FR3082295A1 - Echangeur de chaleur de vehicule automobile - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un échangeur de chaleur de véhicule automobile, notamment un radiateur ou un condenseur, comportant : - une pluralité de tubes (1), notamment de tubes extrudés, dans lesquels peut circuler un fluide caloporteur, - une pluralité d'ailettes (20) disposées entre les tubes, notamment en contact avec ces tubes, échangeur dans lequel l'une au moins des ailettes (20), notamment la plupart des ailettes ou toutes les ailettes, comporte un groupe de persiennes amont (31) et un groupe de persiennes aval (32), ces persiennes (23 ;25) définissant des passages (33) pour un écoulement d'air du groupe amont (31) vers le groupe aval (32), et le nombre (N1) de persiennes (23) dans le groupe de persiennes amont (31) est différent du, de préférence strictement supérieur au, nombre (N2) de persiennes (25) dans le groupe de persiennes en aval (32).
Description
Echangeur de chaleur de véhicule automobile
L’invention concerne un échangeur de chaleur de véhicule automobile, notamment un radiateur ou un condenseur.
Il est connu de fournir des échangeurs de chaleur avec des ailettes pour améliorer le transfert de chaleur.
Par exemple la demande de brevet DE102009021177 décrit une ailette comportant une plaque de nervure avec plusieurs flancs de nervure s'étendant sensiblement dans une direction d'écoulement géométrique. Un flanc de nervure comporte plusieurs persiennes disposées séquentiellement dans la direction de l'écoulement. Les trous traversants multiples sont formés avec une plus grande hauteur que les flancs des nervures.
L’invention vise à améliorer ce type d’ailettes dans les échangeurs de chaleur.
L’invention a pour objet un échangeur de chaleur de véhicule automobile, comportant :
- une pluralité de tubes, notamment de tubes extrudés, dans lesquels peut circuler un fluide caloporteur,
- une pluralité d’ailettes disposées entre les tubes, notamment en contact avec ces tubes, échangeur dans lequel l’une au moins des ailettes, notamment la plupart des ailettes ou toutes les ailettes, comporte un groupe de persiennes amont et un groupe de persiennes aval, ces persiennes définissant des passages pour un écoulement d’air du groupe amont vers le groupe aval, et le nombre de persiennes dans le groupe de persiennes amont est différent du, de préférence strictement supérieur au, nombre de persiennes dans le groupe de persiennes en aval.
L’invention est particulièrement avantageuse dans la mesure où la perte de charge est réduite au niveau du groupe de persiennes aval. Selon les nombres de persiennes amont et aval, il est notamment possible de réduire d’environ 10% la perte de charge externe. Ceci est possible notamment grâce à un nombre moindre d’e persiennes et donc de bords d’attaque dans le groupe aval. Notamment il est possible d’évacuer l’air chaud plus facilement lorsque l’air qui circule au contact des tubes se réchauffe, l’air plus chaud étant plus dilaté que l’air moins chaud ou l’air froid.
La réduction de pertes de charge permet de réduire positivement la consommation de carburant.
La réduction de pertes de charge permet de réduire la surface d’entrée d’air devant et sous le capot véhicule, c’est aussi de réduire le coefficient de pénétration dans l’air, permettant donc de réduire positivement la consommation de carburant, et donc la réduction de CO2.
Selon un aspect de l’invention, le nombre de persiennes dans le groupe de persiennes amont est strictement supérieur au nombre de persiennes dans le groupe de persiennes en aval avec une différence d’au moins de 2 voire 5 persiennes.
Selon un aspect de l’invention, le nombre de bords d’attaque de persiennes dans le groupe amont est plus élevé que le nombre de bords d’attaque de persiennes du groupe aval.
Selon un aspect de l’invention, l’espace entre deux persiennes voisines dans le groupe amont est plus petit que l’espace entre deux persiennes voisines dans le groupe aval.
Selon un aspect de l’invention, la longueur projetée sur l’axe de l’une des persiennes dans le groupe amont et celle de l’une des persiennes dans le groupe aval sont différentes.
Selon un aspect de l’invention, chaque ailette comprend plusieurs parties planes ayant une forme de plaque plane, et de multiples parties incurvées de jonction reliant deux des parties planes.
Selon un aspect de l’invention, chaque ailette comprend plusieurs persiennes formées sur la partie plane.
Selon un aspect de l’invention, chaque partie plane comporte une région centrale centrale qui est une partie dans laquelle une direction d'écoulement de l'air s'écoulant au voisinage de la partie plane est changée.
Selon un aspect de l’invention, la direction d'inclinaison des persiennes est différente entre un côté amont de la région et un côté aval de la région.
L’invention a encore pour objet une ailette comportant un groupe de persiennes amont et un groupe de persiennes aval, ces persiennes définissant des passages pour un écoulement d’air du groupe amont vers le groupe aval, et le nombre de persiennes dans le groupe de persiennes amont est différent du, de préférence strictement supérieur au, nombre de persiennes dans le groupe de persiennes en aval.
L’invention sera mieux comprise et d’autres détails, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d’exemple non limitatif en référence au dessin annexé dans lequel :
- la figure 1 illustre, schématiquement et partiellement, un échangeur de chaleur selon un exemple de réalisation de l’invention,
- la figure 2 à 4 illustrent, schématiquement et partiellement, différentes vues d’une ailette de l’échangeur de la figure 1.
On a représenté sur la figure 1 un échangeur de chaleur 100, pouvant être un condenseur ou un radiateur de véhicule automobile, qui comprend des tubes 1 à travers lesquels circule un fluide caloporteur, par exemple un réfrigérant. Chaque tube 1 a, en section transversale, une forme extérieure sensiblement ovale. Les tubes 1 sont disposés parallèles entre eux suivant une direction X1.
La direction X1 est perpendiculaire à la direction d'écoulement d'air FX qui traverse l’échangeur 100.
Les tubes 1 sont espacés le long d’une direction X2.
Chacun des tubes 1 comporte une paire de parois extérieures planes 2 et 3 exposées à un passage d’air.
Les parois planes 2 et 3 sont opposées l'une à l'autre dans le la direction d'empilement X2 des tubes 1.
Les parois planes 2 et 3 peuvent être agencées pour être parallèles entre elles.
L’échangeur 100 comprend en outre des ailettes 20 dont chacune a une forme ondulée et qui est prévue dans un passage d'air entre deux tubes voisins 1.
Chaque ailette 20 vient en contact avec la paroi plane 2 ;3 d'un tube 1 d'un côté de l'ailette 20, et une paroi plane 2 ;3 d'un autre tube 1 de l'autre côté de l'ailette 2.
Les ailettes 2 sont utilisées comme éléments de transfert de chaleur qui favorisent l'échange de chaleur entre l'air et le réfrigérant en augmentant une zone de transfert de chaleur entre elles
Le radiateur comprend en outre une paire de collecteurs 4 situés aux deux extrémités des tubes 1 dans la direction longitudinale X1 des tubes 1. Les collecteurs 4 s'étendent dans la direction d'empilement X2 et communiquent avec les tubes 1.
Chaque collecteur 4 comprend une plaque centrale 5 à travers laquelle les tubes 1 s'étendent pour être fixés à un réservoir 6 respectif.
La plaque centrale 5 est réalisée par exemple en métal et une paroi 7 du collecteur 4 par exemple en plastique.
L'un des collecteurs 4 qui distribue le réfrigérant aux tubes 1 est appelé collecteur d'admission, et l'autre des collecteurs 4 qui recueille le réfrigérant s'écoulant des tubes 1 est appelé collecteur de sortie.
Des entrée et sortie de fluide caloporteur, non représentées, sont prévues respectivement sur les collecteurs 4.
Comme montré sur la figure 2, chaque ailette 20 comprend plusieurs parties planes 21 ayant une forme de plaque plane, et de multiples parties incurvées de jonction 22 reliant deux des parties planes 21.
Les parties planes 21 et les parties incurvées de jonction 22 sont disposées alternativement de sorte à donner à l’ailette 20 une forme ondulée dans son ensemble.
Les parties incurvées de jonction 22 sont reliées aux tubes 1, et chaque ailette 20 est ainsi reliée à deux des tubes 1 voisins via ces parties de jonction 22.
La chaleur est transférable entre les tubes 1 et les ailettes 20.
L'ailette ondulée 20 est obtenue en formant par roulage un mince élément de plaque métallique.
Les portions incurvées 22 de l'ailette 20 sont reliées aux parois planes 2 ; 3 du tube 1 par brasage, par exemple.
Comme illustré sur les figures 3 et 4, chaque ailette 20 comprend plusieurs persiennes formées sur la partie plane 21.
Les persiennes sur la partie plane 21 sont rangées en deux groupes, à savoir les persiennes 23 et les persiennes 25. Le groupe 31 de persiennes 23 est un groupe amont et le groupe 32 de persiennes 25 est un groupe aval, lorsque l’on prend en compte le sens découlement d’air qui circule à travers l’échangeur 100. Autrement dit, l’air vient d’abord en contact avec le groupe 31 de persiennes puis avec le groupe 32 de persiennes.
Les persiennes 23 ; 25 sont obtenues en coupant une partie de la partie plane 21 et en soulevant la partie découpée de la partie plane 21.
Les persiennes 23 ;25 sont inclinées à partir de la partie plane 21 suivant un angle prédéterminé lorsque les persiennes 23 sont vues dans la direction d'empilement des tubes X2.
L’angle d’inclinaison des persiennes est A1 pour le groupe 31.
L’angle d’inclinaison des persiennes est A2 pour le groupe 32.
Dans l’exemple décrit, l’angle A1 est égal à l’angle A2.
Un passage d’air 33 est prévu entre chaque deux persiennes 23 voisines, de sorte que l'air puisse s'écouler à travers le passage 33.
Une partie d'extrémité amont 40 de la partie plane 21 dans la direction d'écoulement d'air est une partie plane située sur un côté amont du groupe de persiennes amont 32.
De la même manière, une partie d'extrémité aval 41 de la partie plane 21 est une partie plane aval 25 où aucune persienne n'est prévue.
Chaque partie plane 21 comporte une région centrale 44 centrale qui est une partie dans laquelle une direction d'écoulement de l'air s'écoulant au voisinage de la partie plane 21 est changée.
En d'autres termes, la région centrale 44 est prévue entre les groupes de persiennes amont 31 et aval 32.
La direction d'inclinaison des persiennes 23 ;25 est différente entre un côté amont de la région 44 et un côté aval de la région 44. Ainsi il y a un changement de direction entre les groupes amont et aval.
La région 44 présente une surface sensiblement parallèle à la direction d'écoulement d'air FX.
Une ailette d'extrémité amont 28, qui est l’ailette située le plus en amont dans la direction d'écoulement d'air FX, est connectée à la partie d’extrémité amont 40.
Une ailette d'extrémité aval 29, qui est l’ailette située le plus en aval dans la direction d'écoulement d'air FX, est reliée à la partie d’extrémité aval 41.
Le nombre N1 de persiennes 23 dans le groupe de persiennes amont 31 est différent du nombre N2 de persiennes 25 dans le groupe de persiennes en aval 32.
Dans l’exemple décrit, le nombre N1 est égal à 13.
Dans l’exemple décrit, le nombre N2 est égal à 9.
L’ailette est donc dissymétrique par rapport à la région centrale 44.
Le pas des persiennes dans le premier groupe 31 et le pas dans le deuxième groupe 32 sont différents.
La longueur projetée L1 sur l’axe FX de l’une des persiennes dans le groupe amont 31 et celle L2 de l’une des persiennes dans le groupe aval 32 sont différentes.
Dans l’exemple décrit, L2 est plus grand que L1.
L’espace E1 entre deux persiennes voisines dans le groupe amont est plus petit que l’espace E2 entre deux persiennes voisines dans le groupe aval 32. Ainsi les passages d’air 33 sont plus nombreux et plus petits dans le groupe amont 31 que dans le groupe aval 32.
Les persiennes sont identiques et régulièrement espacées dans leur groupe respectif.
Les persiennes 23 du groupe amont 31 présentent chacune un bord d’attaque 51.
Les persiennes 25 du groupe aval 32 présentent chacune un bord 10 d’attaque 52.
On constate que le nombre de bords d’attaque 51 est plus élevé que le nombre de bords d’attaque 52 du groupe aval 32.
L’échangeur 100 peut être un échangeur multi-passes.
Claims (10)
- REVENDICATIONS1. Echangeur de chaleur de véhicule automobile, notamment un radiateur ou un condenseur, comportant :-une pluralité de tubes (1), notamment de tubes extrudés, dans lesquels peut circuler un fluide caloporteur,- une pluralité d’ailettes (20) disposées entre les tubes, notamment en contact avec ces tubes, échangeur dans lequel l’une au moins des ailettes (20), notamment la plupart des ailettes ou toutes les ailettes, comporte un groupe de persiennes amont (31) et un groupe de persiennes aval (32), ces persiennes (23 ; 25) définissant des passages (33) pour un écoulement d’air du groupe amont (31 ) vers le groupe aval (32), et le nombre (N1 ) de persiennes (23) dans le groupe de persiennes amont (31) est différent du, de préférence strictement supérieur au, nombre (N2) de persiennes (25) dans le groupe de persiennes en aval (32).
- 2. Echangeur selon la revendication précédente, dans lequel le nombre (N1) de persiennes (23) dans le groupe de persiennes amont (31) est strictement supérieur au nombre (N2) de persiennes (25) dans le groupe de persiennes en aval (32) avec une différence d’au moins de 2 voire 5 persiennes.
- 3. Echangeur selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le nombre de bords d’attaque (51) de persiennes dans le groupe amont est plus élevé que le nombre de bords d’attaque (52) de persiennes du groupe aval (32).
- 4. Echangeur selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’espace (E1) entre deux persiennes voisines dans le groupe amont (31) est plus petit que l’espace (E2) entre deux persiennes voisines dans le groupe aval (32).
- 5. Echangeur selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la longueur projetée (L1) sur l’axe (FX) de l’une des persiennes dans le groupe amont (31) et celle (L2) de l’une des persiennes dans le groupe aval (32) sont différentes.
- 6. Echangeur selon l’une des revendications précédentes, dans lequel chaque ailette (20) comprend plusieurs parties planes (21) ayant une forme de plaque plane, et de multiples parties incurvées de jonction (22) reliant deux des parties planes (21).
- 7. Echangeur selon la revendication précédente, dans lequel chaque ailette (20) comprend plusieurs persiennes formées sur la partie plane (21).
- 8. Echangeur selon la revendication précédente, dans lequel chaque partie plane (21) comporte une région centrale (44) centrale qui est une partie dans laquelle une direction d'écoulement de l'air s'écoulant au voisinage de la partie plane (21) est changée.
- 9. Echangeur selon la revendication précédente, dans lequel la direction d'inclinaison des persiennes (23 ; 25) est différente entre un côté amont de la région (44) et un côté aval de la région (44).
- 10. Ailette (20) comportant un groupe de persiennes amont (31) et un groupe de persiennes aval (32), ces persiennes (23 ; 25) définissant des passages (33) pour un écoulement d’air du groupe amont (31) vers le groupe aval (32), et le nombre (N1) de persiennes (23) dans le groupe de persiennes amont (31) est différent du, de préférence strictement supérieur au, nombre (N2) de persiennes (25) dans le groupe de persiennes en aval (32).
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