WO2003001134A1 - Echangeur de chaleur, en particulier evaporateur, a performances ameliorees - Google Patents

Echangeur de chaleur, en particulier evaporateur, a performances ameliorees Download PDF

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WO2003001134A1
WO2003001134A1 PCT/FR2002/002183 FR0202183W WO03001134A1 WO 2003001134 A1 WO2003001134 A1 WO 2003001134A1 FR 0202183 W FR0202183 W FR 0202183W WO 03001134 A1 WO03001134 A1 WO 03001134A1
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WO
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heat exchanger
longitudinal
exchanger according
fluid
pockets
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Application number
PCT/FR2002/002183
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Inventor
Frédéric Bousquet
Sylvain Moreau
Jean-Michel Bouzon
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Valeo Climatisation
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Priority to EP02764927A priority patent/EP1399702B1/fr
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/026—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits
    • F28F9/027—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits in the form of distribution pipes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-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
    • F28D1/02—Heat-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
    • F28D1/03—Heat-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 with plate-like or laminated conduits
    • F28D1/0308—Heat-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 with plate-like or laminated conduits the conduits being formed by paired plates touching each other
    • F28D1/0325—Heat-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 with plate-like or laminated conduits the conduits being formed by paired plates touching each other the plates having lateral openings therein for circulation of the heat-exchange medium from one conduit to another
    • F28D1/0333—Heat-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 with plate-like or laminated conduits the conduits being formed by paired plates touching each other the plates having lateral openings therein for circulation of the heat-exchange medium from one conduit to another the plates having integrated connecting members
    • F28D1/0341—Heat-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 with plate-like or laminated conduits the conduits being formed by paired plates touching each other the plates having lateral openings therein for circulation of the heat-exchange medium from one conduit to another the plates having integrated connecting members with U-flow or serpentine-flow inside the conduits

Definitions

  • Heat exchanger in particular evaporator. improved performance
  • the invention relates to heat exchangers, in particular for motor vehicles.
  • a heat exchanger for the heat exchange between a first fluid and a second fluid, comprising a stack of pockets mutually aligned in a longitudinal direction and having two manifolds mutually juxtaposed in a lateral direction, each formed by the alignment, in the longitudinal direction, of inlet or outlet chambers belonging respectively to the different pockets, the manifolds being subdivided as a whole into at least three connecting pipes, and into which the first fluid is injected into a upstream connection by a longitudinal pipe which passes through an end face of the heat exchanger, remote from the upstream connection pipe and at least one other connection pipe formed by other pockets.
  • the pockets define a path for the first fluid between an upstream connection pipe adjacent to a first longitudinal end of the stack and a downstream connection pipe adjacent to the second longitudinal end of the stack, passing alternately from a connection belonging to one of the manifolds to a connecting pipe belonging to the other manifold, by means of U-shaped paths, each of which connects the inlet and outlet chambers of the same pocket.
  • the upstream and downstream connecting pipes are connected to inlet and outlet passages provided at one of said longitudinal ends, one directly and the other by means of the abovementioned longitudinal tube. This tubing crosses the openings of the connecting pipe or pipes interposed between this same end and said other connecting pipe.
  • Such heat exchangers are commonly used as evaporators in air conditioning systems for the passenger compartment of vehicles.
  • the pockets are each formed from two pressed sheet metal plates in the form of bowls, the concavities of which face towards one another and which are mutually tightly connected at their periphery, the inlet and outlet chambers being delimited. by regions of cuvettes of greater depth than the remaining regions, so as to reserve between two neighboring pockets, opposite said remaining regions, an interval for the passage of the second fluid in the lateral direction, and said openings being formed in the bottoms cuvettes, which are in sealed mutual contact around the openings.
  • the two bowls of each pocket are also tightly connected in a central region of their width and over a substantial fraction of their length from a first end edge, the two branches of said U-shaped path extending from on either side of said central zone, as well as said regions of greater depth of the bowls, disposed in the vicinity of said first end edge.
  • tubing longitudinal also called pipette
  • pipette has a circular cross section, as taught by the publication EP 0 911 595.
  • One of the aims of the invention is to further improve the operating characteristics of these exchangers.
  • the invention provides a heat exchanger of the type defined in the introduction, in which the longitudinal tube has a generally oblong cross section, the largest dimension of which is parallel to the largest dimension of the pockets.
  • this longitudinal tubing due to its oblong cross section, improves the passage of the first fluid and can, moreover, be positioned so as not to partially block the chambers defined in the pockets.
  • the longitudinal tubing adapts better to the shape of the manifolds in the case where the plates have a small width (in the lateral direction), typically less than 60 mm.
  • the cross section of the longitudinal tubing is generally oval in shape.
  • the longitudinal tubing is secured to an end box which covers said end face.
  • the end box has a first cavity provided with an opening into which the longitudinal pipe opens and a second cavity provided with an opening opening in a downstream connection pipe adjacent to said end of the heat exchanger.
  • the end box receives a shaped plate defining an inlet nozzle communicating with the first cavity and an outlet nozzle communicating with the second cavity.
  • the longitudinal tubing is crimped to the edges of the opening of the first cavity.
  • the longitudinal tubing crosses in leaktight manner an intermediate partition which separates the upstream connecting pipe from an adjacent connecting pipe traversed by the longitudinal tubing.
  • the adjacent connecting pipe extends to the end face of the heat exchanger.
  • the longitudinal tubing is brazed to the outer edge of the openings which connect the pockets two by two.
  • the longitudinal and lateral directions are substantially horizontal and the manifolds are arranged at the upper part of the exchanger.
  • FIG. 1 is a partial view of a heat exchanger according to the invention, in section along line I-I of Figure 2;
  • FIG. 2 is a top view of the heat exchanger, in section along line II-II of Figure 1;
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the longitudinal tubing of the heat exchanger of Figures 1 and 2;
  • FIG. 5 is a perspective view showing a set of longitudinal tubing-end box suitable for forming part of the heat exchanger of Figures 1 and 2.
  • the heat exchanger shown in the drawings is a evaporator for an air conditioning device in the passenger compartment of a motor vehicle. It comprises a multiplicity of pockets 1 mutually stacked in a substantially horizontal longitudinal direction, and each formed from two pressed sheet plates in the form of bowls 2 and 3. The latter are identical to each other and have their concavities facing one towards the other. 'other, respectively towards second and first longitudinal ends 5, 4 of the stack.
  • Each bowl has a peripheral edge 6 located in a vertical plane, and the peripheral edges 6 of the two bowls forming a pocket are mutually assembled in a fluid-tight manner, by brazing, to delimit the interior volume of the pocket.
  • Each bowl also has, at its upper part, two regions 7 of greater depth than that of the remaining region 8, the latter occupying most of the height of the bowl, below the regions 7 ( Figure 2 ). These two regions of greater depth of each bowl, juxtaposed from the left to the right of the figures, define in each pocket an inlet chamber and an outlet chamber for a first fluid, here the refrigerant.
  • each pocket is separated from each other by a sealed junction zone 9 between the two bowls at half the width of the pocket, this junction zone connecting to the edge 6 at the upper end 10 of the pocket and extending down to the vicinity of the lower end of the pocket so as to define therein, facing regions 8 of the bowls, a U-shaped path for the fluid between the inlet chamber and the outlet chamber ( Figure 2).
  • each bowl is crossed, in each of the regions 7 of greater depth, by an opening 11 and the bottoms facing one another by a bowl 2 and a adjacent cup 3 are mutually tightly bonded around the openings, by brazing.
  • the alignment of the inlet / outlet chambers located on the left side of the figures forms a manifold 16, and the alignment of the inlet / outlet chambers located on the right side forms a manifold 17 ( Figure 1).
  • the manifold 16 is subdivided by a transverse partition 18 into a connecting pipe 12 extending from this partition at the end 4 of the stack and a connecting pipe 14 extending from the partition to the end 5.
  • a transverse partition 19 further from the end 4 than the partition 18, separates the manifold 17 into a connection pipe 13 adjacent to the end 4 and a connection pipe 15 adjacent to the end 5.
  • An end plate 20 is brazed to the bottom of the bowl 3 located at the end 4 of the stack, while an end box 21 (see also Figures 4 and 5) is brazed to the bottom of the bowl 3 located at the end 5 of the stack.
  • an end box 21 is brazed to the bottom of the bowl 3 located at the end 5 of the stack.
  • the inlet / outlet chambers forming the same connecting pipe communicate with each other through the openings 11 of the bowls 2, 3.
  • the end box 21 has an opening 23 which opens into the connecting pipe 15, so as to put the latter in communication with the downstream part of the circuit.
  • the refrigerant enters the connecting line 12 through the longitudinal tube 22, then passes into the connecting line 13, taking in parallel the U-shaped paths of a first group of pockets. It is then transferred to the connecting pipe 14, via the U-shaped paths of a second group of pockets, then to the connecting line 15, via the U-shaped paths of a third and last group. of pockets.
  • the fluid finally leaves the evaporator through the outlet opening 23.
  • the fluid receives heat from an air flow which passes through the evaporator horizontally from right to left , according to arrow FI, passing through the intervals which separate the pockets facing regions 8 of the bowls.
  • the tubing 22 has a cross section of oblong shape, in the example of oval shape ( Figure 3), the largest dimension of which is parallel to the largest dimension of the pockets. This means that the largest dimension of the oval section is vertical if we consider Figure 1.
  • the tubing 22 is offset relative to the center of the openings 11 of the bowls which define the manifold 16.
  • the tubing is offset towards the outside, here to the left, that is to say say downstream with respect to the air flow FI.
  • the outline of each opening 11 has an oval shape and is composed of two horizontal straight line segments 30 and two arcs of a circle 31 whose concavities are turned towards each other and which are connected to the segments 30 ( Figure 1).
  • the tubing 22 comes to rest on one of the two arcs of a circle 31 (the one situated towards the left) on the edge of the openings which it crosses, and it is brazed to this edge over the entire length of the arc of circle 31 located on the left.
  • the largest dimension of the cross section of the tubing 22 is perpendicular to the largest dimension of the opening 11 ( Figure 1).
  • the longitudinal tube 22 is secured to the end box 21 which covers the end face 5 of one evaporator.
  • This end box 21 comprises a first cavity 32 provided with an opening 33 of oval shape into which the longitudinal tube 22 opens.
  • the longitudinal tube 22 is crimped to the edges of this opening 33.
  • the end box 21 comprises a second cavity 34 in which the abovementioned opening 23 is formed, which opens into the downstream connecting pipe 15.
  • the end box 21 here has a double bowl shape which is similar to that of a plate 2.
  • This end box 21 receives a shaped plate 35 (FIGS. 2 and 4) which defines an inlet nozzle 36 communicating with the cavity 32 and therefore with the tubing 22, and an outlet nozzle 37 communicating with the second cavity 34, therefore with the outlet opening 23.
  • the longitudinal pipe can be brazed to the edges of an opening 11 which communicates the upstream connection pipe 12 with an adjacent connection pipe 14, which is crossed by this longitudinal pipe.
  • This adjacent connecting pipe 14 extends to the end face 5 of the heat exchanger.
  • longitudinal tube 22 is brazed on the outer edge of the openings 11 which communicate the pockets two by two.
  • the longitudinal and lateral directions of the exchanger are substantially horizontal, while the manifolds 16 and 17 are arranged at the top of the exchanger ( Figure 1). It has been found that, thanks to the oblong shape of the cross section of the longitudinal pipe, the performance of the heat exchanger, in this case of the evaporator, is improved.
  • the passage of the fluid is thus improved by limiting the internal pressure drop and by increasing the performance.
  • the longitudinal tubing thanks to its oblong shape, can be positioned so as not to partially block the channels and it adapts better to the shape of the boxes.
  • the arrangement according to the invention also improves the homogeneity of the heat exchange in the volume of one evaporator, and consequently the homogeneity of the temperature distribution within the air flow leaving it, with attenuation of the phenomena of hot spots and cold spots.
  • the cross section of the tubing may have an oblong shape different from an oval shape, for example an elliptical, rectangular shape, etc.
  • the invention finds particular application to the production of evaporators for vehicle air conditioning systems.

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Abstract

Un échangeur de chaleur pour l'échange de chaleur entre un premier fluide et un second fluide comprend un empilement de pochettes (1) mutuellement alignées dans une direction longitudinale et présentant deux boites collectrices (16, 17) mutuellement juxtaposées dans une direction latérale. Le premier fluide est injecté dans une conduite de liaison amont (12) par une tubulure longitudinale (22) qui traverse une face d'extrémité (5) de l'échangeur de chaleur, éloignée de la conduite de liaison amont, et au moins une autre conduite de liaison (14). Cette tubulure longitudinale présente une section transversale de forme générale oblongue dont la plus grande dimension est parallèle a la plus grande dimension des pochettes. L'échangeur de chaleur peut être réalisé notamment sous la forme d'un évaporateur pour un dispositif de climatisation de l'habitacle d'un véhicule.

Description

Echangeur de chaleur, en particulier évaporateur. à performances améliorées
L'invention se rapporte aux échangeurs de chaleur, notamment pour véhicules automobiles.
Elle concerne plus particulièrement un echangeur de chaleur pour l'échange de chaleur entre un premier fluide et un second fluide, comprenant un empilement de pochettes mutuellement alignées dans une direction longitudinale et présentant deux boîtes collectrices mutuellement juxtaposées dans une direction latérale, formées chacune par l'alignement, dans la direction longitudinale, de chambres d'entrée ou de sortie appartenant respectivement aux différentes pochettes, les boîtes collectrices étant subdivisées dans leur ensemble en au moins trois conduites de liaison, et dans lequel le premier fluide est injecté dans une conduite de liaison amont par une tubulure longitudinale qui traverse une face d'extrémité de l'échangeur de chaleur, éloignée de la conduite de liaison amont et au moins une autre conduite de liaison formée par d'autres pochettes.
On connaît déjà, en particulier d'après EP 0 911595, un echangeur de chaleur de ce type, dans lequel les conduites de liaison qui appartiennent à une même boîte collectrice se succèdent dans la direction longitudinale et ne communiquent pas directement entre elles, tandis que dans chaque conduite de liaison les chambres d'entrée ou de sortie communiquent mutuellement par des ouvertures ménagées dans les parois des pochettes.
Les pochettes définissent un parcours pour le premier fluide entre une conduite de liaison amont adjacente à une première extrémité longitudinale de l'empilement et une conduite de liaison aval adjacente à la seconde extrémité longitudinale de l'empilement, en passant alternativement d'une conduite de liaison appartenant à l'une des boîtes collectrices à une conduite de liaison appartenant à l'autre boîte collectrice, par l'intermédiaire de trajets en U dont chacun relie entre elles les chambres d'entrée et de sortie d'une même pochette. Les conduites de liaison amont et aval sont reliées à des passages d'entrée et de sortie prévus à l'une desdites extrémités longitudinales, l'une directement et l'autre par l'intermédiaire de la tubulure longitudinale précitée. Cette tubulure traverse les ouvertures de la ou des conduites de liaison interposées entre cette même extrémité et ladite autre conduite de liaison.
De tels échangeurs de chaleur sont couramment utilisés en tant qu'évaporateurs dans des dispositifs de climatisation de l'habitacle des véhicules.
Les pochettes sont formées chacune de deux plaques de tôle embouties en forme de cuvettes, dont les concavités sont tournées l'une vers l'autre et qui sont mutuellement reliées de façon étanche à leur périphérie, les chambres d'entrée et de sortie étant délimitées par des régions des cuvettes de plus grande profondeur que les régions restantes, de façon à réserver entre deux pochettes voisines, en regard desdites régions restantes, un intervalle pour le passage du second fluide dans la direction latérale, et lesdites ouvertures étant ménagées dans les fonds des cuvettes, qui sont en contact mutuel étanche autour des ouvertures.
Les deux cuvettes de chaque pochette sont en outre reliées de façon étanche en une zone médiane de leur largeur et sur une fraction notable de leur longueur à partir d'un premier bord d'extrémité, les deux branches dudit trajet en U s 'étendant de part et d'autre de ladite zone médiane, ainsi que lesdites régions de plus grande profondeur des cuvettes, disposées au voisinage dudit premier bord d'extrémité.
Dans les échangeurs de chaleur connus de ce type, la tubulure longitudinale, encore appelée pipette, possède une section transversale circulaire, comme enseigné par la publication EP 0 911 595.
L'un des buts de l'invention est d'améliorer encore les caractéristiques de fonctionnement de ces échangeurs .
Elle vise aussi à améliorer le passage du premier fluide ainsi que l'équilibrage de l'échangeur de chaleur.
L'invention propose à cet effet un echangeur de chaleur du type défini en introduction, dans lequel la tubulure longitudinale présente une section transversale de forme générale oblongue dont la plus grande dimension est parallèle à la plus grande dimension des pochettes.
Il a été constaté que cette tubulure longitudinale, en raison de sa section transversale oblongue, améliore le passage du premier fluide et peut, en outre, être positionnée de façon à ne pas obturer partiellement les chambres définies dans les pochettes. En outre, grâce à cette forme particulière, la tubulure longitudinale s'adapte mieux à la forme des boîtes collectrices dans le cas où les plaques ont une faible largeur (dans la direction latérale), typiquement inférieure à 60 mm.
Des caractéristiques optionnelles de l'invention, complémentaires ou alternatives, sont énoncées ci-après :
- La section transversale de la tubulure longitudinale est de forme générale ovale.
- La tubulure longitudinale est solidaire d'une boîte d'extrémité qui coiffe ladite face d'extrémité.
- La boîte d'extrémité comporte une première cavité munie d'une ouverture dans laquelle débouche la tubulure longitudinale et une deuxième cavité munie d'une ouverture débouchant dans une conduite de liaison aval adjacente à ladite extrémité de l'échangeur de chaleur. - La boîte d'extrémité reçoit une plaque conformée définissant un embout d'entrée communiquant avec la première cavité et un embout de sortie communiquant avec la deuxième cavité. - La tubulure longitudinale est sertie aux bords de l'ouverture de la première cavité.
- La tubulure longitudinale traverse de manière étanche une cloison intermédiaire qui sépare la conduite de liaison amont d'une conduite de liaison adjacente traversée par la tubulure longitudinale.
- La conduite de liaison adjacente s'étend jusqu'à la face d'extrémité de l'échangeur de chaleur.
- La tubulure longitudinale est brasée sur le bord extérieur des ouvertures qui font communiquer les pochettes deux à deux.
- Les directions longitudinale et latérale sont sensiblement horizontales et les boîtes collectrices sont disposées à la partie supérieure de l'échangeur.
Dans la description qui suit, faite seulement à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels :
- la Figure 1 est une vue partielle d'un echangeur de chaleur selon l'invention, en coupe selon la ligne I-I de la Figure 2 ;
- la Figure 2 est une vue de dessus de l'échangeur de chaleur, en coupe selon la ligne II-II de la Figure 1 ;
- la Figure 3 est une vue en coupe transversale de la tubu- lure longitudinale de l'échangeur de chaleur des Figures 1 et 2 ;
- la Figure 4 est un détail à échelle agrandie de la figure
2; et
- la Figure 5 est une vue en perspective montrant un ensem- ble tubulure longitudinale-boîte d'extrémité propre à faire partie de l'échangeur de chaleur des Figures 1 et 2. L'échangeur de chaleur représenté sur les dessins est un evaporateur destiné à un dispositif de climatisation de l'habitacle d'un véhicule automobile. Il comprend une multiplicité de pochettes 1 mutuellement empilées dans une direction longitudinale sensiblement horizontale, et formées chacune de deux plaques de tôle embouties en forme de cuvettes 2 et 3. Ces dernières sont identiques entre elles et elles ont leurs concavités tournées l'une vers l'autre, soit respectivement vers des seconde et première extrémités longitudinales 5, 4 de l'empilement. Chaque cuvette présente un bord périphérique 6 situé dans un plan vertical, et les bords périphériques 6 des deux cuvettes formant une pochette sont mutuellement assemblés de façon étanche au fluide, par brasage, pour délimiter le volume intérieur de la pochette.
Chaque cuvette présente en outre, à sa partie supérieure, deux régions 7 d'une profondeur plus grande que celle de la région restante 8, cette dernière occupant la majeure partie de la hauteur de la cuvette, au-dessous des régions 7 (Figure 2). Ces deux régions de plus grande profondeur de chaque cuvette, juxtaposées de la gauche vers la droite des figures, définissent dans chaque pochette une chambre d'entrée et une chambre de sortie pour un premier fluide, ici le fluide réfrigérant.
La chambre d'entrée et la chambre de sortie de chaque pochette sont séparées l'une de l'autre par une zone de jonction étanche 9 entre les deux cuvettes à mi-largeur de la pochette, cette zone de jonction se raccordant au bord 6 à l'extrémité supérieure 10 de la pochette et se prolongeant vers le bas jusqu'au voisinage de l'extrémité inférieure de la pochette de façon à définir dans celle-ci, en regard des régions 8 des cuvettes, un trajet en U pour le fluide entre la chambre d'entrée et la chambre de sortie (Figure 2).
Le fond de chaque cuvette est traversé, dans chacune des régions 7 de plus grande profondeur, par une ouverture 11 et les fonds tournés l'un vers l'autre d'une cuvette 2 et d'une cuvette 3 adjacente sont mutuellement liés de façon étanche autour des ouvertures, par brasage.
L'alignement des chambres d'entrée/sortie situées du côté gauche des figures forme une boîte collectrice 16, et l'alignement des chambres d'entrée/sortie situées sur le côté droit forme une boîte collectrice 17 (Figure 1). La boîte collectrice 16 est subdivisée par une cloison transversale 18 en une conduite de liaison 12 s 'étendant de cette cloison à l'extrémité 4 de l'empilement et une conduite de liaison 14 s 'étendant de la cloison à l'extrémité 5. De même, une cloison transversale 19, plus éloignée de l'extrémité 4 que la cloison 18, sépare la boîte collectrice 17 en une conduite de liaison 13 adjacente à l'extrémité 4 et une conduite de liaison 15 adjacente à l'extrémité 5. Une plaque d'extrémité 20 est brasée au fond de la cuvette 3 située à l'extrémité 4 de l'empilement, tandis qu'une boîte d'extrémité 21 (voir aussi les Figures 4 et 5) est brasée au fond de la cuvette 3 située à l'extrémité 5 de l'empilement. De cette manière, les ouvertures 11 des cuvettes sont obturées, ce qui contribue à délimiter les conduites de liaison. Les chambres d'entrée/sortie formant une même conduite de liaison communiquent entre elles par les ouvertures 11 des cuvettes 2 , 3.
Une tubulure longitudinale 22, encore appelée "pipette", s'étend sur toute la longueur de la conduite de liaison 14. Elle est reliée de manière étanche à la boîte d'extrémité 21 et elle traverse de manière étanche la cloison intermédiaire 18, de manière à mettre en communication la conduite de liaison 12 (conduite de liaison amont) avec la partie du circuit de fluide réfrigérant située en amont de l'evaporateur.
Par ailleurs, la boîte d'extrémité 21 comporte une ouverture 23 qui débouche dans la conduite de liaison 15, de manière à mettre celle-ci en communication avec la partie aval du circuit. Le fluide réfrigérant pénètre dans la conduite de liaison 12 par la tubulure longitudinale 22, passe ensuite dans la conduite de liaison 13, en empruntant en parallèle les trajets en U d'un premier groupe de pochettes. Il est ensuite transféré à la conduite de liaison 14, par l'intermédiaire des trajets en U d'un second groupe de pochettes, puis à la conduite de liaison 15, par l'intermédiaire des trajets en U d'un troisième et dernier groupe de pochettes. Le fluide quitte enfin l 'evaporateur par l'ouverture de sortie 23. Lors de la circulation dans les trajets en U, le fluide reçoit de la chaleur d'un flux d'air qui traverse l'evaporateur horizontalement de la droite vers la gauche, selon la flèche FI, en passant par les intervalles qui séparent les pochettes en regard des régions 8 des cuvettes.
Conformément à l'invention, la tubulure 22 présente une section transversale de forme oblongue, dans l'exemple de forme ovale (Figure 3), dont la plus grande dimension est parallèle à la plus grande dimension des pochettes. Cela signifie que la plus grande dimension de la section ovale est verticale si l'on considère la Figure 1.
Par ailleurs, la tubulure 22 est décalée par rapport au centre des ouvertures 11 des cuvettes qui définissent la boîte collectrice 16. Dans l'exemple illustré, la tubulure est décalée vers l'extérieur, ici vers la gauche, c'est-à-dire vers l'aval par rapport au flux d'air FI. Plus particulièrement, le contour de chaque ouverture 11 a une forme ovale et est composé de deux segments de droite horizontaux 30 et de deux arcs de cercle 31 dont les concavités sont tournées l'une vers l'autre et qui se raccordent aux segments 30 (Figure 1). La tubulure 22 vient s'appuyer sur l'un des deux arcs de cercle 31 (celui situé vers la gauche) sur le bord des ouvertures qu'elle traverse, et elle est brasée à ce bord sur toute la longueur de l'arc de cercle 31 situé à gauche. Ainsi, la plus grande dimension de la section transversale de la tubulure 22 est perpendiculaire à la plus grande dimension de l'ouverture 11 (Figure 1).
Comme on le voit sur les Figures 4 et 5, la tubulure longitudinale 22 est solidaire de la boîte d'extrémité 21 qui vient coiffer la face d'extrémité 5 de 1 'evaporateur. Cette boîte d'extrémité 21 comporte une première cavité 32 munie d'une ouverture 33 de forme ovale dans laquelle débouche la tubulure longitudinale 22. La tubulure longitudinale 22 est sertie aux bords de cette ouverture 33. Par ailleurs, la boîte d'extrémité 21 comporte une deuxième cavité 34 dans laquelle est formée l'ouverture 23 précitée, qui débouche dans la conduite de liaison aval 15. La boîte d'extrémité 21 a ici une forme en double cuvette qui s'apparente à celle d'une plaque 2.
Cette boîte d'extrémité 21 reçoit une plaque conformée 35 (Figures 2 et 4) qui définit un embout d'entrée 36 communiquant avec la cavité 32 et donc avec la tubulure 22, et un embout de sortie 37 communiquant avec la deuxième cavité 34, donc avec l'ouverture de sortie 23. On forme ainsi un embout d'entrée et un embout de sortie en extrémité de l' evaporateur, c'est-à-dire à l'extrémité de l'empilement des plaques.
La tubulure longitudinale est susceptible d'être brasée aux bords d'une ouverture 11 qui fait communiquer la conduite de liaison amont 12 avec une conduite de liaison adjacente 14, laquelle est traversée par cette tubulure longitudinale. Cette conduite de liaison adjacente 14 s'étend jusqu'à la face d'extrémité 5 de l'échangeur de chaleur.
En outre, la tubulure longitudinale 22 est brasée sur le bord extérieur des ouvertures 11 qui font communiquer les pochettes deux à deux.
Dans la forme de réalisation représentée, les directions longitudinale et latérale de l'échangeur sont sensiblement horizontales, tandis que les boîtes collectrices 16 et 17 sont disposées à la partie supérieure de l'échangeur (Figure 1). Il a été constaté que grâce à la forme oblongue de la section transversale de la tubulure longitudinale, on améliore les performances de l'échangeur de chaleur, ici de l'evaporateur.
Plus particulièrement, on améliore ainsi le passage du fluide en limitant la perte de charge interne et en augmentant les performances.
La tubulure longitudinale, grâce à sa forme oblongue, peut être positionnée de façon à ne pas obturer partiellement les canaux et elle s'adapte mieux à la forme des boîtes.
Elle permet ainsi de se loger dans des plaques qui ont une largeur relativement faible, typiquement inférieure à 60 mm. Il en résulte également une amélioration de l'équilibrage de 1 ' evaporateur.
On constate une amélioration significative des performances de 1 ' evaporateur grâce à l'invention.
La disposition selon l'invention améliore également l'homogénéité de l'échange de chaleur dans le volume de 1 'evaporateur, et par conséquent l'homogénéité de la répartition de températures au sein du flux d'air sortant de celui-ci, avec atténuation des phénomènes de points chauds et de points froids.
Par ailleurs, le brasage de la tubulure longitudinale aux bords des ouvertures, sur une longueur importante de ceux-ci, entraîne une rigidification et une réduction des bruits de fonctionnement .
Dans l'invention, la section transversale de la tubulure peut présenter une forme oblongue différente d'une forme ovale, par exemple une forme elliptique, rectangulaire, etc.
L'invention trouve une application particulière à la réalisation d'evaporateurs pour dispositifs de climatisation de véhicules.

Claims

Revendications
1. Echangeur de chaleur pour l'échange de chaleur entre un premier fluide et un second fluide, notamment evaporateur pour un dispositif de climatisation de l'habitacle d'un véhicule automobile, comprenant un empilement de pochettes (1) mutuellement alignées dans une direction longitudinale et présentant deux boîtes collectrices (16, 17) mutuellement juxtaposées dans une direction latérale, formées chacune par l'alignement, dans la direction longitudinale, de chambres d'entrée ou de sortie appartenant respectivement aux différentes pochettes, les boîtes collectrices étant subdivisées dans leur ensemble en au moins trois conduites de liaison, dans lequel le premier fluide est injecté dans une conduite de liaison amont (12) par une tubulure longitudinale (22) qui traverse une face d'extrémité (5) de l'échangeur de chaleur, éloignée de la conduite de liaison amont, et au moins une autre conduite de liaison (14) formée par d'autres pochettes,
caractérisé en ce que ladite tubulure longitudinale (22) présente une section transversale de forme générale oblongue dont la plus grande dimension est parallèle à la plus grande dimension des pochettes (1).
2. Echangeur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la section transversale de la tubulure longitudinale (22) est de forme générale ovale.
3. Echangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la tubulure longitudinale (22) est solidaire d'une boîte d'extrémité (21) qui coiffe ladite face d'extrémité (5) .
4. Echangeur de chaleur selon la revendication 3, caractérisé en ce que la boîte d'extrémité (21) comporte une première cavité (32) munie d'une ouverture (33) dans laquelle débouche la tubulure longitudinale (22) et une deuxième cavité (34) munie d'une ouverture (23) débouchant dans une conduite de liaison aval (15) adjacente à ladite extrémité (5) de l'échangeur de chaleur.
5. Echangeur de chaleur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la boîte d'extrémité (21) reçoit une plaque conformée (35) définissant un embout d'entrée (36) communiquant avec la première cavité (32) et un embout de sortie (37) communiquant avec la deuxième cavité (34).
6. Echangeur de chaleur selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que la tubulure longitudinale (22) est sertie aux bords de l'ouverture (33) de la première cavité (32).
7. Echangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la tubulure longitudinale (22) traverse de manière étanche une cloison intermédiaire (18) qui sépare la conduite de liaison amont (12) d'une conduite de liaison adjacente (14) traversée par la tubulure longitudinale (22).
8. Echangeur de chaleur selon la revendication 7 , caractérisé en ce que ladite conduite de liaison adjacente (14) s'étend jusqu'à la face d'extrémité (5) de l'échangeur de chaleur.
9. Echangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la tubulure longitudinale (22) est brasée sur le bord extérieur des ouvertures (11) qui font communiquer les pochettes (1) deux à deux.
10. Echangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les directions longitudinale et latérale sont sensiblement horizontales et les boîtes collectrices (16, 17) sont disposées à la partie supérieure de l'échangeur.
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