FR3026834B1 - Ensemble comprenant au moins une premiere et une deuxieme plaque permettant de former un faisceau d'echange d'un echangeur de chaleur et un echangeur de chaleur comprenant cet ensemble - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un ensemble comprenant au moins une première (1) et une deuxième (2) plaques, adaptées pour être empilées et permettant de former un faisceau d'échange d'un échangeur de chaleur, dans lequel la première plaque (1) et la deuxième plaque (2) comprennent respectivement un premier élément tubulaire (11) et un deuxième élément tubulaire (21), ledit premier élément tubulaire (11) étant pourvu d'une extrémité (13) ayant des parois droites et dans lequel ledit deuxième élément tubulaire (21) est muni d'un embout avec une section qui se rétrécie vers son extrémité (23).
Description
ENSEMBLE COMPRENANT AU MOINS UNE PREMIERE ET UNE DEUXIEME PLAQUE PERMETTANT DE FORMER UN FAISCEAU D’ECHANGE D’UN ECHANGEUR DE CHALEUR ET UN ECHANGEUR DE CHALEUR COMPRENANT CET
ENSEMBLE
Domaine de l’invention
La présente invention concerne un ensemble comprenant au moins une première et une deuxième plaque permettant de former un faisceau d’échange d’un échangeur de chaleur. Plus précisément, l’invention concerne un ensemble composé d’au moins une première et une deuxième plaque pour former un faisceau d’échange d’un échangeur de chaleur destiné à un moteur à explosion. Un tel échangeur de chaleur permet l’échange de chaleur entre un premier et un deuxième fluide utilisés dans un véhicule automobile. L’ensemble, formé d’au moins une première et une deuxième plaque pour former un faisceau d’échange, et le faisceau d’échange pour un échangeur de chaleur, sont particulièrement adaptés pour leur utilisation au sein d’un échangeur de chaleur du type refroidisseur d’air de suralimentation refroidi à eau (aussi référencé dans l’art antérieur avec les termes anglais Water Charge Air Cooler [WCACJ], utilisant des plaques pour créer des tubes pour la circulation de fluide en échange de chaleur.
Etat de la technique
Il est connu un échangeur de chaleur, utilisé dans l’industrie automobile, et plus précisément un échangeur de chaleur adapté pour refroidir l’air comprimé avant son introduction dans la chambre de combustion, pourvu d’un faisceau d’échange comprenant un empilement de plaques. Lorsque les différentes plaques sont positionnées les unes sur les autres, deux plaques adjacentes forment ensemble un canal permettant de guider un premier fluide en échange de chaleur dans l’échangeur de chaleur, par exemple de l’air de suralimentation. Chaque plaque est pourvue d’un élément tubulaire formant avec un autre élément tubulaire d’une plaque adjacente, un guide pour un deuxième fluide en échange de chaleur dans l’échangeur de chaleur, par exemple de l’eau glycolée.
La solution visant à obtenir l’échangeur de chaleur final en utilisant un processus de brassage est connu de l’état de la technique. Les différentes plaques empilées sont soumises à une pression déterminée et introduites dans un four afin de les exposer à un traitement thermique permettant de fixer les différents éléments de l’échangeur de chaleur les uns aux autres. II est aussi connu l’utilisation de plaques pourvues d’un élément tubulaire à leur extrémité, ledit élément tubulaire étant lui-même pourvu d’un élément ou d’un collier plat. Cela permet de connecter les différents éléments tubulaires les uns aux autres en utilisant ces colliers plats.
Une deuxième solution permettant d’assurer la connexion d’un élément tubulaire d’une première plaque et d’un élément tubulaire d’une deuxième plaque consiste à prévoir les différents éléments tubulaires présentant une extrémité de forme conique, dans laquelle les éléments tubulaires présentent des formes complémentaires assurant leur liaison lors de la procédure de brassage.
Les plaques utilisées dans le but d’obtenir un échangeur de chaleur selon l’art antérieur impose une production relativement précise de différents éléments permettant d’assurer un contact suffisamment important entre les éléments tubulaires adjacents réalisant ainsi, après brasage, une connexion suffisamment étanche pour un fonctionnement optimal de l’échangeur de chaleur.
Une autre technique, qui consiste à soumettre un empilement de plaques à une pression déterminée pour s’assurer que les différents éléments sont suffisamment enfoncés les uns dans les autres, avant le lancement d’une procédure de brassage, est connue de l’état de la technique.
En considération des critères de production imposés par les plaques pour obtenir un échangeur de chaleur selon l’art antérieur, il paraît nécessaire de prévoir une solution permettant une certaine aisance lors de l’assemblage d’un échangeur de chaleur, et ce dans le but de limiter les coûts liés à la production dudit échangeur de chaleur.
Objet de l’invention
Un but de la présente invention consiste en un assemblage optimal dans lequel la compression d’un empilement de plaques, avant ou pendant le processus de brassage, n’est plus un facteur primordial permettant d’assurer l’étanchéité entre les différents éléments tubulaires. Un ensemble, composé d’au moins une première et une deuxième plaques formant un faisceau d’échange d’un échangeur de chaleur selon la présente invention, vise à garantir l’accostage de deux éléments tubulaires de plaques adjacentes et, de ce fait, un brasage optimal, tout en permettant une certaine aisance sur l’assemblage.
Ainsi, l’invention concerne un ensemble comprenant au moins une première et une deuxième plaques, adaptées pour être empilées et permettant de former un faisceau d’échange d’un échangeur de chaleur, dans lequel la première plaque et la deuxième plaque comprennent respectivement un premier élément tubulaire et un deuxième élément tubulaire, ledit premier élément tubulaire étant pourvu d’une extrémité ayant des parois droites et dans lequel ledit deuxième élément tubulaire est muni d’un embout avec une section qui se rétrécie vers son extrémité. L’effet technique de ces mesures réside en ce que l’élément tubulaire de la deuxième plaque facilite l’introduction en son sein de l’élément tubulaire de la première plaque. De plus, un contact permettant l’étanchéité entre les deux éléments tubulaires après brasage est assuré grâce à l’extrémité pourvue d’une section croissante.
Selon un mode de réalisation de l’invention, l’embout du deuxième élément tubulaire de la deuxième plaque est pourvu d’une section croissante d’une première taille qui est égale ou supérieure à la taille de la section de l’extrémité du premier élément tubulaire de la première plaque vers une deuxième taille inférieure à la taille de la section de l’extrémité du premier élément tubulaire de la première plaque.
Selon un mode de réalisation de l’invention, l’embout du deuxième élément tubulaire de la deuxième plaque présente une forme de trompette.
Selon un mode de réalisation de l’invention, les premier et deuxième éléments tubulaires desdites première et deuxième plaques se présentent sous la forme, en coupe, d’un ovale aplati.
Selon un deuxième aspect, l’invention concerne un échangeur de chaleur permettant un échange de chaleur entre un premier fluide et un deuxième fluide, notamment un échangeur de chaleur pour un véhicule automobile ledit échangeur de chaleur comprenant au moins un ensemble selon l’invention.
Brève description des dessins
Les but, objet et caractéristique de la présente invention ainsi que ses avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-dessous des modes de réalisation préférés d’un ensemble formé d’au moins une première et une deuxième plaques formant un faisceau d’échange d’un échangeur de chaleur, faite en référence aux dessins dans lesquels : la figure 1 montre, de façon schématique, l’insertion des extrémités d’un élément tubulaire d’une première plaque et d’une deuxième plaque l’une dans l’autre, selon un mode de réalisation de la présente invention, la figure 2 montre l’insertion des éléments tubulaires d’une première plaque et d’une deuxième plaque, selon une première réalisation, avec une distance dl existant entre la première plaque et la deuxième plaque, la figure 3 montre l’insertion des éléments tubulaires d’une première plaque et d’une deuxième plaque avec une distance d2 existant entre la première plaque et la deuxième plaque, et la figure 4 montre une plaque permettant d’obtenir l’ensemble selon l’invention, ledit ensemble étant pourvu d’un premier élément et d’un deuxième élément et utilisant un empilement de plaques similaires.
La figure 1 montre un ensemble 10 composé d’une première plaque 1 et d’une deuxième plaque 2, positionnées l’une par rapport à l’autre afin que lesdites plaques soient essentiellement parallèles. Lors de l’utilisation, plusieurs ensembles 10 sont empilés afin d’obtenir un faisceau d’échange pour un échangeur de chaleur. Les différentes plaques 1, 2 délimitent entre elles un guide ou tube guidant un premier fluide, par exemple de l’air de suralimentation. La première plaque 1, pourvue d’un premier élément tubulaire 11, coopère avec un deuxième élément tubulaire 21 de la deuxième plaque 2. Comme montré sur la figure 4, les premier et deuxième éléments tubulaires 11, 21 présentent, en section, la forme d’un ovale aplati. Le premier élément 11 dispose d’une paroi, essentiellement droite, qui s’étend de sa base 12 vers l’extrémité 13. Le deuxième élément tubulaire 21 est pourvu d’un embout et présente une paroi qui s’étend de sa base 22 vers l’extrémité 23, essentiellement sous la forme d’une trompette dans laquelle la section rétrécie à partir de la base 22 en direction de l’extrémité 23.
Le rôle de l’extrémité du deuxième élément tubulaire 21 consiste à maintenir un contact entre l’extérieur de l’élément 21 et l’intérieur du premier élément tubulaire 11, indépendamment de la distance exacte existant entre les plaques 1 et 2. Ceci est précisé en faisant référence aux figures 2 et 3.
La figure 2 représente les plaques 1 et 2, positionnées l’une sur l’autre, offrant une distance dl entre elles. L’intérieur du premier élément tubulaire 11 reste en contact avec l’extérieur du deuxième élément tubulaire 21 dans la zone A indiquée sur la figure 2.
Selon la figure 3, les plaques 1 et 2, en contact l’une avec l’autre, offre une distance d2 entre elles. L’intérieur du premier élément tubulaire 11 reste en contact avec l’extérieur du deuxième élément tubulaire 21 dans la zone B indiquée sur la figure 3. La distance d2 selon la figure 3 est supérieure à la distance dl selon la figure 2. Comme indiqué sur les figures 2 et 3, le contact entre les extrémités des premier et deuxième éléments tubulaires 11 et 21 est garanti, dans les deux situations représentées dans les figures 2 et 3, et ce malgré la différence entre la distance dl et la distance d2.
En pratique, il convient de noter que, lors de la production des plaques 1 et 2, les dimensions finales des plaques 1 et 2 présentent des tolérances. Ces différences sont nécessaires pour permettre une certaine aisance lors de la production des plaques 1 et 2.
Selon les dimensions exactes de la plaque 1 ou de la plaque 2, utilisées pour obtenir un ensemble 10, la distance dl, d2 entre les plaques 1, 2 peut varier en cas d’empilement des plaques. Cela signifie que lesdites plaques 1 et 2 ne présentent pas exactement des dimensions similaires.
Comme indiqué ci-dessus, et grâce à la forme spécifique de l’embout du deuxième élément tubulaire 21 entre sa base 22 et son extrémité 23, une telle différence de distance dl, d2 n’a aucun effet sur l’étanchéité entre les extrémités des premier et deuxième éléments tubulaires 11 et 21.
La figure 4 montre un mode de réalisation d’une plaque 30 selon l’invention. Tout d’abord, la plaque 30 comprend un premier élément tubulaire 12 visible sur le côté droit de la plaque 30. Ensuite, la plaque 30 comprend un deuxième élément tubulaire 21 visible sur le côté gauche de la figure 4. La plaque 30 est adaptée de manière à ce qu’une seule plaque comprenne au moins un premier élément tubulaire 12 et un deuxième élément tubulaire 21. Ainsi, la plaque 30 est adaptée pour un empilement dans lequel un premier élément tubulaire 12 et un deuxième élément tubulaire 21 d’une première plaque coopèrent avec un deuxième élément tubulaire 21 et un premier élément 12 d’une deuxième plaque respectivement. Cela présente l’avantage de pouvoir utiliser un seul type de plaque afin d’obtenir un empilement de plaques et créer ainsi un faisceau d’échange.
Claims (4)
- Revendications1. Ensemble (10] comprenant au moins une première (1] et une deuxième (2] plaques, adaptées pour être empilées et permettant de former un faisceau d’échange d'un échangeur de chaleur, dans lequel la première plaque (1] et la deuxième plaque (2] comprennent respectivement un premier élément tubulaire (11] et un deuxième élément tubulaire (21], ledit premier élément tubulaire (11] étant pourvu d'une extrémité (13] ayant des parois droites et dans lequel ledit deuxième élément tubulaire (21] est muni d'un embout avec une section qui se rétrécie vers son extrémité (23], caractérisé en ce que les premier (11] et deuxième (21] éléments tubulaires desdites première (1] et deuxième (2] plaques se présentent sous la forme, en coupe, d’un ovale aplati.
- 2. Ensemble (10] selon la revendication 1, dans lequel l’embout du deuxième élément tubulaire (21] de la deuxième plaque (2] est pourvu d’une section croissante d’une première taille qui est égale ou supérieure à la taille de la section de l'extrémité du premier élément tubulaire (11] de la première plaque (1] vers une deuxième taille inférieure à la taille de la section de l'extrémité (13] du premier élément tubulaire (11] de la première plaque (1).
- 3. Ensemble (10] selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l’embout du deuxième élément tubulaire de la deuxième plaque présente une forme de trompette.
- 4. Echangeur de chaleur permettant un échange de chaleur entre un premier fluide et un deuxième fluide, notamment un échangeur de chaleur pour un véhicule automobile, ledit échangeur de chaleur comprenant au moins un ensemble (10] selon une des revendications 1 à3.
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