FR2749071A1 - Accumulateur de chaleur, en particulier pour des vehicules automobiles - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un accumulateur de chaleur (10), en particulier pour des véhicules automobiles, comprenant une enveloppe de l'accumulateur qui est constituée d'un boîtier interne (12) à section transversale non circulaire, d'un boîtier externe (18) enfermant le boîtier interne (12) en en étant espacé, et d'une isolation thermique (20), en particulier une isolation à vide poussé sans support, qui est enfermée entre les boîtiers interne et externe. Cet accumulateur est caractérisé en ce que la section transversale de l'enveloppe (28) du boîtier interne (12) au moins est constituée de segments d'arc de cercle (52a-52d) et en ce que cette enveloppe (28) est supportée à l'endroit des transitions (54a-54d) entre les segments d'arc de cercle et des portions adjacentes de la section transversale de l'enveloppe (28).
Description
La présente invention concerne un accumulateur de chaleur, en particulier
pour des véhicules automobiles, comprenant une enveloppe de l'accumulateur qui est constituée d'un boîtier interne à section transversale non circulaire, d'un boîtier externe enfermant le boîtier interne en en étant espacé, et d'une isolation thermique, en particulier une isolation à vide poussé
sans support, qui est enfermée entre les boîtiers interne et externe.
En ce qui concerne le rendement des accumulateurs de chaleur, il est particulièrement important de réduire au minimum les pertes de chaleur en provenance de l'intérieur de l'enveloppe d'un accumulateur. On connaît déjà des accumulateurs de chaleur comportant un boîtier interne recevant le fluide caloporteur et un boîtier externe entourant le boîtier interne, en en étant espacé, l'espace compris entre le boîtier interne et le boîtier externe formant une zone d'isolation. Il est également connu de créer un vide poussé dans la zone d'isolation et de le maintenir en permanence. Le boîtier interne doit résister à la pression régnant à l'intérieur, cette pression pouvant atteindre par exemple 5 bars lorsque le fluide de refroidissement d'un moteur est utilisé en tant que fluide caloporteur dans des véhicules automobiles, tandis que le boîtier externe
contenant le vide poussé doit résister à la pression ambiante de 1 bar.
Il est connu de prévoir, entre le boîtier interne et le boîtier extemrne, à la place d'un vide poussé, une isolation microporeuse qui convient mieux pour résister à la pression interne du boîtier interne. L'action d'isolation réduite et les exigences d'un plus grand espace, comparativement à une isolation par un vide poussé, sont alors prises en compte. La présente invention est particulièrement avantageuse dans des accumulateurs de chaleur qui sont conugs pour assurer une isolation thermique optimale avec des exigences minimales en matière d'espace et qui utilisent par conséquent une isolation par un vide poussé entre les boîtiers interne et externe. Elle permet également d'obtenir une structure particulièrement légère et stable lorsque des mesures sont prises, dans la zone d'isolation, pour résister au moins partiellement à la
pression interne du boîtier interne.
La structure de l'enveloppe de l'accumulateur de chaleur doit tenir compte dune manière sûre des pressions régnantes et des déformations doivent être empêchées en particulier compte tenu de l'espace souvent limité qui est disponible, par exemple à l'endroit du moteur d'un véhicule automobile. La structure doit être constituée de masses minimales pour des raisons de poids et de coût et les ponts thermiques entre les boîtiers interne et externe doivent être réduits au minimum. Pour tenir compte des pressions régnantes, une forme de conteneur comprenant une enveloppe cylindrique circulaire, fermée à ses deux extrémités par des flasques frontaux, convient le mieux. Dans l'enveloppe cylindrique à section circulaire peuvent apparaître uniquement des forces normales, c'est-à-dire des forces de traction et éventuellement de compression qui peuvent être le plus facilement prises en compte d'un point de vue technique. Les forces normales, en particulier les forces de traction, sont avantageuses en ce que ces forces normales sont réparties uniformément autour de l'aire de la section transversale et qu'elles permettent par conséquent une utilisation optimale du matériau. En outre, les forces de traction se traduisent par une stabilité dimensionnelle. Un flambage sous l'effet de forces de compression n'est pas possible; de la mmne
façon un bombage dû à des forces de flexion est également empêché.
Lorsque l'espace est limité, tel que par exemple dans le volume occupé par le moteur d'un véhicule automobile, cette forme optimale du conteneur ne peut pas être toujours utilisée et au contraire des conteneurs ayant une forme de section transversale différente de la forme circulaire, par exemple des conteneurs ayant une section transversale approimaivme rectangulaire, doivent être utilisés. Ces conteneurs ont des parois latérales qui sont généralement planes ou qui, au moins, different notablement d'une forme de section transversale circulaire. Une telle forme de section transversale se traduit par l'apparition de forces de flexion et par une
tendance des conteneurs à se déformer sous l'effet d'une charge et en particulier à un bombage.
Des déformations des conteneurs sont fortement indésirables pour diverses raisons qui seront exposées plus loin. Pour pouvoir encaisser les forces de flexion, les parois du conteneur doivent être pourvues de moyens de raidissement additionnels qui occupent un espace notable et en outre
ces mesures se traduisent par un poids accru du conteneur.
Un but de l'invention est de fournir des accumulateurs de chaleur, en particulier pour des véhicules automobiles, du type décrit précédemment, de telle façon que le conteneur exige un matériau, un poids et un volume minimaux, qu'il se traduise par des pertes de chaleur minimales, qu'il soit peu coûteux et pratiquement exempt de déformations même lorsque des formesn de
section transversale autre que la forme circulaire sont utilisées.
L'accumulateur de chaleur suivant la présente invention est caractérisé en ce que la section transversale de l'enveloppe du boîtier interne au moins est constituée de segments d'arc de cercle et en ce que cette enveloppe est supportée à l'endroit des transitions entre les segments d'arc de cercle et des portions adjacentes de la section transversale de l'enveloppe, les segments d'arc de cercle étant des arcs convexes vers l'extérieur de l'enveloppe. En outre, il est avantageux que les segments d'arc de cercle de la section transversale de l'enveloppe du boîtier interne aient le nne
rayon de courbure.
Dans les segments d'arc de cercle, seules des forces normales, c'est-àdire des forces de traction ou de compression, peuvent apparaître. Il en résulte que dans la zone de ces segments sont présentes des conditions, en ce qui concerne la rigidité et la stabilité dimensionnelles du conteneur, qui sont les mnêmes que celles présentes dans des conteneurs à section transversale circulaire. En outre, les forces agissant à l'endroit des transitions entre des segments adjacents et qui ne sont pas présentes dans des conteneurs à section transversale circulaire, sont encaissées
par les supports prévus à l'endroit de ces transitions. Dans cette description, le terme "supporte
utilisé signifie une mesure prise pour encaisser des forces de compression ou de traction, suivant le type de charge, qui est appropriée pour contrebalancer tout changement de position de la zone supportée. Le type des forces qui apparaissent à l'endroit des transitions entre les segments d'arc de cercle dépend, d'une part, de la forme de la section transversale du boîtier interne et, d'autre part, du fait que le boîtier interne est soumis à une pression interne ou externe. Si, par exemple, une forme rectangulaire est constituée approximativement par chaque côté du rectangle ayant la forme d'un segment d'arc de cercle convexe vers l'extérieur, des forces dirigées vers l'intérieur du boîtier interne doivent être encaissées à l'endroit des transitions. Pour encaisser ces forces, il est suffisant que l'enveloppe du boîtier interne soit en contact avec un support se trouvant à l'intérieur de l'enveloppe à l'endroit des transitions. Cependant, lorsqu'un trés grand côté du rectangle est constitué d'une pluralité de segments d'arc de cercle, des forces dirigées vers l'extérieur apparaissent, sous l'effet de la pression interne, à l'endroit des transitions entre les segments, et ces forces peuvent être encaissées, à l'intérieur du boîtier interne, par des tirants qui assurent une
liaison sollicitée en traction avec l'enveloppe du boîtier interne.
En particulier dans les cas o le boîtier interne de l'accumulateur de chaleur est conçu de telle façon que le support doit résister uniquement à des forces de compression, une forme
d'exécution avantageuse prévoit que les transitions sont constituées par des arcs de transition.
Suivant un autre développement avantageux de l'invention, un élément support, de préfrence un profilé creux, est disposé à l'intérieur de l'enveloppe du boîtier interne en étant en contact avec
cette enveloppe au moins à l'endroit des transitions.
Suivant une autre forme d'exécution avantageuse de l'invention, une portion d'un profilé extrudé adapté à la section transversale du boîtier interne est disposée dans ce boîtier interne afin
de supporter les transitions. Ceci permet une production très économique du support.
Suivant le type d'accumulateur, le boîtier interne est pourvu de diverses structures, par exemple de moyens de canalisation du flux pour le fluide caloporteur s'écoulant vers et dans l'accumulateur et à partir de celui-ci ou bien de cloisons de séparation pour constituer des passages d'écoulement et de chambres ou de moyens de retenue pour le fluide caloporteur dont la chaleur doit être convertie en chaleur latente. Suivant une autre forme d'exécution avantageuse, on peut obtenir une réduction additionnelle du coût en supportant les transitions au moyen de la structure interne du boîtier interne qui est prévue pour l'accumulation de chaleur. Ceci permet non seulement d'éviter une dépense additionnelle de matière mais encore de réduire le nombre de
pièces devant être montées.
Suivant une première variante, il est possible que la structure interne du boîtier interne soit constituée par une portion insérée d'un profilé extrudé qui est adaptée à la section transversale du boîtier interne et est disposée de manière à supporter les transitions. Cepemlant, il est particulièrement avantageux de faire en sorte que l'enveloppe du boîtier interne, conjointement avec la structure interne de ce boîtier interne, forment une portion d'un profilé extrudé intégral de telle façon que seule une paire de flasques d'extrémité aient à être montés et que les conduits pour le fluide caloporteur aient à être connectés à ces flasques pour compléter le boîtier interne. Dans ce cas, la portion du profilé extrudé qui constitue la structure interne, peut encaisser à la fois des
forces de compression et des forces de traction.
Les profilés extrudés peuvent être réalisés en matière plastique ou en mtal léger, en
particulier en aluminium.
Lorsque les accumulateurs de chaleur fonctionnent avec un échange de fluide caloporteur, c'est-à-dire lorsque la masse de fluide caloporteur dans l'accumulateur est remplacée, si nécessaire, par une masse de fluide caloporteur à un niveau de temnpérature différent, le boîtier interne contient de préférence des moyens de canalisation du flux qui créent à l'intérieur du boîtier, entre les orifices d'entrée et de sortie, un passage d'écoulement relativement long, à section transversale réduite d'une manière correspondante, afin d'emp8cher pratiquement le mélange du fluide caloporteur entrant et du fluide caloporteur sortant. Ces passages de canalisation du flux doivent eutre étanchés par rapport aux parois internes du boîtier afin d'éviter un court circuit de l'écoulement en dehors des zones de transition de l'écoulement. Par conséquent, il est prévu, dans une autre forme d'exécution avantageuse, que, dans le cas d'un profilé extrudé inséré dans le boîtier interne et servant en tant que moyen de canalisation du flux, ce profilé extrudé soit en contact d'une manière étanche avec les parois internes du boîtier. Une telle structure peut tre réalisée d'une manière fiable uniquement, suivant la présente invention, lorsqu'un contact entre le profilé extrudé et la portion des parois du boîtier qui enferment le profilé extrudé, ne peut pas &r
interrompu par suite de déformations de la section transversale du boîtier.
Une structure particulièrement simple d'un boîtier interne du type décrit ci-dessus est caractérisée en ce qu'un profilé extrudé, pourvu d'une pluralité de passages longitudinaux parallèles, comporte des flasques frontaux à chicanes associés adaptés de manière à être reliés à ses faces frontales et qui sont pourvus de passages d'écoulement de déviation ct/ou de transition permettant de faire communiquer entre eux les passages longitudinaux de manière à établir un passage d'écoulemnent continu, la structure interne qui est constituée du profilé extrudé et de la paire de flasques frontaux à chicanes étant insérée dans une enveloppe du boîtier interne qui est fermée, à ses extrémités opposées, par des flasques d'extrémité reliés d'une manière étanche à
l'enveloppe du boîtier interne.
Suivant une variante des parois canalisant le flux sont insérées dans le profilé extrudé
afin de former les passages d'écoulement longitudinaux.
Dans une autre forme d'exécution avantageuse l'enveloppe du boîtier interne et la paire
de flasques d'extrémité la fermant sont réalisés en acier spécial.
Dans un accumulateur de chaleur dans lequel les tangentes aux segments d'arc de cercle à l'endroit de leurs transitions, sur l'extérieur du boîtier, forment un angle supérieur à 180 , l'enveloppe du boîtier est supportée à l'endroit des transitions de manière à résister à des forces de
compression. Si cet angle est inférieur à 180 , les transitions sont supportées par des tirants.
Dans une forme d'exécution avantageuse, les cloisons de séparation divisant l'espace interne du boîtier interne pour former des passages d'écoulement sont réalisées d'une manière intégrale avec le profilé extrudé; de préférence, les cloisons de séparation divisant l'espace interne du boîtier interne pour constituer les passages d'écoulement sont formées intégralement avec le
profilé extrudé.
Le profilé extrudé et, si on le désire, les flasques frontaux à chicanes et les flasques d'extrémité peuvent ètre réalisés en un métal léger, de préférence en aluminium ou en matière
plastique, pour autant qu'ils sont insérés dans le boîtier interne.
L'utilisation de pièces moulées en métal léger peut poser des problèmes en ce qui concerne le maintien du vide dans une zone d'isolation mise sous vide, ces problèmes résultant d'une densité insuffisante du matériau. Par conséquent, il est avantageux de compacter les pièces moulées en métal léger qui limitent la zone d'isolation, par une étape de forgeage après l'étape de
moulage.
Le but de l'invention qui est de constituer l'enveloppe du boitier interne à partir de segments d'arc de cercle, rencontre des difficultés lorsque le conteneur isolant doit avoir une forme particulièrement plate parce que, dans ce cas, une pluralité de courts segments d'arc de cercle dont chacun est supporté, contre le boîtier interne, par des tirants sont nécessaires pour empêcher des flambages notables. Pour résoudre cette difficulté, une autre forme d'exécution avantageuse est caractérisée en ce que, dans un accumulateur de chaleur du type précité et en tant que variante de la solution décrite précédemment, l'enveloppe du conteneur isolant a une construction du type sandwich de telle façon que le boîtier externe et le boîtier interne soient reliés par des éléments de liaison formant support à petite section transversale et à conductivité de la chaleur minimale, par rapport à leur capacité en tant que support, de manière à former une unité rigide résistant à une flexion. Cependant, il serait également possible de combiner cette solution avec la solution mentionnée en premier lieu. Les éléments de liaison peuvent tre connectés rigidement au boîtier interne et/ou au boîtier externe. De préférence la conductivité thermique des
éléments de liaison est égale ou supérieure à 1 W/mK.
De préférence, les éléments de liaison sont réalisés en acier spécial. La connexion du boîtier externe, du boîtier interne et des éléments de liaison est réalisée de préférence au moyen d'un adhésif ou d'une action thermique afin d'obtenir un conteneur isolant résistant à une force de flexion. On décrira ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, diverses formes d'exécution de la présente invention, en référence aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est une vue en coupe longitudinale schématique d'une première forme
d'exécution d'un accumulateur de chaleur suivant la présente invention.
La figure 2 est une vue en perspective schématique et en coupe transversale d'un
accumulateur de chaleur du type représenté sur la figure 1.
La figure 3 est une vue en coupe transversale schématique d'une première variante de
r'accumulateur de chaleur, la structure interne du boîtier interne n'étant pas représentée.
La figure 4 est une vue en coupe transversale schématique d'une autre variante de
l'accumulateur de chaleur semblable à celle de la figure 3.
La figure 5 est une vue en coupe transversale schématique, semblable à celle de la
figure 3, d'une variante de structure d'un accumulateur de chaleur suivant la présente invention.
La figure 6 est une vue en coupe transversale schématique, semblable à celle de la
figure 5, d'une autre variante de l'accumulateur de chaleur.
La figure 7 est une autre vue en coupe transversale schématique d'un accumulateur de
chaleur suivant la présente invention, convenant pour un espace limité.
La figure 8 est une vue en coupe transversale représentant deux variantes de réalisation
d'un ensemble de canalisation du flux à l'intérieur du boîtier interne.
La figure 9 est une vue en coupe transversale d'une première forme d'exécution d'un
conteneur isolant du type à structure sandwich.
La figure 10 est une vue en coupe transversale d'une autre forme d'exécution d'un
conteneur du type à structure sandwich.
La figure 1 représente un accumulateur de cbaleur 10 qui a une structure du type à paroi double et qui est adapté de manière à recevoir un fluide caloporteur dans un boîtier interne 12. A cet effet, le boîtier interne 12 communique avec une paire de conduits 14, c'est-à-dire un conduit d'entrée et un conduit de sortie. Ces conduits sont disposés l'un derrière l'autre, dans la direction d'observation de la figure 1, si bien que sur cette figure seul le conduit de sortie peut être vu, le conduit d'entrée étant caché derrière lui. Pour des raisons de clarification, la direction du flux du fluide caloporteur pendant le chargement et le déchargement de l'accumulateur de chaleur est indiquée par des flèches, ces flèches indiquant à la fois la direction de l'écoulement d'entrée et la direction de l'écoulement de sortie dans la zone des raccordements des conduits 14 au boîtier
interne 12.
Pour réduire au minimum le mélange du fluide caloporteur entrant et du fluide caloporteur sortant déplacé par le précédent et les pertes de chaleur provoquées par la differce de température entre le flux d'entrée et le flux de sortie, un passage d'écoulement relativement long, ayant une aire de section transversale de passage relativement petite, est réalisé au moyen d'une structure interne 16 du boîtier interne 12 de telle façon que les fluides caloporteurs chaud et froid soient mis en contact l'un avec l'autre uniquement dans la zone de cette petite section
transversale afin de limiter notablement les pertes de chaleur.
Pour éviter des pertes de chaleur à travers les parois du boîtier interne 12, ce boîtier interne 12 est disposé à l'intérieur d'un boîtier externe 18, en étant espacé de celui-ci, de telle façon qu'il existe une zone d'isolation 20 entre les deux boîtiers 12 et 18. Dans la zone d'isolation règne un vide, de préférence un vide poussé, et un matériau isolant qui peut assumer, si on le désire, une fonction de support entre le boîtier interne 12 et le boîtier externe 18, peut être disposé
dans la zone d'isolation.
Le boîtier externe 18 est constitué d'une enveloppe 22 et d'une paire de flasques d'extrémité 24 et 26. De la mêm&ne façon, le boîtier interne 12 est constitué dmune enveloppe 28 et
d'une paire de flasques d'extrémité 30 et 32.
Pour éviter pratiquement des ponts thermiques, le boîtier interne 12 peut être maintenu en position, d'une manière précise, dans le boîtier extemrne 18, grâce à des moyens de connexion ayant une aire de section transversale relativement petite, tel que, par exemple, grâce à des éléments supports 34 situés entre les flasques d'extrémité 24,30 et à un élément de suspension 36, du type membrane mince, situé entre les flasques d'extrémité 26 et 32, avec un ressort de
compression 38 sollicitant le boîtier interne 12 en direction du flasque d'extrémité 24.
La structure interne 16 du boîtier interne 12 comprend, dans la forme d'exécution représentée sur la figure 1, un profilé extrudé servant d'élément support 40, et une paire de flasques frontaux 42 et 44 à chicanes qui sont respectivement adjacents aux flasques d'extrémité et 32 et qui sont reliés aux deux faces frontales de l'élément support 40 constitué par le profilé extrudé. L'élément support 40 contient une pluralité de parois parallèles et espacées 46, canalisant le flux, auxquelles sont associées, à l'endroit des flasques frontaux 42 et 44 à chicanes, des ailettes formant supports de telle façon qu'une extrémnité de chacune des parois 46 canalisant le flux soit en contact avec une ailette support 48 continue ou soit reliée d'une autre façon, d'une manière étanche, à cette ailette, laquelle se trouve dans le prolongement, dans le sens de l'écoulement du flux, de la paroi respective canalisant le flux. L'autre extrémité de chaque paroi 46 canalisant le flux est maintenue en position par une ailette formant support 50 qui présente une ouverture pour établir une communication pour le flux à partir d'un côté de la paroi de canalisation du flux, vers l'autre côté de cette paroi, ainsi qu'il est indiqué par les flèches sur la figure 1. A l'endroit des flasques frontaux 42 et 44 à chicanes, les ailettes formant supports 48 et les ailettes formant supports 50 alternent les unes avec les autres si bien que, lorsque le fluide caloporteur à l'intérieur de l'accumulateur de chaleur 10 est en train d'&tre remplacé, le fluide caloporteur s'écoule le long des deux faces d'une même paroi 46 canalisant le flux dans des
portions se suivant d'un long passage d'écoulement unique mais dans des directions opposées.
Comme on peut le voir par exemple sur les figures 2 à 7, le boîtier interne 12 a une forme de section transversale qui n'est pas circulaire et qui dépend de la forme de la section transversale du boîtier externe 18 laquelle est adaptée aux conditions imposées par l'espace disponible à l'emplacement de l'ensemble. Pour correspondre à une telle forme de la section transversale, l'enveloppe 28 est définie, au moins partiellement, par des segments d'arc de cercle, par exemple, sur la figure 2, par les segments d'arc de cercle 52a,52b,52c et 52d. A l'endroit des transitions 54a,54b,54c,54d (figure 3) entre ces arcs de cercle 52a,52b,52c et 52d, l'enveloppe 28 est en contact étanche avec l'élément support 40 et elle est supportée par celui-ci. Il en résulte qu'il existe des passages 56 et 58, s'étendant parallèlement aux parois 46 canalisant le flux, entre l'enveloppe 28 et l'élément support 40 sur la figure 1, les passages 56 et 58 communiquant, dans la zone du flasque frontal 42à chicanes, par l'intermédiaire des ailettes formant supports discontinues 50, avec le passage respectif adjacent à l'intérieur de l'élément support. Dans la zone du flasque frontal à chicanes opposé 44, le conduit 14 servant de conduit de sortie s'étend vers et dans le passage supérieur 58. Le conduit d'entrée qui ne peut pas être vu, débouche dans une chambre 60 prévue entre le flasque d'extrémnité 32 du boîtier interne 12 et le flasque frontal 44 à chicanes. Le flasque frontal 44 à chicanes est pourvu d'une ouverture 62 pour faire communiquer
la chambre 60 avec le passage inférieur 56.
La figure 2 représente une section transversale schématique de l'élément support 40 dans le boîtier interne 12, les parois 46 canalisant le flux séparant les passages d'écoulement les uns des autres et une paroi de raidissement 64 qui s'étend en travers de rélément support 40, au centre de celui-ci et perpendiculairement par rapport aux parois 46 canalisant le flux, étant
représentée schématiquement sans autres détails additionnels.
En pratique, on peut concevoir diverses formes d'exécution possibles de la structure décrite. L'élément support 40, conjointement avec la paroi 64, peut être formé, si on le désire, en tant que profilé extrudé, de préférence en métal léger. Comme on peut le voir dans la moitié gauche de la figure 8, des ailettes rainurées 66, s'étendant dans la direction de l'extrusion, peuvent former une seule pièce avec les surfaces internes de l'élément support 40 et, si on le désire, avec la paroi 64, afin de supporter les parois 46 canalisant le flux et d'étancher les passages d'écoulement les uns par rapport aux autres. Les parois 46 canalisant le flux sont insérées dans les rainures 68 des ailettes 66 pour leur montage. Suivant une variante, les parois 46 canalisant le flux peuvent être pourvues de bords longitudinaux élastiques 70 s'étendant dans la direction de l'écoulement, ces bords élastiques étant en contact étanche avec l'élément support 40, cet élément
support 40 présentant des profils assurant le maintie en position des parois 46 canalisant le flux.
Une autre variante consiste à faire en sorte que les parois 46 canalisant le flux formeat
une seule pièce avec l'élément support 40, en constituant une partie du profilé extrudé.
La figure 3 représente une section transversale d'un accumulateur de chaleur 10 comprenant un boîtier externe 18, un boîtier interne 12 et un élément support 40, la structure interne complète 16 n'étant pas représentée pour des raisons de simplification. Sur cette figure on peut voir que l'enveloppe 22 du boîtier externe 18 et l'enveloppe 28 du boîtier interne 12 sont espacées l'une de l'autre de la même distance dans le sens transversal et que seul un petit espace entre l'enveloppe 22 du boîtier externe 18 et l'enveloppe 28 du boîtier interne 12 est exigé pour assurer une isolation thermique du boîtier interne 12, lorsqu'un vide poussé règne dans la zone d'isolation 20. Cette disposition est très avantageuse dans le cas d'un espace disponible limité. En outre, on peut voir clairement qu'aucune déformation des enveloppes 22 et 28 très proches Imne
de l'autre ne peut être permise pour maintenir l'isolation thermique.
Sur la figure 3 les rayons de courbure des quatre segments d'arc de cercle 52a-52d ont la même valeur et on peut voir clairement que les transitions 54a-54d entre les segments d'arc de cercle sont formées par des arcs de transition. Lorsque l'accumulateur de chaleur 10 a, en section transversale, la forme d'un rectangle relativement plat, avec une différence de longueur notable entre ses grands côtés et ses petits côtés, un rayon de courbure relativement grand des segments d'arc de cercle 52a et 52c qui sont associés aux grands côtés, est favorable parce qu'il permet d'accroître la forme plate de la section transversale et l'espacement entre l'élément support 40 et la face interne des segments d'arc de cercle respectifs 52a et 52c est suffisant pour assurer l'aire de section transversale requise des passages 56 et 58. Par conséquent il estpréférable que les patois 46 canalisant le flux, qui ne sont pas représentées sur la figure 3, s'étendent parallèlement aux surfaces de l'élément support 40 qui sont tournées vers les segments 52a et 52c s'étendant le long des grands côtés de la section transversale. A l'endroit des petits côtés de la section transversale, une aire comparable de la section transversale n'est pas exigée. C'est pourquoi l'enveloppe 28 du boîtier interne 12, le long des segments d'arc de cercle 52b et 52d, est appliquée sur les surfaces
latérales de l'élément support 40, en étant adaptée à la courbure de ces surfaces.
La figure 4 représente une variante dans laquelle l'enveloppe 28 du boîtier interne 12 est
réalisée, conjointement avec l'élément support 40, sous la forme d'un profilé extrudé intégral 41.
Puisqu'également dans cette structure les transitions entre les segments d'arc de cercle 52a-52d
sont supportées par l'élément support 40, l'effet avantageux est encore maintenu.
De préférence, tous les segments d'arc de cercle 52a-52d, qui forment une enveloppe 28, ont le même rayon de courbure. Lorsque les surfaces latérales de l'enveloppe ont une largeur relativement petite, ceci peut se traduire par le fait que l'espace entre l'enveloppe 28 et l'élément support 40 est à ce point réduit, ainsi qu'il est illustré dans la moitié droite de la figure 4, qu'il devient possible, sans inconvénient notable, de combiner les surfaces adjacentes de l'enveloppe 28
et de l'élément support 40, en une portion profilée unique renforcée.
Cependant, lorsqu'une largeur relativement grande d'une portion de la section transversale se traduit par une hauteur du segment d'arc de cercle, formant un pont au-dessus de cette largeur, telle que l'espace disponible ne soit pas suffisant, cette largeur peut être coiffée par au moins deux segments d'arc de cercle 52e, 52f et 52g, ainsi qu'il est illustré sur les figures 5 et 6. Les segments d'arc de cercle 52e et 52g, formant les petits côtés de l'enveloppe 28, s'étendent jusqu'aux grands côtés de l'enveloppe 28, l'espace restant étant fermé par un segment d'arc de cercle intermédiaire 52f ou 52f, de même rayon de courbure, ainsi qu'il est illustré sur la figure 5, ou bien, si on le désire, par une pluralité de ces segments d'arc de cercle. Alors qu'avec les formes de section transversale représentées sur les figures 2 à 4 des forces de compression doivent être encaissées par l'élément support 40 à l'endroit des transitions entre les segments d'arc de cercle 52a à 52d, des forces de traction apparaissent à l'endroit des transitions 54e, 54f, 54g et 54h entre les segments d'arc de cercle 52e,52f52g sur les figures 5 et 6, ces forces de traction étant encaissées par des tirants 80a,80b,80c et 80d qui sont reliés à cet effet aux segments d'arc de cercle 52e-52g et respectivement à l'enveloppe 28, d'une manière appropriée pour assurer le transfert des forces de traction, ces tirants étant cependant réalisés de
préférence d'une seule pièce avec l'élément support 40 en tant que partie d'un profilé extrudé.
Dans la forme d'exécution représentée sur la figure 7, une ligne en trait mixte 78 représente le schéma de l'aire de section transversale disponible pour le montage de l'accumulateur de chaleur 10, cette aire de section transversale étant adaptée à l'enveloppe 22 du boîtier externe 18. L'enveloppe 28 du boîtier interne 12 est composée, d'une façon adaptée à la section transversale prédéterminée, de segments d'arc de cercle 52h, 52i, 52j et 52k, les forces de traction apparaissant, dans cette forme d'exécution, à l'endroit des transitions 54e et 54f étant encaissées par un tirant 80e. Les forces de compression, dirigées vers l'intérieur, qui apparaissent à l'endroit des transitions 54j et 54k sont encaissées par des barres de compression 80&80g,80h et i qui sont disposées, à la fatçon d'un châssis à trois articulations, au-dessus du tirant 80e en tant
que base commune.
La figure 9 représente, comme la figure 3, une section transversale d'un conteneur isolant d'un accumulateur de chaleur 10 dont les parties correspondantes sont désignées par des références numériques déjà utilisées sur la figure 3. L'enveloppe du boîtier externe 18 est désignée par la référence 22 et celle du boitier interne 12 est désignée par la référence 28. A ladiorenc de la structure représentée sur la figure 3, des éléments de liaison 90 à paroi mince, à section transversale ondulée, s'étendent à travers la zone d'isolation 20 entre les deux enveloppes 22 et 28, ces éléments de liaison étant connectés rigidement à l'enveloppe externe 22 et à l'enveloppe interne 28 à l'endroit de leurs sommets. Les éléments de liaison 90 sont réalisés en un matériau à faible conductivité thermique, tel qu'un acier spécial ou une matière plastique, de telle façon que les pertes de chaleur dans le secteur de la zone d'isolation puissent tre réduites au minimum. La liaison des éléments 90 avec l'enveloppe externe 22 et avec l'enveloppe interne 28 peut &re réalisée, en fonction des matériaux utilisés, par exemple par collage, soudage ou brasage de telle façon que les parties connectées les unes aux autres forment une structure résistant à la flexion et qu'il ne soit plus nécessaire de prévoir des supports à rl'intérieur de renveloppe 28 du boîtier
interne 12.
L'utilisation d'une telle structure sandwich est particulièrement avantageuse lorsqu'un accumulateur de chaleur 10 extrêmement plat est exigé à cause d'un espace limité et que la forme arquée de l'enveloppe serait un inconvénient tel que, pour réduire la forme arquée, plusieurs éléments ayant la forme de segments d'arc de cercle devraient être disposés adjacents les uns aux autres, ce qui se traduirait par un nombre correspondant de supports internes. La figure 10 représente un exemple d'un conteneur isolant convenant pour des constructions extrêmemnt plates et n'exigeant aucune partie bombée parce que la structure sandwich utilisée, incluant des éléments de liaison 90 entre l'enveloppe externe 22 et l'enveloppe interne 28, peut être rendue suffisamment résistante à l'égard d'une force de flexion pour pouvoir résister en particulier à la pression à l'intérieur de l'enveloppe sans que se produise une quelconque déformation de
l'accumulateur de chaleur 10.
Claims (30)
1. Accumulateur de chaleur (10), en particulier pour des véhicules automobiles, comprenant une enveloppe de l'accumulateur qui est constituée d'un boîtier interne (12) à section transversale non circulaire, d'un boîtier externe (18) enfermant le boîtier interne (12) en en étant espacé, et d'une isolation thermique (20), en particulier une isolation à vide poussé sans support, qui est enfermée entre les boîtiers interne et externe, caractérisé en ce que la section transversale de l'enveloppe (28) du boîtier interne (12) au moins est constituée de segments d'arc de cercle (52a-52d; 52e-52g; 52e,52g; 52h- 52k) et en ce que cette enveloppe (28) est supportée à l'endroit des transitions (54a-54d; 54e-54h; 54e,54f; 54e,54f,54j,54k) entre les segments d'arc de cercle et
des portions adjacentes de la section transversale de l'enveloppe (28).
2. Accumulateur de chaleur suivant la revendication 1 caractérisé en ce que les segments d'arc de cercle (52a-52d; 52e-52g; 52e,52f; 54e,54f54j, 54k) sont des arcs convexes
vers l'extérieur de l'enveloppe (28) du boîtier interne (12).
3. Accumulateur de chaleur suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2
caractérisé en ce que les segments d'arc de cercle (52a-52d; 52e-52g; 54e,54f54j,54k) de la
section transversale de l'enveloppe (28) du boîtier interne (12) ont le même rayon de courbure.
4. Accumulateur de chaleur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3
caractérisé en ce que les transitions (54a-54d) sont réalisées sous la forme d'arcs de transition.
5. Accumulateur de chaleur suivant l'une quelconque des revendications précédentes
caractérisé en ce qu'un élément support (40), en contact avec l'enveloppe (28) du boîtier interne
(12) au moins à l'endroit des transitions (54a-54d), est disposé à l'intérieur de l'enveloppe (28).
6. Accumulateur de chaleur suivant la revendication 5 caractérisé en ce que l'élément
support (40) est un profilé creux.
7. Accumulateur de chaleur suivant l'une quelconque des revendications 5 ou 6
caractérisé en ce qu'une portion d'un profilé extrudé adapté à la section transversale du boîtier interne (12) est disposée dans ce boîtier interne (12) en tant qu'élément support prévu pour
supporter les transitions (54a-54d).
8. Accumulateur de chaleur suivant la revendication 5, comportant une structure interne (16) du boîtier interne (12) servant à des fins d'accumulation de chaleur, caractérisé en ce que les
transitions (54a-54d) sont supportees par la structure interne (16).
9. Accumulateur de chaleur suivant la revendication 8, caractérisé en ce que la structure interne (16), servant à des fins d'accumulation de la chaleur, du boîtier interne (12) comprend une portion insérée (40) d'un profilé extrudé qui est adaptée à sa section transversale et
qui est disposée de manière à supporter les transitions (54a-54d).
10. Accumulateur de chaleur suivant la revendication 8, caractérisé en ce que l'enveloppe (28) du boîtier interne (12), conjointement avec la structure interne (16), servant à des fins d'accumulation de la chaleur, du boîtier interne (12), forme une portion (41) d'un profilé extrudé intégral et en ce que le boîtier interne (12) est adapté de manière à être fermé par une
paire de flasques d'extrémité (30,32) destinés à être reliés à l'enveloppe (28).
11. Accumulateur de chaleur pour un échange avec un fluide caloporteur suivant la revendication 9, comportant un profilé extrudé inséré dans le boîtier interne (12) et disposé de manière à servir de moyen de guidage de l'écoulement du fluide caloporteur, caractérisé en ce que
le profilé extrudé (40) est en contact étanche avec les parois internes du boîtier interne (12).
12. Accumulateur de chaleur suivant la revendication 10 caractérisé en ce qu'un profilé extrudé (40), pourvu d'une pluralité de passages longitudinaux parallèles, comporte des flasques frontaux à chicanes associés (42,44) adaptés de manière à être reliés à ses faces frontales et qui sont pourvus de passages d'écoulement de déviation et/ou de transition permettant de faire communiquer entre eux les passages longitudinaux de manière à établir un passage d'écoulement continu, la structure interne (16) qui est constituée du profilé extrudé (40) et de la paire de flasques frontaux à chicanes (42,44) étant insérée dans une enveloppe (28) du boîtier interne (12) qui est fermée, à ses extrémités opposées, par des flasques d'extrémité (30,32) reliés d'une
manière étanche à l'enveloppe (28) du boîtier interne (12).
13. Accumulateur de chaleur suivant la revendication 12 caractérisé en ce que des parois (46) canalisant le flux sont insérées dans le profilé extrudé afin de former les passages
d'écoulement longitudinaux.
14. Accumulateur de chaleur suivant la revendication 13 caractérisé en ce que le profilé extrudé est pourvu d'ailettes (66) à rainures longitudinales (68), s'étendant le long de sa surface interne dans la direction de l'extrusion, et en ce que les parois (46) canalisant le flux sont insérées
dans les rainures (68) de ces ailettes.
15. Accumulateur de chaleur suivant la revendication 13 caractérisé en ce que les bords longitudinaux (70), s'étendant dans la direction de l'écoulement, des parois (46) canalisant le flux
sont en contact élastique avec la surface interne du profilé extrudé, afin d'assurer l'étanchéité.
16. Accumulateur de chaleur suivant l'une quelconque des revendications précédentes
caractérisé en ce que l'enveloppe (28) du boîtier interne (12) et une paire de flasques d'extrmité
(30,32) la fermant sont réalisés en acier spécial.
17. Accumulateur de chaleur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 16, dans
lequel les tangentes aux segments d'arc de cercle (52a-52d) à l'endroit de leurs transitions (54a-
54d), sur l'extérieur du boîtier, forment un angle supérieur à 180 , caractérisé en ce que l'enveloppe (28) du boîtier interne (12) est supportée à l'endroit des transitions (54a-54d; 54j,54k)
de manière à résister à des forces de compression.
18. Accumulateur de chaleur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans
lequel les tangentes aux segments d'arc de cercle (52a-52d; 52e,52f,52f, 52g; 52e,52g; 52h,52i,52j,52k) se raccordant à l'endroit des transitions (54a-54d; 54e,54f,54g,54h; 54e,54f) sur
l'extérieur du boîtier forment un angle inférieur à 180 , caractérisé en ce que les transitions (54e-
54g; 54e,54f) sont supportées par des tirants (80a-80d; 80e) encaissant des forces de traction.
19. Accumulateur de chaleur suivant la revendication 18 caractérisé en ce que l'enveloppe (28) du boîtier interne (12), conjointement avec des éléments encaissant une force de compression ou des tirants encaissant des forces de traction, associés respectivement aux
transitions, sont réalisés sous la forme d'un profilé extrudé (40).
20. Accumulateur de chaleur suivant la revendication 19 caractérisé en ce que des cloisons de séparation (46) qui divisent l'espace interne du boîtier interne (12) en passages
d'écoulement, sont formées d'une manière intégrale avec le profilé extrudé.
rt 17
21. Accumlateur de chaleur suivant l'une quelconque des revendications 7 à 17,19 et
caractérisé en ce que le profilé extrudé (40) et éventuellement les fasques fiontaux à
chicanes(42,44) associés à ce profilé sont réalisés en matière plastique.
22. Accumulateur de chaleur suivant l'une quelconque des revendications 7 à 17,19 et
20 caractérisé en ce que le profilé extrudé (40,41) et eventuellement les flasques d'extrémité qui
lui sont associés sont réalisés en métal léger, en particulier en aluminium.
23. Accumulataeur de chaleur suivant Iune quelconque des revendications I à 22,
caractérisé en ce que l'enveloppe du conteneur isolant a une construction du type sandwich de telle façon que le boîtier externe (18) et le boîtier interne (12) soient reliés par des éléments de liaison (90) formant support à petite section tansversale et à conductivité de la chaleur minimale, par rapport à leur capacité en tant que support, de manière à former une un ité rigide résistant à
une flexion.
24. Accumulateur de chaleur suivant la revendication 23 caractérisé en ce que les éléments de. liaison (90) sont connectés d'une manière fixe au boîtier interne (12) et/ou au boîtier
externe (18).
25. Accumulateur de chaleur suivant l'une quelconque des revendications 23 et 24
caractérisé en ce que la conductivité thermique des éléments de liaison (90) est égale ou
supérieure à 1 W/mK.
26. Accumulateur de chaleur suivant la revendication 25 caractérisé en c que les
éléments de liaison (90) sont réalisés en acier spécial.
27. Accumulateur de chaleur suivant l'une quelconque des revendications 23 ou 24
caractérisé en cc que les éléments de liaison (90) sont réalisés en matière plastique.
28. Accumulateur de chaleur suivant l'une quelconque des revendications 23 à 27
caractérisé en ce que les éléments du conteneur isolant sont connectés les uns aux autres au
moyen d'un adhésif.
29. Accumulateur de chaleur suivant l'une quelconque des revendications 23 à 27
caractérisé en ce que les éléments du conteneur isolant sont connectés les uns aux autres par un
effet thermique.
30. Accumulateur de chaleur suivant l'une quelconque des revendications précédentes,
utilisant des pièces moulées en métal léger et une zone d'isolation 20 mise sous vide, caractérisé en ce que les pièces moulées en métal léger qui délimitent la zone d'isolation, sont compactées par
forgeage après leur moulage.
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