WO2006042957A1 - Echangeur de chaleur pour refroidir un fluide refrigerant gazeux sous haute pression, module d'echange de chaleur comportant cet echangeur et procede de realisation de ce module - Google Patents

Echangeur de chaleur pour refroidir un fluide refrigerant gazeux sous haute pression, module d'echange de chaleur comportant cet echangeur et procede de realisation de ce module Download PDF

Info

Publication number
WO2006042957A1
WO2006042957A1 PCT/FR2005/002568 FR2005002568W WO2006042957A1 WO 2006042957 A1 WO2006042957 A1 WO 2006042957A1 FR 2005002568 W FR2005002568 W FR 2005002568W WO 2006042957 A1 WO2006042957 A1 WO 2006042957A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
heat exchanger
tubes
fins
exchanger
manifold
Prior art date
Application number
PCT/FR2005/002568
Other languages
English (en)
Inventor
Gérard Gilles
Sylvain Hubert
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques
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 filed Critical Valeo Systemes Thermiques
Publication of WO2006042957A1 publication Critical patent/WO2006042957A1/fr

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/02—Tubular elements of cross-section which is non-circular
    • F28F1/025—Tubular elements of cross-section which is non-circular with variable shape, e.g. with modified tube ends, with different geometrical features
    • 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
    • F28D1/04—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 tubular conduits
    • F28D1/0408—Multi-circuit heat exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat exchangers for more than two fluids
    • F28D1/0426—Multi-circuit heat exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat exchangers for more than two fluids with units having particular arrangement relative to the large body of fluid, e.g. with interleaved units or with adjacent heat exchange units in common air flow or with units extending at an angle to each other or with units arranged around a central element
    • F28D1/0435—Combination of units extending one behind the other
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12—Tubular 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
    • F28F1/24—Tubular 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
    • F28F1/32—Tubular 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

Definitions

  • Heat exchanger for cooling a gaseous refrigerant fluid under high pressure heat exchange module comprising this exchanger and method for producing this module
  • the invention relates to a heat exchanger, in particular for cooling a gaseous refrigerant fluid under high pressure. It relates in particular to such an exchanger comprising a first and a second bundle of tubes substantially parallel to each other and connected to collectors.
  • Such exchangers are generally used in the context of the cooling of gaseous refrigerant fluids under high pressure of a motor vehicle. More particularly, they find their application in the cooling of carbon dioxide gas whose pressure during operation of the exchanger is generally of the order of 150 bars.
  • the two beams are connected by an intermediate collector that penetrate the respective tubes of each beam.
  • the invention aims to improve the situation.
  • a heat exchanger, particu ⁇ link to cool a gaseous refrigerant fluid under high pressure having first and second bundles of tubes substantially parallel to each other and connected to collectors, wherein the first beam enters its at both ends a manifold box forming a fluid inlet manifold and a first intermediate manifold, the second bundle penetrates at both ends a manifold box forming a fluid outlet manifold and a second intermediate manifold, and in that that the two intermediate manifolds are connected by connecting means to form an intermediate manifold, the intermediate manifold allowing the fluid to pass from the first to the second bundle.
  • Such an exchanger is particularly advantageous in that the tubes of each beam can be fixed independently on the intermediate manifold, since it is split into two separate manifolds. This allows in particular considerable savings in terms of assembly time, while allowing the use of conventional exchangers to form an exchanger according to the invention. Indeed, it is sufficient to connect them by connecting means, as two conventional exchangers.
  • the two bundles of tubes and the four collector boxes may form a unitary mechanical unit, for example by means of common fins, common cheeks or any other means of connection.
  • the beams are thermally isolated from each other.
  • it will preferably be chosen to have only common cheeks once the beams are brazed.
  • the manifolds may have an internal diameter less than a transverse dimension of the tubes to withstand the pressure of the fluid exiting the tubes, which tubes are flat and are twisted at their ends, so that it is substantially expressed along a longitudinal axis from each collection box.
  • the tubes thus obtained will be curved or bent tubes.
  • the angle ⁇ of the elbow may be between 0 ° and 45 °.
  • the connecting means are formed by a conduit.
  • the connecting means are formed by an inlet / outlet flange respec ⁇ tive of the first and second intermediate manifolds, the two intermediate manifolds being arranged so that the flanges are opposite the one of the other.
  • each of the beams may be accordion type and then obtain very satisfactory exchangers if they are to be used alone.
  • this type of heat exchanger is extremely difficult to integrate into a heat exchange module.
  • a main heat exchanger generally a radiator
  • a secondary heat exchanger to be fixed on the protruding parts of these fins.
  • the presence of the two parallel beams makes it difficult or even impossible the installation of such a heat exchanger on the fins, since the pressure on the first beam to introduce the exchanger in the fins cause a buckling • 5 thereof and come into contact with the second beam, which is not acceptable.
  • the tubes of the two beams can be received according to the invention, one to the
  • the apertures of the vanes have at least two regions of different width, and the tubes of one of the bundles are substantially thicker than those of the other bundle, so that a bundle comes into place in the width region. the weaker and the other beam comes into place in a region of greater width.
  • Such exchangers have means for holding the beam 25, with respect to each other, not only thanks to • • connecting means, but also thanks to the fins of one heat exchanger.
  • the invention also relates to a heat exchange module 30 .
  • a heat exchange module 30 comprising an exchanger according to the invention, as well as a method of producing such a module.
  • FIG. 2 is a perspective view of detail II of FIG. 1;
  • FIG. 3 is a sectional view along a sectional plane perpendicular to the axis XX of the manifolds, illustrating one side of the exchanger according to another embodiment of the invention.
  • FIG. 4 is a diagrammatic side view of a variant of the exchanger of FIG. 1;
  • FIG. 5 is a partial diagrammatic plan view of a fin of a variant of the invention.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view of a heat exchange module according to the invention.
  • FIG. 1 represents an exploded perspective view of an exchanger according to the invention.
  • the exchanger 2 comprises a first bundle 4 and a second bundle 6 of tubes 8.
  • the first bundle 4 penetrates, at the end of the tubes 8, a manifold 10 and an intermediate manifold 12.
  • the second bundle 6 of tubes 8 enters a manifold 14 and an intermediate manifold 16.
  • Each of the boxes 10, 12, 14 and 16 has a respective flange 18.
  • the two beams 4 and 6 are substantially parallel and of substantially equal size and are composed of flat tubes.
  • the boxes 10, 12, 14 and 16 are, in turn, of generally tubular shape.
  • the operation of the exchanger 2 is ensured by connecting the flanges 18 of the two intermediate manifolds 12 and 16 by a pipe 20.
  • the exchanger 2 then has three manifolds: an inlet manifold formed by the flange 10 through which the fluid penetrates as indicated by the arrow E, an intermediate manifold 17 formed by the union of the two intermediate manifolds 12 and 16 connected by a pipe 20, and an outlet manifold formed by the manifold 14 through which the fluid leaves after passing through 1 exchanger 2 as indicated by the arrow S.
  • FIG. 2 shows a schematic enlargement of the detail II of FIG. 1.
  • the tubes comprise ends 22 which are introduced into a plurality of holes 24 of the intermediate collecting box 12.
  • the holes 24 are made substantially along a longitudinal axis XX of the manifold 12 and whose size corresponds to that of the ends 22.
  • the ends 22 of the tubes 8 are substantially orthogonal to a body 26 which they comprise, and these two parts are connected by a twisted portion 28.
  • FIG. 3 Another embodiment, shown in Figure 3, is to twist the end 22 of the tubes 8 in their own planes at a given angle ⁇ . This will result in curved or bent tubes.
  • the angle ⁇ of the elbow can be between 0 and 45 °, in the example shown the angle ⁇ is 15 °.
  • each of the tubes of each of the beams 4 and 6 is twisted in its own plane at each of its ends 22, as indicated in the preceding paragraph, the tubes 8 facing each of them.
  • beams 4 and 6 being arranged so that their ends 22 move away from each other so that the distance L between the longitudinal axes of the boxes 12 and 16 vis-à-vis is greater than the distance 1 between the longitudinal axes of the tubes 8, in the central part of the beams.
  • the tubes 8 comprise ends 22 which are introduced into a plurality of holes of the intermediate manifold 12.
  • the holes 24 of the intermediate manifold 12 are made substantially perpendicular to the longitudinal axis XX of the manifold 12. The size of the holes 24 corresponds to that of the ends 22.
  • FIG. 4 shows a diagrammatic side view of a variant of the exchanger 2 in which the flanges of the collectric boxes 12 and 16 are connected directly to one another by being placed facing each other and maintained at using a screw / nut system. This meeting forms the intermediary collector 17.
  • This solution is advantageous for reducing the manufacturing cost of some exchangers and their time of 1 assembly.
  • the fin used in the context of the invention may be an accordion-shaped fin or a flat fin.
  • FIG. 5 shows a partial schematic plan view of a fin of a variant of an exchanger according to the invention in which the fin is flat.
  • the tubes 81 of the bundle 4 are sensi ⁇ ably smaller than the tubes 80 of the bundle 6.
  • the fin 40 is a sheet metal sheet pierced with a multiplicity of openings 42 between which are disposed louvers 44 for promote the exchange of heat.
  • the tubes 81 and 80 are intended to be inserted into the openings 42. These openings comprise two regions.
  • a first region 46 has a width less than a second region 48, these two regions having widths corresponding substantially respectively to those of the tubes 81 and 80.
  • these two regions are connected by an intermediate region 50 which allows the tube 81 to insert in the direction designated by the arrow I and to be directed automatically.
  • Such fins therefore make it possible to ensure the relative retention of the tubes 80 and 81 otherwise than by the connecting means formed by the tube 20 or by the direct connection of the two flanges 18, as well as the general maintenance of the two beams with respect to the fins .
  • FIG. 65 represents a heat exchange module 60 comprising a heat exchanger 2 according to the invention.
  • This exchanger comprises a main heat exchanger 62 which is a radiator which has fins 64 projecting on which is fixed the exchanger 2.
  • the exchanger according to the invention is particularly interesting in that one can initially come fix the first beam 4 on the protruding portion of the fins 64 and secondly come to fix the second beam 6 on these same protruding parts of the fins 64 and finally connect the flanges 18 of the intermediate manifolds 12 and 16 to form the intermediate collector to the 20.
  • the protrusions of the fins 64 are similar to the fins 40 shown in FIG.
  • flat fins described propose the use of fins allowing the insertion of the tubes of the two bundles of tubes 4 and 6 of the heat exchanger 2.
  • planar fins comprising a single series of opening, and to provide a set of fins by bundle of tubes.

Landscapes

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

Abstract

Echangeur de chaleur, en particulier pour refroidir un fluide réfrigérant gazeux sous haute pression, comportant des premier (4) et deuxième (6) faisceaux de tubes (8) sensiblement parallèles entre eux et reliés à des collecteurs. Le premier faisceau (4) pénètre à ses deux extrémités une boîte collectrice (10) formant un collecteur d'entrée du fluide et une première boîte collectrice (12) intermédiaire, le deuxième faisceau (6) pénètre à ses deux extrémités une boîte collectrice (14) formant un collecteur de sortie du fluide et une deuxième boîte collectrice (16) intermédiaire. Les deux boîtes collectrices (12, 16) intermédiaires sont reliées par des moyens de liaison (20) pour former un collecteur intermédiaire, le collecteur intermédiaire permettant au fluide de passer du premier (4) vers le deuxième (6) faisceau. L'invention concerne également un module d'échange de chaleur comportant un tel echangeur de chaleur et un procédé de réalisation de ce module d'échange de chaleur. Application particulière aux refroidissement d'un fluide réfrigérant gazeux sous haute pression d'un véhicule automobile.

Description

Echangeur de chaleur pour refroidir un fluide réfrigérant gazeux sous haute pression, module d'échange de chaleur comportant cet echangeur et procédé de réalisation de ce module
L'invention concerne un echangeur de chaleur, en particulier pour refroidir un fluide réfrigérant gazeux sous haute pression. Elle concerne en particulier un tel echangeur comportant un premier et un deuxième faisceaux de tubes sensiblement parallèles entre eux et reliés à des collecteurs.
De tels échangeurs sont généralement utilisés dans le cadre du refroidissement de fluides réfrigérant gazeux sous haute pression d'un véhicule automobile. Plus particulièrement, ils trouvent leur application dans le refroidissement de gaz de dioxyde de carbone dont la pression lors du fonctionnement de 1 'echangeur est généralement de l'ordre de 150 bars.
De tels ëchangeurs présentent des spécifications techniques très strictes afin de résister à la pression des fluides les traversant. Pour cette raison, les collecteurs de ces échangeurs présentent des diamètres internes réduits et des épaisseurs de parois élevées, et l'on est forcé de réaliser deux passes du fluide dans deux faisceaux différents pour le refroidir correctement.
De manière classique, les deux faisceaux sont reliés par un collecteur intermédiaire que pénètrent les tubes respectifs de chaque faisceau.
Toutefois, dans le cas d'un echangeur présentant des diamètres internes réduits et des épaisseurs de parois élevées, il est difficile d'introduire deux faisceaux de tubes dans une même boîte collectrice intermédiaire. L'invention vise à améliorer la situation.
Elle propose à cet effet un échangeur de chaleur, en particu¬ lier pour refroidir un fluide réfrigérant gazeux sous haute pression, comportant des premier et deuxième faisceaux de tubes sensiblement parallèles entre eux et reliés à des collecteurs, dans lequel le premier faisceau pénètre à ses deux extrémités une boîte collectrice formant un collecteur d'entrée du fluide et une première boîte collectrice intermé- diaire, le deuxième faisceau pénètre à ses deux extrémités une boîte collectrice formant un collecteur de sortie du fluide et une deuxième boîte collectrice intermédiaire, et en ce que les deux boîtes collectrices intermédiaires sont reliées par des moyens de liaison pour former un collecteur intermédiaire, le collecteur intermédiaire permettant au fluide de passer du premier vers le deuxième faisceau.
Un tel échangeur est particulièrement avantageux en ce que les tubes de chaque faisceau peuvent venir se fixer de manière indépendante sur le collecteur intermédiaire, puisque celui-ci est dédoublé en deux boîtes collectrices indépendantes. Cela permet notamment des économies non négligeables en termes de temps d'assemblage, tout en permettant l'utilisation d'échangeurs classiques pour former un échangeur selon l'invention. En effet, il suffit de les relier par des moyens de liaison, comme deux échangeurs classiques.
Les deux faisceaux de tubes ainsi que les quatre boîtes collectrices pourront former un ensemble mécanique unitaire, par exemple grâce à des ailettes communes, des joues communes ou tout autres moyens de liaison .
Pour le fonctionnement 'de 1 'échangeur, il est cependant avantageux que les faisceaux soient isolés thermiquement l'un de l'autre. On choisira ainsi, de préférence, de disposer uniquement de joues communes, une fois les faisceaux brasés. Les boîtes collectrices pourront avoir un diamètre interne inférieur à une dimension transversale des tubes pour supporter la pression du fluide sortant des tubes, lesquels tubes sont plats et sont torsadés à leurs extrémités, de sorte que celle-ci s'exprime sensiblement selon un axe longitudinal de chaque boîte collectrice.
Toutefois, il sera avantageux d'utiliser des tubes plats dont l'extrémité est tordue dans le plan du tube suivant un angle α donné. Les tubes ainsi obtenus seront des tubes cintrés ou coudés. L'angle α du coude pourra être compris entre 0° et 45° .
Dans une première variante les moyens de liaison sont formés par un conduit. Dans une seconde variante, les moyens de liaison sont formés par une bride d'entrée/de sortie respec¬ tive des première et deuxième boîtes collectrices intermé¬ diaires, les deux boîtes collectrices intermédiaires étant disposées de telle sorte que les brides sont en regard l'une de l'autre.
Ces deux variantes de réalisation de l'invention permettent d'offrir des moyens de liaison variés pour les échangeurs de chaleur de l'invention, et d'offrir ainsi une variété de technologies pour les fabriquer.
Les ailettes de chacun des faisceaux pourront être de type en accordéon et on obtiendra alors des échangeurs très satisfaisants s'ils doivent être utilisés seuls.
Cela étant, ce type d'échangeur est extrêmement difficile à intégrer à un module d'échange de chaleur. En effet, dans les modules d'échange de chaleur connus de l'art antérieur, notamment par FR 2 805 605, on a un échangeur principal (généralement un radiateur) muni d'ailettes cavalières saillantes, un échangeur secondaire venant se fixer sur les parties saillantes de ces ailettes. Dans le cas présent, la présence des deux faisceaux parallèles rend difficile voire impossible le montage d'un tel échangeur sur ces ailettes, car la pression sur le premier faisceau pour introduire l'échangeur dans les ailettes provoquerait un flambage de •5 celui-ci et il viendrait en contact avec le deuxième faisceau, ce qui n'est pas acceptable.
Pour résoudre ce problème spécifique, les tubes des deux faisceaux pourront être reçus, selon l'invention, l'un à la
10 suite de l'autre, dans des ouvertures pratiquées dans des ailettes planes que comporte 1 'échangeur de chaleur, et les faisceaux sont identiques, des saillies que comportent les ailettes étant rabattues sur les tubes du faisceau introduit en dernier pour maintenir les ailettes par rapport aux
15 faisceaux.
En variante les ouvertures des ailettes présentent au moins deux régions de largeur différente, et les tubes d'un des faisceaux sont sensiblement plus épais que ceux de l'autre 20 faisceau, de sorte qu'un faisceau vient en place dans la région de largeur la plus faible et l'autre faisceau vient en place dans une région de largeur plus importante.
De tels échangeurs présentent des moyens de maintien des 25 faisceaux, l'un par rapport à l'autre, non seulement grâce aux • • moyens de liaison, mais également grâce aux ailettes de 1 'échangeur.
L'invention vise également un module d'échange de chaleur 30. comportant un échangeur selon l'invention, ainsi qu'un procédé de réalisation d'un tel module.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus avant à la lecture de la description qui 35 suit à titre illustratif et non limitatif des figures des dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective éclatée d'un échangeur selon l'invention ;
- la figure 2 est une vue en perspective du détail II de la figure 1 ;
- la figure 3 est une vue en coupe, selon un plan de coupe perpendiculaire à l'axe XX des boîtes collectrices, illustrant un des cotés de l'échangeur selon un autre mode de réalisation de l'invention.
- la figure 4 est une vue de côté schématique d'une variante de 1 'échangeur de la figure 1 ;
- la figure 5 est une vue en plan schématique partielle d'une ailette d'une variante de l'invention ; et
- la figure 6 est une vue en perspective éclatée d'un module d'échange de chaleur selon l'invention.
La figure 1 représente une vue en perspective éclatée d'un échangeur selon l'invention.
L'échangeur 2 comporte un premier faisceau 4 et un deuxième faisceau 6 de tubes 8. Le premier faisceau 4 pénètre, à l'extrémité des tubes 8, une boîte collectrice 10 et une boîte collectrice intermédiaire 12. De la même manière le deuxième faisceau 6 de tubes 8 pénètre une boîte collectrice 14 et une boîte collectrice intermédiaire 16. Chacune des boîtes 10, 12, 14 et 16 comporte une bride respective 18.
Les deux faisceaux 4 et 6 sont sensiblement parallèles et de dimension sensiblement égale et sont composés de tubes plats. Les boîtes 10, 12, 14 et 16 sont, quant à elles, de forme générale tubulaire. Le fonctionnement de 1 'échangeur 2 est assuré en reliant les brides 18 des deux boîtes collectrices intermédiaires 12 et 16 par un tuyau 20. L'échangeur 2 présente alors trois collecteurs : un collecteur d'entrée formé par la bride 10 par lequel le fluide pénètre comme indiqué par la flèche E, un collecteur intermédiaire 17 formé par la réunion des deux boîtes collectrices intermédiaires 12 et 16 reliées par un tuyau 20, et un collecteur de sortie formé par la boîte collectrice 14 par lequel sort le fluide après son passage dans 1 'échangeur 2 comme indiqué par la flèche S.
La figure 2 montre un agrandissement schématique du détail II de la figure 1. On a illustré particulièrement sur cette figure la connexion entre les tubes 8 du premier faisceau 4 et la boîte collectrice intermédiaire 12, selon un premier mode de réalisation.
Comme on peut le voir sur cette figure, les tubes comportent des extrémités 22 qui sont introduites dans une pluralité de trous 24 de la boîte collectrice intermédiaire 12. Les trous 24 sont réalisés sensiblement selon un axe XX longitudinal de la boîte collectrice 12 et dont la taille correspond à celle des extrémités 22.
Les extrémités 22 des tubes 8 sont sensiblement orthogonales à un corps 26 qu'ils comportent, et ces deux parties sont reliées par une portion torsadée 28.
On notera que l'introduction de tubes d'une telle manière dans une boîte collectrice est relativement simple tant que l 'on a une seule rangée. L'introduction d'une deuxième rangée de tubes poserait des problèmes considérables.
Un autre mode de réalisation, représenté à la figure 3, consiste à tordre l'extrémité 22 des tubes 8 dans leurs propres plans suivant un angle α donné. On obtiendra ainsi des tubes cintrés ou coudés. L'angle α du coude pourra être compris entre 0 et 45°, dans l'exemple représenté l'angle α est de 15° .
Plus précisément, on pourra avoir un échangeur dans lequel chacun des tubes de chacun des faisceaux 4 et 6 est tordu dans son propre plan à chacune de ses extrémités 22, comme indiqué au paragraphe précédent, les tubes 8 en vis-à-vis de chacun des faisceaux 4 et 6 étant disposés de façon à ce que leurs extrémités 22 s'éloignent l'une de l'autre de sorte que la distance L entre les axes longitudinaux des boites 12 et 16 en vis-à-vis est supérieure à la distance 1 entre les axes longitudinaux des tubes 8, dans la partie centrale des faisceaux.
Comme on peut le voir sur cette figure, les tubes 8 comportent des extrémités 22 qui sont introduites dans une pluralité de trous de la boîte collectrice intermédiaire 12. Dans le cas de tubes cintrés ou coudés, les trous 24 de la boite collectrice intermédiaire 12 sont réalisés sensiblement perpendiculairement à l'axe XX longitudinal de la boîte collectrice 12. La taille des trous 24 correspond à celle des extrémités 22.
La figure 4 montre une vue de côté schématique d'une variante de l'échangeur 2 dans lequel les brides des boîtes collectri¬ ces 12 et 16 sont reliées directement entre elles en étant placées en face l'une de l'autre et maintenues à l'aide d'un système vis/écrou. Cette réunion forme le collecteur intermé¬ diaire 17.
Cette solution est avantageuse pour réduire le coût de fabrication de certains échangeurs ainsi que leur temps d1assemblage.
L'ailette utilisée dans le cadre de l'invention pourra être une ailette en forme d'accordéon ou une ailette plate. La figure 5 montre une vue en plan schématique partielle d'une ailette d'une variante d'un échangeur selon l'invention dans lequel l'ailette est plane.
Dans cette variante, les tubes 81 du faisceau 4 sont sensi¬ blement plus petits que les tubes 80 du faisceau 6. L'ailette 40 est une feuille de tôle percée d'une multiplicité d'ouvertures 42 entre lesquelles sont disposées des persiennes 44 pour favoriser l'échange de chaleur.
Les tubes 81 et 80 sont destinés à être insérés dans les ouvertures 42. Ces ouvertures comportent deux régions . Une première région 46 présente une largeur inférieure à une deuxième région 48, ces deux régions ayant des largeurs sensiblement correspondantes respectivement à celles des tubes 81 et 80. Afin de faciliter l'insertion, ces deux régions sont reliées par une région intermédiaire 50 qui permet au tube 81 de s'insérer selon la direction désignée par la flèche I et d'être dirigé automatiquement. -
L'insertion des tubes 80 et 81 se fait en force. Leur maintien peut être également ainsi assuré. Il est également envisageable d'utiliser des saillies 52 de l'ailette 40 et de les rabattre sur le tube 80 une fois celui-ci en place.
De telles ailettes permettent donc d'assurer le maintien relatif des tubes 80 et 81 autrement que par les moyens de liaison formés par le tube 20 ou par la liaison directe des deux brides 18, ainsi que le maintien général des deux faisceaux par rapport aux ailettes.
L'échangeur selon l'invention est particulièrement intéressant lorsqu'on cherche à l'intégrer dans un module d'échange de chaleur. Ainsi, la figure 65 représente un module d'échange de chaleur 60 comportant un échangeur de chaleur 2 selon 1 ' invention. Cet échangeur comporte un échangeur principal 62 qui est un radiateur qui comporte des ailettes 64 saillantes sur lesquelles on vient fixer 1 'échangeur 2. L'échangeur selon l'invention est particulièrement intéressant en ce qu'on peut dans un premier temps venir fixer le premier faisceau 4 sur la partie saillante des ailettes 64 puis dans un second temps venir fixer le deuxième faisceau 6 sur ces mêmes parties saillantes des ailettes 64 et enfin relier les brides 18 des boîtes collectrices intermédiaires 12 et 16 pour former le collecteur intermédiaire à l'aide du tuyau 20. Les parties saillantes des ailettes 64 sont similaires aux ailettes 40 représentées sur la figure 4.
Ce faisant, on évite toute possibilité de flambage d'un des deux faisceaux et par conséquent tout contact entre ceux-ci, et l'on réalise ainsi un module d'échange de chaleur compor¬ tant un échangeur de chaleur pour refroidir des fluides réfrigérants gazeux sous haute pression particulièrement efficaces et faciles à produire et à assembler comme on 1 'a vu précédemment.
Les exemples d'ailettes planes décrits proposent d'utiliser des ailettes permettant l'insertion des tubes des deux faisceaux de tubes 4 et 6 de l'échangeur de chaleur 2. Toutefois, il est aussi envisageable d'utiliser des ailettes planes comportant une seule série d'ouverture, et de prévoir un jeu d'ailettes par faisceau de tubes.
L'invention n'est pas limitée à la description des formes de réalisation données à titre illustratif et non limitatif ci- dessus, mais elle englobe toutes les variantes que l'homme du métier saura envisager, notamment à la lecture des revendica¬ tions en annexe ci-après.

Claims

REVENDICATIONS
1. Echangeur de chaleur, en particulier pour refroidir un fluide réfrigérant gazeux sous haute pression, comportant des premier (4) et deuxième (6) faisceaux de tubes (8) sensible- ment parallèles entre eux et reliés à des collecteurs, caractérisé en ce le premier faisceau (4) pénètre à ses deux extrémités une boîte collectrice (10) formant un collecteur d'entrée du fluide et une première boîte collectrice (12) intermédiaire, le deuxième faisceau (6) pénètre à ses deux extrémités une boîte collectrice (14) formant un collecteur de sortie du fluide et une deuxième boîte collectrice (16) intermédiaire, et en ce que les deux boîtes collectrices (12, 16) intermédiaires sont reliées par des moyens de liaison (20, 30) pour former un collecteur (17) intermédiaire, le collecteur (17) intermédiaire permettant au fluide de passer du premier (4) vers le deuxième (6) faisceau.
2. Echangeur de chaleur selon la revendication 1, caracté¬ risé en ce que les boîtes collectrices (10, 12, 14, 16) ont un diamètre interne inférieur à une dimension transversale des tubes (8) pour supporter la pression du fluide sortant des tubes (8) .
3. Echangeur de chaleur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les tubes (8) sont plats et sont torsadés à leurs extrémités (22) , de sorte que celle-ci s'exprime sensiblement selon un axe longitudinal (XX) de chaque boîte collectrice (10, 12, 14, 16) .
4. Echangeur de chaleur selon la revendication 1, dans lequel l'extrémité (22) des tubes plats (8) est tordue dans le plan du tube suivant un angle α.
5. Echangeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chacun des tubes (8) de chacun des faisceaux (4 ; 6) est tordu dans son propre plan à chacune de ses extrémités (22) , les tubes (8) en vis-à-vis de chacun des faisceaux (4 ; 6) étant disposés de façon à ce que leurs extrémités (22) s'éloignent l'une de l'autre de sorte que la distance entre les axes longitudinaux des boites en vis-à-vis est supérieure à la distance entre les axes longitudinaux des tubes (8) .
6. Echangeur de chaleur selon l'une des revendications précédentes , caractérisé en ce que les moyens de liaison (20) sont formés par un conduit .
7. Echangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens de liaison (30) sont formés par une bride (18) d'entrée/de sortie respective des première (12) et deuxième (16) boîtes collectrices intermé- diaires, les deux boîtes collectrices intermédiaires (12, 16) étant disposées de telle sorte que .les brides (18) sont en regard 1 'une de 1 'autre.
8. Echangeur de chaleur selon l'une' des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux faisceaux (4, 6) sont de dimensions sensiblement égales.
9. Echangeur de chaleur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les boîtes collectrices (10, 12, 14, 16) sont de dimensions sensiblement égales.
10. Echangeur de chaleur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les boîtes collectrices
(10, 12, 14, 16) sont tubulaires.
11. Echangeur de chaleur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les tubes (8) des deux faisceaux (4,--6) sont reçus, un faisceau (6) à la suite de l'autre (4) , dans des ouvertures (42) pratiquées dans des ailettes (40) que comporte 1 'echangeur de chaleur.
12. Echangeur de chaleur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les faisceaux (4, 6) sont identiques, des saillies (52) que comportent les ailettes (40) étant rabattues sur les tubes (8) du faisceau (6) introduit en dernier pour maintenir les ailettes (40) par rapport aux faisceaux (4, 6) .
13. Echangeur de chaleur selon la revendication 11, caracté¬ risé en ce que les ouvertures (42) des ailettes (40) présen- tent au moins deux régions de largeur différente, et en ce que les tubes (80) d'un (6) des faisceaux sont sensiblement plus épais que ceux (81) de l'autre faisceau (4), de sorte qu'un faisceau (4) vient en place dans la région de largeur la plus faible (46) et l'autre faisceau (6) vient en place dans une région de largeur plus importante (48) .
14. Module d'échange de chaleur, comportant un echangeur principal (62) et au moins un echangeur secondaire (2) comportant chacun un corps généralement plan muni de tubes (8) de circulation de fluide, et comprenant en outre des ailettes
(64) de refroidissement, 1 'echangeur secondaire (2) étant fixé sur l'echangeur principal (62) de sorte qu'un même flux d'air puisse traverser les corps respectifs desdits échangeurs, caractérisé en ce qu'au moins un echangeur secondaire (2) est selon l'une des revendications 1 à 10, et en ce que les ailettes (64) sont communes à l'echangeur principal (62) et à au moins un echangeur secondaire (2) , lesdites ailettes (64) étant montées sur les tubes (8) de circulation de 1 'echangeur principal (62) et faisant saillie de cet echangeur sensiblement perpendiculairement au plan de ce dernier.
15. Module d'échange de chaleur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les ailettes (64), comportent des ouvertures (42) pour recevoir les tubes d'au moins un echangeur secondaire (2) selon l'une des revendications 1 à 8, lesquelles ailettes (64) présentent en outre des moyens de blocage (52) rabattus sur les tubes (8) de 1 'echangeur secondaire (2) une fois celui-ci reçu dans les ouvertu¬ res (42) .
16. Module d'échange de chaleur selon la revendication 14, caractérisé en ce que les ailettes (64) comportent des ouvertures (42) pour recevoir les tubes d'au moins un échangeur secondaire selon l'une des revendications 1 à 8, lesquelles présentent au moins deux régions de largeur différente, les tubes (80) d'un des faisceaux (6) d'au moins un échangeur secondaire (2) selon l'une des revendications 1 à 8 étant sensiblement plus épais que ceux (81) de l'autre faisceau (4), de sorte qu'un faisceau (4) vient en place dans la région de largeur la plus faible (46) et l'autre fais¬ ceau (6) vient en place dans une région de largeur plus importante (48) .
17. Procédé de réalisation d'un module d'échange de chaleur selon l'une des revendications 15 à 16, comportant un échangeur principal (62) et un échangeur secondaire (2) comportant chacun un corps généralement plan muni de tubes (8) de circulation de fluide, et comprenant en outre des ailettes (64) de refroidissement, 1 'échangeur secondaire (2) étant fixé sur l'échangeur principal (62) de sorte qu'un même flux d'air puisse traverser les corps respectifs desdits échangeurs, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à fournir au moins un échangeur secondaire selon l'une des revendications 1 à 8, sans ailettes et sans relier les boîtes collectrices intermédiaires (12, 16) formant le collecteur intermédiaire, à réaliser l'échangeur principal (62) avec des ailettes (64) faisant saillie de cet échangeur sensiblement perpendiculairement au plan de ce dernier, les parties des ailettes en saillie comportant des ouvertures de réception des tubes de circulation de fluide de 1 ' échangeur secondaire, monter un premier faisceau (4) que comporte 1 'échangeur secondaire (2) en engageant ses tubes (8) de circulation de fluide dans lesdites ouvertures, monter un deuxième faisceau (6) de la même manière derrière le premier faisceau (4) , bloquer 1 ' échangeur secondaire (2) dans cette position et relier les deux boîtes collectrices (12, 16) intermédiaires de 1'échangeur secondaire (2) pour former le collecteur intermédiaire.
PCT/FR2005/002568 2004-10-15 2005-10-17 Echangeur de chaleur pour refroidir un fluide refrigerant gazeux sous haute pression, module d'echange de chaleur comportant cet echangeur et procede de realisation de ce module WO2006042957A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0410959 2004-10-15
FR0410959A FR2876783B1 (fr) 2004-10-15 2004-10-15 Echangeur de chaleur pour refroidir un fluide refrigerant gazeux sous haute pression, module d'echange de chaleur comportant cet echangeur et procede de realisation de ce module

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2006042957A1 true WO2006042957A1 (fr) 2006-04-27

Family

ID=34949739

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2005/002568 WO2006042957A1 (fr) 2004-10-15 2005-10-17 Echangeur de chaleur pour refroidir un fluide refrigerant gazeux sous haute pression, module d'echange de chaleur comportant cet echangeur et procede de realisation de ce module

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR2876783B1 (fr)
WO (1) WO2006042957A1 (fr)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2844586A1 (fr) * 2002-09-12 2004-03-19 Valeo Thermique Moteur Sa Module d'echange de chaleur, en particulier pour vehicules automobiles, comportant des moyens de maintien des ailettes
EP1452814A1 (fr) * 2001-11-08 2004-09-01 Zexel Valeo Climate Control Corporation Echangeur thermique et tube pour echangeur thermique

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1452814A1 (fr) * 2001-11-08 2004-09-01 Zexel Valeo Climate Control Corporation Echangeur thermique et tube pour echangeur thermique
FR2844586A1 (fr) * 2002-09-12 2004-03-19 Valeo Thermique Moteur Sa Module d'echange de chaleur, en particulier pour vehicules automobiles, comportant des moyens de maintien des ailettes

Also Published As

Publication number Publication date
FR2876783B1 (fr) 2006-12-22
FR2876783A1 (fr) 2006-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2310789B1 (fr) Echangeur de chaleur
EP2304368B1 (fr) Echangeur de chaleur et carter pour l'echangeur
EP2513586B1 (fr) Échangeur de chaleur
EP2513585B1 (fr) Echangeur de chaleur
EP2064506B1 (fr) Echangeur de chaleur, en particulier refroidisseur d'air de suralimentation
FR2805605A1 (fr) Module d'echange de chaleur, notamment pour vehicule automobile
EP0505244A1 (fr) Echangeur de chaleur à faisceau de tubes, en particulier pour véhicule automobile
FR2925663A1 (fr) Refroidisseur d'air de suralimentation notamment pour vehicule automobile.
FR2898405A1 (fr) Echangeur de chaleur, en particulier refroidisseur de gaz, comportant deux nappes de tubes reliees
FR2770633A1 (fr) Dispositif a deux faisceaux d'echange de chaleur, notamment pour vehicule automobile
EP1285212B2 (fr) Boite collectrice pour un echangeur de chaleur brase
WO2006042957A1 (fr) Echangeur de chaleur pour refroidir un fluide refrigerant gazeux sous haute pression, module d'echange de chaleur comportant cet echangeur et procede de realisation de ce module
FR2933179A1 (fr) Echangeur de chaleur
FR2899959A1 (fr) Echangeur de chaleur ameliore et module d'echange de chaleur comportant un tel echangeur
WO2005012822A2 (fr) Embout de tube pour element de circuit hydraulique, en particulier pour echangeur de chaleur
FR2868522A1 (fr) Module d'echange de chaleur, en particulier pour vehicules automobiles
FR2809482A1 (fr) Faisceau pour un echangeur de chaleur, notamment de vehicule automobile, et echangeur comportant un tel faisceau
WO2004057257A2 (fr) Module d'echangeur de chaleur, notamment pour vehicule automobile, comportant une pluralite d'echangeurs de chaleur
FR2833691A1 (fr) Support de fixation pour echangeur de chaleur brase
FR2657422A1 (fr) Echangeur de chaleur a lames, en particulier pour vehicule automobile.
FR2871876A1 (fr) Dispositif d'echange de chaleur a plusieurs rangees de tubes, en particulier pour vehicules automobiles
WO2004102103A2 (fr) Echangeur de chaleur, notamment, pour automobile
FR2809486A1 (fr) Module d'echange de chaleur, notamment pour vehicule automobile
FR2799826A1 (fr) Echangeur de chaleur brase de structure compacte, en particulier pour vehicule automobile
FR2941394A1 (fr) Procede de fabrication d'une plaque collectrice pour un echangeur de chaleur

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BW BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KM KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV LY MA MD MG MK MN MW MX MZ NA NG NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SM SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): GM KE LS MW MZ NA SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LT LU LV MC NL PL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 05809096

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1