FR3056719A1

FR3056719A1 - Echangeur thermique comprenant un materiau a changement de phase

Info

Publication number: FR3056719A1
Application number: FR1659236A
Authority: FR
Inventors: Michael Lissner; Kamel Azzouz; Patrick Boisselle; Ambroise Servantie; Julien Tissot; Samuel Bry
Original assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Current assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority date: 2016-09-28
Filing date: 2016-09-28
Publication date: 2018-03-30
Anticipated expiration: 2036-09-28
Also published as: FR3056719B1

Abstract

L'échangeur thermique comprend : - une boite collectrice d'entrée, - une boite collectrice de sortie, et - des canaux d'échange thermique raccordant les deux boites collectrices, les canaux et boites collectrices forment un circuit de circulation d'un fluide caloporteur interne, - au moins une enveloppe, dite à changement de phase, de forme générale tubulaire encapsulant un matériau à changement de phase est logée dans au moins un canal d'échange thermique - au moins un moyen de positionnement de l'enveloppe dans le canal d'échange thermique. Selon l'invention l'au moins un moyen de positionnement prend appui sur l'enveloppe et sur une paroi intérieure du canal dans lequel l'enveloppe est logée.

Description

® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE

INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE © N° de publication : 3 056 719 (à n’utiliser que pour les commandes de reproduction)

©) N° d’enregistrement national : 16 59236

COURBEVOIE

©) Int Cl⁸ : F28 D 20/02 (2017.01), F28 F 1/00

DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1

(22) Date de dépôt : 28.09.16.	© Demandeur(s) : VALEO SYSTEMES THERMIQUES
©) Priorité :	Société par actions simplifiée — FR.
	©) Inventeur(s) : LISSNER MICHAEL, AZZOUZ
	KAMEL, BOISSELLE PATRICK, SERVANTIE
(43) Date de mise à la disposition du public de la	AMBROISE, TISSOT JULIEN et BRY SAMUEL.
demande : 30.03.18 Bulletin 18/13.
©) Liste des documents cités dans le rapport de
recherche préliminaire : Se reporter à la fin du
présent fascicule
(© Références à d’autres documents nationaux	©) Titulaire(s) : VALEO SYSTEMES THERMIQUES
apparentés :	Société par actions simplifiée.
©) Demande(s) d’extension :	@) Mandataire(s) : VALEO SYSTEMES THERMIQUES.

ECHANGEUR THERMIQUE COMPRENANT UN MATERIAU A CHANGEMENT DE PHASE.

FR 3 056 719 - A1

L'échangeur thermique comprend :

- une boite collectrice d'entrée,

- une boite collectrice de sortie, et

- des canaux d'échange thermique raccordant les deux boites collectrices, les canaux et boites collectrices forment un circuit de circulation d'un fluide caloporteur interne,

- au moins une enveloppe, dite à changement de phase, de forme générale tubulaire encapsulant un matériau à changement de phase est logée dans au moins un canal d'échange thermique

- au moins un moyen de positionnement de l'enveloppe dans le canal d'échange thermique.

Selon l'invention l'au moins un moyen de positionnement prend appui sur l'enveloppe et sur une paroi intérieure du canal dans lequel l'enveloppe est logée.

626

V

Echangeur thermique comprenant un matériau à changement de phase

La présente invention concerne le domaine des échangeurs thermiques et plus particulièrement celui des échangeurs thermiques embarqués dans un véhicule automobile, notamment les radiateurs de refroidissement de liquide de refroidissement de moteur ou encore les refroidisseurs d’air de suralimentation.

Les véhicules automobiles sont soumis à un environnement très variable durant le roulage. En effet, le fonctionnement normal du véhicule crée des variations importantes de la température de différents organes comme par exemple le bloc moteur, (notamment lors des montées et descentes de régime qui se produisent aux accélérations et décélérations du véhicule). De plus, le véhicule peut passer de zones d’air froid à des zones d’air chaud, et vice-versa, et être en outre exposé à divers intempéries (recevoir de l’eau de pluie par exemple) qui peuvent accentuer encore les variations de température des organes.

Afin de permettre d’atténuer les variations de température de ces organes, les véhicules automobiles sont équipés de circuits de régulation de température comprenant un ou plusieurs échangeurs thermiques.

De manière habituelle, les échangeurs thermiques pour véhicules automobiles comprennent des canaux d’échange thermique dans lesquels circule un fluide caloporteur. Lors de sa circulation dans les canaux d’échange thermique, le fluide caloporteur échange de la chaleur avec le milieu entourant les canaux d’échange thermique. Ces échanges de chaleur ont pour but de réchauffer ou de refroidir le fluide caloporteur. Deux boites collectrices respectivement d’entrée et de sortie sont agencées de part et d’autre des canaux d’échange thermique de manière à former un circuit de circulation du fluide caloporteur s’étendant depuis un orifice d’entrée de la boite collectrice d’entrée vers un orifice de sortie de la boite collectrice de sortie. Le fluide caloporteur circule dans ce circuit à travers les différents canaux d’échange thermique.

Ce type d’échangeur thermique est dimensionné pour résister aux températures atteintes lors du fonctionnement normal du véhicule et dissiper suffisamment de chaleur dans des plages de températures définies par les constructeurs automobiles. Les températures les plus extrêmes ne sont atteintes que brièvement lors de certaines étapes de fonctionnement de l’échangeur. Ces courtes périodes au cours desquelles sont atteintes ces températures extrêmes sont nommées pics de température.

Ces échangeurs thermiques sont traversés par un fluide caloporteur dont la température varie au cours du temps en fonction de la température des organes à refroidir. La température du fluide caloporteur subit des variations de fréquence assez élevée autour d’une valeur moyenne correspondant à un régime donné de fonctionnement des organes à refroidir. On peut expliquer cela notamment par le fait que le régime du moteur du véhicule varie très souvent lors du roulage, tout particulièrement en agglomération, dans les embouteillages, dans les montées, dans les descentes, etc. La température du fluide en sortie du moteur à refroidir, et donc en entrée de l’échangeur thermique, varie ainsi fréquemment.

Les pics de températures peuvent s’avérer difficiles à dissiper par l’échangeur. De ce fait, il peut arriver que les organes du moteur à refroidir montent temporairement à des températures de fonctionnement au-delà de la plage préconisée pour un fonctionnement optimal du moteur. Par exemple, la plage préconisée pour de bonnes conditions de carburations du moteur est comprise entre 80 et 100O.

L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients en fournissant un échangeur thermique comportant un matériau à changement de phase pour réduire les variations de la température du fluide caloporteur le traversant durant le roulage et par conséquent de mieux contrôler la régulation thermique des différents organes.

A cet effet, l’invention concerne un échangeur thermique comprenant :

- une boite collectrice d’entrée,

- une boite collectrice de sortie, et

- des canaux d’échange thermique raccordant les deux boites collectrices, les canaux et boites collectrices formant un circuit de circulation d’un fluide caloporteur interne,

- au moins une enveloppe dite à changement de phase, de forme générale tubulaire encapsulant un matériau à changement de phase est logée dans au moins un canal d’échange thermique,

- au moins un moyen de positionnement de l’enveloppe dans le canal d’échange thermique, dans lequel l’au moins un moyen de positionnement prend appui sur l’enveloppe et sur une paroi intérieure du canal dans lequel l’enveloppe est logée.

Ainsi, l’enveloppe encapsulant le matériau à changement de phase est positionnée au sein du canal d’échange thermique, lui permettant d’absorber efficacement la chaleur excédentaire provoquée par des pics de température plus ou moins importants en entrée de l’échangeur thermique, plus précisément dans le canal d’échange thermique. Le matériau à changement de phase permet cette absorption de chaleur via un changement d’état du matériau selon la température du fluide caloporteur, en l’occurrence par liquéfaction du matériau à changement de phase lorsque le fluide caloporteur atteint une température supérieure ou égale à la température de fusion du matériau à changement de phase. La variation de la température du fluide caloporteur en sortie de l’échangeur thermique est ainsi atténuée. La température du fluide en sortie de l’échangeur est par conséquent plus stable. Le refroidissement des organes recevant le fluide caloporteur est alors plus efficace et la température de ces derniers varie moins brutalement.

De plus, grâce aux échanges thermiques qu’a un canal avec son environnement, en particulier l’air traversant l’échangeur thermique, l’enveloppe comprenant le matériau à changement de phase placée à l’intérieur d’un canal d’échange thermique permet de régénérer le matériau à changement de phase (par recristallisation ou solidification du matériau à changement de phase). En effet, lorsque la température du fluide caloporteur revient dans une plage prescrite (typiquement entre 80 et 90°C), le matériau à changement de phase va progressivement relâcher la chaleur emmagasinée et changer d’état, par cristallisation.

En outre, avec le moyen de positionnement en appui sur l’enveloppe et sur une paroi intérieure du canal, l’enveloppe de matériau à changement de phase peut être installée et positionnée au sein du canal sans modification structurelle significative de l’échangeur thermique. Cette invention permet donc d’implanter facilement du matériau à changement de phase au sein d’un échangeur thermique existant, sans modification structurelle significative de celui-ci.

Selon d’autres caractéristiques optionnelles correspondant à différents modes de réalisation de l’échangeur thermique :

- le matériau à changement de phase a une chaleur latente de fusion supérieure à 280 kJ/m3 ;

- le matériau à changement de phase passe de la phase solide à la phase liquide dans une plage de température de fusion comprise entre 20 et 110°C, et plus particulièrement choisi :

• entre 45 et 55°C si l’échangeur thermique est destiné au refroidissement de l’air de suralimentation du moteur, • entre 50 et 100°C si l’échangeur thermique est destiné au refroidissement d’une boite de vitesse, • entre 80 et 110°C si l’échangeur thermique est destiné au refroidissement du moteur ;

- le matériau à changement de phase est choisi parmi un acide gras, un alcool gras d’origine végétale, une paraffine et un sel hydraté ;

- le fluide caloporteur interne est sous forme liquide ;

- l’enveloppe a une section circulaire dont le diamètre externe maximal est compris entre 1 mm et 8 mm ;

- l’enveloppe a un tronçon dont la longueur correspond à plus de 80% de la longueur de l’enveloppe, ce tronçon ayant une section circulaire dont le diamètre est compris entre 1 et 4 mm, et plus particulièrement choisi parmi 4 mm, 2,56 mm, 1,4 mm, 1,7 mm, 1,88 mm et 1,1 mm ;

- l’enveloppe a une épaisseur comprise entre 50 et 500 pm, de préférence égale à 200 pm ;

- les moyens de positionnement comprennent deux organes de positionnement agencés aux deux extrémités de l’enveloppe, chaque organe de positionnement étant serti entre une extrémité de l’enveloppe et une extrémité de la paroi intérieure du canal d’échange thermique,

- chaque organe de positionnement comprend au moins deux, de préférence trois, pattes de centrage de l’enveloppe par rapport au canal d’échange thermique, ces pattes étant reliées entre elles par un élément de liaison décalé axialement par rapport aux extrémités de l’enveloppe et du canal d’échange thermique entre lesquelles l’organe est serti de façon à s’étendre à l’extérieur de l’enveloppe et du canal d’échange thermique, chaque patte comprenant un bossage d’immobilisation axiale de l’enveloppe par rapport au canal d’échange thermique, sur lequel l’extrémité du canal est sertie ;

- les moyens de positionnement comprennent au moins un élément intermédiaire de centrage, par exemple un clip, positionné sur l’enveloppe ente les deux extrémités de cette enveloppe ;

- les moyens de positionnement comprennent un élément hélicoïdal entourant l’enveloppe ;

- l’organe de positionnement rapporté comprend un doigt de positionnement coopérant avec un orifice axial de positionnement ménagé dans l’extrémité saillante de l’enveloppe ;

- le canal d’échange thermique contenant l’enveloppe présente une section choisie parmi une section de forme générale ronde, ovale, et oblongue ;

- l’échangeur étant du type mécanique ou du type brasé les moyens de positionnement sont configurés de telle sorte que l’enveloppe soit centrée au sein du canal d’échange thermique.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, dans lesquels :

- la figure 1 est une vue en perspective d’une portion d’un échangeur thermique selon un premier mode de réalisation de l’invention, un écorché étant représenté sur une boite collectrice de cet échangeur, cet échangeur thermique formant radiateur ;

- la figure 2 est une vue en perspective d’une enveloppe à changement de phase avec une coupe longitudinale d’une portion centrale de cette enveloppe ;

- la figure 3 est une section d’un conduit formant canal d’échange thermique de l’échangeur de la figure 1 ;

- la figure 4 est une autre réalisation possible de section de conduit formant canal d’échange thermique de l’échangeur ;

- la figure 5 est une vue en perspective avec une coupe longitudinale représentant une enveloppe d’échange thermique placée dans un conduit formant un canal d’échange thermique d’un échangeur thermique selon une réalisation possible de l’invention ;

- la figure 6 est une vue de dessus de l’enveloppe d’échange thermique de la figure 10 ;

- la figure 7 est une vue en perspective partielle de l’enveloppe à changement comprenant un élément intermédiaire de centrage ;

- la figure 8 est une vue en perspective partielle d’une enveloppe à changement de phase similaire à celle de la figure 7 comprenant un élément hélicoïdal de positionnement.

La figure 1 représente un échangeur thermique 2 selon un premier mode de réalisation de l’invention, ici un radiateur. Il peut s’agir en l’occurrence d’un radiateur de refroidissement d’un liquide de refroidissement d’un moteur. Un tel échangeur peut être de type mécanique, c’est-à-dire qui comprend des éléments assemblés entre eux par sertissage, ou de type brasé, c’est-à-dire qui comprend des éléments assemblés entre eux par brasage.

Cet échangeur comprend une pluralité de conduits formant canaux d’échange thermique 4 parallèles entre eux. Ces conduits peuvent avoir une section 6 (voir figure 3) de forme générale oblongue par exemple. Ils sont sensiblement identiques entre eux. En se référant notamment à la figure 3, on notera que la longueur (grande dimension) de la section des canaux 4 peut varier d’un échangeur à un autre ; elle peut par exemple être de 12,98 mm ou encore de 10,16 mm. II en est de même pour la largeur (petite dimension) moyenne de la section qui peut par exemple être égale à 1,7 mm (quand la longueur est égale à 12,98 mm) ou encore à 1,79 mm (quand la longueur est égale à 10,16 mm). La largeur centrale 8 du canal d’échange thermique 4 peut être plus petite que la largeur 10 aux extrémités. Les conduits 4 ont alors deux faces d’échange thermique qui sont les faces supérieure 14 et inférieure 15 sur la figure 3. Chaque extrémité des conduits 4 est fixée à une plaque collectrice 16 (qui peut aussi être appelée « collecteur >>) positionnant les conduits 4 entre eux. Une boite collectrice d’entrée ou de sortie 18 est fixée à la plaque collectrice16. Une autre boite collectrice (non représentée), sensiblement identique à la boite collectrice 18, est située à l’autre extrémité de l’échangeur, c’est-à-dire à l’autre extrémité des canaux d’échange thermique, et est fixée à une autre plaque collectrice (non représentée) sensiblement identique à la plaque collectrice 16. Ainsi, les conduits 4 relient les deux boites collectrices entre elles.

Lors du fonctionnement de l’échangeur thermique 2, un fluide caloporteur interne entre par un orifice d’entrée ménagé dans la boite collectrice d’entrée, circule à l’intérieur des canaux d’échange thermique 4 jusqu’à la boite collectrice de sortie et quitte l’échangeur thermique 2 par un orifice de sortie ménagé dans la boite collectrice de sortie. Ce fluide est généralement un liquide de refroidissement (par exemple de l’eau glycolée) dans le cas d’un radiateur mais peut aussi être de l’air dans le cadre d’un échangeur thermique de type refroidisseur d’air de suralimentation. Lors de sa circulation à l’intérieur des canaux d’échange thermique 4, le fluide caloporteur interne transmet de la chaleur aux parois de ces canaux d’échange thermique 4. L’échangeur thermique 2 est traversé par un fluide caloporteur externe, qui est de l’air, circulant entre les conduits formant canaux d’échange thermique 4. L’échangeur thermique 2 transmet la chaleur reçue par le fluide caloporteur interne au fluide caloporteur externe. Cette transmission s’effectue par l’intermédiaire d’ailettes de refroidissement (non représentées) s’étendant notamment entre les canaux d’échange thermique 4.

Ainsi, la température du fluide caloporteur interne en sortie de l’échangeur thermique 2 est inférieure à la température de ce même fluide en entrée de l’échangeur thermique.

Comme illustré à la figure 2, des enveloppes 19, dites à changement de phase, ont une forme générale tubulaire et encapsulent un matériau à changement de phase 20. Ces enveloppes 19 sont logées à l’intérieur des conduits formant canaux d’échange thermique 4.

Un matériau à changement de phase est un matériau dont la chaleur latente est importante et qui est utilisé dans une plage de température comprenant sa température de changement de phase. De cette manière, un matériau à changement de phase est susceptible d’absorber ou de restituer une grande quantité de chaleur lors de son changement de phase. Le matériau à changement de phase peut être un acide gras, un alcool gras d’origine végétal, une paraffine ou encore un sel hydraté. Il a une chaleur latente de fusion supérieure à 280 kJ/m3 ce qui lui permet de stocker une grande quantité d’énergie. La température de fusion du matériau à changement de phase est comprise dans une plage de température comprise entre 20 et 110°C, et qui peut plus particulièrement être choisie entre 50 et 100°C (pour un échangeur basse température destiné au refroidissement d’une boite de vitesse de véhicule par exemple) choisie parmi 45°C à 55°C (pour un échangeur thermique basse température destiné à refroidir l’air de suralimentation du moteur typiquement) et 80°C à 110°C (pour un échangeur thermique haute température destiné à refroidir le moteur).

Dans l’exemple illustré (voir notamment figure 3), les enveloppes 19 ont une section circulaire dont le diamètre externe maximal 22 est compris entre 1 mm et 8 mm. Plus particulièrement, les enveloppes 19 ont un tronçon dont la longueur correspond à plus de 80% de la longueur de chaque enveloppe 19 ayant une section circulaire dont le diamètre est compris entre 1 et 4 mm, et peut notamment être choisi parmi 4 mm, 2,56 mm, 1,4 mm, 1,7 mm, 1,88 mm et 1,1 mm. Le choix de ce diamètre se fait en fonction de la taille et de la forme de la section du conduit formant canal d’échange thermique 4. Par exemple, le diamètre de la section du tronçon des enveloppes 19 est de 1,7 mm pour un conduit de 12,98 mm de longueur et 1,7 mm de largeur moyenne ou 1,88 mm pour un conduit d’une longueur de 10,16 mm et d’une largeur moyenne de 1,79 mm. Le diamètre de la section des enveloppes 19 détermine en partie la surface d’échange thermique entre le fluide caloporteur interne et le matériau à changement de phase. Le diamètre ainsi que la longueur des enveloppes 19 contribuent à déterminer l’efficacité de l’échange thermique entre chaque enveloppe à changement de phase 19 et le fluide caloporteur interne. D’autres formes de canaux 4 et d’enveloppes 19 seront décrites par la suite.

La paroi du corps principal de l’enveloppe a une épaisseur comprise entre 50 pm et 500 pm, de préférence égale à 200 pm.

Les enveloppes à changement de phase 19 illustrées à la figure 2 peuvent être en matériau synthétique, plus particulièrement en matériau plastique. Le corps principal 24 des enveloppes est creux afin d’accueillir le matériau à changement de phase 20.Chaque extrémité d’une enveloppe 19 est fermée par un bouchon 26 comprenant une extrémité interne (non représentée sur les figures) emboîtée dans l’extrémité de l’enveloppe 19 et une extrémité externe 27 munie d’un orifice axial 27A pour la fixation de l’enveloppe dans l’échangeur thermique 2 (voir figures 1 et 2).

On se réfère maintenant à la figure 4 sur laquelle est illustrée une autre forme de section de conduit, formant canaux d’échange thermique. Dans cet exemple, le conduit formant canal d’échange thermique a une section circulaire d’un diamètre 28, qui peut être égal à 8,35 mm par exemple. Ici, une seule enveloppe est présente par conduit 4. Cette enveloppe peut par exemple être d’un diamètre 30 égal à 4 mm.

Les enveloppes à changement de phase 19 sont maintenues en position à l’intérieur des canaux d’échange thermique par des moyens de positionnement. Ces moyens de positionnement peuvent assurer, d’une part, un positionnement axial des enveloppes à changement de phase 19 dans les canaux d’échange thermique 4 et, d’autre part, un positionnement radial afin de maintenir les enveloppes dans une position telle que le fluide caloporteur interne circule au moins le long d’une portion de l’enveloppe, et de préférence tout autour des enveloppes 19 afin d’augmenter la surface de contact entre ce dernier et les enveloppes à changement de phase 19 et ainsi augmenter l’efficacité de l’échange thermique.

Les moyens de positionnement des enveloppes 19 peuvent être réalisés de sorte à prendre appui sur l’enveloppe et sur une paroi intérieure du canal dans lequel l’enveloppe est logée, et conformément à ce qui sera décrit dans les autres modes de réalisation de l’invention.

Dans ce qui va suivre, on décrira d’autres modes de réalisation de l’invention en se référant aux figures 5 à 8. Sur ces figures les éléments analogues à ceux des figures précédentes sont désignés par des références comportant des chiffres des unités et des dizaines identiques.

Aux figures 5 et 6, les conduits 604 formant canaux d’échange thermique sont de section circulaire, les moyens de positionnement des enveloppes 619 à l’intérieur des canaux d’échange thermique 604 comprennent deux organes de positionnement 632 agencés aux deux extrémités de l’enveloppe 619, chaque organe de positionnement 632 étant serti entre une extrémité 658 de l’enveloppe 619 et une extrémité 660 du conduit 604. Plus précisément, chaque organe de positionnement 632 comprend au moins deux, de préférence trois, pattes de centrage 662 de l’enveloppe 619 par rapport au canal d’échange thermique 604, ces pattes 662 étant reliées entre elles par un élément de liaison 664 décalé axialement par rapport aux extrémités 658 et 660 de l’enveloppe 658 et du conduit formant canal d’échange thermique 604 entre lesquelles l’organe est serti de façon à s’étendre à l’extérieur de l’enveloppe 619 et du canal d’échange thermique 604, chaque patte 662 comprenant un bossage d’immobilisation axiale 666 de l’enveloppe 619 par rapport au canal d’échange thermique 604, sur lequel l’extrémité du canal 604 est sertie. Les pattes de centrage 662 sont alors serrées contre le bouchon 626 de l’enveloppe 619 de façon à immobiliser axialement l’organe de positionnement 632 par rapport à l’enveloppe à changement de phase 619. Dans ce mode de réalisation, la longueur des enveloppes à changement de phase 619 est sensiblement égale à la longueur des conduits formant canaux d’échange thermique 604. Les deux font saillie par rapport à la plaque collectrice 616 vers l’intérieur de la plaque collectrice 618.

Lors du montage, on insère l’enveloppe 619 dans le conduit 604, puis on place l’organe de positionnement 632 à chaque extrémité du conduit. Enfin, on sertit chaque extrémité du conduit 604 sur les bossages d’immobilisation 666 présents sur chacune des pattes de centrage 662.

Ainsi, l’enveloppe 619 est maintenue dans le canal 604 parallèlement à l’axe principal X (voir figure 1) du canal d’échange thermique dans une position centrale permettant un écoulement uniforme du fluide caloporteur interne tout autour de l’enveloppe à changement de phase. De plus, l’entrée et la sortie des canaux d’échange thermique 604 du fluide caloporteur interne ne sont pas obturées par les organes de positionnement 632 du fait des espaces vides présents entre les pattes de centrages 662.

Selon un mode de réalisation possible, illustré à la figure 7, afin d’assurer le centrage chaque enveloppe à changement de phase 619 à l’intérieur du canal d’échange thermique 604 correspondant, les moyens de positionnement peuvent comprendre au moins un élément intermédiaire de centrage 668, par exemple un clip, positionné sur l’enveloppe entre les deux extrémités de cette enveloppe, par exemple tout les 60 mm sur le corps 624 de l’enveloppe à changement de phase. Cet élément est utilisé en complément des organes de positionnement 632 agencés aux extrémités de l’enveloppe. Il est également possible d’envisager que le centrage soit réalisé par d’autres éléments de centrage collés sur l’enveloppe à changement de phase ou encore par la présence de bossages sur le corps principal 624 des enveloppes à changement de phase 619. Les éléments de centrage intermédiaire 668 permettent de créer des turbulences lors du passage du fluide caloporteur interne dans les canaux d’échange thermique et par conséquent d’augmenter le transfert thermique.

Comme illustré à la figure 8, à la place des éléments intermédiaires de centrage, les moyens de positionnement peuvent comprendre un élément hélicoïdal 670 entourant l’enveloppe. A l’instar des éléments intermédiaire de centrage 668, cet élément hélicoïdal permet de maintenir l’enveloppe à changement de phase au centre du canal d’échange thermique 604 et de créer des turbulences dans l’écoulement du fluide caloporteur interne. L’élément hélicoïdal 670 peut être utilisé en complément des organes de positionnement 632 situés aux extrémités des enveloppes. Alternativement, l’élément hélicoïdal 670 peut assurer simultanément le positionnement axial et le centrage. En effet, ce dernier est maintenu comprimé entre la paroi interne du conduit formant canal d’échange thermique 604 et la paroi externe de l’enveloppe à changement de phase 619. Cette compression empêche l’enveloppe de sortir du canal et assure le centrage de cette dernière. Dans le cas de l’utilisation d’un élément hélicoïdal seul, les enveloppes à changement de phase peuvent s’étendre en saillie dans chacun des collecteur afin d’augmenter la surface de contact entre le fluide caloporteur interne.

L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation présentés et d'autres modes de réalisation apparaîtront clairement à l'homme du métier.

Il est notamment possible que les conduits formant canaux d’échange thermique aient une section de forme générale oblongue et comprenant trois portions élargies, comme représenté à la figure 15. La longueur de la section est alors de 12,06 mm et sa largeur moyenne est de 1,69 mm. La section de l’enveloppe à changement de phase est alors de 1,1 mm.

En outre, l’échangeur thermique sur lequel se base les exemples précités est un radiateur destiné au refroidissement d’un moteur. Toutefois, l’invention peut s’appliquer à tout type d’échangeur basse et haute température tels que les refroidisseurs d’air de suralimentation ou autre.

Claims

REVENDICATIONS

Echangeur thermique (602) comprenant :

- une boite collectrice d’entrée (18),

- une boite collectrice de sortie (18),

- des canaux d’échange thermique (4) raccordant les deux boites collectrices (18), les canaux (4) et boites collectrices (18) formant un circuit de circulation d’un fluide caloporteur interne,

- au moins une enveloppe (19), dite à changement de phase, de forme générale tubulaire encapsulant un matériau à changement de phase (20) logée dans au moins un canal d’échange thermique,

- au moins un moyen de positionnement (632 ; 668 ; 670) de l’enveloppe dans le canal d’échange thermique, caractérisé en ce que l’au moins un moyen de positionnement prend appui sur l’enveloppe (19) et sur une paroi intérieure du canal dans lequel l’enveloppe est logée.

Echangeur thermique selon la revendication précédente, dans lequel les moyens de positionnement comprennent deux organes de positionnement (632) agencés aux deux extrémités de l’enveloppe (619), chaque organe de positionnement étant serti entre une extrémité de l’enveloppe (658) et une extrémité de la paroi intérieure du canal d’échange thermique (660).

Echangeur thermique selon la revendication précédente, dans lequel chaque organe de positionnement (632) comprend au moins deux, de préférence trois, pattes de centrage (662) de l’enveloppe par rapport au canal d’échange thermique (604), ces pattes étant reliées entre elles par un élément de liaison (664) décalé axialement par rapport aux extrémités de l’enveloppe et du canal d’échange thermique entre lesquelles l’organe est serti, de façon à s’étendre à l’extérieur de l’enveloppe et du canal d’échange thermique, chaque patte comprenant un bossage d’immobilisation axiale (666) de l’enveloppe par rapport au canal d’échange thermique, sur lequel l’extrémité du canal est sertie.

Echangeur thermique selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les moyens de positionnement comprennent au moins un élément intermédiaire de centrage (668), par exemple un clip, positionné sur l’enveloppe (619) entre les deux extrémités de cette enveloppe.

5. Echangeur thermique selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel les moyens de positionnement comprennent un élément hélicoïdal (670) entourant l’enveloppe (619).

6. Echangeur thermique selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le canal d’échange thermique (4 ; 604) contenant l’enveloppe présente une section choisie parmi une section de forme générale ronde, ovale, et oblongue.

7. Echangeur thermique selon l’une quelconque des revendications précédentes, l’échangeur étant du type mécanique ou du type brasé.

8. Echangeur thermique selon l’une quelconque des revendications précédentes,

15 dans lequel l’enveloppe (19) a une section circulaire dont le diamètre externe maximal (22) est compris entre 1 mm et 8 mm.

9. Echangeur thermique selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’enveloppe (19) a une épaisseur comprise entre 50 et 500 pm, de

20 préférence égale à 200 pm.

10. Echangeur thermique selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les moyens de positionnement sont configurés de telle sorte que l’enveloppe soit centrée au sein du canal d’échange thermique.
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