FR2614687A1 - Annular heat exchanger - Google Patents

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Philippe Le Gauyer
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    • F16B11/00—Connecting constructional elements or machine parts by sticking or pressing them together, e.g. cold pressure welding
    • F16B11/006—Connecting constructional elements or machine parts by sticking or pressing them together, e.g. cold pressure welding by gluing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/10—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically
    • F28D7/106—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically consisting of two coaxial conduits or modules of two coaxial conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
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    • F28F9/02—Header boxes; End plates
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    • F28F2275/02—Fastening; Joining by using bonding materials; by embedding elements in particular materials
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Abstract

Annular heat exchanger in which two concentric external 1 and internal 2 tubes delimit a space 12 for the circulation of a fluid delivered by end-fittings 6, the said tubes 1 and 2 being in contact with a second fluid circulating at least inside the internal tube 2, characterised in that the two tubes 1 and 2 are connected to each other at their two ends by glued connection elements.

Description

La présente invention concerne les échangeurs annulaires qui sont utilisés en combinaison avec d'autres échangeurs de chaleur, par exemple pour le refroidissement de l'huile de moteurs ou de coupleurs hydrauliques, ces échangeurs étant le plus souvent disposés dans la botte à eau d'un échangeur de refroidissement ou encore dans une Durit dans laquelle circule un fluide de refroidissement. The present invention relates to annular exchangers which are used in combination with other heat exchangers, for example for the cooling of engine oil or hydraulic couplers, these exchangers being most often arranged in the water boot. a cooling exchanger or in a hose in which a cooling fluid circulates.

Les échangeurs du type ci-dessus sont, le plus souvent, réalisés au moyen de tubes métalliques délimitant entre eux un espace, le tube interne étant évasé a ses extrémités pour être soudé ou brasé en même temps que des embouts devant être fixés au tube externe. The exchangers of the above type are most often made by means of metal tubes delimiting between them a space, the internal tube being flared at its ends to be welded or brazed at the same time as the ends to be fixed to the external tube. .

Pour améliorer l'efficacité de l'échangeur thermique, l'espace entre les deux tubes contient des perturbateurs. To improve the efficiency of the heat exchanger, the space between the two tubes contains disturbers.

Les appareils connus donnent satisfaction mais ils sont relativement chers à fabriquer car les opérations de brasage et/ou de soudage sont longues et nécessitent des traitement thermiques ainsi que des opérations de lavage, de décapage et de fluxage. The known devices are satisfactory but they are relatively expensive to manufacture because the brazing and / or welding operations are long and require heat treatment as well as washing, pickling and fluxing operations.

L'invention crée un nouvel échangeur permettant une fabrication entièrement mécanique sans aucune opëra- tion de traitement thermique et sans nécessiter des opérations de décapage et de lavage. The invention creates a new exchanger allowing entirely mechanical manufacturing without any heat treatment operation and without requiring pickling and washing operations.

Conformément à l'invention, l'échangeur annulaire dans lequel deux tubes externe et interne concentriques délimitent un espace pour la circulation d'un fluide amené par des embouts, lesdits tubes se trouvant en contact avec un second fluide circulant au moins à l'intérieur, du tube interne est caractérisé en ce que les deux tubes sont reliés l'un à l'autre à leurs deux extrémités par des éléments de liaison collés.  According to the invention, the annular exchanger in which two external and internal concentric tubes delimit a space for the circulation of a fluid supplied by nozzles, said tubes being in contact with a second fluid circulating at least inside. , of the inner tube is characterized in that the two tubes are connected to each other at their two ends by bonded connecting elements.

Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Various other characteristics of the invention will also emerge from the detailed description which follows.

Des formes de réalisation de l'objet de l'invention sont représentées, à titre d'exemples non limitatifs, au dessin annexé. Embodiments of the object of the invention are shown, by way of nonlimiting examples, in the accompanying drawing.

La fig.l est une coupe-élévation partielle, en partie schématique, d'un échangeur annulaire réalisé conformément à l'invention. Fig.l is a partial sectional elevation, partly schematic, of an annular exchanger produced in accordance with the invention.

La fig.2 est une coupe partielle, analogue à la fig.l, illustrant une caractéristique particulière. Fig.2 is a partial section, similar to fig.l, illustrating a particular characteristic.

Les fig. 3 à 11 sont des coupes partielles, à plus grande échelle, illustrant différents variantes. Figs. 3 to 11 are partial sections, on a larger scale, illustrating different variants.

L'échangeur illustré à la fig.l comporte un tube externe 1 et un tube interne 2 concentriques qui peuvent être réalisés en une matière quelconque pour autant que celle-ci soit bonne conductrice de la chaleur. L'aluminium, entre autres; satisfait à cette condition. The exchanger illustrated in fig.l comprises an outer tube 1 and an inner tube 2 concentric which can be made of any material as long as it is a good conductor of heat. Aluminum, among others; fulfills this condition.

Le tube externe 1 présente, à distance de ses extrémités la et lb, des emboutis 3 dans le fond desquels sont pratiquées des lumières 4. The outer tube 1 has, at a distance from its ends 1a and 1b, stampings 3 in the bottom of which are formed lights 4.

Le fond des emboutis 3 est sensiblement plan afin de constituer une portée pour une collerette 5 d'un embout 6. The bottom of the stampings 3 is substantially planar in order to constitute a bearing surface for a flange 5 of a nozzle 6.

La collerette 5 est munie d'un joint 7, par exemple d'un joint en élastomère, pour prendre appui contre le dessous d'une paroi 8 qui est, par exemple, constituée par la paroi d'une botte à eau d'un échangeur thermique du genre radiateur de refroidissement. The collar 5 is provided with a seal 7, for example an elastomer seal, to bear against the underside of a wall 8 which is, for example, constituted by the wall of a water boot of a heat exchanger of the cooling radiator type.

Pour assurer l'étanchéité, le joint 7 est comprimé par un écrou 9 ou autre organe, par exemple vissé sur la partie saillante de l'embout 6. To ensure leaktightness, the seal 7 is compressed by a nut 9 or other member, for example screwed onto the projecting part of the end piece 6.

L'étanchéité entre l'embout 6 et le tube externe 1 est assurée par un joint de colle 10 disposé entre le fond de l'embouti 3 formant portée et le dessous de la collerette 5. The seal between the end-piece 6 and the external tube 1 is ensured by an adhesive seal 10 disposed between the bottom of the end-piece 3 forming a bearing surface and the underside of the flange 5.

Dans la réalisation selon la fig.l, des perturbateurs 11 sont disposés entre les tubes 1 et 2, ces perturbateurs étant conformés de manière à présenter une certaine élasticité afin qu'ils soient plaqués contre les parois en regard des tubes 1 et 2 et qu'il ne puissent pas se déplacer dans l'espace 12 séparant ces tubes. In the embodiment according to fig.l, disturbers 11 are arranged between the tubes 1 and 2, these disturbers being shaped so as to have a certain elasticity so that they are pressed against the opposite walls of the tubes 1 and 2 and that 'they cannot move in the space 12 separating these tubes.

A leurs deux extrémités, les tubes 1 et 2 sont reliés par des éléments de liaison collés, désignés dans leur ensemble par la référence 13. At their two ends, the tubes 1 and 2 are connected by glued connecting elements, generally designated by the reference 13.

Selon la fig.l, l'élément de liaison est constitué par une bague annulaire 14 dont les ailes 14a et 14b sont collées respectivement à la paroi interne du tube interne 2 et à la paroi externe du tube externe 1. According to FIG. 1, the connecting element consists of an annular ring 14, the wings 14a and 14b of which are bonded respectively to the internal wall of the internal tube 2 and to the external wall of the external tube 1.

I1 est avantageux, comme le montre le dessin, que de la colle soit aussi disposée sur les parties d'extrémité lîa des perturbateurs 11, ce qui empêche tout déplacement de ceux-ci dans l'espace 12. It is advantageous, as the drawing shows, that glue is also placed on the end parts 11a of the disturbers 11, which prevents any displacement of these in the space 12.

La fig.2 illustre une légère variante selon laquelle l'embout 6 est prolongé par un pied 6a qui s'étend à travers l'espace 12 séparant les tubes 1 et 2. FIG. 2 illustrates a slight variant according to which the endpiece 6 is extended by a foot 6a which extends through the space 12 separating the tubes 1 and 2.

Le pied 6a de l'embout 6 est conformé pour prendre appui sur la paroi externe du tube interne 2. Un joint de colle 14 relie le pied 6a de l'embout 6 au tube 2. The foot 6a of the end piece 6 is shaped to bear on the external wall of the internal tube 2. An adhesive joint 14 connects the foot 6a of the end piece 6 to the tube 2.

Cette disposition, qui s'ajoute à celle décrite dans ce qui précède en référence à la fig.l, a pour effet d'assurer une liaison rigide entre les tubes externe 1 et interne 2 qui-complète celle qui est assurée par ailleurs par les éléments de liaison collés 13 et par le ou les perturbateurs 11. This arrangement, which is added to that described in the foregoing with reference to FIG. 1, has the effect of ensuring a rigid connection between the external tubes 1 and internal 2 which complements that which is otherwise ensured by the bonded connection elements 13 and by the disruptor (s) 11.

.La fig.3 illustre une caractéristique supplémentaire selon laquelle la bague annulaire l4, qui constitue l'élément de liaison, présente une partie rentrante 141 insérée entre les tubes externe 1 et interne 2. La partie rentrante 141 permet d'augmenter la surface collée des tubes 1 et 2 et, en assurant l'embottement des. .La Fig.3 illustrates an additional feature that the annular ring 14, which constitutes the connecting element, has a reentrant part 141 inserted between the outer 1 and inner tubes 2. The reentrant part 141 increases the bonded surface tubes 1 and 2 and, ensuring the bottling of.

extrémités de ces tubes, elle permet de réaliser un encastrement particulièrement résistant.ends of these tubes, it allows for a particularly resistant embedding.

La fig.4 montre une variante selon laquelle la bague 14 est collée, d'une part, à la paroi interne du tube externe 1 et, d'autre part, à la paroi interne du tube interne 2. Fig.4 shows a variant according to which the ring 14 is glued, on the one hand, to the internal wall of the external tube 1 and, on the other hand, to the internal wall of the internal tube 2.

La fig.5 montre une autre variante selon laquelle chaque bague annulaire 14 est collée, d'une part, à la paroi externe du tube externe et, d'autre part, à la paroi externe du tube interne 2. Fig.5 shows another variant according to which each annular ring 14 is glued, on the one hand, to the external wall of the external tube and, on the other hand, to the external wall of the internal tube 2.

La réalisation selon la fig.4 permet de moins perturber l'écoulement d'un fluide liquide circulant à l'extérieur du tube 1, tandis que la réalisation de la fig.5 permet de moins perturber l'écoulement d'un fluide liquide circulant à l'intérieur du tube 2. The embodiment according to fig.4 allows less disturbance of the flow of a liquid fluid flowing outside the tube 1, while the embodiment of fig.5 allows less disruption of the flow of a liquid fluid flowing inside the tube 2.

La fig.6 illustre une autre variante selon laquelle les extrémités 2a du tube interne 2 sont expansées pour venir en appui contre les extrémités correspondantes de la paroi interne du tube externe 1. Fig.6 illustrates another variant according to which the ends 2a of the inner tube 2 are expanded to come into abutment against the corresponding ends of the inner wall of the outer tube 1.

La bague 14 est, comme précédemment, montée pour encastrer les extrémités des tubes 1 et 2 et est collée à ceux-ci de la même manière que décrit dans ce qui précède. The ring 14 is, as previously, mounted to embed the ends of the tubes 1 and 2 and is glued to them in the same manner as described in the above.

A la fig.7, l'élément de liaison 13 est constitué par une bague 15 en forme de S qui est collée sur la face supérieure du tube interne 2 et sur la face supérieure du tube externe 1. In FIG. 7, the connecting element 13 is constituted by an S-shaped ring 15 which is glued to the upper face of the internal tube 2 and to the upper face of the external tube 1.

A la fig 8, la meme bague 15 en forme de S est utilisée et collée comme À la fig.7 mais, supplémentairement, l'extrémité 2a du tube interne 2 est repliée pour être sertie sur la bague 15 en même temps qu'elle est collée à celle-ci. Cette disposition permet d'augmenter la surface collée et le sertissage augmente la rigidité de la liaison. In fig 8, the same S-shaped ring 15 is used and glued as in fig.7 but, additionally, the end 2a of the inner tube 2 is folded back to be crimped onto the ring 15 at the same time as it is glued to it. This arrangement makes it possible to increase the bonded surface and the crimping increases the rigidity of the connection.

A la fig.9, l'élément de liaison 13 est constitué par une bague 16 présentant la forme de la lettre L. In Fig. 9, the connecting element 13 is constituted by a ring 16 having the shape of the letter L.

Dans cette réalisation, la bague 16 est collée au tube interne 2 et sur un bord tombé 17 formé à chaque extrémité du tube externe 1.In this embodiment, the ring 16 is glued to the internal tube 2 and to a fallen edge 17 formed at each end of the external tube 1.

La fig. 10 montre une réalisation de l'élément de liaison collé. Dans ce cas, le tube interne 2 présente des extrémités 2a évasées comme a la fig.6 et, en outre, le bord extrême 2b du tube est cambré de morne que le bord extrême lb du tube 1. Fig. 10 shows an embodiment of the bonded connecting element. In this case, the inner tube 2 has flared ends 2a as in FIG. 6 and, in addition, the end edge 2b of the tube is bent like the end edge 1b of the tube 1.

Les parties cambrées 2b et lb sont collées entre elles, de la colle pouvant également être insérée entre la partie évasée 2a du tube 2 et la paroi interne du tube 1. The arched parts 2b and 1b are glued together, glue can also be inserted between the flared part 2a of the tube 2 and the internal wall of the tube 1.

A la fig.ll, les extrémités du tube 2 sont évasées comme illustré en 2a et chaque extrémité lc du tube externe 1 est sertie sur l'extrémité correspondante évasée 2a du tube 2 après que de la colle ait été déposée. In fig.ll, the ends of the tube 2 are flared as illustrated in 2a and each end lc of the outer tube 1 is crimped onto the corresponding flared end 2a of the tube 2 after glue has been deposited.

Cette réalisation permet d'éviter que l'élément de liaison collé des tubes 1 et 2 fasse saillie tant l'intérieur du tube 2 qu'à l'extérieur du tube 1. This embodiment makes it possible to prevent the bonded connecting element of the tubes 1 and 2 from protruding both inside the tube 2 and outside the tube 1.

L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation représentés et décrits en détail car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre.  The invention is not limited to the embodiments shown and described in detail since various modifications can be made thereto without departing from its scope.

Claims (14)

REVENDICATION SCLAIMS S 1 - Echangeur annulaire dans lequel deux tubes externe (1) et interne (2) concentriques délimitent un espace (12) pour la circulation d'un fluide amené par des embouts (6), lesdits tubes (1 et 2) se trouvant en contact avec un second fluide circulant au moins à l'intérieur du tube interne (2), caractérisé en ce que les deux tubes (1 et 2) sont reliés l'un à l'autre à leurs deux extrémités par des éléments de liaison collés. 1 - Annular exchanger in which two concentric external (1) and internal (2) tubes delimit a space (12) for the circulation of a fluid supplied by nozzles (6), said tubes (1 and 2) being in contact with a second fluid circulating at least inside the internal tube (2), characterized in that the two tubes (1 and 2) are connected to each other at their two ends by bonded connecting elements. 2 - Echangeur annulaire suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le tube externe (1) présente, près de ses extrémités, des emboutis (3) à fond plan dans lesquels sont délimitées des lumières (4) pour l'engagement de chaque embout (6) qui présente une collerette (7) réunie au fond de l'embouti (3) par un joint de colle (in).  2 - Annular exchanger according to claim 1, characterized in that the external tube (1) has, near its ends, stampings (3) with a flat bottom in which are delimited lights (4) for the engagement of each nozzle (6) which has a collar (7) joined to the bottom of the pressed (3) by a glue joint (in). 3 - Echangeur annulaire suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les embouts (6) forment un pied (6a) épousant la paroi d'un tube interne (2) à laquelle il est réuni par un joint de colle (15). 3 - Annular exchanger according to claims 1 and 2, characterized in that the end pieces (6) form a foot (6a) matching the wall of an internal tube (2) to which it is joined by a glue joint (15) . 4 - Echangeur annulaire suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'espace (12) délimité par les tubes externe (1) et interne (2) contient au moins un perturbateur (11) exerçant une pression élastique sur les parois en regard desdits tubes externe et interne. 4 - Annular exchanger according to one of claims 1 to 3, characterized in that the space (12) delimited by the external (1) and internal (2) tubes contains at least one disturbance (11) exerting an elastic pressure on the facing walls of said external and internal tubes. 5 - Echangeur annulaire suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les extrémités du perturbateur (11) sont collées au moins à l'un des deux tubes (1 ou 2) et h l'élément de liaison (13). 5 - Annular exchanger according to one of claims 1 to 4, characterized in that the ends of the disturbance (11) are bonded to at least one of the two tubes (1 or 2) and h the connecting element (13 ). 6 - Echangeur annulaire suivant l'une des revendications 1 à,5, caractérisé en ce que l'élément de liaison (13) est constitué par une bague (14) emboîtant les extrémités des deux tubes (1 et 2).  6 - Annular exchanger according to one of claims 1 to, 5, characterized in that the connecting element (13) consists of a ring (14) fitting the ends of the two tubes (1 and 2). 7 - Echangeur annulaire suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la bague (14a) emboîtant les extrémités des deux tubes (1 et 2) comporte une partie rentrante (141) également collée aux extrémités des tubes (1 et 2). 7 - Annular exchanger according to one of claims 1 to 6, characterized in that the ring (14a) fitting the ends of the two tubes (1 and 2) has a re-entrant part (141) also glued to the ends of the tubes (1 and 2). 8 - Echangeur annulaire suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la bague (14) est collée à la paroi interne du tube externe (1) et à la paroi externe du tube interne (2), ou à la paroi externe du tube externe (1) et à la paroi interne du tube interne (2), selon que l'écoulement du fluide à l'extérieur des tubes (1 et 2) doit être moins perturbé à l'extérieur du tube externe (1) ou a l'intérieur du tube interne (2). 8 - Annular exchanger according to one of claims 1 to 7, characterized in that the ring (14) is bonded to the inner wall of the outer tube (1) and to the outer wall of the inner tube (2), or to the outer wall of the outer tube (1) and the inner wall of the inner tube (2), depending on whether the flow of fluid outside the tubes (1 and 2) should be less disturbed outside the outer tube ( 1) or inside the inner tube (2). 9 - Echangeur annulaire suivant l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les extrémité (2a) du tube interne (2) sont expansées pour être amenées en contact de la paroi interne du tube externe (1), l'élément de liaison (13) étant constitué par une bague collée emboîtant les extrémités en contact desdits tubes (1 et 2). 9 - Annular exchanger according to one of claims 1 to 8, characterized in that the ends (2a) of the inner tube (2) are expanded to be brought into contact with the inner wall of the outer tube (1), the element connection (13) being constituted by a glued ring fitting the ends in contact with said tubes (1 and 2). 10 - Echangeur annulaire suivant l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'élément de liaison (13) est constitué par une bague en S (15) collée, d'une part à la paroi externe du tube externe (1) et, d'autre part, à la paroi interne du tube interne (2). 10 - Annular exchanger according to one of claims 1 to 9, characterized in that the connecting element (13) is constituted by an S-ring (15) glued, on the one hand to the external wall of the external tube ( 1) and, on the other hand, to the internal wall of the internal tube (2). 11 - Echangeur annulaire suivant l'une des revendications 1 a 10, caractérisé en ce que les extrémités (2a) du tube interne (2) sont supplémentairement -serties sur la bague en S (15). 11 - Annular exchanger according to one of claims 1 to 10, characterized in that the ends (2a) of the inner tube (2) are additionally crimped on the S-ring (15). 12 - Echangeur annulaire suivant l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que l'élément de liaison (13) est constitué par une bague (16) en forme de 12 - Annular exchanger according to one of claims 1 to 11, characterized in that the connecting element (13) is constituted by a ring (16) in the form of L collée à la paroi interne du tube interne (2) et à un bord tombé (17) du tube externe (1). L glued to the inner wall of the inner tube (2) and to a fallen edge (17) of the outer tube (1). 13 - Echangeur annulaire suivant l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que l'élément de liaison collé (13) est réaiisé par un bord cambré (2b) formé à partir des extrémités évasées (2a) du tube interne (2) et par l'extrémité également cambrée (lb) du tube externe (1), de la colle. étant insérée au moins entre lesdites extrémités cambrées. 13 - Annular exchanger according to one of claims 1 to 12, characterized in that the glued connecting element (13) is made by a curved edge (2b) formed from the flared ends (2a) of the inner tube (2 ) and by the also arched end (lb) of the outer tube (1), glue. being inserted at least between said arched ends. 14 - Echangeur annulaire suivant l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que les extrémités évasées (2a) du tube interne (2) sont fixées par de la colle et l'extrémité sertie (lcf du tube (1).  14 - Annular exchanger according to one of claims 1 to 13, characterized in that the flared ends (2a) of the inner tube (2) are fixed by glue and the crimped end (lcf of the tube (1).
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