FR2766921A1 - Sonde de temperature pour echangeur de chaleur, notamment evaporateur pour vehicule automobile - Google Patents

Abstract

Cette sonde (1) équipée d'un couple thermoélectrique (2) avec ses fils électriques (3) est bloquée par sa tête dans un interstice (n) d'un intercalaire ondulé (30) disposé entre deux parois, en regard, de plaques (31, 32) d'évaporateur. Les pointes (13) de la tête sont en contact chacune avec les faces latérales internes de l'interstice alors que les saillies supérieures ou inférieures (14) sont en contact chacune avec les parois internes de l'intercalaire (30). Le couple thermoélectrique (2) est en face sensiblement de la partie centrale d'un autre interstice (n+2), le deuxième plus proche vers le haut de l'interstice (n) bloqué et bouché par la tête et l'épaulement qui vient en butée contre l'intercalaire (30).

Description

Sonde de température Dour échangeur de chaleur. notamment évaporateur pour véhicule automobile.

L'invention concerne une sonde de température comportant un capteur thermique munis de fils électriques, destinée à être fixée sur un échangeur de chaleur, notamment un évaporateur pour véhicule automobile.

Il est déjà connu de FR 94 06619 un échangeur, notamment un évaporateur, du type comprenant une multiplicité de plaques empilées propres à être parcourues par un fluide frigorigène et balayées par un flux d'air qui circule entre les plaques, en pénétrant par une face d'entrée et en s'échappant par une face de sortie; cet échangeur comprend un support fixé sur au moins une plaque du côté de la face de sortie et recevant une sonde de température destinée à mesurer la température du flux d'air s'échappant de la face de sortie.

Des intercalaires ondulés formant ailettes sont disposés dans les intervalles compris entre les plaques et en contact avec celles-ci pour augmenter la surface d'échange thermique entre le flux d'air et l'évaporateur.

Le support comprend un fourreau propre à loger la sonde de température et fixé par brasagé ou soudage sur l'extrémité des plaques. Il a été aussi envisagé un support muni de moyens de fixation mécanique, venant se fixer parallèlement à une plaque, le fourreau étant fixé sur lesdits moyens de fixation de telle sorte qu'il demeure perpendiculaire à ces mêmes plaques.

Les solutions techniques ci-dessus présentent des inconvé nient s.

Le fourreau doit être soudé ou brasé à au moins une extrémité de plaque et l'exemple de réalisation décrit en référence aux dessins montre un fourreau qui s'étend dans une direction perpendiculaire aux plaques en regard de plusieurs parties centrales aménagées entre ces plaques. Autrement dit, le fourreau a une grande longueur comparativement à la longueur d'onde de l'ondulation de l'intercalaire disposé à chaque fois dans l'intervalle ménagé entre les deux parties centrales en vis-à-vis de deux plaques adjacentes. La sonde de température a également un corps allongé de grandes dimensions. Il en résulte que la température de flux d'air mesurée est une température moyenne de plusieurs flux d'air sortant de plusieurs intercalaires ondulés. I1 n'y a pas de mesure du point le plus froid du flux d'air sortant de l'évaporateur, ce qui entraîne la nécessité d'un étalonnage pour éviter le givrage de la partie la plus froide de l'évaporateur en fonctionnement.

La présente invention a pour but de simplifier les solutions techniques de l'art antérieur par l'élaboration d'une pièce simple cumulant les fonctions de capteur de température et de moyen de fixation à l'évaporateur, sans nécessiter de soudage ou de brasage. De plus la pièce doit être de faible encombrement pour en diminuer le coût et en même temps pouvoir être positionnée sans difficulté de montage au point le plus froid du flux d'air sortant de tout évaporateur. En effet un contrôle précis de ce point pour en éviter le givrage permet d'éviter le givrage de tous les autres points, par définition moins froids.

La solution de ce preblème est obtenue par une sonde de température comportant un capteur thermique muni de fils électriques, destinée à être fixée sur un échangeur, cet échangeur comprenant au moins deux plaques en regard et un intercalaire ondulé disposé entre elles à leur contact et qui définit avec elles une pluralité d'interstices, globalement identiques, permettant le passage d'un flux d'air à refroidir, chaque interstice ayant une largeur et une hauteur internes déterminées, sonde caractérisée en ce qu'elle comporte une tête et une partie postérieure d'un seul tenant, la tête formant au moins un moyen de blocage destiné à se bloquer ou à être bloqué, du côté de la sortie du flux d'air, dans l'un quelconque de ces interstices, la partie posté rieure constituant le support du capteur thermique en positionnant alors ce dernier en face d'un autre interstice du même côté, notamment d'un interstice voisin de celui dans lequel est bloquée la tête.

Cette sonde a un encombrement très réduit et permet le positionnement du capteur thermique en face de l'un quelconque des interstices de l'évaporateur donc en face du point le plus froid du flux d'air sortant de tout évaporateur.

Avantageusement, le capteur thermique peut être un couple thermoélectrique dont l'extrémité a la dimension d'un point de soudure.

De manière avantageuse, la sonde comporte, entre la tête et la partie postérieure, un épaulement destiné à venir en butée contre l'intercalaire ondulé. Cette disposition assure un meilleur blocage de la tête et une butée lors de son introduction dans un interstice.

De préférence, la tête, la partie postérieure et l'épaulement sont en une matière thermoplastique. Cette caractéristique permet d'une part, la fabrication aisée de la sonde par moulage par injection d'une matière thermoplastique, et d'autre part procure une faible conductibilité thermique donc une faible conduction thermique de ces parties en matière plastique vers le capteur thermique. Cette dernière propriété permet d'obtenir une très faible inertie thermique du capteur.

Avantageusement, la matière thermoplastique est choisie parmi les polychlorures de vinyle (PVC). Ces matières plastiques sont souples à une température d'environ 20"C et se rigidifient à une température égale ou inférieure à 0 C. Ceci permet une introduction facile de la tête dans un interstice puis la tête devient plus rigide au froid ce qui améliore son blocage dans l'évaporateur en fonctionnement.

De préférence, la tête comporte une tige ou partie principale en forme de langue dotée d'un axe longitudinal et ayant une face supérieure, une face inférieure, deux faces latérales, une au moins des faces latérales comportant au moins une saillie latérale s'écartant de la partie principale vers l'extérieur et vers la partie postérieure en formant un angle aigu avec l'axe longitudinal pour constituer un premier moyen de blocage.

La saillie latérale a pour fonction de contribuer à l'aptitude d'une introduction en force de la tête par un effet ressort et de s'opposer à la sortie de la tête une fois logée dans un interstice, par l'accrochage par frottement de l'extrémité extérieure de la saillie latérale sur la surface interne de l'un des côtés latéraux de l'interstice. Si cette surface est trop glissante pour permettre un tel blocage deux mesures additionnelles très simples peuvent être appliquées.

Soit, on applique une petite épaisseur de colle adhérente après sa prise à ladite surface pour créer une ou plusieurs butées de blocage de l'extrémité de chaque saillie latérale, soit, on introduit au préalable une petite pièce de forme en
U droit pour épouser la forme de la surface latérale de l'interstice et les parties de surfaces de l'évaporateur voisines des deux extrémités de sortie et d'entrée de l'interstice, tout en présentant une série de rainures régulièrement espacées et sensiblement perpendiculaires à la direction entre la sortie et l'entrée de l'interstice. Cette mesure permet l'encliquetage de l'extrémité de chaque saillie latérale dans une des rainures de la pièce en U droit qui se retrouve elle même bloquée dans l'interstice par les deux branches latérales du U droit s'éloignant de ce même interstice. Cette pièce de forme en U droit de petite dimension peut être fabriquée par moulage ou par extrusion et découpe d'une matière thermoplastique.

Avantageusement, chaque saillie latérale a une forme en épine et se termine vers l'extérieur par une pointe. Cette caractéristique augmente la possibilité d'accrochage sur une surface lisse sans supprimer les mesures additionnelles qui restent applicables.

De préférence, au moins une des faces supérieure ou inférieure comporte au moins une saillie supérieure ou inférieure s'écartant de la partie principale vers la partie postérieure en formant un angle aigu avec l'axe longitudinal pour former un second moyen de blocage.

Cette disposition permet l'introduction en force de la tête par un effet ressort dans un interstice en y assurant un bon maintien de blocage. Là aussi, on peut prévoir éventuellement de la colle ou une pièce avec des rainures pour obtenir un encliquetage avec une ou plusieurs extrémités de ces saillies supérieures ou inférieures.

De préférence, chaque saillie supérieure ou inférieure a une forme en languette se terminant vers l'extérieur par un bord arrondi très mince en forme de lame coupante.

Ce bord peut, par un léger recul, entailler l'intercalaire le plus souvent en un alliage léger d'aluminium et ainsi créer une encoche de butée qui s'oppose également à la sortie de la tête de l'interstice.

De préférence, chaque angle aigu est de 30 à 70". Cette caractéristique assure-l'optimisation du moyen de blocage de la tête de la sonde.

En variante, les saillies latérales et/ou supérieures et/ou inférieures sont remplacées par des éléments de blocage constitués par des rugosités formées sur l'une au moins des faces supérieure et inférieure.

De manière avantageuse, la partie postérieure comporte un corps à section tubulaire à l'intérieur duquel est noyée, dans une pâte de remplissage polymérisée, une partie des fils électriques du capteur thermique.

Cette disposition facilite l'assemblage de la sonde selon l'invention.

De préférence, la partie postérieure comporte un corps qui est un surmoulage sur une partie des fils électriques du capteur thermique. Cela permet une fabrication encore plus facile de la sonde qui ne comporte pas alors de corps creux intermédiaire.

L'invention prévoit également que la partie postérieure présente, à l'opposé de la tige, une surface réceptrice comportant des moyens pour le positionnement du pouce d'un opérateur lors de l'enfoncement de la tige dans l'interstice, ces moyens pouvant comprendre une configuration concave de la surface réceptrice et/ou des rugosités de celle-ci.

Suite à la description qui précède l'invention sera encore mieux comprise à l'aide des exemples de réalisation non limitatifs qui vont suivre, en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue de dessus d'une forme de réalisation d'une sonde de température selon l'invention, - la figure 2 est une vue latérale de la sonde de la figure 1, - la figure 3 est une vue postérieure de la sonde de la figure 1, en place dans un interstice d'un intercalaire schématisé d'un évaporateur à fluide frigorigène, - la figure 4 est une vue en coupe partielle de la partie postérieure de la sonde selon la figure 1, - la figure 5 est une vue en coupe partielle d'une autre forme de réalisation de la partie postérieure de la sonde, et - les figures 6 et 7 sont des vues en perspective de deux autres formes de réalisation de la sonde selon l'invention.

Les figures 1 et 2 montrent une sonde de température 1 comportant un capteur thermique 2 muni de fils électriques 3.

Le capteur thermique 2 est ici un couple thermoélectrique 2.

La sonde 1 comporte un bloc formé d'une tête 4, d'une partie postérieure 5 et d'un épaulement 6. Cet épaulement, de contour sensiblement rectangulaire, se situe entre la tête 4 et la partie postérieure 5 et présente une face plane 16 en regard de la tête 4.

La tête 4 comporte une partie principale 7 en forme de langue plus large qu'épaisse qui se termine à l'avant par une partie qui se rétrécit pour faciliter l'introduction de la partie principale 7 dans un interstice d'évaporateur. La partie principale a un axe longitudinal X, une face supérieure 8, une face inférieure 9 parallèles entre elles, et deux faces latérales 10, 11 parallèles entre elles. Dans cette forme de réalisation, la tête 4, la partie postérieure 5 et l'épaule- ment 6 présentent deux plans de symétrie orthogonaux passant par l'axe longitudinal X. Chaque face latérale 10, 11 comporte trois saillies latérales 12 sensiblement parallèles, chacune en forme d'épine se terminant par une pointe 13. Ces saillies latérales 12, de forme identique, sont régulièrement espacées le long de chaque face latérale 10, 11 et sont comprises entre les deux plans parallèles définis par la face supérieure 8 et la face inférieure 9. Ces saillies latérales 12 se terminant en pointe 13 s'écartent chacune de la partie principale 7 vers l'extérieur et vers la partie postérieure 5 en formant un angle aigu a avec l'axe X. Dans cette forme de réalisation l'angle a est d'environ 45".

La largeur latérale de la tête 4 avec ses saillies latérales 12 est supérieure à la largeur interne de l'interstice afin d'y assurer une introduction en force.

L'espacement des saillies latérales 12, le long d'une face latérale 10 ou 11, est adapté à la longueur de chaque saillie latérale 12 pour éviter leur chevauchement lors de leur pliage en direction de leur face latérale respective, lors de l'introduction en force.

La face supérieure 8 et la face inférieure 9 comportent chacune trois saillies supérieures ou inférieures 14 sensiblement parallèles chacune globalement en forme de languette se terminant par un bord en forme de lame coupante 15 très mince et arrondie dans le plan moyen de la languette. Chaque languette s'écarte de la partie principale 7 vers la partie postérieure 5 en formant un angle aigu P avec l'axe longitudinal X. L'angle P est sensiblement de 50".

La hauteur de la tête 4 avec ses saillies supérieures ou inférieures 14 est plus grande que la hauteur interne de l'interstice pour une introduction en force de la tête 4 dans un interstice.

L'espacement de chaque languette par rapport à sa voisine est adapté à sa longueur pour éviter tout chevauchement d'une languette par sa voisine lors de leur pliage vers leur face respective supérieure 8 ou inférieure 7 lors de l'introduction en force.

La partie postérieure 5 comporte, s'écartant de l'épaulement 6, une petite bande 20, très courte et sensiblement de la même épaisseur que la langue 7, d'un seul tenant avec un corps cylindrique 21 dont l'axe est sensiblement perpendiculaire aux plans défini par les faces supérieure 8 et inférieure 9 de la tête 4.-Ce corps cylindrique 21 noie dans sa zone axiale une partie des fils 3 du couple thermoélectrique 2 en fixant ce dernier dans l'air ambiant, à la fois à une courte distance de l'axe longitudinal X (cette distance est ici sensiblement égale à deux hauteurs d'interstice comme cela est visible sur la figure 3) et également à une courte distance du plan défini par la face 16 de l'épaulement 6 (cette distance est ici sensiblement égale à deux hauteurs d'interstice).

La figure 3 montre la sonde 1 bloquée par sa tête 4 dans un interstice n d'un intercalaire ondulé 30 disposé entre deux parois de plaques 31, 32 en regard. Cet intercalaire est représenté de manière schématique par une ondulation en forme de créneaux rectangulaires. Chaque interstice est limité par trois parois de cet intercalaire et une paroi de plaque 31 ou 32. Les pointes 13 sont en contact avec les faces latérales internes de l'interstice alors que les languettes sont en contact chacune avec les parois internes de l'intercalaire 30. Le couple thermoélectrique 2 est en face sensiblement de la partie centrale d'un autre interstice n+2, le deuxième plus proche vers le haut de l'interstice n bloqué et bouché par la tête 4 et l'épaulement 6 venant en butée contre l'intercalaire 30.

Comme la sonde 1, représentée ici avec son couple thermoélectrique 2 vers le haut, peut être tout aussi bien placée avec son couple thermoélectrique 2 vers le bas, il est clair que ce couple 2 peut être installé dans l'air, en face de tout interstice choisi, en particulier celui correspondant au point le plus froid du flux d'air de sortie de l'évaporateur.

La figure 4 montre une coupe partielle selon l'axe du corps cylindrique 21 de la partie postérieure 5. Une partie des fils 3 du couple 2 est encastrée dans le surmoulage du corps 21. Le couple 2 est ainsi maintenu dans sa position lors du surmoulage.

La figure 5 montre une autre forme de réalisation du corps cylindrique 21, dans une même coupe que précédemment. Le corps 21 est tubulaire et une partie des fils 3 est noyée dans une pâte de remplissage polymérisée 22 dans la partie centrale du corps 21.

Sur les figures 6 et 7, les mêmes signes de référence que sur les figures 1 à 5 sont utilisés pour désigner des éléments analogues. Dans chacune des sondes 1 qui y sont illustrées, le capteur 2, constitué par une résistance à coefficient de température négatif, et ses fils de liaison 3 sont solidaires d'une pièce surmoulée monobloc composée d'une tige 7, d'un épaulement 6 et d'un corps 21, la tige 7 et le corps 21 constituant à eux seuls la tête 4 et la partie postérieure 5 respectivement. L'épaulement 6, qui raccorde la tige 7 et le corps 21, est allongé dans la direction longitudinale de la tige et présente une section transversale, par rapport à la direction longitudinale de celle-ci, supérieure à celle de la tige et inférieure à celle du corps. Les saillies 12 et 14 de la sonde décrite précédemment sont supprimées, les éléments de blocage étant constitués par des rugosités 30 des faces supérieure et inférieure 8, 9 de la tige 7, sous forme de cannelures transversales à profil en dents de scie. Les faces latérales 10, 11 de la tige sont lisses. La face 31 du corps 21 tournée à l'opposé de l'épaulement 6 et de la tige 7 est concave de manière à recevoir le pouce d'un opérateur qui devra exercer une pression sur le corps de manière à enfoncer la tige 7 dans l'interstice de l'échangeur. En outre, la face 31 présente des rugosités sous forme de cannelures 32.

Dans la sonde de la figure 6, le corps 21 présente deux saillies 33 tournées vers le haut et disposées de part et d'autre du capteur 2 dans la direction latérale, de manière à assurer une certaine protection du capteur. Dans la variante de la figure 7, cette protection est complétée par le fait que les mêmes saillies 33 sont reliées entre elles par une arche 34 située au-dessus du capteur, de sorte que celui-ci est entièrement entouré par le corps dans un plan perpendiculaire à la direction longitudinale de la tige 7.

L'utilisation de la sonde 1 est très simple. La tête 4 est introduite en force dans un interstice choisi n de l'intercalaire ondulé 30 jusqu'à la butée de l'épaulement 6 sur cet intercalaire.

Claims (16)

Revendications

1. Sonde de température (1) comportant un capteur thermique (2) muni de fils électriques (3), destinée à être fixée sur un échangeur, cet échangeur comprenant au moins deux plaques (31, 32) en regard et un intercalaire ondulé (30) disposé entre elles à leur contact et qui définit avec elles une pluralité d'interstices (n, n+2) globalement identiques, permettant le passage d'un flux d'air à refroidir, chaque interstice (n, n+2) ayant une largeur et une hauteur internes déterminées, sonde (1) caractérisée en ce qu'elle comporte une tête (4) et une partie postérieure (5) d'un seul tenant, la tête (4) formant au moins un moyen de blocage destiné à se bloquer ou à être bloqué, du côté de la sortie du flux d'air (SF), dans l'un quelconque de ces interstices (n), la partie postérieure (5) constituant le support du capteur thermique (2) en positionnant alors ce dernier en face d'un autre interstice (n+2) du même côté (SF), notamment d'un interstice voisin de celui (n) dans lequel est bloquée la tête.

2. Sonde selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte, entre la tête (4) et la partie postérieure (5) un épaulement (6), destiné à venir en butée contre l'intercalaire ondulé (30).

3. Sonde selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la tête (4), la partie postérieure (5) et l'épaulement (6) sont en une matière thermoplastique.

4. Sonde selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la tête (4) comporte une tige (7) en forme de langue dotée d'un axe longitudinal (X) et ayant une face supérieure (8), une face inférieure (9), deux faces latérales (10, 11), l'une au moins desdites faces présentant des éléments de blocage propres à coopérer avec l'intercalaire et/ou avec l'une desdites plaques pour le blocage de la tête.

5. Sonde selon la revendication 4, caractérisée en ce que lesdits éléments de blocage comprennent au moins une saillie latérale (12) formée à partir de l'une au moins des faces latérales (10, 11), s'écartant de la tige (7) vers lexté- rieur et vers la partie postérieure (5) en formant un angle aigu (a) avec l'axe longitudinal (X).

6. Sonde selon la revendication 5, caractérisée en ce que chaque saillie latérale (12) a une forme en épine et se termine vers l'extérieur par une pointe (13).

7. Sonde selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisée en ce que lesdits éléments de blocage comprennent au moins une saillie supérieure ou inférieure (14) formée à partir de l'une au moins des faces supérieure (8) et inférieure (9), s'écartant de la tige (7) vers la partie postérieure (5) en formant un angle aigu (ss) avec l'axe longitudinal (X).

8. Sonde selon la revendication 7, caractérisée en ce que chaque saillie supérieure ou inférieure (14) a une forme en languette se terminant vers l'extérieur par un bord (15) arrondi très mince en forme de lame coupante.

9. Sonde selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisée en ce que chaque angle aigu a ou ss est de 30 à 70".

10. Sonde selon la revendication 4, caractérisée en ce que lesdits éléments de blocage comprennent des rugosités (30) formées sur l'une au moins des faces supérieure (8) et inférieure (9).

11. Sonde selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la partie postérieure (5) comporte un corps (21) à section tubulaire à l'intérieur duquel est noyée, dans une pâte de remplissage polymérisée, (22) une partie des fils électriques (3) du capteur thermique (2).

12. Sonde selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la partie postérieure (5) comporte un corps (21) qui est un surmoulage sur une partie des fils électriques (3) du capteur thermique (2).

13. Sonde selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la partie postérieure présente, à l'opposé de la tige, une surface réceptrice (31) comportant des moyens (32) pour le positionnement du pouce d'un opérateur lors de l'enfoncement de la tige dans l'interstice.

14. Sonde selon la revendication 13, caractérisée en ce que les moyens de positionnement comprennent une configuration concave de la surface réceptrice (31).

15. Sonde selon l'une des revendications 13 et 14, caractérisée en ce que les moyens de positionnement comprennent des rugosités (32) de la surface réceptrice (31).

16. Échangeur, notamment évaporateur à fluide frigorigène, caractérisée en ce qu'il comporte une sonde (1) selon l'une des revendications précédentes.