FR2832789A1 - Ailette de module d'echange de chaleur, en particulier pour vehicule automobile - Google Patents

Ailette de module d'echange de chaleur, en particulier pour vehicule automobile Download PDF

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Abstract

L'ailette de module d'échange de chaleur est constituée d'une plaque métallique de forme généralement plane, divisée en au moins deux parties (18, 20) propres à être traversées par des faisceaux de tubes respectifs et dans laquelle les parties d'ailette (18, 20) sont séparées par des lumières (22), généralement allongées, aménagées dans l'épaisseur de la plaque métallique et entre lesquelles s'étendent des bandes de matière formant des ponts (24) entre les parties d'ailette (18, 20). Les ponts comportent une déformation plastique constituant une partie de renforcement qui s'étend en dehors du plan de l'ailette. La déformation plastique peut être constituée par un embouti ou par un rebord replié.

Description

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Ailette de module d'échange de chaleur, en particulier pour véhicule automobile L'invention concerne les ailettes d'échangeurs de chaleur, notamment pour des échangeurs regroupés dans un module unique, appelé module d'échange de chaleur, et comportant des ailettes communes. De telles ailettes sont utilisées en particulier dans les échangeurs de chaleur de véhicules automobiles.
Elle concerne plus particulièrement une ailette de module d'échangeur de chaleur constituée d'une plaque métallique formant généralement un plan, divisée en au moins deux parties séparées par des lumières aménagées dans l'épaisseur de la plaque métallique et entre lesquelles s'étendent des bandes de matière formant des ponts entre les parties d'ailette.
Généralement, un véhicule automobile comporte plusieurs échangeurs de chaleur, par exemple un radiateur de refroidissement du moteur, un condenseur faisant partie d'un circuit de climatisation et, éventuellement, un refroidisseur d'air de suralimentation ou un radiateur d'huile. Il est avantageux de regrouper ces échangeurs dans un module unique qui peut être monté dans le véhicule en une seule opération.
De tels modules, appelés modules d'échange de chaleur, comportent des ailettes communes et sont traversés par un même flux d'air. Le fait que les ailettes sont communes aux différents échangeurs simplifie la fabrication et rend l'ensemble plus compact. Toutefois, étant donné que les différents échangeurs qui constituent le module fonctionnent à des températures différentes, il est nécessaire de délimiter, dans les ailettes communes, des zones d'échange de chaleur propres à chaque échangeur. A cette fin, on pratique des séries de lumières séparées par de fins intervalles de matière afin d'éviter les ponts thermiques entre les différentes zones
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d'échange de chaleur de l'ailette. Ces lumières sont généralement réalisées par enlèvement de matière, par exemple par poinçonnage ou perforation.
On connaît déjà des ailettes de ce type. Le document FR 1 473 992 décrit une ailette divisée thermiquement en deux parties par une ouverture de forme rectangulaire allongée. Ces ouvertures déterminent des bandes étroites qui réalisent une isolation thermique entre les deux parties de l'ailette. Le certificat d'addition 65 521, rattaché au brevet français cidessus, enseigne la réalisation d'une encoche allongée d'isolation thermique dont les bords peuvent être bordés par deux lèvres.
Les fines bandes de matière laissées entre les perforations ou les découpes réalisent une bonne étanchéité thermique des différentes parties de l'ailette, mais elles présentent l'inconvénient de la fragiliser et de la rendre moins rigide.
Ceci constitue un inconvénient, en particulier en ce qui concerne l'assemblage de l'échangeur. En effet, pour une bonne insertion des tubes dans les ailettes, il est nécessaire que ces dernières restent parfaitement planes et donc ne se déforment pas. Si les ailettes se déforment, les perforations réalisées pour le passage des tubes ne sont plus alignées et les tubes ne peuvent plus être introduits aisément.
La présente invention a pour objet une ailette qui remédie à ces inconvénients. Elle conserve toute sa rigidité en dépit d'une bonne isolation thermique entre les différentes parties d'échange de chaleur qu'elle comporte.
Ce but est atteint, conformément à l'invention, par le fait que les ponts comportent une déformation plastique constituant une partie de renforcement qui s'étend en dehors du plan de l'ailette.
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La déformation plastique rigidifie l'ailette et permet, notamment, de conserver les perforations alignées pour l'introduction des tubes, ce qui garantit une introduction facile de ces derniers dans les ailettes.
Dans une première réalisation, la partie de renforcement est constituée par un embouti.
Dans une autre réalisation, la partie de renforcement est constituée par au moins un rebord replié du pont.
De préférence, les bords repliés du pont sont incurvés.
L'incurvation du bord replié assure un développé plus long et garantit par conséquent une meilleure rigidité.
Par ailleurs, l'invention concerne un module d'échange de chaleur comprenant au moins deux échangeurs de chaleur comportant chacun un corps muni de tubes de circulation de fluide et comprenant, en outre, des ailettes de refroidissement communes aux deux échangeurs, dans lequel les ailettes sont conformes à l'invention.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui suit d'exemples de réalisation donnés à titre illustratif en référence aux figures annexées. Sur ces figures : - la Figure 1 est une vue en perspective d'un module d'échange de chaleur comprenant deux échangeurs ; - la Figure 2 est une vue en plan d'une partie d'ailette conforme à la présente invention et destinée à un module d'échange de chaleur tel que celui qui est représenté sur la Figure 1 ; - la Figure 3 est une vue en coupe selon la ligne III-III de
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l'ailette représentée sur la Figure 2 ; - la Figure 4 est une vue en coupe selon la ligne IV-IV de l'ailette représentée sur la Figure 2 ; - la Figure 5 est une vue partielle de dessus d'une ailette selon une variante de réalisation, qui comporte une partie de renforcement repliée ; - la Figure 6 est une vue en coupe selon la ligne VI-VI de la
Figure 5 ; et - la Figure 7 est une vue en plan d'une ailette destinée à un module d'échange de chaleur comportant trois échangeurs associés.
Le module d'échange de chaleur représenté sur la Figure 1 est composé de deux échangeurs de chaleur associés, à savoir un radiateur 1 de refroidissement d'un moteur thermique de véhicule automobile et un condenseur de climatisation 2, ces deux échangeurs étant généralement plans.
Le radiateur 1 est constitué de façon connue d'un corps 3 réalisé à partir d'un faisceau de tubes parallèles, notamment verticaux, de circulation de fluide, monté entre deux boîtes collectrices, une boîte collectrice d'entrée 4 et une boîte collectrice de sortie 5, les boîtes collectrices 4 et 5 étant disposées le long de deux côtés parallèles du corps et munies de tubulures d'entrée et de sortie 6 pour un fluide de refroidissement.
Le condenseur 2 est également constitué d'un corps, désigné par la référence 7, réalisé à partir d'un faisceau de tubes parallèles, notamment verticaux, de circulation de fluide, monté entre deux boîtes collectrices 8 et 9, les boîtes collectrices étant disposées le long de deux côtés parallèles du corps 7 et munies de tubulures d'entrée et de sortie 10 du fluide réfrigérant.
Les échangeurs de chaleur 1 et 2 sont assemblés par leurs corps
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3 et 7, respectivement, par l'intermédiaire d'ailettes 11 qui leur sont communes. Ces ailettes sont montées de façon conventionnelle sur les tubes des deux échangeurs, par exemple par brasage.
On a représenté sur la Figure 2 une vue en plan d'une portion d'ailette conforme à la présente invention, destinée à un module d'échange de chaleur conforme à l'invention, par exemple celui représenté sur la Figure 1, comportant deux échangeurs associés. La Figure 3 est une vue en coupe selon la ligne IIIIII de l'ailette représentée sur la Figure 2.
L'ailette 11, dont on n'a représenté qu'une petite partie sur la Figure 2, se présente en réalité sous la forme d'un rectangle allongé comportant un premier grand côté 14 et un second grand côté 16. L'ailette se présente sous la forme d'une fine plaque de tôle, généralement en aluminium. Cette plaque est divisée en une première partie 18 et une seconde partie 20 par des perforations rectangulaires allongées 22, encore appelées lumières. Les lumières 22 laissent entre elles de fines bandes de tôle, appelées ponts 24 dans ce qui suit, qui maintiennent les parties 18 et 20 assemblées l'une à l'autre.
La première partie de l'ailette 11 comporte des perforations fermées 26 destinées au passage des tubes du radiateur 1. La seconde partie 20 de l'ailette 11 comporte des encoches allongées 28 destinées à l'introduction latérale des tubes du faisceau de l'échangeur 2 de climatisation. Des persiennes 30 sont prévues entre les découpes 26 de la partie 18 et entre les encoches 28 de la partie 20. Ces persiennes ont pour but de créer un écoulement turbulent des filets d'air afin d'améliorer l'échange de chaleur entre le flux d'air et la surface de l'ailette 11. De plus, les parties 18 et 20 de l'ailette comportent des espaceurs 31, réalisés sous forme de parties crevées de la tôle, pour maintenir un espace minimal entre les ailettes pour la circulation d'air.
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Conformément à l'invention, les ponts 24 comportent une déformation plastique de la tôle métallique constituant la plaque de l'ailette. La tôle est déformée de manière à s'étendre, au moins en partie, au-dessus et/ou au-dessous du plan de l'ailette 11. Selon une première réalisation représentée en coupe sur la Figure 3 et visible également en coupe sur la Figure 4 qui constitue une vue en coupe longitudinale de l'ailette selon la ligne IV-IV de la Figure 2, la partie déformée est constituée par un embouti 32 d'une partie au moins du pont. L'embouti 32 augmente le moment de flexion du pont de tôle métallique qui relie la partie 18 et la partie 20 de l'ailette. Il a pour effet de rigidifier l'ailette, évitant ainsi toute flexion de sa surface au moment de l'introduction des tubes dans les perforations 26.
Selon une autre réalisation, les rebords 34 du pont 24 sont repliés à angle droit d'un côté de la surface de l'ailette, comme on peut le voir en coupe sur la Figure 4. Les rebords repliés 34 ont également pour effet, comme les emboutis 32, de rigidifier le pont 24 en augmentant son moment de flexion.
On a représenté sur les Figure 5 et 6 respectivement une vue de dessus et une vue en coupe d'une variante de réalisation du rebord replié. Dans cette variante, le rebord replié du pont 24 présente une forme incurvée, par exemple une forme en arc de cercle. Cette modification a pour effet d'augmenter la longueur développée du rebord 36 et, par conséquent, d'améliorer sa rigidité.
On a représenté et décrit sur les Figures 1 à 5 un exemple de réalisation d'un module d'échange de chaleur conforme à l'invention constitué de deux échangeurs associés. Toutefois, il est évident que le module d'échange de chaleur de l'invention pourrait comporter plus de deux échangeurs, par exemple trois ou plus. Par exemple, le module d'échange de chaleur pourrait être constitué d'un radiateur de
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refroidissement du moteur thermique, d'un condenseur de climatisation et d'un refroidisseur d'air de suralimentation, d'un refroidisseur de gaz d'échappement ou encore d'un refroidisseur d'huile de lubrification du moteur. Dans ce cas, les ailettes, au lieu d'être communes à deux échangeurs, sont communes à tous les échangeurs du module d'échange.
On a représenté sur la Figure 7 une vue en plan d'une ailette 41 destinée à un module d'échange de chaleur comportant trois échangeurs associés. L'ailette 41 comporte, sur l'un de ses côtés allongés, des encoches 43 destinées à l'introduction de tubes 44 d'un échangeur de chaleur, par exemple un radiateur de refroidissement du moteur thermique du véhicule. Sur son autre côté allongé, l'ailette 41 comporte des perforations 45 plus profondes que les perforations 43 et destinées à l'introduction de deux rangées de tubes 46 et 47. Des perforations 48, de forme sensiblement carrée ou rectangulaire allongée, sont prévues entre les deux parties de l'échangeur. Des ponts 50, ménagés entre les perforations 48, comportent une partie déformée, par exemple repliée ou emboutie, similaire à celles qui ont été décrites en référence aux Figures 2 à 5.
Dans l'exemple représenté sur la Figure 7, l'ailette 41 ne comporte qu'une série de perforations 48 parce qu'il n'y a pas d'échange thermique entre les tubes 46 et les tubes 47 étant donné que ces derniers sont introduits dans une fente commune 45 sans présence de matière entre eux. Toutefois, dans une variante où les tubes 46 et 47, au lieu d'être introduits dans des encoches telles que les encoches 45, sont introduits dans des perforations fermées, l'ailette peut comporter deux séries de perforations parallèles telles que les perforations 48, ménageant trois zones distinctes d'échange de chaleur, les ponts disposés entre ces perforations comportant chacun des renforcements conformes à l'invention.

Claims (5)

  1. Revendications 1. Ailette de module d'échange de chaleur, constituée d'une plaque métallique formant généralement un plan, divisée en au moins deux parties (18,20) séparées par des lumières (22) aménagées dans l'épaisseur de la plaque métallique et entre lesquelles s'étendent des bandes de matière formant des ponts (24) entre les parties d'ailette (18 et 20), caractérisée en ce que les ponts (24) comportent une déformation plastique (32, 34,36) constituant une partie de renforcement qui s'étend en dehors du plan de l'ailette.
  2. 2. Module selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie de renforcement est constituée par un embouti (32).
  3. 3. Module selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie de renforcement est constituée par au moins un bord replié (34,36).
  4. 4. Module selon la revendication 3, caractérisé en ce que les bords repliés (36) sont incurvés.
  5. 5. Module d'échange de chaleur comprenant au moins deux échangeurs de chaleur (1, 2) comportant chacun un corps (3,7) muni de tubes de circulation de fluide et comprenant, en outre, des ailettes (11,41) de refroidissement communes aux deux échangeurs (1, 2), caractérisé en ce que les ailettes (11,41) sont conformes à l'une des revendications 1 à 4.
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