opening into the collecting chamber through a plate with holes or manifold and assembled with that -this sealingly, characterized in that the enclosure device comprises a box of generally parallelepipedal configuration open on a large face for assembly with the manifold as well as inside the box a U-shaped section whose the branches are attached to the high parallel walls of the housing perpendicular to the open face for assembly but of a depth less than that of said walls in the direction of the distance from said face, so that the bottom of the profile household with said walls the expansion chamber, in communication with the collecting chamber through orifices provided in said bottom.

Selon une réalisation, le fond de 1'U est appliqué pour transmettre un effort sollicitant à pression les extrémités des branches du profilé contre une feuille de caoutchouc ou analogue tapissant le collecteur, au bénéfice de l'étanchéité. According to one embodiment, the bottom of the U is applied to transmit a force urging pressure on the ends of the branches of the profile against a sheet of rubber or the like lining the collector, for the benefit of sealing.

Dans la description qui suit, Site à titre d'exemple,on se réfère aux dessins annexés, dans lesquels :
- la figure 1 est une vue en coupe transversale;
- la figure 2 est une vue schématique partielle en coupe verticale; et
- la figure 3 est une vue analogue à la figure 2 mais pour une autre réalisation.In the following description, Site by way of example, reference is made to the appended drawings, in which:
- Figure 1 is a cross-sectional view;
- Figure 2 is a partial schematic view in vertical section; and
- Figure 3 is a view similar to Figure 2 but for another embodiment.

Les tubes d'un faisceau de tubes (non représentés) d'un échangeur de chaleur du type rappelé ci-dessus traversent à une de leurs extrémités une plaque à trous 11, ou collecteur, revetu sur sa face opposée au faisceau par une feuille 12 d'élastomère. Le corps 13 de la plaque est conformé sur sa périphérie suivant une gouttière 14 dont le bord externe comprend des pattes 15 qui, lorsqu'eUes sont retournées suivant des retours 16, appliquent à pression le bord 17 formant la périphérie de l'orifice d'un boîtier ou enceinte 18 dont une face est ouverte, par sa nervure 19, dans un bourrelet 21 formé à la périphérie de la feuille 12. Le boîtier ouvert 17 est de forme générale parallélépipédique avec deux longues parois parallèles 22 et 23, deux parois perpendiculaires aux précédentes 24 et 25 et une paroi incurvée, sensiblement semicylindrique 26.Le boîtier 18 est avantageusement obtenu par moulage de matière plastique et présente un embout 27 d'entrée ou de sortie de liquide. The tubes of a bundle of tubes (not shown) of a heat exchanger of the type recalled above pass at one of their ends a plate with holes 11, or collector, coated on its face opposite to the bundle by a sheet 12 elastomer. The body 13 of the plate is shaped on its periphery along a gutter 14 whose external edge comprises lugs 15 which, when eUes are turned upside down 16, pressurize the edge 17 forming the periphery of the orifice a housing or enclosure 18 one face of which is open, by its rib 19, in a bead 21 formed at the periphery of the sheet 12. The open housing 17 is of generally parallelepipedal shape with two long parallel walls 22 and 23, two perpendicular walls to previous 24 and 25 and a curved wall, substantially semi-cylindrical 26. The housing 18 is advantageously obtained by molding of plastic material and has a nozzle 27 for inlet or outlet of liquid.

A l'intérieur du boîtier 18 est introduit,par l'orifice du boîtier limité par les parois 22, 23 et 24, 25, un profilé 27 à section transversale en U, montrant ainsi un fond 28 et deux branches 29 et 31. Ledit profilé peut etre obtenu par extrusion de matière plastique de découpage à longueur. Inside the housing 18 is introduced, through the orifice of the housing limited by the walls 22, 23 and 24, 25, a profile 27 with a U-shaped cross section, thus showing a bottom 28 and two branches 29 and 31. Said profile can be obtained by extrusion of plastic cutting to length.

Sa longueur est telle que, lorsqu'il est introduit dans le boîtier 18, sa tranche supérieure 32 est en contact avec la surface interne 33 de la paroi supérieure 24 et sa tranche inférieure 34 est en contact avec la surface interne 35 de la paroi inférieure 25. La largeur du profilé est choisie pour que les surfaces externes 36 et 37 des branches 29 et 31 soient en contact avec les faces internes 38 et 39 des parois 22 et 23. La branche 29 présente un trou ou ouverture 41 en regard de la surface interne 42 de l'embout 27.Its length is such that, when it is introduced into the housing 18, its upper edge 32 is in contact with the internal surface 33 of the upper wall 24 and its lower edge 34 is in contact with the internal surface 35 of the lower wall 25. The width of the profile is chosen so that the external surfaces 36 and 37 of the branches 29 and 31 are in contact with the internal faces 38 and 39 of the walls 22 and 23. The branch 29 has a hole or opening 41 facing the internal surface 42 of the nozzle 27.

Du fond 26 ou paroi incurve du boîtier 18 sont dépendants des doigts effilés 43 dont les extrémités 44 viennent en contact avec la surface externe 45 du fond 28 de sorte que, lorsqu'après introduction du profilé 27, on provoque un rapprochement de cet ensemble par rapport au collecteur 11 revêtu de la feuille d'élastomère 12, la coopération à butée des extrémités 44 des doigts 43 contre la surface 45, assure l'application sous pression des extrémités 46 et 47 des branches 29 et 31 du profilé 27 contre feuille d'élastomère 12, contribuant ainsi à l'étanchéité de la chambre 48, ou chambre collectrice,limitée par le profilé 27, tlne partie des parois 24, 25 et le collecteur 11 revêtu de la feuille d'élastomère 12. From the bottom 26 or curved wall of the housing 18 are dependent on the tapered fingers 43, the ends 44 of which come into contact with the external surface 45 of the bottom 28 so that, when the profile 27 is introduced, this assembly is brought together by relative to the manifold 11 coated with the elastomer sheet 12, the cooperation at the abutment of the ends 44 of the fingers 43 against the surface 45, ensures the application under pressure of the ends 46 and 47 of the branches 29 and 31 of the profile 27 against the sheet d the elastomer 12, thus contributing to the sealing of the chamber 48, or collecting chamber, limited by the profile 27, part of the walls 24, 25 and the collector 11 coated with the elastomer sheet 12.

La chambre d'expansion est limitée par le fond 28 du profilé 27, une partie des parois 22 et 23, une partie des parois 24 et 25 du boîtier 18 et la paroi incurvée 26 de celui-ci. The expansion chamber is limited by the bottom 28 of the profile 27, part of the walls 22 and 23, part of the walls 24 and 25 of the housing 18 and the curved wall 26 of the latter.

Un orifice calibré 49 est prévu sur le fond 28 à la partie supérieure de celui-ci et un orifice calibré 51 est prévu sur ledit fond 28, à sa partie inférieure, le passage laissé par l'orifice 51 étant notablement plus grand que celui laissé par l'orifice 49. A calibrated orifice 49 is provided on the bottom 28 at the upper part thereof and a calibrated orifice 51 is provided on said bottom 28, at its lower part, the passage left by the orifice 51 being notably larger than that left through port 49.

Dans la forme de réalisation montrée sur la figure 3, du profilé 27 dépendent deux parois perpendiculaires 52, 53 qui s'appliquent contre les surfaces internes 33 et 35 des parois 24 et 25 du boîtier 18. In the embodiment shown in FIG. 3, from the profile 27 depend two perpendicular walls 52, 53 which are applied against the internal surfaces 33 and 35 of the walls 24 and 25 of the housing 18.

Dans la forme de réalisation représentée sur la figure 1, le profilé 27 et la paroi 23 présentent des orifices en regard 54 et 55, qui servent au passage d'une tubulure de circulation d'huile, non représentée, par l'intermédiaire d'un joint d'étanchéité 56 à rebords 57, 58 enserrant lesdites parois. In the embodiment shown in Figure 1, the profile 27 and the wall 23 have facing holes 54 and 55, which are used for the passage of an oil circulation pipe, not shown, by means of a seal 56 with flanges 57, 58 enclosing said walls.

Claims

1. Device with collecting chamber and expansion chamber for heat exchanger with circulation of liquid in a bundle of parallel tubes opening into the collecting chamber through a plate with holes or collector assembled in leaktight manner by means of a sheet of elastomer with the wall delimiting the collecting chamber, characterized in that said wall forms part of an open box, in the parallelepipedal assembly, containing in its interior a U-shaped section whose branches are joined to the large parallel walls limiting the collecting chamber but of a depth less than that of said walls in the direction of the distance with respect to the collector so that the bottom of the profile cleans with said walls the expansion chamber, in communication with the collecting chamber by orifices provided in said bottom.

2. Device according to claim 1, characterized in that the profile is devoid of end partitions.

3. Device according to claim 2, characterized in that the profile is made of plastic and is obtained by extrusion.

4. Device according to claim 1, characterized in that the profile comprises end partitions applied against the walls of the housing connecting said large walls.

5. Device according to claim 1, characterized in that the wall part of the housing opposite to the orifice of the latter carries fingers urging, upon assembly of the device with the collector, by action against the bottom of the profile, l end of the branches of the latter on the elastomer sheet coating the collector, for the benefit of sealing.

6. Housing forming part of the device according to one of claims 1 to 5.

7. Profile forming part of the device according to one of claims 1 to 5.

8. Heat exchanger comprising a device according to one of claims 1 to 5.