FR2492514A1 - Liquid chamber for heat exchanger - is made of collecting and expansion sections with gas escape hole between them - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention concerne une boite à eau pour un échangeur de chaleur à circulation de liquide, tel par exemple qu'un radiateur faisant partie d'un circuit de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile. The invention relates to a water box for a heat exchanger with circulation of liquid, such as for example a radiator forming part of a cooling circuit of a motor vehicle engine.
On sait qu'une telle boîte à eau peut être partagée par exemple par un boîtier interne qutelle contient, en une chambre collectrice dans laquelle débouchent les extrémités des tubes de circulation de liquide de l'échangeur et en une chambre d'expansion formant réserve de liquide et communiquant avec la chambre collectrice. It is known that such a water box can be shared for example by an internal box which it contains, in a collecting chamber into which the ends of the exchanger liquid circulation tubes open out and in an expansion chamber forming a reserve of liquid and communicating with the collecting chamber.
La chambre collectrice et la chambre d'expansion de la boite à eau sont souvent reliées entre elles b leur partie supérieure par un orifice de dégazage, par lequel les bulles d'air ou de gaz transportées par le liquide peuvent s'échapper de la chambre collectrice et passer dans la chambre d'expansion,
Pour éviter toute reprise d'air ou de gaz par le liquide circulant dans la chambre collectrice, il serait avantageux que orifice de dégazage débouche sous le niveau du liquide contenu dans la chambre d'expansion.The collecting chamber and the expansion chamber of the water box are often connected to each other at their upper part by a degassing orifice, through which the air or gas bubbles transported by the liquid can escape from the chamber. collector and pass into the expansion chamber,
To avoid any recovery of air or gas by the liquid circulating in the collecting chamber, it would be advantageous for the degassing orifice to open below the level of the liquid contained in the expansion chamber.
L'invention a pour objet une boite à eau pour échangeur de chaleur, répondant à cette condition. The subject of the invention is a water box for a heat exchanger, meeting this condition.
Elle propose å cet effet une boite à eau pour échangeur de chaleur à circulation de liquide, tel qu'un radia teur d'un circuit de refroidissement de moteur, partagée en une chambre collectrice et une chambre d'expansion communiquant entre elles par l'intermédiaire d'un conduit ou orifice de dégazage du liquide, caractérisée en ce que la chambre d'empan sion s'étend au-dessus de l'extrémité supérieure de la chambre collectrice et/ou du corps de 11 échangeur et ménage un volume au-dessus du conduit ou orifice de dégazage. To this end, it offers a water box for a liquid circulation heat exchanger, such as a radiator of an engine cooling circuit, divided into a collecting chamber and an expansion chamber communicating with each other through the via a liquid degassing duct or orifice, characterized in that the expansion chamber extends above the upper end of the collecting chamber and / or of the exchanger body and provides a volume for the - above the vent or degassing orifice.
En fonctionnement, le niveau de liquide dans la chambre d'expansion est toujours au-dessus de ltextrémité supérieure de la chambre collectrice ou du corps de l'échangeur et le conduit ou orifice de dégazage peut être un sinlple trou forme, dans la partie supérieure de la chambre collectrice, à travers la paroi sparant cette chambre de la chambre d'expansion. In operation, the level of liquid in the expansion chamber is always above the upper end of the collecting chamber or of the exchanger body and the degassing duct or orifice may be a single hole formed in the upper part. from the collecting chamber, through the wall separating this chamber from the expansion chamber.
Selon une autre caractéristique de l'inzention, la chambre collectrice et la chambre d'expansion sont séparées l'une de l'autre par une cloison venant dDune pièce, par exemple de moulage, avec la boite à eau. According to another characteristic of the invention, the collecting chamber and the expansion chamber are separated from each other by a partition coming from a part, for example of molding, with the water box.
Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, dans lesquels s
- la figure 1 est une vue schématique en coupe par tielle d'un échangeur de chaleur comprenant une boite à eau selon l'invention;
- la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne II - Il de la figure 1;
- la figure 3 représente, en coupe longitudinale partielle, une autre forme de réalisation d'une boite à eau selon l'invention; et
la figure 4 est une vue en coupe selon la ligne
IV - IV de la figure 3.In the description which follows, given by way of example, reference is made to the appended drawings, in which s
- Figure 1 is a schematic sectional view through a heat exchanger comprising a water box according to the invention;
- Figure 2 is a sectional view along line II - II of Figure 1;
- Figure 3 shows, in partial longitudinal section, another embodiment of a water box according to the invention; and
Figure 4 is a sectional view along the line
IV - IV of figure 3.
On se rèfere tout d'abord aux figures 1 et 2, qui représentent une première forme de réalisation d'une boute à eau selon l'invention. We first refer to Figures 1 and 2, which show a first embodiment of a water bottle according to the invention.
L'échangeur 10 de la figure 1, qui est par exemple un radiateur d'un circuit de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile, comprend un corps il formé dXun faisceau de tubes parallèles et horizontaux de circulation de liquide, munis d'ailettes et dont les extrémités traversent à étanchiite des collecteurs 12 ou plaques à trous sur lesquels sont fixées de façon classique deux boes à eau 13 et 14. The exchanger 10 of FIG. 1, which is for example a radiator of a cooling circuit of a motor vehicle engine, comprises a body 11 formed from a bundle of parallel and horizontal liquid circulation tubes, provided with fins. and the ends of which pass through leaktight collectors 12 or plates with holes to which two water boxes 13 and 14 are conventionally fixed.
La boîte à eau 13 comprend la tubulure 15 d'entrée de liquide dans l'échangeur et la tubulure 16 de sortie de liquide. Son volume interne est partagé de façon étanche en den partie par une cloison transversale 17e L'autre boite à eau 14 forme une chambre collectrice 18 dans laquelle débouchent les tubes de circulation de liquide, et une chambre d'expan- sion 19 formant réserve de liquide. The water box 13 comprises the pipe 15 for entering the liquid into the exchanger and the pipe 16 for the liquid outlet. Its internal volume is partially sealed in part by a transverse partition 17th. The other water box 14 forms a collecting chamber 18 into which the liquid circulation tubes open, and an expansion chamber 19 forming a reserve of liquid.
Cet échangeur est du type à circulation dite "en U", c'est-'a-dire que le liquide pénètre dans l'échangeur par la tubulure d'entrée 15 de la boite a eau 13, circule dans les tubes supérieurs du faisceau 11, arrive dans la chambre collectrice 18 de la boute à eau 14, circule en sens inverse dans les tubes inférieurs du faisceau 11 et ressort de la boite à eau 13 par la tubulure de sortie 16. This exchanger is of the so-called U-shaped circulation type, that is to say that the liquid enters the exchanger through the inlet pipe 15 of the water box 13, circulates in the upper tubes of the bundle. 11, arrives in the collecting chamber 18 of the water bottle 14, flows in the opposite direction in the lower tubes of the bundle 11 and leaves the water box 13 through the outlet pipe 16.
Dans la boite à eau 14, la chambre collectrice 18 et'la chambre d'expansion 19 sont séparées l'une de l'autre par une cloison interne venant d'une pièce, par exemple par moulage, avec la boîte à eau 14 et qui comprend une première partie 21 horizontale, formant la paroi supérieure de la chambre collectrice 18, et une partie verticale 22 règnant sur toute la largeur de la boîte à eau 14 et s'étendant depuis cette première partie 21 de cloison en direction de la paroi inférieure 23 de la boîte à eau, cette seconde partie 22 se terminant par son bord inférieur 24 à une certaine distance de la paroi inférieure 23 et ménageant ainsi un orifice 25 de communication entre la partie inférieure de la chambre collectrice 18 et la partie inférieure de la chambre d'expansion 19. In the water box 14, the collecting chamber 18 and the expansion chamber 19 are separated from each other by an internal partition coming from a single piece, for example by molding, with the water box 14 and which comprises a first horizontal part 21, forming the upper wall of the collecting chamber 18, and a vertical part 22 prevailing over the entire width of the water box 14 and extending from this first part 21 of partition in the direction of the wall lower 23 of the water box, this second part 22 ending in its lower edge 24 at a certain distance from the lower wall 23 and thus providing an orifice 25 for communication between the lower part of the collecting chamber 18 and the lower part of the expansion chamber 19.
A sa jonction avec la première partie 21, la seconde partie 22 de la cloison interne présente un orifice 26 de communication entre la partie supérieure de la chambre collectrice 18 et la chambre d'expansion 19. Cet orifice 26 forme l'orifice de dégazage du liquide circulant dans l'échangeur. At its junction with the first part 21, the second part 22 of the internal partition has an orifice 26 for communication between the upper part of the collecting chamber 18 and the expansion chamber 19. This orifice 26 forms the degassing orifice of the liquid circulating in the exchanger.
La boite à eau 14 se prolonge, au-dessus de la première partie 21 de cloison et au-dessus du faisceau 11 de l'échangeur, en une partie 27 présentant un embout 28 vertical ou oblique formant orifice de remplissage de l'échangeur. Cet embout 28 est propre à recevoir un bouchon muni de clapets tarés de surpression et de dépression. The water box 14 extends, above the first partition part 21 and above the bundle 11 of the exchanger, into a part 27 having a vertical or oblique nozzle 28 forming a filling orifice for the exchanger. This nozzle 28 is suitable for receiving a plug provided with calibrated overpressure and vacuum valves.
Dans des conditions normales de remplissage et de fonctionnement, la partie 27 supérieure de la boite à eau 14 est remplie de liquide jusqu'au niveau indiqué par la référence 30, c'est-à-dire que la première partie de cloison 21 et l'orifice de dégazage 26 se trouvent sous ce niveau 30 de liquide. On évite ainsi tout risque de reprise d'air ou de gaz à travers l'orifice 26 par le liquide circulant dans la chambre collectrice 18. Under normal filling and operating conditions, the upper part 27 of the water box 14 is filled with liquid up to the level indicated by the reference 30, that is to say that the first part of the partition 21 and l degassing orifice 26 is located under this level 30 of liquid. This avoids any risk of air or gas being taken up through the orifice 26 by the liquid circulating in the collecting chamber 18.
On notera également que la partie 21 de la cloison interne se prolonge légèrement au delà de l'orifice 26. It will also be noted that the part 21 of the internal partition extends slightly beyond the orifice 26.
La boite à eau 14, obtenue de moulage en une seule pièce avec la cloison interne 21, 22, présente deux faces ouvertes opposées d'extrémité, par l'une desquelles elle est montée sur le faisceau 11 de l'échangeur 10 et assemblée au collecteur 12, et dont l'autre desquelles est fermée par un couvercle rapporté 31. Ce couvercle 31 peut être une pièce en matière plastique, nervurée, qui est soudée sur les bords de la boite à eau 14 définissant cette face ouverte, ou bien peut être une pièce métallique identique au collecteur 12, mais dépourvue de trous. Pour cela, les formes et dimensions des deux faces ouvertes de la boîte à eau 14 doivent être identiques, et on peut par exemple prévoir que ces deux faces ouvertes sont décalées en hauteur l'une par rapport à l'autre, le fond 23 de la boite à eau 14 présentant alors une partie horizontale et une partie oblique remontant vers le haut. The water box 14, obtained by molding in one piece with the internal partition 21, 22, has two opposite open end faces, one of which is mounted on the bundle 11 of the exchanger 10 and assembled to the manifold 12, and the other of which is closed by an attached cover 31. This cover 31 can be a piece of plastic material, ribbed, which is welded to the edges of the water box 14 defining this open face, or else can be a metal part identical to the manifold 12, but devoid of holes. For this, the shapes and dimensions of the two open faces of the water box 14 must be identical, and one can for example provide that these two open faces are offset in height relative to each other, the bottom 23 of the water box 14 then having a horizontal part and an oblique part rising upwards.
On se réfère maintenant aux figures 3 et 4 qui représentent une autre forme de réalisation d'une boite à eau selon l'invention. We now refer to Figures 3 and 4 which show another embodiment of a water box according to the invention.
Dans cette forme de réalisation, la boite à eau 35, assemblée par le collecteur 12 au faisceau 11 de l'échangeur, a sensiblement la même structure que la boite à eau 14 des figures 1 et 2, c'est-à-dire qu'elle est partagée par une cloison interne 36 en une chambre collectrice 37 dans laquelle débouchent les tubes du faisceau 11 de l'échangeur et une chambre d'expansion 38 formant réserve de liquide et qui se prolonge, au-dessus de la chambre collectrice 37 et du faisceau 11, en une partie 39 présentant un embout de remplissage 40 et contenant du liquide jusqu'au niveau indiqué par la référence 41, situé au-dessus de la chambre collectrice 37 et du faisceau 11 de l'échangeur.Comme précédemment, la chambre collectrice 37 et la chambre d'expansion 38 communiquent à leur partie inférieure par un orifice 42 ménagé entre le bord inférieur 43 de la cloison interne et la paroi horizontale inférieure 44 de la boite à eau 35. In this embodiment, the water box 35, assembled by the manifold 12 to the bundle 11 of the exchanger, has substantially the same structure as the water box 14 of FIGS. 1 and 2, that is to say that '' it is shared by an internal partition 36 in a collecting chamber 37 into which the tubes of the bundle 11 of the exchanger open out and an expansion chamber 38 forming a reserve of liquid and which extends, above the collecting chamber 37 and of the bundle 11, in a part 39 having a filling nozzle 40 and containing liquid up to the level indicated by the reference 41, located above the collecting chamber 37 and of the bundle 11 of the exchanger. the collecting chamber 37 and the expansion chamber 38 communicate at their lower part by an orifice 42 formed between the lower edge 43 of the internal partition and the lower horizontal wall 44 of the water box 35.
Comme la boîte à eau 14 des figures 1 et 2, la boîte à eau 35 présente deux faces ouvertes opposées par l'une desquelles elle est montée sur le faisceau 11 et dont l'autre desquelles est fermée par un couvercle rapporté 45. Like the water box 14 in FIGS. 1 and 2, the water box 35 has two opposite open faces, one of which is mounted on the bundle 11 and the other of which is closed by an attached cover 45.
Toutefois, à la différence de la boîte à eau 14, la boîte à eau 35 comprend les tubulures d t entrée de liquide 46 et de sortie de liquide 47 de l'échangeur. However, unlike the water box 14, the water box 35 includes the liquid inlet 46 and liquid outlet 47 pipes from the exchanger.
La tubulure d'entrée 46 dépend d'une des grandes parois verticales 48 de la boite à eau 35 et débouche dans la chambre collectrice 37 à la partie supérieure de celle-ci
La tubulure de crtie 47 dépend également de cette grande paroi verticale 48 et est sensiblement tangente à la paroi inférieure horizontale 44 de la boite à eau 35. The inlet pipe 46 depends on one of the large vertical walls 48 of the water box 35 and opens into the collecting chamber 37 at the upper part thereof.
The crest tubing 47 also depends on this large vertical wall 48 and is substantially tangent to the horizontal lower wall 44 of the water box 35.
L'échangeur étant du type à circulation "en U", la chambre collectrice 37 est partagée en deux parties, respectivement supérieure et inférieure, par une cloison transversale 49 dépendant de la cloison interne 36 et règnent sur toute la hauteur et toute la largeur de la chambre collectrice 37. The exchanger being of the "U" type of circulation, the collecting chamber 37 is divided into two parts, respectively upper and lower, by a transverse partition 49 depending on the internal partition 36 and reign over the entire height and width of the collecting chamber 37.
Dans sa majeure partie, la cloison interne 36 est verticale et parallèle au collecteur 12, et s'étend sur toute la largeur de la boite à eau 35. Toutefois, à sa partie supérieure et en regard du débouché de la tubulure d'entrée 46, elle présente une partie 50 coudée en S qui s'étend d'une grande face verticale 48 de la boite à eau à l'autre grande face verticale opposée 51, entre les extrémités 52 et 53 des deux tubes horizontaux supérieurs du faisceau 11.Ainsi, l'extrémité 53 du tube supérieur horizontal, qui est la plus proche de la tubulure d'entrée 46, débouche dans la chambre collectrice 37, sous cette partie coudée 50 de la cloison interne, tandis que l'extrémité 52 de l'autre tube horizontal supérieur du faisceau, qui est plus éloignée de la tubulure d'entrée 46, débouche au-dessus de cette partie coudée 50, directement dans la chambre d'expansion 38 (en figure 4 , les extrémités 52 et 53 des deux tubes supérieurs du faisceau, qui se trouvent au-dessus du plan du dessin, ont été représentées en trait mixte, pour faciliter la compréhension). For the most part, the internal partition 36 is vertical and parallel to the manifold 12, and extends over the entire width of the water box 35. However, at its upper part and facing the outlet of the inlet pipe 46 , it has an angled S-shaped part 50 which extends from a large vertical face 48 of the water box to the other large opposite vertical face 51, between the ends 52 and 53 of the two upper horizontal tubes of the bundle 11. Thus, the end 53 of the horizontal upper tube, which is closest to the inlet tube 46, opens into the collecting chamber 37, under this bent part 50 of the internal partition, while the end 52 of the another upper horizontal tube of the bundle, which is more distant from the inlet tube 46, opens above this bent part 50, directly into the expansion chamber 38 (in FIG. 4, the ends 52 and 53 of the two tubes beam superiors, which lie above the plane of the drawing, have been shown in phantom, to facilitate understanding).
La partie coudée 50 de la cloison interne s'étend d'autre part entre le collecteur 12 et la partie verticale 36 de ladite cloison, de sorte que les extrémités 52 et 53 des tubes supérieurs du faisceau sont séparées de façon étanche l'une de l'autre. The bent part 50 of the internal partition extends on the other hand between the manifold 12 and the vertical part 36 of said partition, so that the ends 52 and 53 of the upper tubes of the bundle are separated in a sealed manner from one the other.
Dans cette forme de réalisation, le liquide pénètre par la tubulure d'entrée 46 dans la partie supérieure de la chambre collectrice 37, circule dans les tubes supérieurs du faisceau (à l'exception du tube d'extrémité 52), gagne l'autre boite à eau de l'échangeur, puis revient par les tube inlêrieurs du faisceau dans la partie inférieure de la chambre collectrice 37 et gagne la tubulure de sortie 47. Les bulles d'air et de gaz transportées par le liquide se rassemblent a la partie supérieure de autre boîte à eau et sont: rame- nées, par le tube supérieur d'extrémité 52, dans la chambre d'expansion 38 de la première botte à eau 35. Comme l'extré- mité 52 de ce tube supérieur débouche toujours sous le niveau 41 du liquide contenu dans la chambre d'expansion 38, on évite tout risque de reprise d'air ou de gaz par le liquide circulant dans l'échangeurs
Dans les deux formes de réalisation décrites, le volume de la partie supérieure 27 ou 39 de la chambre d'expansion 14 ou 35 selon l'invention est tel que, dans des conditions normales de remplissage et de fonctionnement de l'éehan- geur, le niveau 30 ou 41 du liquide contenu dans la chambre d'expansion ne descend jamais jusqu'au eau de l'orifice 26 de dégazage ou jusqu'au niveau de l'extrémité 52 du tube de dégazage. In this embodiment, the liquid enters through the inlet tube 46 into the upper part of the collecting chamber 37, circulates in the upper tubes of the bundle (with the exception of the end tube 52), reaches the other water box of the exchanger, then returns through the inner tubes of the bundle in the lower part of the collecting chamber 37 and reaches the outlet pipe 47. The air and gas bubbles transported by the liquid collect at the part top of another water box and are: brought back, by the upper end tube 52, into the expansion chamber 38 of the first water boot 35. As the end 52 of this upper tube always opens below the level 41 of the liquid contained in the expansion chamber 38, any risk of air or gas recovery by the liquid circulating in the exchangers is avoided
In the two embodiments described, the volume of the upper part 27 or 39 of the expansion chamber 14 or 35 according to the invention is such that, under normal conditions of filling and operation of the exchanger, the level 30 or 41 of the liquid contained in the expansion chamber never descends to the water of the degassing orifice 26 or to the level of the end 52 of the degassing tube.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8022578A FR2492514B1 (en) | 1980-10-22 | 1980-10-22 | WATER BOX FOR LIQUID CIRCULATION HEAT EXCHANGER, FORMING COLLECTOR CHAMBER AND EXPANSION CHAMBER |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8022578A FR2492514B1 (en) | 1980-10-22 | 1980-10-22 | WATER BOX FOR LIQUID CIRCULATION HEAT EXCHANGER, FORMING COLLECTOR CHAMBER AND EXPANSION CHAMBER |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2492514A1 true FR2492514A1 (en) | 1982-04-23 |
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Family
ID=9247190
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| FR8022578A Expired FR2492514B1 (en) | 1980-10-22 | 1980-10-22 | WATER BOX FOR LIQUID CIRCULATION HEAT EXCHANGER, FORMING COLLECTOR CHAMBER AND EXPANSION CHAMBER |
Country Status (1)
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| FR (1) | FR2492514B1 (en) |
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Legal Events
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| ST | Notification of lapse |