FR2779221A1 - Automobile heat exchanger assembly - Google Patents
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Abstract
Description
Ensemble d'échangeurs de chaleur destiné à un véhicule automobileHeat exchanger assembly for a motor vehicle
L'invention se rapporte à un ensemble d'échangeurs de chaleur The invention relates to a set of heat exchangers
destiné à un véhicule automobile. intended for a motor vehicle.
Elle concerne plus particulièrement un ensemble d'échangeurs de chaleur comprenant un échangeur principal ayant un corps monté entre deux boites collectrices, auquel est assemblé au moins un échangeur secondaire ayant un corps monté entre deux boîtes collectrices, de sorte qu'un même flux d'air puisse It relates more particularly to a set of heat exchangers comprising a main exchanger having a body mounted between two manifolds, to which is assembled at least one secondary exchanger having a body mounted between two manifolds, so that the same flow of air can
traverser les corps respectifs desdits échangeurs. pass through the respective bodies of said exchangers.
Il est déjà connu d'assembler sur un échangeur principal, tel qu'un radiateur de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile, un ou plusieurs échangeurs secondaires afin de constituer un ensemble, encore appelé module, prêt à être installé dans le véhicule. Cet échangeur secondaire est constitué le plus souvent d'un refroidisseur d'air de It is already known to assemble on a main exchanger, such as a radiator for cooling a motor vehicle engine, one or more secondary exchangers in order to constitute an assembly, also called module, ready to be installed in the vehicle. This secondary exchanger usually consists of an air cooler of
suralimentation du moteur ou d'un condenseur de climatisa- supercharging of the engine or of an air conditioning condenser
tion. Dans le module ainsi formé, l'échangeur secondaire peut être tion. In the module thus formed, the secondary exchanger can be
disposé, selon le cas, soit en amont soit en aval de l'échan- arranged, as appropriate, either upstream or downstream of the sample
geur principal, par rapport au sens de circulation du flux main gor, in relation to the direction of flow
d'air qui traverse les corps respectifs des échangeurs. air which passes through the respective bodies of the exchangers.
L'assemblage du ou des échangeurs secondaires sur l'échangeur principal est obtenu généralement par l'intermédiaire de pattes solidaires de l'échangeur secondaire et de vis introduites dans les boîtes collectrices de l'échangeur principal. Ces pattes peuvent soit être réalisées en matière plastique et venues de moulage avec l'échangeur secondaire, The assembly of the secondary exchanger (s) on the main exchanger is generally obtained by means of lugs secured to the secondary exchanger and screws introduced into the manifolds of the main exchanger. These tabs can either be made of plastic and molded with the secondary exchanger,
soit être métalliques et brasées sur l'échangeur secondaire. either be metallic and brazed on the secondary exchanger.
Habituellement, la fixation de ces pattes est obtenue par des vis autotaraudeuses introduites dans des plots ou bossages Usually, the fixing of these legs is obtained by self-tapping screws introduced in studs or bosses
que comportent les boîtes collectrices de l'échangeur principal. contained in the manifolds of the main exchanger.
Un tel assemblage par vis constitue une opération coûteuse et peu compatible avec les cadences élevées imposées par les Such a screw assembly constitutes an expensive operation and is hardly compatible with the high rates imposed by the
chaînes d'assemblage de l'industrie automobile. automotive industry assembly lines.
De plus, le démontage des échangeurs en cas d'intervention In addition, the disassembly of the exchangers in the event of an intervention
sur le véhicule est souvent rendu difficile. on the vehicle is often made difficult.
L'invention a notamment pour but de surmonter les inconvé- The object of the invention is in particular to overcome the drawbacks
nients précités.mentioned above.
Elle propose à cet effet un ensemble d'échangeur du type défini en introduction, dans lequel chacune des boîtes collectrices de l'échangeur principal est munie, à une première extrémité, d'une première fourche formant logement de réception pour un premier pion de l'échangeur secondaire et, à une seconde extrémité, d'une seconde fourche formant logement de réception pour un second pion de l'échangeur secondaire, dans lequel la première fourche et la seconde fourche définissent des logements ayant des ouvertures tournées dans une même direction, et dans lequel l'une au moins de la première fourche et de la seconde fourche comporte un étranglement pour permettre une introduction en To this end, it offers a set of exchangers of the type defined in the introduction, in which each of the manifolds of the main exchanger is provided, at a first end, with a first fork forming a receiving housing for a first pin of the secondary exchanger and, at a second end, a second fork forming a receiving housing for a second pin of the secondary exchanger, in which the first fork and the second fork define housings having openings facing in the same direction, and wherein at least one of the first fork and the second fork has a constriction to allow introduction into
force du pion correspondant.strength of the corresponding pawn.
Ainsi, l'assemblage des échangeurs s'effectue par de simples opérations d'emboîtement et d'encliquetage sans qu'il soit Thus, the assembly of the exchangers is carried out by simple interlocking and latching operations without it being
nécessaire de faire appel à des vis et à des outils particu- necessary to use screws and special tools
liers. Le montage des échangeurs, de même que leur démontage liers. The assembly of the exchangers, as well as their disassembly
éventuel, en sont donc grandement facilités. are therefore greatly facilitated.
D'autres caractéristiques complémentaires ou alternatives de l'invention sont énoncées ci-après: - Chacune des boites collectrices de l'échangeur principal étant à direction générale verticale, la première fourche et Other complementary or alternative characteristics of the invention are set out below: - Each of the manifolds of the main exchanger being generally vertical, the first fork and
la seconde fourche sont prévues respectivement à une extré- the second fork are provided respectively at an end
mité inférieure et à une extrémité supérieure. lower mite and at an upper end.
- Seule la première fourche de chaque boite collectrice est - Only the first fork of each manifold is
munie d'un étranglement.fitted with a throttle.
- La fourche munie d'un étranglement comporte deux branches en V se raccordant à un fond ayant la forme d'un arc de - The fork fitted with a throttle has two V-shaped branches connecting to a bottom having the shape of an arc of
cercle s'étendant sur plus de 180 . circle spanning more than 180.
- La fourche dépourvue d'un étranglement comporte un fond de - The fork without a throttle has a bottom of
forme générale quadrangulaire.general quadrangular shape.
- Chacune des boîtes collectrices de l'échangeur principal ainsi que sa première fourche et sa seconde fourche sont réalisées d'une seule pièce par moulage, en particulier d'une - Each of the manifolds of the main exchanger as well as its first fork and its second fork are made in one piece by molding, in particular of a
matière plastique.plastic material.
- Chacun des premier et second pions est formé à une extré- - Each of the first and second pawns is formed at one end
mité d'une boîte collectrice de l'échangeur secondaire. mite from a manifold of the secondary exchanger.
- Le premier pion et le second pion sont formés en saillie respectivement à une extrémité inférieure et à une extrémité - The first pawn and the second pawn are projecting respectively at a lower end and at one end
supérieure d'une boîte collectrice de l'échangeur secondaire. upper of a manifold of the secondary exchanger.
- Le premier pion présente une section à enveloppe cylindri- - The first piece has a cylindrical envelope section
que, tandis que le second pion présente une section de forme that while the second pawn has a shaped section
générale quadrangulaire.general quadrangular.
- Un premier pion et un second pion font chacun partie - A first pawn and a second pawn are each part
intégrante d'une tubulure d'une boîte collectrice de l'échan- integral of a manifold tubing of the sample
geur secondaire.secondary geur.
- L'échangeur secondaire est lui-même équipé de deux premiè- - The secondary exchanger is itself equipped with two first-
res fourches analogues à celles de l'échangeur principal et de deux secondes fourches analogues à celles de l'échangeur principal, ce qui permet d'assembler un premier échangeur secondaire sur l'échangeur principal et, le cas échéant, un deuxième échangeur secondaire sur le premier échangeur secondaire. - L'échangeur principal est un radiateur de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile, tandis que l'échangeur secondaire est un refroidisseur d'air de suralimentation du res forks similar to those of the main exchanger and two second forks similar to those of the main exchanger, which makes it possible to assemble a first secondary exchanger on the main exchanger and, if necessary, a second secondary exchanger on the first secondary exchanger. - The main exchanger is a motor vehicle engine cooling radiator, while the secondary exchanger is a charge air cooler for the
moteur ou un condenseur de climatisation. motor or air conditioning condenser.
- Le refroidisseur d'air de suralimentation est équipé de deux premières fourches et de deux secondes fourches, ce qui permet de l'assembler directement sur le radiateur de - The charge air cooler is equipped with two first forks and two second forks, which allows it to be assembled directly on the radiator.
refroidissement et d'assembler un condenseur sur ce refroi- cooling and assemble a condenser on this cooler
disseur d'air de suralimentation.charge air distributor.
Dans la description qui suit faite seulement à titre d'exem- In the description which follows made only by way of example
ple, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue partielle en perspective d'un ensemble d'échangeurs de chaleur selon l'invention comprenant un échangeur principal sur lequel sont assemblés deux échangeurs secondaires; - la figure 2 est une autre vue partielle en perspective de l'ensemble de la figure 1; - la figure 3 est une vue partielle en perspective d'un ensemble comprenant un échangeur principal et un échangeur secondaire; et - la figure 4 est une autre vue partielle de l'ensemble de la ple, reference is made to the accompanying drawings, in which: - Figure 1 is a partial perspective view of a set of heat exchangers according to the invention comprising a main exchanger on which two secondary exchangers are assembled; - Figure 2 is another partial perspective view of the assembly of Figure 1; - Figure 3 is a partial perspective view of an assembly comprising a main exchanger and a secondary exchanger; and - Figure 4 is another partial view of the whole of the
figure 3.figure 3.
On se réfère tout d'abord aux figures 1 et 2 qui montrent un ensemble 10 composé de trois échangeurs de chaleur: un échangeur principal 12, un premier échangeur secondaire 14 assemblé sur l'échangeur 12, et un deuxième échangeur secondaire 16 assemblé sur l'échangeur 14. Dans l'exemple, l'échangeur 12 est un radiateur de refroidissement d'un We first refer to Figures 1 and 2 which show an assembly 10 composed of three heat exchangers: a main exchanger 12, a first secondary exchanger 14 assembled on the exchanger 12, and a second secondary exchanger 16 assembled on the exchanger 14. In the example, exchanger 12 is a radiator for cooling a
moteur de véhicule automobile, l'échangeur 14 un refroidis- motor vehicle engine, exchanger 14 a cooling
seur d'air de suralimentation du moteur et l'échangeur 16 un engine charge air exchanger and exchanger 16 un
condenseur de climatisation.air conditioning condenser.
L'échangeur principal 12 comprend un corps ou faisceau 18 monté entre deux boîtes collectrices 20 et 22, toutes deux réalisées par moulage d'une matière plastique. La boîte collectrice 22 comporte deux tubulures 24 et 26 servant à l'entrée et à la sortie du liquide de refroidissement du moteur. L'échangeur secondaire 14 comprend un corps ou faisceau 28 monté entre deux boîtes collectrices 30 et 32 réalisées par moulage d'une matière plastique. Ces deux boîtes sont munies respectivement de deux tubulures 34 et 36 servant à l'entrée The main exchanger 12 comprises a body or bundle 18 mounted between two manifolds 20 and 22, both made by molding a plastic material. The manifold 22 has two pipes 24 and 26 for the inlet and outlet of the engine coolant. The secondary exchanger 14 comprises a body or bundle 28 mounted between two manifolds 30 and 32 produced by molding a plastic material. These two boxes are respectively provided with two tubes 34 and 36 used for the entry
et la sortie d'un flux d'air comprimé destiné à la suralimen- and the outlet of a compressed air flow intended for the supercharging-
tation du moteur.engine.
L'échangeur secondaire 16 comprend un corps ou faisceau 38 monté entre deux boîtes collectrices 40 et 42 réalisées en métal et présentant une configuration cylindrique. La boite collectrice 40 est munie de deux embouts 44 et 46 qui constituent des tubulures pour l'entrée et la sortie d'un The secondary exchanger 16 comprises a body or bundle 38 mounted between two manifolds 40 and 42 made of metal and having a cylindrical configuration. The manifold 40 is provided with two end pieces 44 and 46 which constitute pipes for the entry and exit of a
fluide frigorigène circulant dans un circuit de climatisa- refrigerant circulating in an air conditioning circuit
tion. Les corps ou faisceaux 38, 28 et 18 sont propres à être traversés, dans cet ordre, par un flux d'air F produit par la tion. The bodies or bundles 38, 28 and 18 are adapted to be traversed, in this order, by an air flow F produced by the
vitesse du véhicule et/ou par un ou plusieurs groupes moto- vehicle speed and / or by one or more power units
ventilateurs appropriés.suitable fans.
Conformément à l'invention, des moyens sont prévus pour assembler les échangeurs 12, 14 et 16 par l'intermédiaire de According to the invention, means are provided for assembling the exchangers 12, 14 and 16 by means of
leurs boîtes collectrices respectives. their respective manifolds.
Avec les boîtes collectrices 20 et 22 de l'échangeur princi- With the manifolds 20 and 22 of the main exchanger
pal 12 sont venues de moulage des premières fourches respec- pal 12 came from molding of the first forks respec-
tives 48 et 50 formant saillie latéralement. Les fourches 48 et 50 sont prévues respectivement en partie inférieure des boîtes collectrices 20 et 22, lesquelles sont à direction générale verticale. Les fourches 48 et 50 sont de structure analogue. Ainsi, la fourche 48 (figure 1) comporte deux branches 52 en V dont l'ouverture est tournée vers le haut tives 48 and 50 projecting laterally. The forks 48 and 50 are provided respectively in the lower part of the manifolds 20 and 22, which are generally vertical. The forks 48 and 50 are of similar structure. Thus, the fork 48 (Figure 1) has two branches 52 in V whose opening is turned upwards
(dans la position normale de l'échangeur 12) qui se raccor- (in the normal position of the exchanger 12) which is connected
dent à un fond 54 ayant la forme d'un arc de cercle s'éten- tooth at a bottom 54 having the shape of an arc of a circle extending
dant sur plus de 180 . Ceci permet de définir un étranglement out of more than 180. This allows you to define a constriction
au niveau du raccordement des branches 52 et du fond 54. at the connection of the branches 52 and the bottom 54.
De même, la fourche 50 (figure 2) comprend deux branches 56 en V se raccordant à un fond 58 ayant la forme d'un arc de cercle s'étendant sur plus de 180 , ce qui permet de définir Likewise, the fork 50 (FIG. 2) comprises two branches 56 in V connecting to a bottom 58 having the shape of an arc of a circle extending over more than 180, which makes it possible to define
également un étranglement.also a strangulation.
Les fourches 48 et 50 sont propres à recevoir respectivement deux pions 60 et 62 venus de moulage respectivement avec les boites collectrices 30 et 32 de l'échangeur 14, en partie The forks 48 and 50 are suitable for receiving respectively two pins 60 and 62 from molding respectively with the manifolds 30 and 32 of the exchanger 14, in part
inférieure desdites boîtes collectrices. lower of said manifolds.
Dans l'exemple, les pions 60 et 62 sont coaxiaux et présen- In the example, pawns 60 and 62 are coaxial and present
tent une section cruciforme, qui délimite une enveloppe cylindrique circulaire propre à permettre un emboîtement en force dans les fonds respectifs 54 et 58 des fourches 48 et tent a cruciform section, which delimits a circular cylindrical envelope suitable for allowing a force fit into the respective bottoms 54 and 58 of the forks 48 and
50. Le pion 62 est muni d'une tête d'arrêt 63 (figure 2). 50. The pin 62 is provided with a stop head 63 (Figure 2).
En outre, avec les boîtes collectrices 20 et 22 de l'échan- In addition, with the manifolds 20 and 22 of the sample
geur principal 12 sont venues de moulage des secondes fourches respectives 64 et 66. Ces fourches 64 et 66 sont prévues en partie supérieure des boîtes collectrices 20 et 22 et présentent des ouvertures tournées dans la même direction que les fourches 48 et 50, c'est-à-dire vers le haut dans la main geur 12 came from molding of the respective second forks 64 and 66. These forks 64 and 66 are provided in the upper part of the manifolds 20 and 22 and have openings turned in the same direction as the forks 48 and 50, that is ie up in the
position normale de l'échangeur 12. normal position of the exchanger 12.
Comme on le voit mieux sur la figure 1, la fourche 64 comporte deux branches parallèles 68 se raccordant à un fond , ce qui permet de délimiter un logement de forme générale As best seen in Figure 1, the fork 64 has two parallel branches 68 connecting to a bottom, which allows to define a housing of general shape
rectangulaire. Il en est de même pour la fourche 66. rectangular. The same is true for fork 66.
Les fourches 64 et 66 sont propres à recevoir respectivement deux pions 72 et 74 de l'échangeur secondaire 14. Les pions 72 et 74 sont venus de moulage respectivement avec les boîtes collectrices 30 et 32 dans leur partie supérieure. Les pions The forks 64 and 66 are suitable for receiving respectively two pins 72 and 74 from the secondary exchanger 14. The pins 72 and 74 have come from molding respectively with the manifolds 30 and 32 in their upper part. The pawns
sont coaxiaux et ont une section de forme générale quadrangu- are coaxial and have a cross section of general quadrangu-
laire. Le pion 74 est muni d'une tête d'arrêt 76 (figure 2). laire. The pin 74 is provided with a stop head 76 (Figure 2).
Ainsi, pour assembler l'échangeur secondaire 14 sur l'échan- Thus, to assemble the secondary exchanger 14 on the exchanger
geur principal 12, il suffit d'engager simultanément les pions 60 et 62 dans les fourches correspondantes 48 et 50 et les pions 72 et 74 dans les fourches correspondantes 64 et 66. L'emboîtement des pions 60 et 62 dans les fourches correspondantes s'effectue en force pour écarter les branches des fourches au niveau de l'étranglement, ce qui permet d'assurer un maintien ferme des pions 60 et 62 dans les fourches 48 et 50, empêchant ainsi toute possibilité de déboîtement. Comme on peut le voir sur les figures 1 et 2, l'échangeur secondaire 14 est muni en partie inférieure de deux premières main geur 12, it suffices to simultaneously engage the pins 60 and 62 in the corresponding forks 48 and 50 and the pins 72 and 74 in the corresponding forks 64 and 66. The fitting of the pins 60 and 62 in the corresponding forks performs in force to spread the branches of the forks at the throttle, which ensures a firm hold of the pins 60 and 62 in the forks 48 and 50, thus preventing any possibility of dislocation. As can be seen in Figures 1 and 2, the secondary exchanger 14 is provided in the lower part with two first
fourches 78 et 80 analogues aux fourches 48 et 50 de l'échan- forks 78 and 80 similar to forks 48 and 50 of the sample
geur 12 et présentant le même espacement. Les fourches 78 et sont propres à recevoir à emboîtement des pions 82 et 84 de l'échangeur 16, qui présentent la même configuration et le même espacement que les pions 60 et 62 de l'échangeur 14. Le geur 12 and having the same spacing. The forks 78 and are adapted to receive interlocking pins 82 and 84 of the exchanger 16, which have the same configuration and the same spacing as the pins 60 and 62 of the exchanger 14. The
pion 84 présente une tête de retenue 86. pin 84 has a retaining head 86.
Le pion 82 est réalisé d'une seule pièce avec la tubulure 46 de l'échangeur 16, tandis que le pion 84 est un élément The pin 82 is made in one piece with the pipe 46 of the exchanger 16, while the pin 84 is an element
indépendant. Les pions 82 et 84 sont avantageusement métalli- independent. The pins 82 and 84 are advantageously metalli-
ques et réunis par brasage aux boîtes collectrices 40 et 42 ques and joined by brazing to manifolds 40 and 42
de l'échangeur 16.of the exchanger 16.
En outre, l'échangeur secondaire 14 est muni en partie supérieure de deux secondes fourches 88 et 90 qui présentent sensiblement la même configuration que les fourches 64 et 66 de l'échangeur 12. Dans l'exemple, ces fourches présentent une ouverture dirigée vers le haut de forme sensiblement In addition, the secondary exchanger 14 is provided in the upper part with two second forks 88 and 90 which have substantially the same configuration as the forks 64 and 66 of the exchanger 12. In the example, these forks have an opening directed towards the top hat substantially
quadrangulaire.quadrangular.
Les fourches 78, 80, 88 et 90 sont venues de moulage, avantageusement en matière plastique, avec les boîtes The forks 78, 80, 88 and 90 are molded, advantageously made of plastic, with the boxes
collectrices 30 et 32.collectors 30 and 32.
Les fourches 88 et 90 sont propres à recevoir à emboîtement deux pions 92 et 94 rattachés respectivement aux boîtes collectrices de l'échangeur 16, en partie supérieure. Le pion 92 est réalisé d'une seule pièce avec la tubulure 94, tandis que le pion 94 est indépendant. Ces deux pions sont avanta- geusement réunis par brasage aux boîtes collectrices dont ils The forks 88 and 90 are suitable for receiving two interlocking pins 92 and 94 respectively attached to the manifolds of the exchanger 16, in the upper part. Pawn 92 is made in one piece with tubing 94, while pawn 94 is independent. These two pieces are advantageously joined by brazing to the manifolds which they
dépendent. Le pion 94 est muni d'une tête de retenue 96. depend. The pin 94 is provided with a retaining head 96.
Il en résulte que l'échangeur 16 peut être assemblé sur l'échangeur 14 d'une façon analogue en emboîtant les pions 82 et 84 dans les fourches 78 et 80 et les pions 92 et 94 dans It follows that the exchanger 16 can be assembled on the exchanger 14 in a similar manner by fitting the pins 82 and 84 in the forks 78 and 80 and the pins 92 and 94 in
les fourches 88 et 90.forks 88 and 90.
Etant donné que l'assemblage de l'échangeur 16 sur l'échan- Since the assembly of the exchanger 16 on the exchanger
geur 14 se fait par emboîtement en force, il en résulte un geur 14 is done by interlocking in force, this results in a
maintien efficace des deux échangeurs entre eux. effective maintenance of the two exchangers between them.
Comme on peut le voir sur les figures 1 et 2, les boîtes collectrices 20 et 22 de l'échangeur 12 sont munies en partie inférieure de deux broches respectives 98 et 100 destinées au montage de cet échangeur sur la structure (non représentée) du véhicule. En outre, la boite collectrice 20 (figure 1) porte, en partie supérieure, une broche latérale 102 destinée As can be seen in Figures 1 and 2, the manifolds 20 and 22 of the exchanger 12 are provided at the bottom with two respective pins 98 and 100 intended for mounting this exchanger on the structure (not shown) of the vehicle . In addition, the manifold 20 (Figure 1) carries, in the upper part, a side pin 102 intended
à coopérer avec la structure du véhicule. to cooperate with the structure of the vehicle.
On se réfère maintenant aux figures 3 et 4 qui montrent un ensemble formé par l'assemblage d'un échangeur principal 12 et d'un échangeur secondaire 16, dans le cas o l'échangeur 14 (ici un refroidisseur d'air de suralimentation) n'est pas Referring now to Figures 3 and 4 which show an assembly formed by the assembly of a main exchanger 12 and a secondary exchanger 16, in the case where the exchanger 14 (here a charge air cooler) is not
nécessaire.necessary.
Les pions 82 et 84 de l'échangeur 16 sont emboîtés respecti- The pins 82 and 84 of the exchanger 16 are nested respectively.
vement dans les fourches 48 et 50 de l'échangeur 12. De même, in forks 48 and 50 of exchanger 12. Likewise,
les pions 92 et 94 de l'échangeur 16 sont emboîtés respecti- the pins 92 and 94 of the exchanger 16 are nested respectively
vement dans les fourches 64 et 66 de l'échangeur 12. Vement in the forks 64 and 66 of the exchanger 12.
Ainsi, conformément à l'invention, il est possible de réaliser plusieurs ensembles différents: échangeur 12 + échangeur 14; échangeur 12 + échangeur 16; échangeur 12 + Thus, in accordance with the invention, it is possible to produce several different assemblies: exchanger 12 + exchanger 14; exchanger 12 + exchanger 16; exchanger 12 +
échangeur 14 + échangeur 16.exchanger 14 + exchanger 16.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation donnés précédemment et s'étend à d'autres variantes. Il est possible notamment de prévoir que chacune des boîtes collectrices de l'échangeur principal comporte une nervure longitudinale propre à venir en appui étanche contre une boîte collectrice d'un échangeur secondaire assemblé sur Of course, the invention is not limited to the embodiments given above and extends to other variants. It is possible in particular to provide that each of the manifolds of the main exchanger has a longitudinal rib capable of coming into sealing abutment against a manifold of a secondary exchanger assembled on
l'échangeur principal.the main exchanger.
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