FR3053450A1 - MECHANICAL HEAT EXCHANGER AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME - Google Patents

MECHANICAL HEAT EXCHANGER AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME Download PDF

Info

Publication number
FR3053450A1
FR3053450A1 FR1656125A FR1656125A FR3053450A1 FR 3053450 A1 FR3053450 A1 FR 3053450A1 FR 1656125 A FR1656125 A FR 1656125A FR 1656125 A FR1656125 A FR 1656125A FR 3053450 A1 FR3053450 A1 FR 3053450A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
fins
tubes
superposition
heat exchanger
transfer fluid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR1656125A
Other languages
French (fr)
Other versions
FR3053450B1 (en
Inventor
Xavier Marchadier
Kamel Azzouz
Cedric De Vaulx
Erwan Etienne
Patrick Boisselle
Veronique Monnet
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Systemes Thermiques SAS
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Systemes Thermiques SAS filed Critical Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority to FR1656125A priority Critical patent/FR3053450B1/en
Priority to PCT/FR2017/051756 priority patent/WO2018002544A2/en
Publication of FR3053450A1 publication Critical patent/FR3053450A1/en
Application granted granted Critical
Publication of FR3053450B1 publication Critical patent/FR3053450B1/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/24Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely
    • F28F1/32Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely the means having portions engaging further tubular elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D2001/0253Particular components
    • F28D2001/026Cores
    • F28D2001/0273Cores having special shape, e.g. curved, annular
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2275/00Fastening; Joining
    • F28F2275/12Fastening; Joining by methods involving deformation of the elements
    • F28F2275/125Fastening; Joining by methods involving deformation of the elements by bringing elements together and expanding

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un échangeur de chaleur (1) mécanique comportant des tubes (3) parallèles les uns avec les autres et disposés en rang et une pluralité d'ailettes (4) superposées comportant des orifices (40) par lesquels passent les tubes (3), au moins deux plaques collectrices (5) comprenant respectivement des trous dans lesquels sont introduites les extrémités des tubes (3), une plaque collectrice (5) étant disposée à chaque extrémité des tubes (3), la superposition d'ailettes (4) étant dans un état de déformation élastique, ladite superposition d'ailettes (4) étant maintenue dans une forme instable par les plaques collectrices (5) et les tubes (3) de sorte que si lesdites plaques collectrices (5) sont retirées, la superposition d'ailettes (4) retrouve une forme stable. La présente invention concerne également un procédé de fabrication dudit échangeur de chaleur (1) mécanique.The present invention relates to a heat exchanger (1) mechanical comprising tubes (3) parallel to each other and arranged in a row and a plurality of fins (4) superimposed having orifices (40) through which the tubes ( 3), at least two collector plates (5) respectively comprising holes in which the ends of the tubes (3) are introduced, a collecting plate (5) being arranged at each end of the tubes (3), the superposition of fins ( 4) being in a state of elastic deformation, said superimposition of vanes (4) being held in an unstable shape by the collecting plates (5) and the tubes (3) so that if said collecting plates (5) are removed, the superposition of fins (4) returns to a stable shape. The present invention also relates to a method of manufacturing said mechanical heat exchanger (1).

Description

© N° de publication : 3 053 450 (à n’utiliser que pour les commandes de reproduction) (© N° d’enregistrement national : 16 56125 ® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE© Publication number: 3,053,450 (to be used only for reproduction orders) (© National registration number: 16 56125 ® FRENCH REPUBLIC

INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLENATIONAL INSTITUTE OF INDUSTRIAL PROPERTY

COURBEVOIE © IntCI8 COURBEVOIE © IntCI 8

F28 F1/24 (2017.01), F28 F 13/00F28 F1 / 24 (2017.01), F28 F 13/00

DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1A1 PATENT APPLICATION

©) Date de dépôt : 29.06.16. ©) Date of filing: 29.06.16. © Demandeur(s) : VALEO SYSTEMES THERMIQUES © Applicant (s): VALEO THERMAL SYSTEMS (© Priorité : (© Priority: Société par actions simplifiée — FR. Simplified joint stock company - FR. @ Inventeur(s) : MARCHADIER XAVIER, AZZOUZ @ Inventor (s): MARCHADIER XAVIER, AZZOUZ KAMEL, DE VAULX CEDRIC, ETIENNE ERWAN, KAMEL, DE VAULX CEDRIC, ETIENNE ERWAN, (43) Date de mise à la disposition du public de la (43) Date of public availability of the BOISSELLE PATRICK et MONNET VERONIQUE. BOISSELLE PATRICK and MONNET VERONIQUE. demande : 05.01.18 Bulletin 18/01. request: 05.01.18 Bulletin 18/01. (© Liste des documents cités dans le rapport de (© List of documents cited in the report of recherche préliminaire : Se reporter à la fin du preliminary research: Refer to end of présent fascicule present booklet (© Références à d’autres documents nationaux (© References to other national documents @ Titulaire(s) : VALEO SYSTEMES THERMIQUES @ Holder (s): VALEO THERMAL SYSTEMS apparentés : related: Société par actions simplifiée. Joint stock company. ©) Demande(s) d’extension : ©) Extension request (s): © Mandataire(s) : VALEO SYSTEMES THERMIQUES. © Agent (s): VALEO THERMAL SYSTEMS.

ECHANGEUR DE CHALEUR MECANIQUE ET PROCEDE DE FABRICATION ASSOCIE.MECHANICAL HEAT EXCHANGER AND MANUFACTURING METHOD THEREOF.

FR 3 053 450 - A1 )3/) La présente invention concerne un échangeur de chaleur (1) mécanique comportant des tubes (3) parallèles les uns avec les autres et disposés en rang et une pluralité d'ailettes (4) superposées comportant des orifices (40) par lesquels passent les tubes (3), au moins deux plaques collectrices (5) comprenant respectivement des trous dans lesquels sont introduites les extrémités des tubes (3), une plaque collectrice (5) étant disposée à chaque extrémité des tubes (3), la superposition d'ailettes (4) étant dans un état de déformation élastique, ladite superposition d'ailettes (4) étant maintenue dans une forme instable par les plaques collectrices (5) et les tubes (3) de sorte que si lesdites plaques collectrices (5) sont retirées, la superposition d'ailettes (4) retrouve une forme stable.FR 3 053 450 - A1) 3 /) The present invention relates to a mechanical heat exchanger (1) comprising tubes (3) parallel to each other and arranged in a row and a plurality of superposed fins (4) comprising orifices (40) through which the tubes (3) pass, at least two collecting plates (5) respectively comprising holes into which the ends of the tubes (3) are introduced, a collecting plate (5) being arranged at each end of the tubes (3), the superposition of fins (4) being in a state of elastic deformation, said superposition of fins (4) being maintained in an unstable form by the collector plates (5) and the tubes (3) so that if said collector plates (5) are removed, the superposition of fins (4) regains a stable shape.

La présente invention concerne également un procédé de fabrication dudit échangeur de chaleur (1) mécanique.The present invention also relates to a method of manufacturing said mechanical heat exchanger (1).

//

Figure FR3053450A1_D0001

* \ 7* \ 7

Figure FR3053450A1_D0002

Échangeur de chaleur mécanique et procédé de fabrication associéMechanical heat exchanger and associated manufacturing method

L'invention concerne le domaine des échangeurs de chaleur et plus précisément les échangeurs de chaleur mécaniques ainsi que leur procédé de fabrication.The invention relates to the field of heat exchangers and more specifically mechanical heat exchangers and their manufacturing process.

Les échangeurs de chaleurs mécaniques comportent généralement des tubes parallèles les uns avec les autres, formant un faisceau de tubes, et qui sont introduits dans des ailettes perforées. Les tubes sont par exemple élargis par déformation mécanique afin d'être maintenus dans les perforations des ailettes. Cette déformation mécanique est par exemple réalisée par l’insertion dans le tube d'une olive d'un diamètre supérieur à celui de l'orifice dudit tube afin de l'élargir.Mechanical heat exchangers generally comprise parallel tubes with each other, forming a bundle of tubes, which are introduced into perforated fins. The tubes are for example widened by mechanical deformation in order to be held in the perforations of the fins. This mechanical deformation is for example achieved by inserting into the tube an olive with a diameter greater than that of the orifice of said tube in order to widen it.

Les extrémités du faisceau de tubes sont reliées à des collecteurs formés notamment d'une plaque collectrice munie de trous dans lesquels débouchent les extrémités des tubes. La plaque collectrice est recouverte d'une boîte à eau de sorte à former le collecteur. Les collecteurs permettent la distribution ou la récupération d'un premier fluide caloporteur qui passe à l’intérieur des tubes. Un deuxième fluide caloporteur passe quant à lui entre les ailettes.The ends of the tube bundle are connected to manifolds formed in particular by a collecting plate provided with holes into which the ends of the tubes open. The collecting plate is covered with a water box so as to form the collector. The collectors allow the distribution or recovery of a first heat transfer fluid which passes inside the tubes. A second heat transfer fluid passes between the fins.

Par échangeur de chaleur mécanique on entend que les différents éléments formant l'échangeur sont fixés mécaniquement entre eux, par exemple par sertissage.By mechanical heat exchanger is meant that the different elements forming the exchanger are mechanically fixed together, for example by crimping.

Cependant, pour ces échangeurs de chaleur mécaniques, le contact entre les tubes et les ailettes peut ne pas être continu mais ponctuel. Cela diminue la conductivité thermique entre les tubes et les ailettes et donc diminue les performances de l'échangeur de chaleur.However, for these mechanical heat exchangers, the contact between the tubes and the fins may not be continuous but punctual. This decreases the thermal conductivity between the tubes and the fins and therefore decreases the performance of the heat exchanger.

Un des buts de la présente invention est donc de proposer un échangeur de chaleur mécanique amélioré et dont les performances sont augmentées.One of the aims of the present invention is therefore to propose an improved mechanical heat exchanger, the performance of which is increased.

La présente invention concerne donc un échangeur de chaleur mécanique comportant :The present invention therefore relates to a mechanical heat exchanger comprising:

• des tubes parallèles les uns avec les autres et disposés en rang et dans lesquels un premier fluide caloporteur est apte à circuler, et • une pluralité d'ailettes superposées au travers desquelles un deuxième fluide caloporteur est apte à circuler, lesdites ailettes comportant des orifices par lesquels passent les tubes, • au moins deux plaques collectrices comprenant respectivement des trous dans lesquels sont introduites les extrémités des tubes, une plaque collectrice étant disposée à chaque extrémité des tubes, la superposition d'ailettes étant dans un état de déformation élastique, ladite superposition d'ailettes étant maintenue dans une forme instable par les plaques collectrices et les tubes de sorte que si lesdites plaques collectrices sont retirées, la superposition d'ailettes retrouve une forme stable.• tubes parallel to each other and arranged in a row and in which a first heat transfer fluid is able to flow, and • a plurality of superimposed fins through which a second heat transfer fluid is able to flow, said fins having orifices through which the tubes pass, • at least two collector plates respectively comprising holes into which the ends of the tubes are introduced, a collector plate being disposed at each end of the tubes, the superposition of fins being in a state of elastic deformation, said superposition of fins being maintained in an unstable form by the collector plates and the tubes so that if said collector plates are removed, the superposition of fins regains a stable form.

Le fait que la superposition d'ailettes soit maintenue dans sa forme instable applique des contraintes mécaniques au niveau de l'interface entre les ailettes et les tubes. Ces contraintes augmentent la pression de contact entre les ailettes et les tubes ce qui permet une amélioration de la conductivité thermique entre ces éléments et ainsi augmente les performances de l'échangeur de chaleur mécanique.The fact that the superposition of fins is maintained in its unstable form applies mechanical stresses at the interface between the fins and the tubes. These constraints increase the contact pressure between the fins and the tubes, which improves the thermal conductivity between these elements and thus increases the performance of the mechanical heat exchanger.

Selon un aspect de l'invention, la superposition d'ailettes est, dans sa forme stable, cintrée dans le plan de circulation du flux du deuxième fluide caloporteur.According to one aspect of the invention, the superposition of fins is, in its stable form, curved in the plane of circulation of the flow of the second heat transfer fluid.

Selon un autre aspect de l'invention, les trous des plaques collectrices sont alignés de sorte que les tubes forment un rang rectiligne et que les ailettes soient rectilignes.According to another aspect of the invention, the holes in the collector plates are aligned so that the tubes form a straight line and the fins are straight.

La présente invention concerne également un procédé de fabrication d'un échangeur de chaleur mécanique, comportant :The present invention also relates to a method for manufacturing a mechanical heat exchanger, comprising:

• des tubes parallèles les uns avec les autres et disposés en rang et dans lesquels un premier fluide caloporteur est apte à circuler, et • une pluralité d'ailettes superposées au travers desquelles un deuxième fluide caloporteur est apte à circuler, lesdites ailettes comportant des orifices par lesquels passent les tubes, • au moins deux plaques collectrices comprenant respectivement des trous dans lesquels sont introduites les extrémités des tubes, une plaque collectrice étant disposée à chaque extrémité des tubes, ledit procédé comportant les étapes suivantes :• tubes parallel to each other and arranged in a row and in which a first heat transfer fluid is able to circulate, and • a plurality of superimposed fins through which a second heat transfer fluid is able to circulate, said fins having orifices through which the tubes pass, • at least two collector plates respectively comprising holes into which the ends of the tubes are introduced, a collector plate being disposed at each end of the tubes, said method comprising the following steps:

• assemblage des tubes et des ailettes avec fixation desdites ailettes sur lesdits tubes, • déformation élastique de la superposition d'ailettes, • mise en place des plaques collectrices aux extrémités des tubes.• assembly of the tubes and the fins with fixing of the said fins on the said tubes, • elastic deformation of the superposition of fins, • installation of the collector plates at the ends of the tubes.

Selon un aspect du procédé selon l'invention, suite à la déformation élastique de la superposition d'ailettes, les extrémités des tubes sont disposées de sorte à être placées en regard des trous des plaques collectrices.According to one aspect of the method according to the invention, following the elastic deformation of the superposition of fins, the ends of the tubes are arranged so as to be placed opposite the holes of the collector plates.

Selon un autre aspect du procédé selon l'invention, ledit procédé de fabrication comporte, entre l'étape d'assemblage des tubes et des ailettes et l'étape de déformation élastique, une étape intermédiaire de déformation plastique de la superposition d'ailettes.According to another aspect of the method according to the invention, said manufacturing method comprises, between the step of assembling the tubes and the fins and the step of elastic deformation, an intermediate step of plastic deformation of the superposition of fins.

Selon un autre aspect du procédé selon l'invention, l'étape intermédiaire de déformation plastique de la superposition d'ailettes est un cintrage dans le plan de circulation du flux du deuxième fluide caloporteur.According to another aspect of the method according to the invention, the intermediate stage of plastic deformation of the superposition of fins is a bending in the plane of circulation of the flow of the second heat transfer fluid.

Selon un autre aspect du procédé selon l'invention, la superposition d'ailettes a un profil rectiligne avant l'étape intermédiaire de déformation plastique et que ladite superposition d'ailettes a un profil également rectiligne après l'étape de déformation élastique.According to another aspect of the method according to the invention, the superposition of fins has a straight profile before the intermediate stage of plastic deformation and that said superposition of fins has a profile also straight after the elastic deformation step.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels :Other characteristics and advantages of the invention will appear more clearly on reading the following description, given by way of illustrative and nonlimiting example, and of the appended drawings among which:

la figure 1 montre une représentation schématique d'un échangeur de chaleur mécanique en vue de face, la figure 2 montre une représentation schématique de l'échangeur de chaleur mécanique de la figure 1 en vue de dessus, les figures 3a à 3c montrent des représentations schématiques en coupe en vue de dessus d'un échangeur de chaleur mécanique lors de différentes étapes de son procédé de fabrication.Figure 1 shows a schematic representation of a mechanical heat exchanger in front view, Figure 2 shows a schematic representation of the mechanical heat exchanger of Figure 1 in top view, Figures 3a to 3c show representations schematic sectional view from above of a mechanical heat exchanger during different stages of its manufacturing process.

Les éléments identiques sur les différentes figures, portent les mêmes références.Identical elements in the different figures have the same references.

Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, et/ou que les caractéristiques s'appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées pour fournir d'autres réalisations.The following embodiments are examples. Although the description refers to one or more embodiments, this does not necessarily mean that each reference relates to the same embodiment, and / or that the characteristics apply only to a single embodiment. Simple features of different embodiments can also be combined to provide other embodiments.

Dans la présente description on peut indexer certains éléments ou paramètres, comme par exemple premier élément ou deuxième élément ainsi que premier paramètre et second paramètre ou encore premier critère et deuxième critère etc. Dans ce cas, il s’agit d’un simple indexage pour différencier et dénommer des éléments ou paramètres ou critères proches mais non identiques. Cette indexation n’implique pas une priorité d’un élément, paramètre ou critère par rapport à un autre et on peut aisément interchanger de telles dénominations sans sortir du cadre de la présente description. Cette indexation n’implique pas non plus un ordre dans le temps par exemple pour apprécier tels ou tels critères.In the present description, it is possible to index certain elements or parameters, such as for example first element or second element as well as first parameter and second parameter or even first criterion and second criterion etc. In this case, it is a simple indexing to differentiate and name elements or parameters or criteria similar but not identical. This indexing does not imply a priority of an element, parameter or criterion over another and one can easily interchange such names without departing from the scope of this description. This indexing does not imply an order in time for example to assess such or such criteria.

La figure 1 montre un échangeur de chaleur 1 mécanique. Par échangeur de chaleur 1 mécanique on entend que les différents éléments formant l'échangeur sont fixés mécaniquement entre eux, par exemple par sertissage. Ledit échangeur de chaleur 1 mécanique, comporte :Figure 1 shows a mechanical heat exchanger 1. By mechanical heat exchanger 1 is meant that the various elements forming the exchanger are mechanically fixed together, for example by crimping. Said mechanical heat exchanger 1 comprises:

• des tubes 3 parallèles les uns avec les autres et disposés en rang et dans lesquels un premier fluide caloporteur est apte à circuler, et • une pluralité d'ailettes 4 superposées au travers desquelles un deuxième fluide caloporteur est apte à circuler.• tubes 3 parallel with each other and arranged in a row and in which a first heat transfer fluid is able to flow, and • a plurality of superposed fins 4 through which a second heat transfer fluid is able to flow.

Ces ariettes 4 évoluent parallèlement les unes par rapport aux autres et sont superposées. Les ariettes 4 sont disposées perpendiculaires au plan du rang de tubes 3 et comportent des orifices 40 (visibles sur les figures 3a à 3c) par lesquels passent les tubes 3.These fins 4 move in parallel with each other and are superimposed. The fins 4 are arranged perpendicular to the plane of the row of tubes 3 and have orifices 40 (visible in FIGS. 3a to 3c) through which the tubes 3 pass.

De préférence, les ailettes 4 et les tubes 3 sont réalisés en matériau métallique, par exemple en aluminium, afin d'avoir une bonne conductivité thermique et ne pas pénaliser les échanges de chaleur entre le premier et le deuxième fluide caloporteur.Preferably, the fins 4 and the tubes 3 are made of metallic material, for example aluminum, in order to have good thermal conductivity and not to penalize the heat exchanges between the first and the second heat transfer fluid.

L'échangeur de chaleur 1 mécanique comporte également au moins deux plaques collectrices 5 comprenant respectivement des trous 50 (visibles sur la figure 2) dans lesquels sont introduites les extrémités des tubes 3. Ledit échangeur de chaleur 1 mécanique comporte une plaque collectrice 5 à chaque extrémité des tubes 3.The mechanical heat exchanger 1 also comprises at least two manifold plates 5 respectively comprising holes 50 (visible in FIG. 2) into which the ends of the tubes are inserted. Said mechanical heat exchanger 1 comprises a manifold plate 5 at each end of tubes 3.

Comme le montre la figure 2, les trous 50 des plaques collectrices 5 peuvent être alignés de sorte que les tubes 3 forment un rang rectiligne et que les ailettes 4 soient également rectilignes. Le fait que les ailettes 4 soient rectilignes permet de limiter l'encombrement de l'échangeur de chaleur 1.As shown in Figure 2, the holes 50 of the collector plates 5 can be aligned so that the tubes 3 form a straight row and the fins 4 are also straight. The fact that the fins 4 are straight makes it possible to limit the size of the heat exchanger 1.

Chaque plaque collectrice 5 peut être recouverte par une boîte à eau 6 dont les bords peuvent être insérés dans une rainure 51 (visible sur la figure 2) pouvant comporter un joint d'étanchéité, de sorte à former un collecteur 7. Les collecteurs 7 comportent généralement une entrée et/ou une sortie de premier fluide caloporteur et permettent la distribution ou l'évacuation du premier fluide caloporteur au sein des tubesEach collector plate 5 can be covered by a water box 6, the edges of which can be inserted into a groove 51 (visible in FIG. 2) which may include a seal, so as to form a collector 7. The collectors 7 comprise generally an inlet and / or outlet of the first heat transfer fluid and allow the distribution or evacuation of the first heat transfer fluid within the tubes

3.3.

Dans l'échangeur de chaleur mécanique 1, la superposition d'ailettes 4 est dans un état de déformation élastique. Par déformation élastique, on entend que la superposition d'ailettes 4 a été déformée afin de passer d'une forme stable à une forme instable. La superposition d'ailettes 4 est maintenue dans sa forme instable par les plaques collectrices 5 et les tubes 3. Les plaques collectrices 5 maintiennent les tubes 3 qui eux même maintiennent la superposition d'ailettes 4 dans sa forme instable. Si lesdites plaques collectrices 5 sont retirées, la superposition d'ailettes 4 retrouve alors une forme stable.In the mechanical heat exchanger 1, the superposition of fins 4 is in a state of elastic deformation. By elastic deformation is meant that the superposition of fins 4 has been deformed in order to pass from a stable form to an unstable form. The superposition of fins 4 is maintained in its unstable form by the collector plates 5 and the tubes 3. The collector plates 5 hold the tubes 3 which themselves maintain the superposition of fins 4 in its unstable form. If said collector plates 5 are removed, the superposition of fins 4 then regains a stable shape.

Le fait que la superposition d'ailettes 4 soit maintenue dans sa forme instable applique des contraintes mécaniques au niveau de l'interface entre les ailettes 4 et les tubes 3. Ces contraintes augmentent la pression de contact entre les ailettes 4 et les tubes 3 ce qui permet une amélioration de la conductivité thermique entre ces éléments et ainsi augmente les performances de l'échangeur de chaleur 1 mécanique.The fact that the superposition of fins 4 is kept in its unstable form applies mechanical stresses at the interface between the fins 4 and the tubes 3. These stresses increase the contact pressure between the fins 4 and the tubes 3 ce which allows an improvement in the thermal conductivity between these elements and thus increases the performance of the mechanical heat exchanger 1.

La superposition d'ailettes 4 est, dans sa forme stable, de préférence cintrée dans le plan de circulation du flux du deuxième fluide caloporteur. H est néanmoins tout à fait possible d'imaginer d'autres sens ou plan de cintrage pour la superposition d'ailettes 4, ladite superposition d'ailettes 4 serait alors « redressée » par les plaques collectrices 5 afin d'appliquer des contraintes sous sa forme instable.The superposition of fins 4 is, in its stable form, preferably curved in the plane of circulation of the flow of the second heat transfer fluid. H is nevertheless quite possible to imagine other directions or bending plan for the superposition of fins 4, said superposition of fins 4 would then be "straightened" by the collector plates 5 in order to apply stresses under its unstable shape.

La présente invention concerne également un procédé de fabrication d'un échangeur de chaleur 1 mécanique, comportant :The present invention also relates to a method for manufacturing a mechanical heat exchanger 1, comprising:

• des tubes 3 parallèles les uns avec les autres et disposés en rang et dans lesquels un premier fluide caloporteur est apte à circuler, et • une pluralité d'ailettes 4 au travers desquelles un deuxième fluide caloporteur est apte à circuler, lesdites ailettes 4 comportant des orifices 40 par lesquels passent les tubes 3, • une plaque collectrice 5 comprenant des trous 50 dans lesquels sont introduites les extrémités des tubes 3, une plaque collectrice 5 étant disposée à chaque extrémité des tubes 3, ledit procédé comportant les étapes suivantes :• tubes 3 parallel to each other and arranged in a row and in which a first heat transfer fluid is able to flow, and • a plurality of fins 4 through which a second heat transfer fluid is able to flow, said fins 4 comprising orifices 40 through which the tubes 3 pass, • a collecting plate 5 comprising holes 50 into which the ends of the tubes 3 are introduced, a collecting plate 5 being disposed at each end of the tubes 3, said method comprising the following steps:

• assemblage des tubes 3 et des ailettes 4 avec fixation desdites ailettes 4 sur lesdits tubes 3, • déformation élastique de la superposition d'ailettes 4, notamment de sorte que les extrémités des tubes 3 soient placées en regard des trous 50 des plaques collectrices 5, • mise en place des plaques collectrices 5 aux extrémités des tubes 3.• assembly of the tubes 3 and the fins 4 with fixing of the said fins 4 on the said tubes 3, • elastic deformation of the superposition of fins 4, in particular so that the ends of the tubes 3 are placed opposite the holes 50 of the collector plates 5 , • installation of the collector plates 5 at the ends of the tubes 3.

La fixation des ailettes 4 sur les tubes 3 peut notamment être réalisée par élargissement des tubes 3, par exemple par insertion d'une olive d'un diamètre supérieur à celui de l'orifice du tube 3.The attachment of the fins 4 to the tubes 3 can in particular be carried out by widening the tubes 3, for example by inserting an olive with a diameter greater than that of the orifice of the tube 3.

La déformation élastique peut être réalisée par exemple au moyen d'un ou plusieurs vérins.The elastic deformation can be carried out for example by means of one or more jacks.

Comme précédemment, par déformation élastique, on entend que la déformation est réversible. Si les contraintes maintenant la superposition d'ailettes 4 dans sa forme instable sont enlevées (par exemple en enlevant les plaques collectrices 5), la superposition d'ailettes 4 reviendra d'elle même dans sa forme stable.As before, by elastic deformation, it is meant that the deformation is reversible. If the constraints maintaining the superposition of fins 4 in its unstable form are removed (for example by removing the collector plates 5), the superposition of fins 4 will return by itself in its stable form.

Le procédé de fabrication peut également comporter, entre l'étape d'assemblage des tubes 3 et des ailettes 4 et l'étape de déformation élastique, une étape intermédiaire de déformation plastique de la superposition d'ailettes 4. Par déformation plastique on entend que la déformation n'est pas réversible et que suite à la déformation plastique la superposition d'ailettes 4 reste dans cette forme, qui devient alors sa forme stable. La déformation plastique est ainsi une déformation d'amplitude supérieure à l'élasticité de la superposition d'ailettes 4.The manufacturing process can also include, between the step of assembling the tubes 3 and the fins 4 and the step of elastic deformation, an intermediate step of plastic deformation of the superposition of fins 4. By plastic deformation is meant that the deformation is not reversible and that following the plastic deformation the superposition of fins 4 remains in this form, which then becomes its stable form. The plastic deformation is thus a deformation of amplitude greater than the elasticity of the superposition of fins 4.

Cette déformation plastique peut être réalisée par exemple au moyen d'un ou plusieurs vérins.This plastic deformation can be carried out for example by means of one or more jacks.

Il est alors possible d'assembler des tubes 3 et des ailettes 4, de fixer lesdites ailettes 4 sur lesdits tubes 3 et de former une superposition d'ailettes 4 ayant un profil rectiligne, comme illustré sur la figure 3a.It is then possible to assemble tubes 3 and fins 4, to fix said fins 4 on said tubes 3 and to form a superposition of fins 4 having a rectilinear profile, as illustrated in FIG. 3a.

La superposition d'ailettes 4 est ensuite déformée plastiquement, comme illustré à la figure 3b, afin d'obtenir une superposition d'ailettes 4 dont la forme stable est cintrée, par exemple dans le plan de circulation du flux du deuxième fluide caloporteur.The superposition of fins 4 is then plastically deformed, as illustrated in FIG. 3b, in order to obtain a superposition of fins 4 whose stable shape is curved, for example in the plane of circulation of the flow of the second heat-transfer fluid.

La superposition d'ailettes 4 est ensuite déformée élastiquement, comme illustré à la figure 3c, afin d'obtenir une superposition d'ailettes 4 dont la forme instable est par exemple de profil rectiligne, proche ou identique à la superposition d'ailettes 4 lors de son assemblage, c'est à dire elle aussi rectiligne.The superposition of fins 4 is then elastically deformed, as illustrated in FIG. 3c, in order to obtain a superposition of fins 4 whose unstable shape is for example of rectilinear profile, close to or identical to the superposition of fins 4 during of its assembly, that is to say also straight.

Cet exemple de procédé de fabrication permet notamment de conserver une unité de montage classique pour l'assemblage des tubes 3 et des ailettes 4 afin de former une superposition d'ailettes 4 ayant un profil rectiligne. Cela permet également d'ajouter simplement à la chaîne de production des unités afin de déformer plastiquement, dans un premier temps, puis élastiquement, dans un second temps, la superposition d’ailettesThis example of the manufacturing process makes it possible in particular to keep a conventional mounting unit for assembling the tubes 3 and the fins 4 in order to form a superposition of fins 4 having a rectilinear profile. This also makes it possible to simply add units to the production chain in order to deform plastically, firstly, then elastically, secondly, the superposition of fins

4, ce qui peut limiter l’augmentation des coûts de production liés à ces étapes supplémentaires.4, which can limit the increase in production costs associated with these additional steps.

Ainsi, on voit bien que l'échangeur de chaleur 1 mécanique, du fait des contraintes appliquées sur la superposition d'ailettes 4, a des performances améliorées.Thus, it is clear that the mechanical heat exchanger 1, due to the constraints applied on the superposition of fins 4, has improved performance.

De plus, de part son procédé de fabrication, l'augmentation des coûts de productions peut être maîtrisée.In addition, due to its manufacturing process, the increase in production costs can be controlled.

Claims (8)

REVENDICATIONS 1. Échangeur de chaleur (1) mécanique comportant :1. Mechanical heat exchanger (1) comprising: • des tubes (3) parallèles les uns avec les autres et disposés en rang et dans lesquels un premier fluide caloporteur est apte à circuler, et • une pluralité d'ailettes (4) superposées au travers desquelles un deuxième fluide caloporteur est apte à circuler, lesdites ariettes (4) comportant des orifices (40) par lesquels passent les tubes (3), • au moins deux plaques collectrices (5) comprenant respectivement des trous (50) dans lesquels sont introduites les extrémités des tubes (3), une plaque collectrice (5) étant disposée à chaque extrémité des tubes (3), caractérisé en ce que la superposition d'ailettes (4) est dans un état de déformation élastique, ladite superposition d'ailettes (4) étant maintenue dans une forme instable par les plaques collectrices (5) et les tubes (3) de sorte que si lesdites plaques collectrices (5) sont retirées, la superposition d'ailettes (4) retrouve une forme stable.• tubes (3) parallel to each other and arranged in a row and in which a first heat transfer fluid is able to circulate, and • a plurality of superposed fins (4) through which a second heat transfer fluid is able to circulate , said fins (4) comprising orifices (40) through which the tubes (3) pass, • at least two collector plates (5) respectively comprising holes (50) into which the ends of the tubes (3) are introduced, a collector plate (5) being disposed at each end of the tubes (3), characterized in that the superposition of fins (4) is in a state of elastic deformation, said superposition of fins (4) being maintained in an unstable form by the collector plates (5) and the tubes (3) so that if said collector plates (5) are removed, the superposition of fins (4) regains a stable shape. 2. Échangeur de chaleur (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la superposition d'ailettes (4) est, dans sa forme stable, cintrée dans le plan de circulation du flux du deuxième fluide caloporteur.2. Heat exchanger (1) according to the preceding claim, characterized in that the superposition of fins (4) is, in its stable form, curved in the plane of circulation of the flow of the second heat transfer fluid. 3. Échangeur de chaleur (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les trous (50) des plaques collectrices (5) sont alignés de sorte que les tubes (3) forment un rang rectiligne et que les ariettes (4) soient rectilignes.3. Heat exchanger (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the holes (50) of the collector plates (5) are aligned so that the tubes (3) form a rectilinear row and that the fins ( 4) are straight. 4. Procédé de fabrication d'un échangeur de chaleur (1) mécanique, comportant :4. Method for manufacturing a mechanical heat exchanger (1), comprising: • des tubes (3) parallèles les uns avec les autres et disposés en rang et dans lesquels un premier fluide caloporteur est apte à circuler, et • une pluralité d'ailettes (4) superposées au travers desquelles un deuxième fluide caloporteur est apte à circuler, lesdites ailettes (4) comportant des orifices (40) par lesquels passent les tubes (3), • au moins deux plaques collectrices (5) comprenant respectivement des trous (50) dans lesquels sont introduites les extrémités des tubes (3), une plaque collectrice (5) étant disposée à chaque extrémité des tubes (3), ledit procédé comportant les étapes suivantes :• tubes (3) parallel to each other and arranged in a row and in which a first heat transfer fluid is able to circulate, and • a plurality of superposed fins (4) through which a second heat transfer fluid is able to circulate , said fins (4) having orifices (40) through which the tubes (3) pass, • at least two collector plates (5) respectively comprising holes (50) into which the ends of the tubes (3) are introduced, a collector plate (5) being disposed at each end of the tubes (3), said method comprising the following steps: • assemblage des tubes (3) et des ailettes (4) avec fixation desdites ailettes (4) sur lesdits tubes (3), • déformation élastique de la superposition d'ailettes (4), • mise en place des plaques collectrices (5) aux extrémités des tubes (3).• assembly of the tubes (3) and the fins (4) with fixing of said fins (4) on said tubes (3), • elastic deformation of the superposition of fins (4), • installation of the collector plates (5) at the ends of the tubes (3). 5. Procédé de fabrication selon la revendication précédente, caractérisé en ce que suite à la déformation élastique de la superposition d'ailettes (4), les extrémités des tubes (3) sont disposées de sorte à être placées en regard des trous (50) des plaques collectrices (5).5. Manufacturing method according to the preceding claim, characterized in that following the elastic deformation of the superposition of fins (4), the ends of the tubes (3) are arranged so as to be placed opposite the holes (50) header plates (5). 6. Procédé de fabrication selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce qu'il comporte, entre l'étape d'assemblage des tubes (3) et des ailettes (4) et l'étape de déformation élastique, une étape intermédiaire de déformation plastique de la superposition d'ailettes (4).6. Manufacturing process according to one of claims 4 or 5, characterized in that it comprises, between the step of assembling the tubes (3) and the fins (4) and the step of elastic deformation, a intermediate stage of plastic deformation of the superposition of fins (4). 7. Procédé de fabrication selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'étape intermédiaire de déformation plastique de la superposition d'ailettes (4) est un cintrage dans le plan de circulation du flux du deuxième fluide caloporteur.7. The manufacturing method according to the preceding claim, characterized in that the intermediate step of plastic deformation of the superposition of fins (4) is a bending in the circulation plane of the flow of the second heat transfer fluid. 8. Procédé de fabrication selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que la superposition d'ailettes (4) a un profil rectiligne avant l'étape intermédiaire de déformation plastique et que ladite superposition d'ailettes (4) a8. Manufacturing method according to one of claims 6 or 7, characterized in that the superposition of fins (4) has a rectilinear profile before the intermediate stage of plastic deformation and that said superposition of fins (4) has 5 un profil également rectiligne après l'étape de déformation élastique.5 a profile also straight after the elastic deformation step. 1/21/2
FR1656125A 2016-06-29 2016-06-29 MECHANICAL HEAT EXCHANGER AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME Expired - Fee Related FR3053450B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1656125A FR3053450B1 (en) 2016-06-29 2016-06-29 MECHANICAL HEAT EXCHANGER AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME
PCT/FR2017/051756 WO2018002544A2 (en) 2016-06-29 2017-06-29 Mechanical heat exchanger and associated production method

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1656125A FR3053450B1 (en) 2016-06-29 2016-06-29 MECHANICAL HEAT EXCHANGER AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME
FR1656125 2016-06-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR3053450A1 true FR3053450A1 (en) 2018-01-05
FR3053450B1 FR3053450B1 (en) 2018-07-27

Family

ID=56855691

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1656125A Expired - Fee Related FR3053450B1 (en) 2016-06-29 2016-06-29 MECHANICAL HEAT EXCHANGER AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR3053450B1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4692979A (en) * 1984-08-31 1987-09-15 Dirk Pietzcker Heat exchanger and a method and apparatus for the manufacture thereof
US20090113711A1 (en) * 2001-11-09 2009-05-07 Masanori Tsuji Heat exchanger and method for manufacturing the same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4692979A (en) * 1984-08-31 1987-09-15 Dirk Pietzcker Heat exchanger and a method and apparatus for the manufacture thereof
US20090113711A1 (en) * 2001-11-09 2009-05-07 Masanori Tsuji Heat exchanger and method for manufacturing the same

Also Published As

Publication number Publication date
FR3053450B1 (en) 2018-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0505244B1 (en) Heat exchanger with tube bundle, more particularly for motor vehicle
FR2812382A1 (en) METHOD OF MANUFACTURING A HEAT EXCHANGER FIN, FINS ACCORDING TO THE PROCESS AND EXCHANGE MODULE CONTAINING THESE FINS
FR2902510A1 (en) SIDE PLATE FOR HEAT EXCHANGER, METHOD FOR MANUFACTURING HEAT EXCHANGER, AND HEAT EXCHANGER
FR2944590A1 (en) HEAT EXCHANGER WITH MICROCANALS
FR2834336A1 (en) CIRCUIT ELEMENT FOR A HEAT EXCHANGER, ESPECIALLY A MOTOR VEHICLE AND A HEAT EXCHANGER THUS OBTAINED
WO2018002544A2 (en) Mechanical heat exchanger and associated production method
FR2961894A1 (en) HEAT EXCHANGE DEVICE, IN PARTICULAR FOR A MOTOR VEHICLE
EP3198209B1 (en) Heat exchanger, especially for motor vehicle, and method for producing such a heat exchanger
EP3781890B1 (en) Header tank and corresponding heat exchanger
FR3053450A1 (en) MECHANICAL HEAT EXCHANGER AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME
FR3056736A1 (en) THERMAL EXCHANGE BEAM FOR THERMAL EXCHANGER, THERMAL EXCHANGER AND ASSOCIATED ASSEMBLY METHOD
FR3056734A1 (en) THERMAL EXCHANGER, IN PARTICULAR FOR MOTOR VEHICLE
FR3053451A1 (en) HEAT EXCHANGER MECHANICAL
FR3056733A1 (en) HEAT EXCHANGER AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME
FR2884308A1 (en) SIDE PLATE FOR USE WITH A HEAT EXCHANGER AND METHOD OF MAKING THE EXCHANGER
FR2892802A1 (en) Heat exchanger especially for motor vehicle has at least one U-shaped fluid chamber with edges holding part of rectangular cooling plates
FR3068450A1 (en) HEAT EXCHANGER AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME
FR3056737A1 (en) COLLECTOR BOX, THERMAL EXCHANGER AND METHOD FOR ASSEMBLING THE SAME
FR2726076A1 (en) HEAT EXCHANGER WITH TUBULAR COLLECTOR BOXES
FR2858385A1 (en) TUBE BIT FOR HYDRAULIC CIRCUIT ELEMENT, ESPECIALLY FOR HEAT EXCHANGER
FR2914052A1 (en) Accessory i.e. terminal block, connecting unit for motor vehicle, has anchorage wall including anchorage units cooperated with anchorage units of collecting tube, while clipping wall is passed by anchorage units of anchorage wall
FR3062473A1 (en) COLLECTOR FOR HEAT EXCHANGER.
EP3610214A1 (en) Heat exchanger with protection device and associated manufacturing method
FR3062901A1 (en) THERMAL HEAT EXCHANGER TUBE, HEAT EXCHANGER AND CORRESPONDING TUBE ASSEMBLY METHOD
FR2810727A1 (en) Heat exchanger tube for car radiator comprises metal strip which is bent over to form edges with space between, tube being folded inwards to form groove into which brazing flux is introduced

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 2

PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20180105

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 3

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 5

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 6

ST Notification of lapse

Effective date: 20230205