FR2587099A1

FR2587099A1 - Heat exchanger comprising a water tank and a plastic tubular plate

Info

Publication number: FR2587099A1
Application number: FR8612706A
Authority: FR
Inventors: Jurgen Bayer; Reinhold Heck
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 1985-09-12
Filing date: 1986-09-11
Publication date: 1987-03-13
Also published as: FR2587099B1; IT209263Z2; DE8526003U1; IT8622925V0; ES2000767A6

Abstract

Heat exchanger comprising a water tank and a plastic tubular plate, with enlargements forming piping elements on the tubular plate, the peripheral zone of which has an assembling face for fixing the water tank by friction welding and at least one groove provided along the assembling face and used as a receiver for excess welding material. The peripheral zone 2 of the tubular plate 1 comprises a plurality of recesses 3 which are evenly arranged and separated by ties 5. The invention makes it possible to reduce the weight of the heat exchanger and to increase the stiffness of the tubular plate.

Description

La présente invention concerne un échangeur de chaleur comprenant une boiteàeau et une plaque tubulaire ou collecteur en matière plastique, avec des bourrelets formant des tubulures sur la plaque tubulaire, dont la zone périphérique présente une face d'assemblage pour fixation de la boîte à eau par soudage par friction, et au moins une gorge prévue le long de la face d'assemblage et servant de réservoir à bavures de soudage. La demande de brevet de la République fédérale d'Allemagne publiée sous le numéro 32 47 502 décrit un tel échangeur de chaleur. La disposition connue a déjà permis de réaliser un échangeur de chaleur qui, avec une réalisation simple de l'assemblage tubes/plaque et de l'assemblage boîte à eau/plaque, garantit une grande résistance mécanique et une étanchéité fiable. The present invention relates to a heat exchanger comprising a water box and a tubular plate or collector made of plastic material, with beads forming tubes on the tube plate, the peripheral zone of which has an assembly face for fixing the water box by friction welding, and at least one groove provided along the assembly face and serving as a reservoir for welding burrs. The patent application of the Federal Republic of Germany published under the number 32 47 502 describes such a heat exchanger. The known arrangement has already made it possible to produce a heat exchanger which, with a simple production of the tube / plate assembly and the water box / plate assembly, guarantees high mechanical strength and reliable sealing.

L'invention vise à développer l'échangeur de chaleur du type précité de façon à obtenir, avec l'emploi d'un minimum de matériau, un faible poids de l'échangeur de chaleur ainsi qu'une rigidité élevée de la plaque tubulaire, c'est-a-dire sans déformation longitudinale. de cette dernière. The invention aims to develop the heat exchanger of the aforementioned type so as to obtain, with the use of a minimum of material, a low weight of the heat exchanger as well as a high rigidity of the tube plate, that is to say without longitudinal deformation. of the latter.

Selon une caractéristique essentielle de l'invention, la zone périphérique de la plaque tubulaire comporte de nombreux évidements agencés selon une disposition régulière et séparés par des ligaments. According to an essential characteristic of the invention, the peripheral zone of the tubular plate comprises numerous recesses arranged in a regular arrangement and separated by ligaments.

Les plaques tubulaires des échangeurs de chaleur n'ayant qu'une faible largeur dans de nombreux cas, il suffit de réaliser les évidements uniquement sur les grands côtés de la plaque tubulaire. Il existe plusieurs possibilités pour la disposition des évidements, des premiers évidements étant disposés sur le côté de la zone périphérique opposé à la face d'assemblage et/ou des seconds évidements étant disposés sur le fond de la gorge servant de réservoir à bavures de soudage. En vue d'une distribution régulière des masses, il est avantageux que la longueur des premiers évidements soit double environ de la largeur des premiers ligaments et que la longueur des seconds évidements soit sensiblement égale à la largeur des seconds ligaments.Pour obtenir une disposition aussi régulière que possible de l'ensemble de la plaque tubulaire, le nombre de premiers évidements est doubledecelui des tubes d'une rangée et le nombre des seconds évidements est égal à celui des tubes d'une rangée. The tube plates of the heat exchangers having only a small width in many cases, it suffices to make the recesses only on the long sides of the tube plate. There are several possibilities for the arrangement of the recesses, first recesses being arranged on the side of the peripheral zone opposite to the assembly face and / or second recesses being arranged on the bottom of the groove serving as a reservoir for welding burrs . For a regular distribution of the masses, it is advantageous that the length of the first recesses is approximately twice the width of the first ligaments and that the length of the second recesses is substantially equal to the width of the second ligaments. as regular as possible of the entire tubular plate, the number of first recesses is doubled that of the tubes of a row and the number of second recesses is equal to that of the tubes of a row.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'un exemple de réalisation et des dessins annexés sur lesquels la figure 1 représente partiellement une plaque tubulaire vue du côté en regard du faisceau de tubes ailetés; la figure 2 représente la plaque tubulaire du côté en regard de l'intérieur de la boîte à eau; la figure 3 est une coupe suivant l'axe III-III de la figure 1; et la figure 4 est une coupe suivant l'axe IV-IV de la figure 2. Other characteristics and advantages of the invention will be better understood with the aid of the detailed description below of an exemplary embodiment and of the appended drawings in which FIG. 1 partially represents a tubular plate seen from the side opposite the bundle of finned tubes; Figure 2 shows the tube plate on the side opposite the interior of the water box; Figure 3 is a section along the axis III-III of Figure 1; and FIG. 4 is a section along the axis IV-IV of FIG. 2.

La figure 1 représente partiellement une plaque tubulaire 1 d'un échangeur de chaleur, vue du côté en regard du faisceau de tubes ailetés. La plaque tubulaire 1 comporte quatre rangées de tubes avec des orifices 10 entourés chacun par un bourrelet 9. Figure 1 partially shows a tubular plate 1 of a heat exchanger, viewed from the opposite side of the bundle of finned tubes. The tubular plate 1 comprises four rows of tubes with orifices 10 each surrounded by a bead 9.

Chaque bourrelet 9 forme une tubulure dans laquelle se fixe l'extrémité d'un tube de l'échangeur de chaleur. Des réglettes 11 s'étendent sur toute la longueur de la plaque tubulaire 1, à côté des rangées extérieures de tubes et en direction des ailettes du faisceau de l'échangeur de chaleur. Les zones périphériques 2 de la plaque tubulaire 1 voisines des réglettes 11 présentent de nombreux évidements 3 agencés selon une disposition régulière et séparés par des ligaments 5, appelés ci-après premiers évidements 3 et premiers ligaments 5.Each bead 9 forms a tube in which the end of a tube of the heat exchanger is fixed. Strips 11 extend over the entire length of the tube plate 1, next to the outer rows of tubes and in the direction of the fins of the heat exchanger bundle. The peripheral zones 2 of the tubular plate 1 adjacent to the strips 11 have numerous recesses 3 arranged in a regular arrangement and separated by ligaments 5, hereinafter called first recesses 3 and first ligaments 5.

Comme le montre la figure 1, chaque zone périphérique 2 de la plaque tubulaire 1 comporte un nombre de premiers évidements 3 double de celui des tubes d'une rangée. La longueur des évidements 3 est désignée par 1. Les premiers ligaments 5 situés entre les premiers évidements 3 présentent une largeur b sensiblement égale à la moitié de la longueur 1 des premiers évidements 3. La disposition est telle que les premiers ligaments 5 se trouvent dans la zone d'un bourrelet 9 de la rangée de tubes adjacente.As shown in Figure 1, each peripheral zone 2 of the tube plate 1 has a number of first recesses 3 double that of the tubes of a row. The length of the recesses 3 is designated by 1. The first ligaments 5 located between the first recesses 3 have a width b substantially equal to half the length 1 of the first recesses 3. The arrangement is such that the first ligaments 5 are located in the zone of a bead 9 of the adjacent row of tubes.

La figure 2 représente partiellement une plaque tubulaire 1 vue du côté en regard de l'intérieur de la boîte à eau. La plaque tubulaire 1 comporte de nombreux orifices 10 qui sont entourés par des bourrelets 9 et dans lesquels débouchent les tubes de l'échan- geur de chaleur. La zone périphérique 2 de la plaque tubulaire 1 comporte une face d'assemblage 7 pour la fixation de la boîte à eau par soudage par friction. Des gorges 8 et 8* s'étendent de chaque côté et le long de la face d'assemblage 7 pour servir de réservoir à bavures de soudage, la gorge intérieure étant désignée par 8. La gorge 8 comporte de nombreux seconds évidements 4 agencés selon une dispo- sition régulière et séparés par des seconds ligaments 6.Le nombre de seconds évidements 4 est égal à celui des tubes d'une rangée et la disposition est telle qu'un second ligament se trouve dans la zone d'un bourrelet 9 adjacent et un second évidement 4 dans la zone des intervalles entre les bourrelets 9. La longueur d'un second évidement-4 est désignée par L et la largeur des ligaments par B, avec L = B dans l'exemple de réalisation décrit. FIG. 2 partially represents a tubular plate 1 seen from the side opposite the interior of the water box. The tube plate 1 has numerous orifices 10 which are surrounded by beads 9 and into which the tubes of the heat exchanger open. The peripheral zone 2 of the tubular plate 1 has an assembly face 7 for fixing the water box by friction welding. Grooves 8 and 8 * extend on each side and along the assembly face 7 to serve as a reservoir for welding burrs, the internal groove being designated by 8. The groove 8 has numerous second recesses 4 arranged according to a regular arrangement and separated by second ligaments 6. The number of second recesses 4 is equal to that of the tubes of a row and the arrangement is such that a second ligament is located in the zone of an adjacent bead 9 and a second recess 4 in the zone of the intervals between the beads 9. The length of a second recess-4 is designated by L and the width of the ligaments by B, with L = B in the embodiment described.

La figure 3 représente à plus grande échelle une coupe suivant l'axe III-III de la figure 1. Cette coupe se situe dans une zone de la plaque tubulaire 1 où aucun bourrelet 9 n'est coupé au voisinage de la zone périphérique 2. La coupe passe toutefois par le premier évidement 3 et le second évidement 4, dont la profondeur est ainsi visible. La figure 3 montre en outre que le second évidement 4 est disposé sur le fond de la gorge 8 servant de réservoir à bavures de soudage, sur le côté de la face d'assemblage 7. FIG. 3 represents on a larger scale a section along the axis III-III of FIG. 1. This section is located in an area of the tubular plate 1 where no bead 9 is cut in the vicinity of the peripheral area 2. The cut, however, passes through the first recess 3 and the second recess 4, the depth of which is thus visible. FIG. 3 also shows that the second recess 4 is disposed on the bottom of the groove 8 serving as a reservoir for welding burrs, on the side of the assembly face 7.

La figure 4 représente une coupe suivant l'axe IV-IV de la figure 2, dans une zone comprenant à la fois un premier ligament 5 et un second ligament 6. La réglette 11 est disposée sur le grand côté de la boîte à eau. 4 shows a section along the axis IV-IV of Figure 2, in an area comprising both a first ligament 5 and a second ligament 6. The strip 11 is arranged on the long side of the water box.

Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. Of course, various modifications can be made by those skilled in the art to the principle and to the devices which have just been described only by way of nonlimiting examples, without departing from the scope of the invention.

Claims

1. Heat exchanger comprising a water box and a plastic tubular plate, with beads forming tubing on the tubular plate, the peripheral zt of which has an assembly face for fixing the water bolt by friction welding, and at least one groove provided along the assembly face and serving as a reservoir for welding burrs, said heat exchanger being characterized in that the peripheral zone (2) of the tubular plate (i) comprises numerous recesses (3, 4) arranged in a regular arrangement and separated by ligaments (5,6).

2. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the recesses (3, 4) are arranged only on the long sides of the tube plate (1).

3. Heat exchanger according to one of claims 1 or 2, characterized in that first recesses (3) are arranged on the side of the peripheral zone (2) opposite to the assembly face (7).

4. Heat exchanger according to any one of claims 1 to 3, characterized in that second recesses (4) are provided on the bottom of the groove (8) serving as a reservoir for welding burrs.

5. Heat exchanger according to claim 3, characterized in that the length (1) of the first recesses (3) is substantially double the width (b) of the first ligaments (5).

6. Heat exchanger according to claim 4, characterized in that the length (L) of the second recesses (4) is substantially equal to the width (B) of the second ligaments (6).

7. Heat exchanger according to claim 3, characterized in that the number of first recesses (3) is twice that of the tubes of a row.

8. Heat exchanger according to claim 4, characterized in that the number of second recesses (4) is equal to that of the tubes of a row.

9. Heat exchanger according to claim 8, characterized in that the second recesses (4) are arranged in the zone between two beads (9) of the adjacent row of tubes and the second ligaments (6) which separate them are each arranged in the area of a bead (9).

10. Heat exchanger according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the depth of the first recesses (3) is substantially equal to that of the second recesses (4).