FR2712966A1 - Flat tube heat exchanger for motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
Echangeur de chaleur à tubes plats. en particulier pour véhicule automobile
L'invention concerne un échangeur de chaleur à tubes plats destiné en particulier aux véhicules automobiles.Flat tube heat exchanger. especially for a motor vehicle
The invention relates to a heat exchanger with flat tubes intended in particular for motor vehicles.
On connaît déjà des échangeurs de chaleur de ce type qui comprennent une multiplicité de tubes plats parallèles assemblés entre deux collecteurs tubulaires, et dans lesquels chaque tube comprend un corps de section allongée dont les deux extrémités sont introduites dans des fentes allongées des collecteurs.Heat exchangers of this type are already known which include a multiplicity of parallel flat tubes assembled between two tubular collectors, and in which each tube comprises an elongated section body, the two ends of which are introduced into elongated slots in the collectors.
Un échangeur de chaleur de ce type est utilisé principalement en tant que condenseur d'un appareil de climatisation de véhicule automobile.A heat exchanger of this type is used mainly as a condenser of an air conditioning unit of a motor vehicle.
Les tubes de l'échangeur de chaleur, qui forment un faisceau, sont alors parcourus par un réfrigérant qui est refroidi par un flux d'air balayant les tubes du faisceau. Habituellement, des intercalaires ondulés servant d'ailettes de refroidissement sont disposés entre les tubes pour augmenter la surface d'échange thermique.The tubes of the heat exchanger, which form a bundle, are then traversed by a refrigerant which is cooled by an air flow sweeping the tubes of the bundle. Usually, corrugated spacers serving as cooling fins are arranged between the tubes to increase the heat exchange surface.
Dans cette application particulière aux appareils de climatisation de véhicules automobiles, le condenseur est de préférence monté devant le radiateur de refroidissement du moteur. Il en résulte que le flux d'air de refroidissement traverse d'abord le faisceau du condenseur et ensuite le faisceau du radiateur.In this particular application to motor vehicle air conditioning devices, the condenser is preferably mounted in front of the engine cooling radiator. As a result, the flow of cooling air first passes through the condenser beam and then through the radiator beam.
Dans un tel agencement, les collecteurs du condenseur sont souvent disposés entre les collecteurs du radiateur, le condenseur étant fixé soit sur le radiateur, soit sur un autre élément du véhicule automobile.In such an arrangement, the condenser manifolds are often arranged between the radiator manifolds, the condenser being fixed either on the radiator or on another element of the motor vehicle.
Dans les échangeurs de chaleur- à tubes plats connus, les tubes plats s'étendent dans des plans perpendiculaires au plan du faisceau, d'où il résulte que le diamètre interne des collecteurs tubulaires doit être supérieur à la largeur des tubes, c'est-à-dire à la plus grande dimension de la section transversale des tubes.In known flat tube heat exchangers, the flat tubes extend in planes perpendicular to the bundle plane, from which it follows that the internal diameter of the tubular collectors must be greater than the width of the tubes. ie to the largest dimension of the cross section of the tubes.
Il en résulte que l'encombrement en largeur des collecteurs tubulaires est nécessairement supérieur à l'encombrement en largeur des tubes plats du faisceau. Cette différence de largeur pénalise l'encombrement total de l'échangeur de chaleur dans le sens de la profondeur.It follows that the overall width of the tubular manifolds is necessarily greater than the overall width of the flat tubes of the bundle. This difference in width penalizes the total size of the heat exchanger in the depth direction.
Ceci constitue un inconvénient dans la mesure où l'espace qui est dévolu aux différents éléments logés dans le compartiment moteur est de plus en plus limité dans les véhicules modernes.This is a drawback insofar as the space which is allocated to the various elements housed in the engine compartment is more and more limited in modern vehicles.
L'invention a notamment pour but de surmonter cet inconvénient.The object of the invention is in particular to overcome this drawback.
L'invention propose à cet effet un échangeur de chaleur du type défini en introduction, dans lequel chaque extrémité de tube est déformée par torsion par rapport au corps du tube, sur une longueur limitée, de manière à présenter une section de sortie formant un angle de torsion choisi par rapport à la section du corps du tube.The invention proposes for this purpose a heat exchanger of the type defined in the introduction, in which each end of the tube is deformed by torsion relative to the body of the tube, over a limited length, so as to have an outlet section forming an angle. of torsion chosen with respect to the section of the body of the tube.
Il en résulte que les extrémités des tubes sont inclinées par rapport aux surfaces planes des corps des tubes, ce qui permet de réduire l'encombrement en largeur ou profondeur des extrémités des tubes par rapport au même encombrement de leurs corps respectifs.As a result, the ends of the tubes are inclined relative to the flat surfaces of the bodies of the tubes, which makes it possible to reduce the overall width or depth of the ends of the tubes compared to the same overall dimensions of their respective bodies.
Selon une autre caractéristique de 1 invention, chaque fente forme un angle d'inclinaison choisi par rapport à l'axe transversal du collecteur.According to another characteristic of the invention, each slot forms an angle of inclination chosen with respect to the transverse axis of the collector.
De façon avantageuse, l'angle d'inclinaison de la fente est égal à l'angle de torsion de l'extrémité du tube. Les corps des tubes s'étendent alors dans des plans perpendiculaires au plan du faisceau de l'échangeur de chaleur.Advantageously, the angle of inclination of the slot is equal to the angle of torsion of the end of the tube. The bodies of the tubes then extend in planes perpendicular to the plane of the heat exchanger bundle.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la longueur de la fente, telle que projetée sur l'axe transversal du collecteur, est inférieure ou égale au diamètre interne du collecteur.According to another characteristic of the invention, the length of the slot, as projected on the transverse axis of the collector, is less than or equal to the internal diameter of the collector.
Grâce aux dispositions précitées, la largeur ou profondeur des tubes plats peut être égale à celle des collecteurs, c'est-à-dire au diamètre extérieur des collecteurs, ce qui n'était pas possible avec les échangeurs de chaleur à tubes plats de la technique antérieure.Thanks to the aforementioned arrangements, the width or depth of the flat tubes can be equal to that of the collectors, that is to say the outside diameter of the collectors, which was not possible with the flat tube heat exchangers of the prior art.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la déformation de l'extrémité du tube est progressive.According to another characteristic of the invention, the deformation of the end of the tube is progressive.
L'invention s'applique tout particulièrement à un échangeur de chaleur dans lequel des intercalaires ondulés, formant ailettes de refroidissement, sont prévus entre les tubes.The invention applies very particularly to a heat exchanger in which corrugated spacers, forming cooling fins, are provided between the tubes.
Selon l'invention, ces intercalaires s'étendent sur la longueur des corps des tubes, à l'exception des extrémités déformées.According to the invention, these spacers extend over the length of the bodies of the tubes, with the exception of the deformed ends.
Dans un échangeur de chaleur selon l'invention, l'angle de torsion des extrémités des tubes et l'angle d'inclinaison des fentes de passage des collecteurs sont avantageusement inférieurs à 45. In a heat exchanger according to the invention, the angle of twist of the ends of the tubes and the angle of inclination of the passage slots of the manifolds are advantageously less than 45.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, la section de sortie du tube est identique à la section du corps du tube.According to another characteristic of the invention, the outlet section of the tube is identical to the section of the body of the tube.
Chaque tube est avantageusement muni de cloisons internes le divisant en plusieurs canaux adjacents, pour permettre au tube de résister à des pressions internes élevées. Each tube is advantageously provided with internal partitions dividing it into several adjacent channels, to allow the tube to withstand high internal pressures.
De façon avantageuse, les tubes et les collecteurs sont réalisés en aluminium ou en alliage à base d'aluminium et assemblés entre eux par brasage.Advantageously, the tubes and the collectors are made of aluminum or an aluminum-based alloy and assembled together by brazing.
Dans la description qui suit, faite seulement à titre d'exemple, on se réfère au dessin annexé, sur lequel - la figure 1 est une vue partielle en élévation d'un échangeur de chaleur selon l'invention; - la figure 2 est une vue partielle en perspective de l'échangeur de chaleur de la figure 1; - la figure 3 est une vue en coupe, à échelle agrandie, selon la ligne III-III de la figure 2; - la figure 4 est une vue partielle en perspective d'un tube d'un échangeur de chaleur de l'invention; et - la figure 5 est une vue partielle en coupe selon la ligne
V-v de la figure 3.In the description which follows, given solely by way of example, reference is made to the appended drawing, in which - FIG. 1 is a partial view in elevation of a heat exchanger according to the invention; - Figure 2 is a partial perspective view of the heat exchanger of Figure 1; - Figure 3 is a sectional view, on an enlarged scale, along the line III-III of Figure 2; - Figure 4 is a partial perspective view of a tube of a heat exchanger of the invention; and - Figure 5 is a partial sectional view along the line
Vv of figure 3.
L'échangeur de chaleur représenté à la figure 1 comprend une multiplicité de tubes plats parallèles 10 de section allongée, assemblés entre deux collecteurs tubulaires 12 de section circulaire.The heat exchanger shown in FIG. 1 comprises a multiplicity of parallel flat tubes 10 of elongated section, assembled between two tubular collectors 12 of circular section.
Chacun des tubes plats 10 comprend un corps 14 de section allongée, dont les deux extrémités 16 sont engagées dans des fentes allongées 18 ménagées dans l'épaisseur des parois respectives des collecteurs. Les tubes 10 et les collecteurs 12 sont avantageusement réalisés en aluminium ou en alliage à base d'aluminium et assemblés entre eux par brasage.Each of the flat tubes 10 comprises a body 14 of elongated section, the two ends 16 of which are engaged in elongated slots 18 formed in the thickness of the respective walls of the collectors. The tubes 10 and the collectors 12 are advantageously made of aluminum or an aluminum-based alloy and assembled together by brazing.
Des intercalaires ondulés 20 jouant le rôle d'ailettes de refroidissement sont prévus entre les tubes 14 et sont assemblés à ces derniers également par brasage. Corrugated spacers 20 acting as cooling fins are provided between the tubes 14 and are assembled to the latter also by brazing.
Comme montré à la figure 3, le corps 14 de chaque tube présente une section allongée délimitée par deux faces planes parallèles 22 et deux faces semi-circulaires 24. Entre les faces planes 22 sont prévues trois cloisons 26 qui délimitent ainsi quatre canaux parallèles 28 à l'intérieur du tube.As shown in FIG. 3, the body 14 of each tube has an elongated section delimited by two parallel flat faces 22 and two semi-circular faces 24. Between the flat faces 22 are provided three partitions 26 which thus delimit four parallel channels 28 to inside the tube.
Conformément à 1 invention, chaque extrémité 16 est déformée par torsion par rapport au corps de tube 14 sur une longueur limitée L (figure 4) de manière à présenter une section de sortie 30 formant un angle de torsion A choisi par rapport à la section du corps de tube 14 (figures 2 à 4). La section de sortie 30 a exactement la même forme que la section du corps de tube mais elle est décalée angulairement par rapport à cette dernière, par une déformation progressive obtenue par torsion de l'extrémité 16 à la manière d'une torsade. Cette déformation s'effectue sur la longueur L qui correspond à la distance entre la dernière section non déformée du corps du tube et l'extrémité libre du tube. Cette longueur a une valeur minimale en-deçà de laquelle il en résulterait une réduction critique de l'épaisseur des parois du tube pour la tenue à la pression ainsi qu'une réduction critique de la section de passage interne pour l'écoulement du fluide destiné à parcourir les tubes du faisceau.According to the invention, each end 16 is deformed by torsion with respect to the tube body 14 over a limited length L (FIG. 4) so as to present an outlet section 30 forming a twist angle A chosen with respect to the section of the tube body 14 (Figures 2 to 4). The outlet section 30 has exactly the same shape as the section of the tube body but it is angularly offset relative to the latter, by a progressive deformation obtained by twisting the end 16 in the manner of a twist. This deformation takes place over the length L which corresponds to the distance between the last non-deformed section of the body of the tube and the free end of the tube. This length has a minimum value below which this would result in a critical reduction in the thickness of the walls of the tube for the pressure resistance as well as a critical reduction in the internal passage section for the flow of the fluid intended to go through the beam tubes.
Cette longueur minimale L dépend notamment des dimensions extérieures du tube, de l'épaisseur des parois ainsi que du nombre de canaux internes.This minimum length L depends in particular on the external dimensions of the tube, the thickness of the walls as well as the number of internal channels.
Conformément à l'invention, les fentes allongées 18 des collecteurs forment chacun un angle d'inclinaison choisi B (figures 2 et 3) par rapport à l'axe transversal du collecteur, c'est-à-dire à l'axe perpendiculaire aux génératrices de ce dernier.According to the invention, the elongated slots 18 of the collectors each form a chosen angle of inclination B (FIGS. 2 and 3) relative to the transverse axis of the manifold, that is to say to the axis perpendicular to the generators of the latter.
Dans l'exemple choisi, l'angle d'inclinaison B de la fente 18 est égal à l'angle de torsion A de l'extrémité 16 du tube.In the example chosen, the angle of inclination B of the slot 18 is equal to the angle of torsion A of the end 16 of the tube.
Ces deux angles sont, dans l'exemple, inférieurs à 45". Il en résulte que les corps 14 des tubes s'étendent chacun dans un plan perpendiculaire au plan général du faisceau de l'échangeur de chaleur.These two angles are, in the example, less than 45 ". As a result, the bodies 14 of the tubes each extend in a plane perpendicular to the general plane of the heat exchanger bundle.
Comme on peut le voir sur les figures 3 et 5, la longueur 1 de chacune des fentes 18, telle que projetée sur l'axe transversal du collecteur 12, est inférieure ou égale au diamètre intérieur d du collecteur 12.As can be seen in FIGS. 3 and 5, the length 1 of each of the slots 18, as projected on the transverse axis of the manifold 12, is less than or equal to the internal diameter d of the manifold 12.
Grâce à l'invention, on peut ainsi utiliser des tubes plats 10 dont la largeur ou profondeur P au niveau du corps du tube est sensiblement égale au diamètre extérieur D du collecteur 12 (figure 5).Thanks to the invention, it is thus possible to use flat tubes 10 whose width or depth P at the level of the body of the tube is substantially equal to the outside diameter D of the manifold 12 (FIG. 5).
Une telle disposition n'était pas possible avec les échangeurs de la technique antérieure, dans lesquels la largeur ou profondeur P des tubes était nécessairement inférieure au diamètre intérieur d des collecteurs.Such an arrangement was not possible with the exchangers of the prior art, in which the width or depth P of the tubes was necessarily less than the internal diameter d of the collectors.
Ainsi, grâce à l'invention, il est possible de réduire la largeur ou profondeur totale de l'échangeur de chaleur, et cela pour des performances thermiques comparables, toutes choses égales par ailleurs.Thus, thanks to the invention, it is possible to reduce the total width or depth of the heat exchanger, and this for comparable thermal performance, all other things being equal.
Comme on le voit plus particulièrement sur la figure 1, les intercalaires ondulés 20 s'étendent sur la longueur des corps 14 des tubes, exception faite des extrémités déformées 16.As seen more particularly in FIG. 1, the corrugated spacers 20 extend over the length of the bodies 14 of the tubes, except for the deformed ends 16.
Autrement dit, la longueur des intercalaires est égale à la distance entre les deux sections droites des corps des tubes, avant les zones de déformation des extrémités de tubes.In other words, the length of the spacers is equal to the distance between the two straight sections of the tube bodies, before the deformation zones of the tube ends.
Par ailleurs, il est à noter que, du fait de l'existence d'extrémités déformées par torsion, on obtient un arrêt en translation des tubes lorsque les extrémités 16 sont introduites dans les fentes 18. Cet arrêt se réalise sur le changement de section du tube entre la partie droite correspondant au corps du tube et le début de la zone de déformation de l'extrémité du tube (figures 2 et 3). Furthermore, it should be noted that, due to the existence of ends deformed by torsion, a stop in translation of the tubes is obtained when the ends 16 are introduced into the slots 18. This stop is achieved on the change of section of the tube between the right part corresponding to the body of the tube and the beginning of the deformation zone of the end of the tube (Figures 2 and 3).
Pour réaliser la torsion des extrémités des tubes, on peut utiliser par exemple des mâchoires pour enserrer une extrémité de tube et la décaler angulairement par rotation des mâchoires par rapport à l'axe du tube. En variante, il est possible d'engager l'extrémité du tube dans une cavité de forme torsadée pour lui conférer la forme désirée.To twist the ends of the tubes, jaws can be used for example to grip a tube end and offset it angularly by rotation of the jaws relative to the axis of the tube. As a variant, it is possible to engage the end of the tube in a cavity of twisted shape to give it the desired shape.
L'échangeur de chaleur de l'invention est avantageusement réalisé à partir de pièces en aluminium ou alliages à base d'aluminium, les pièces étant assemblées entre elles par brasage, selon une technique générale bien connue.The heat exchanger of the invention is advantageously made from aluminum parts or aluminum-based alloys, the parts being joined together by brazing, according to a well-known general technique.
Comme déjà indiqué, l'échangeur de chaleur de l'invention trouve essentiellement une application comme condenseur pour un appareil de climatisation de véhicule automobile. As already indicated, the heat exchanger of the invention essentially finds application as a condenser for a motor vehicle air conditioning unit.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9314066A FR2712966B1 (en) | 1993-11-24 | 1993-11-24 | Flat tube heat exchanger, in particular for a motor vehicle. |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| FR9314066A FR2712966B1 (en) | 1993-11-24 | 1993-11-24 | Flat tube heat exchanger, in particular for a motor vehicle. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| FR2712966A1 true FR2712966A1 (en) | 1995-06-02 |
| FR2712966B1 FR2712966B1 (en) | 1996-01-19 |
Family
ID=9453195
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| FR9314066A Expired - Fee Related FR2712966B1 (en) | 1993-11-24 | 1993-11-24 | Flat tube heat exchanger, in particular for a motor vehicle. |
Country Status (1)
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| FR (1) | FR2712966B1 (en) |
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| FR2712966B1 (en) | 1996-01-19 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |