WO2014082931A1 - Échangeur thermique pour gaz, en particulier pour les gaz d'échappement d'un moteur - Google Patents

Échangeur thermique pour gaz, en particulier pour les gaz d'échappement d'un moteur Download PDF

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tube
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housing
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PCT/EP2013/074480
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Inigo TOLOSA ECHARRI
Rosa PUERTOLAS REBOLLAR
Juan Carlos De Francisco Moreno
Dario PENA SANCHEZ
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Valeo Termico, S.A.
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    • F28F2001/027—Tubular elements of cross-section which is non-circular with dimples

Definitions

  • the present invention relates to a heat exchanger for gas, in particular for the exhaust gases of an engine.
  • the invention is particularly applicable in heat exchangers of engine exhaust gas recirculation (EGRC).
  • Context of the invention is particularly applicable in heat exchangers of engine exhaust gas recirculation (EGRC).
  • the two heat exchanging media are separated by a wall.
  • EGR exchangers on the market is a metal heat exchanger typically made of stainless steel or aluminum.
  • a first type consists of a housing inside which there is a bundle of parallel tubes for the passage of gases, the refrigerant circulating in the housing, outside tubes
  • the second type consists of a series of parallel plates which constitute the heat exchange surfaces, so that the exhaust gases and the refrigerant circulate between two plates, in alternating layers, with the possibility of include fins to improve heat exchange.
  • the assembly between the tubes and the housing can be of different types.
  • the tubes are fixed at their ends between two support plates connected to each end of the housing, the two support plates having a plurality of orifices for the installation of the respective tubes.
  • connection means with the recirculation line which may consist of a V-shaped connection or a peripheral collar or flange, depending on the design of the recirculation line in which is connected the exchanger.
  • the peripheral collar can be assembled with a gas tank, so that the gas tank is a part intermediate between the housing and the collar, or the collar can be assembled directly to the housing.
  • EGR exchangers In both types of EGR exchangers, most of their components are metallic, so that they are assembled by mechanical means and then oven-welded or arc-welded or laser-welded to ensure the proper sealing required this application. In some cases, they may also include some plastic components, which may have a single function or several functions integrated in one piece.
  • One of the conditions to be fulfilled by the EGR heat exchangers is to maintain an appropriate distribution of the coolant flow to ensure good efficiency and sufficient durability. If the distribution of the coolant flow is not good enough, the efficiency may decrease and may appear a boiling phenomenon, which will affect the durability of the heat exchanger subjected to thermal fatigue.
  • the distribution of the coolant flow depends fundamentally on the location of the inlet and outlet conduits of the refrigerant.
  • a general recommendation is that the coolant outlet duct must be located in the upper part of the exchanger, while the coolant inlet duct must be located opposite in the lower part of the exchanger, and the greater the distance between the two inlet and outlet conduits of the coolant, the better the distribution of the coolant.
  • JP2000292089 and JP2000283666 disclose tube bundle heat exchangers which comprise a plurality of plate-shaped cross deflectors disposed within a circular section housing.
  • the design of said baffles is very similar to the configuration of the support plates at both ends of the housing; the diameter of these baffles is equal to the inside diameter of the housing and they include openings to allow the refrigerant fluid to pass through. The positions of said passage openings in the different deflectors are distributed alternately.
  • Patent KR20080013457 discloses a tube bundle heat exchanger which includes a helically shaped baffle inserted along a circular section housing.
  • US2005161206 A1 discloses a stacked plate heat exchanger whose inlet and outlet refrigerant pipes are located at opposite ends but in the same side face of the housing.
  • Each plate includes a transverse protuberance embossed in the lateral entry zone of the refrigerant fluid, as well as a plurality of shorter protuberances stamped along the plate, capable of distributing the refrigerant fluid from its lateral entry zone through any the surface of the plates.
  • US2008169093 A1 discloses a stacked plate heat exchanger whose inlet and outlet refrigerant pipes are located at opposite ends and on opposite sides of the exchanger housing.
  • Each plate includes a transverse protuberance embossed in the lateral entry zone of the refrigerant fluid, as well as a plurality of shorter protuberances stamped along the plate, capable of distributing the refrigerant fluid from its lateral entry zone through any the surface of the plates.
  • there are no known heat exchangers tube bundle which have on the tubes protrusions transverse to the direction of the gas, to improve the distribution of the coolant flow, which would be desirable.
  • the objective of the gas heat exchanger, in particular the exhaust gases of an engine, according to the present invention is to solve the disadvantages that the exchangers known in the art present by proposing a heat exchanger which allows improve the distribution of the flow of refrigerant through it while avoiding the use of deflectors.
  • the gas heat exchanger in particular for the exhaust gas of an engine, according to the present invention is of the type which comprises a plurality of parallel tubes, arranged inside a housing, through which the gases circulate. cooling by heat exchange with a cooling fluid and wherein the refrigerant inlet and outlet conduits are each disposed at an opposite end of the housing, preferably on the same side of said housing; it is characterized in that each tube comprises a protuberance facing the direction of the gases, said tubes being capable of being stacked together so that the protuberances of the respective tubes define a barrier, in the form of a baffle, for creating a predetermined path capable of ensuring an appropriate distribution of the flow of refrigerant fluid from its inlet to its output around the tubes and along the exchanger.
  • the above-mentioned deflecting effect is obtained by contacting the protuberances of the respective tubes, so that the barrier or deflector obtained forces the circulation of the refrigerant fluid so that it flows along a path suitable for obtaining a good distribution of the refrigerant fluid.
  • the parallel tubes have a substantially rectangular section, each tube comprising a protuberance transverse to the direction of the gas, so that said transverse protuberances of the respective tubes define a substantially vertical transverse barrier.
  • the tubes are oriented so that the upper half of the tube bundle has its respective transverse protuberances located at a distance of about one third of the length of the tube relative to at the gas inlet, thereby defining a first vertical transverse barrier, while the lower half of the tube bundle has its respective transverse protuberances located at a distance of about two-thirds of the length of the tube from the gas inlet, thus defining a second vertical transverse barrier, so that the two transverse barriers define a path in the form of "Z" for the flow of refrigerant fluid, the refrigerant inlet duct being located in the upper part to one end of a lateral face of the housing, upstream of said first transverse barrier, and the coolant outlet duct being located in the lower part of the opposite end of the same side face of the housing, downstream of said second transverse barrier.
  • each tube comprises a single transverse protuberance located on one of its faces.
  • each tube comprises two transverse protuberances located on the opposite faces of the tube.
  • each tube comprises a plurality of projections, preferably of circular section, distributed along the tube, intended for support and assembly between the adjacent tubes, which in turn delimit a predetermined space between the tubes for the passage refrigerant.
  • Figure 1 is a perspective view of the heat exchanger according to the present invention, showing the housing with the bundle of tubes and the two ducts; coolant inlet and outlet;
  • Figure 2 is a perspective view of a tube, showing the transverse protuberance and the bearing projections;
  • Figure 3 is a side view of a tube with a single transverse protuberance, according to one embodiment of the invention;
  • Figure 4 is a side view of the tube with two transverse protuberances disposed on opposite sides, according to another embodiment of the invention;
  • Figure 5 is a perspective view of the heat exchanger of Figure 1, showing a longitudinal sectional plane T; and
  • Figure 6 is a longitudinal section of the heat exchanger along sectional plane T shown in Figure 5.
  • the heat exchanger 1 for gas in particular for the exhaust gases of an engine, according to the present invention is of the type which comprises a plurality of parallel tubes 2 of substantially rectangular section, disposed inside a housing 3, through which circulate the gases to be cooled by heat exchange with a cooling fluid. Similarly, it comprises two inlet ducts 4 and 5 of coolant outlet arranged at the opposite ends and in one and the same side of said casing 3.
  • each tube 2 comprises a transverse protuberance 6 with respect to the direction of the gases, situated, starting from one of its ends, at a distance of approximately one third of the length of the tube.
  • the tubes 2 may comprise a single transverse protuberance 6 located on one of their faces (see FIG. 3) or may comprise two transverse protuberances 6 located on the opposite faces of the tube 2 (see FIG. 4).
  • Each tube 2 also comprises a plurality of projections 7 of circular section distributed along the tube 2, intended for support and assembly between the adjacent tubes 2, which in turn delimit a predetermined space between the tubes 2 for the passage refrigerant.
  • FIG. 6 shows a longitudinal section of the heat exchanger 1 along a sectional plane T illustrated in FIG. 5.
  • the tubes 2 are assembled by stacking one on the other and oriented in such a way the upper half of the tube bundle 2 has its respective transverse protuberances 6 located at a distance of from about a third of the length of the tube 2 relative to the gas inlet, thereby defining a first vertical transverse barrier 6a, while the lower half of the tube bundle 2 has its respective transverse protuberances 6 at a distance of approximately two thirds of the length of the tube 2 relative to the gas inlet, thus defining a second vertical transverse barrier 6b.
  • the two transverse barriers 6a and 6b define a "Z" shaped path for the refrigerant flow, as shown by the arrows shown in FIG. 6.
  • the coolant inlet duct 4 is situated in the upper part at one end of a lateral face of the casing 3, upstream of said first transverse barrier 6a, while the refrigerant outlet duct 5 is located in the lower part of the opposite end of the same side face of the housing 3, downstream of said second transverse barrier 6b.
  • the deflecting effect is obtained thanks to the contact between the transverse protuberances 6 of the respective tubes 2, so that the deflectors or transverse barriers 6a and 6b created force the flow of refrigerant fluid to fill the inside of the exchanger 1 in all the directions, but with an appropriate distribution of the refrigerant flow from the inlet 4 to the outlet 5 of refrigerant, thus avoiding a direct flow of coolant flow from the inlet to the outlet thereof.
  • the flow generated within the housing has a "Z" shape, which differs completely from the refrigerant flow paths in the stacked plate heat exchangers known in the art that utilize a transverse protuberance.

Abstract

Échangeur thermique (1) pour gaz, en particulier pour les gaz d'échappement d'un moteur, qui comprend une pluralité de tubes parallèles (2) disposés à l'intérieur d'un boîtier (3) et par lesquels circulent les gaz à refroidir par échange thermique avec un fluide de refroidissement, les conduits d'entrée (4) et sortie (5) de fluide réfrigérant étant chacun disposés à une extrémité opposée du boîtier (3), de préférence sur un même côté dudit boîtier (3). Chaque tube (2) comprend une protubérance (6) faisant face à la direction des gaz, lesdits tubes (2) étant susceptibles d'être assemblés par empilement l'un sur l'autre de sorte que les protubérances (6) des tubes (2) respectifs définissent une barrière (6a, 6b), en forme de déflecteur, destinée à créer une trajectoire prédéterminée susceptible de garantir une répartition appropriée du flux de fluide réfrigérant depuis son entrée (4) jusqu'à sa sortie (5) autour des tubes (2) et le long de l'échangeur (1). On parvient à améliorer la répartition du flux de fluide réfrigérant qui le traverse en évitant le recours à des déflecteurs conventionnels.

Description

DESCRIPTION
ÉCHANGEUR THERMIQUE POUR GAZ, EN PARTICULIER POUR LES GAZ
D'ÉCHAPPEMENT D'UN MOTEUR
La présente invention concerne un échangeur thermique pour gaz, en particulier pour les gaz d'échappement d'un moteur. L'invention s'applique tout spécialement dans les échangeurs thermiques de recirculation des gaz d'échappement d'un moteur (EGRC). Contexte de l'invention
Dans quelques échangeurs thermiques pour le refroidissement de gaz, par exemple ceux utilisés dans des systèmes de recirculation des gaz d'échappement vers l'admission d'un moteur à explosion, les deux milieux qui échangent de la chaleur sont séparés par une paroi.
La configuration actuelle des échangeurs EGR présents sur le marché correspond à un échangeur thermique métallique généralement fabriqué en acier inoxydable ou en aluminium. Fondamentalement, il y a deux types d'échangeurs de chaleur EGR: un premier type consiste en un boîtier à l'intérieur duquel on dispose un faisceau de tubes parallèles pour le passage des gaz, le réfrigérant circulant dans le boîtier, à l'extérieur des tubes, et le second type se compose d'une série de plaques parallèles qui constituent les surfaces d'échange de chaleur, de sorte que les gaz d'échappement et le réfrigérant circulent entre deux plaques, en couches alternées, avec possibilité d'inclure des ailettes pour améliorer l'échange de chaleur.
Dans le cas d'échangeurs de chaleur à faisceau de tubes, l'assemblage entre les tubes et le boîtier peut être de différents types. Généralement, les tubes sont fixés par leurs extrémités entre deux plaques de support raccordées à chaque extrémité du boîtier, les deux plaques de support présentant une pluralité d'orifices pour l'installation des tubes respectifs.
Lesdites plaques de support sont fixées à leur tour à des moyens de raccordement avec la ligne de recirculation, qui peuvent consister en un montage en V ou bien en un collet périphérique de raccordement ou bride, en fonction de la conception de la ligne de recirculation dans laquelle est assemblé l'échangeur. Le collet périphérique peut être assemblé avec un réservoir à gaz, de façon à ce que le réservoir à gaz soit une pièce intermédiaire entre le boîtier et le collet, ou bien le collet peut être assemblé directement au boîtier.
Dans les deux types d'échangeurs EGR, la plupart de leurs composants sont métalliques, de sorte qu'ils sont assemblés par des moyens mécaniques et ensuite soudés au four ou soudés à l'arc ou au laser pour assurer l'étanchéité appropriée que requiert cette application. Dans certains cas, ils peuvent également comprendre quelques composants en plastique, qui peuvent avoir une seule fonction ou plusieurs fonctions intégrées dans une seule pièce. Une des conditions à remplir par les échangeurs thermiques EGR est de maintenir une répartition appropriée du flux de fluide réfrigérant pour assurer une bonne efficacité et une durabilité suffisante. Si la répartition du flux de fluide réfrigérant n'est pas suffisamment bonne, l'efficacité peut diminuer et peut apparaître un phénomène d'ébullition, qui affectera la durabilité de l'échangeur thermique soumis à fatigue thermique.
La répartition du flux de fluide réfrigérant dépend fondamentalement de l'emplacement des conduits d'entrée et de sortie du fluide réfrigérant. Une recommandation générale est que le conduit de sortie du fluide réfrigérant doit être situé dans la partie supérieure de l'échangeur, tandis que le conduit d'entrée du fluide réfrigérant doit être situé à l'opposé dans la partie inférieure de l'échangeur, et plus la distance qui existe entre les deux conduits d'entrée et de sortie du fluide réfrigérant est grande, meilleure est la répartition du fluide réfrigérant.
Il arrive que la configuration du circuit de fluide réfrigérant du moteur ne soit pas conçue pour pouvoir respecter de manière simple les recommandations citées; il est alors nécessaire d'utiliser des déflecteurs supplémentaires pour obtenir que le flux de fluide réfrigérant atteigne la totalité de l'espace intérieur de l'échangeur thermique. D'autre part, l'emploi de déflecteurs augmente le prix de l'échangeur et rend plus complexe le processus d'assemblage, ce qui implique des investissements importants pour permettre l'assemblage du déflecteur.
Les brevets JP2000292089 et JP2000283666 décrivent des échangeurs thermiques à faisceau de tubes qui comprennent une pluralité de déflecteurs transversaux en forme de plaques disposés à l'intérieur d'un boîtier de section circulaire. La conception desdits déflecteurs ressemble beaucoup à la configuration des plaques de support situées aux deux extrémités du boîtier; le diamètre de ces déflecteurs est égal au diamètre intérieur du boîtier et ils comprennent des ouvertures pour permettre au fluide réfrigérant de les traverser. Les positions desdites ouvertures de passage dans les différents déflecteurs sont réparties en alternance. Le brevet KR20080013457 décrit un échangeur thermique à faisceau de tubes qui comprend un déflecteur de forme hélicoïdale inséré le long d'un boîtier de section circulaire.
Le brevet US2005161206 A1 décrit un échangeur thermique à plaques empilées dont les conduits d'entrée et sortie de fluide réfrigérant sont situés aux extrémités opposées mais dans la même face latérale du boîtier. Chaque plaque comprend une protubérance transversale emboutie dans la zone d'entrée latérale du fluide réfrigérant, ainsi qu'une pluralité de protubérances plus courtes embouties le long de la plaque, susceptibles de répartir le fluide réfrigérant depuis sa zone d'entrée latérale à travers toute la surface des plaques.
Le brevet US2008169093 A1 décrit un échangeur thermique à plaques empilées dont les conduits d'entrée et sortie de fluide réfrigérant sont situés aux extrémités opposées et sur les faces opposées du boîtier de l'échangeur. Chaque plaque comprend une protubérance transversale emboutie dans la zone d'entrée latérale du fluide réfrigérant, ainsi qu'une pluralité de protubérances plus courtes embouties le long de la plaque, susceptibles de répartir le fluide réfrigérant depuis sa zone d'entrée latérale à travers toute la surface des plaques. Toutefois, on ne connaît pas d'échangeurs thermiques à faisceau de tubes qui présentent sur les tubes des protubérances transversales par rapport à la direction des gaz, afin d'améliorer la répartition du flux de fluide réfrigérant, ce qui serait souhaitable.
Description de l'invention
L'objectif de l'échangeur thermique pour gaz, en particulier les gaz d'échappement d'un moteur, selon la présente invention est de résoudre les inconvénients que présentent les échangeurs connus dans l'art, en proposant un échangeur thermique qui permette d'améliorer la répartition du flux de fluide réfrigérant qui le traverse tout en évitant le recours à des déflecteurs.
L'échangeur thermique pour gaz, en particulier pour les gaz d'échappement d'un moteur, selon la présente invention est du type qui comprend une pluralité de tubes parallèles, disposés à l'intérieur d'un boîtier, par lesquels circulent les gaz à refroidir par échange thermique avec un fluide de refroidissement et dans lequel les conduits d'entrée et sortie de fluide réfrigérant sont chacun disposés à une extrémité opposée du boîtier, de préférence d'un même côté dudit boîtier; il se caractérise en ce que chaque tube comprend une protubérance faisant face à la direction des gaz, lesdits tubes étant susceptibles d'être assemblés par empilement l'un sur l'autre de sorte que les protubérances des tubes respectifs définissent une barrière, en forme de déflecteur, destinée à créer une trajectoire prédéterminée susceptible de garantir une répartition appropriée du flux de fluide réfrigérant depuis son entrée jusqu'à sa sortie autour des tubes et le long de l'échangeur.
Grâce à l'utilisation des protubérances sur les tubes on évite l'emploi de déflecteurs tels que ceux connus dans l'état de la technique. De cette façon, en orientant la protubérance de chaque tube d'une manière adéquate pendant le processus d'assemblage du faisceau de tubes, on parvient à créer une barrière qui joue le rôle d'un déflecteur, capable de diriger le flux de fluide réfrigérant à travers l'intérieur de l'échangeur thermique, en permettant ainsi une répartition améliorée dudit flux de fluide réfrigérant.
On obtient l'effet déflecteur susvisé grâce au contact des protubérances des tubes respectifs, de sorte que la barrière ou déflecteur obtenue force la circulation du fluide réfrigérant pour qu'il s'écoule selon une trajectoire convenant pour obtenir une bonne répartition du fluide réfrigérant.
Grâce à cet effet déflecteur, la turbulence créée dans toutes les directions et la trajectoire améliorée depuis l'entrée jusqu'à la sortie du fluide réfrigérant permettent d'accroître le refroidissement du faisceau de tubes. Il convient de souligner que, sans cet effet déflecteur, le flux de fluide réfrigérant effectuerait un parcours directement de l'entrée à la sortie sans circuler autour des tubes, ce qui n'est pas souhaitable.
De préférence, les tubes parallèles présentent une section sensiblement rectangulaire, chaque tube comprenant une protubérance transversale par rapport à la direction des gaz, de sorte que lesdites protubérances transversales des tubes respectifs définissent une barrière transversale sensiblement verticale.
Conformément à un mode de réalisation de l'invention, les tubes sont orientés de façon à ce que la moitié supérieure du faisceau de tubes présente ses protubérances transversales respectives situées à une distance d'à peu près un tiers de la longueur du tube par rapport à l'entrée des gaz, définissant ainsi une première barrière transversale verticale, tandis que la moitié inférieure du faisceau de tubes présente ses protubérances transversales respectives situées à une distance d'à peu près deux tiers de la longueur du tube par rapport à l'entrée des gaz, définissant ainsi une seconde barrière transversale verticale, de sorte que les deux barrières transversales définissent une trajectoire sous forme de "Z" pour le flux de fluide réfrigérant, le conduit d'entrée de fluide réfrigérant étant situé dans la partie supérieure à une extrémité d'une face latérale du boîtier, en amont de ladite première barrière transversale, et le conduit de sortie de fluide réfrigérant étant situé dans la partie inférieure de l'extrémité opposée de la même face latérale du boîtier, en aval de ladite seconde barrière transversale.
Cette solution est particulièrement avantageuse quand le fluide réfrigérant entre et sort de l'échangeur par le même côté du boîtier.
Les déflecteurs ou barrières transversales créées forcent le flux de fluide réfrigérant à remplir l'intérieur de l'échangeur dans toutes les directions, mais avec une répartition appropriée du flux de fluide réfrigérant de l'entrée à la sortie de fluide réfrigérant, évitant ainsi un parcours direct de flux de fluide réfrigérant de l'entrée à la sortie de celui-ci. En outre, le flux provoqué à l'intérieur du boîtier a une forme de "Z", qui diffère complètement des trajectoires de flux de fluide réfrigérant dans les échangeurs à plaques empilées connus dans l'art qui utilisent une protubérance transversale. Selon un mode de réalisation, chaque tube comprend une seule protubérance transversale située sur une de ses faces.
Selon un autre mode de réalisation, chaque tube comprend deux protubérances transversales situées sur les faces opposées du tube.
Avantageusement, chaque tube comprend une pluralité de saillies, de préférence de section circulaire, réparties le long du tube, destinées à l'appui et l'assemblage entre les tubes adjacents, qui délimitent à leur tour un espace prédéterminé entre les tubes pour le passage du fluide réfrigérant.
Brève description des dessins
Afin de faciliter la description de ce que nous avons exposé précédemment, nous joignons des dessins sur lesquels, schématiquement et uniquement à titre d'exemple non limitatif, est représenté un cas pratique de mode de réalisation de l'échangeur thermique pour gaz, en particulier pour les gaz d'échappement d'un moteur, selon l'invention, parmi lesquels: la Figure 1 est une vue en perspective de l'échangeur thermique selon la présente invention, montrant le boîtier avec le faisceau de tubes et les deux conduits d'entrée et sortie de fluide réfrigérant; la Figure 2 est une vue en perspective d'un tube, montrant la protubérance transversale et les saillies d'appui; la Figure 3 est une vue de profil d'un tube avec une seule protubérance transversale, selon un mode de réalisation de l'invention; la Figure 4 est une vue de profil du tube avec deux protubérances transversales disposées sur des faces opposées, selon un autre mode de réalisation de l'invention; la Figure 5 est une vue en perspective de l'échangeur thermique de la Figure 1 , montrant un plan de coupe longitudinale T; et la Figure 6 est une section longitudinale de l'échangeur thermique suivant plan de coupe T représenté sur la Figure 5.
Description d'un mode de réalisation préféré Si l'on se reporte à la Figure 1 , l'échangeur thermique 1 pour gaz, en particulier pour les gaz d'échappement d'un moteur, selon la présente invention est du type qui comprend une pluralité de tubes 2 parallèles de section sensiblement rectangulaire, disposés à l'intérieur d'un boîtier 3, par lesquels circulent les gaz à refroidir par échange thermique avec un fluide de refroidissement. De même, il comprend deux conduits d'entrée 4 et de sortie 5 de fluide réfrigérant disposés aux extrémités opposées et dans un même côté dudit boîtier 3.
Comme on peut le discerner sur la Figure 2, chaque tube 2 comprend une protubérance transversale 6 par rapport à la direction des gaz, située, en partant d'une de ses extrémités, à une distance d'à peu près le tiers de la longueur du tube.
Les tubes 2 peuvent comporter une seule protubérance transversale 6 située sur une de leurs faces (voir Figure 3) ou bien peuvent comporter deux protubérances transversales 6 situées sur les faces opposées du tube 2 (voir Figure 4). Chaque tube 2 comprend également une pluralité de saillies 7 de section circulaire réparties le long du tube 2, destinées à l'appui et l'assemblage entre les tubes 2 adjacents, qui délimitent à leur tour un espace prédéterminé entre les tubes 2 pour le passage du fluide réfrigérant. Sur la Figure 6 on a représenté une section longitudinale de l'échangeur thermique 1 suivant un plan de coupe T illustré sur la Figure 5. Dans ce cas, les tubes 2 sont assemblés par empilement l'un sur l'autre et orientés de façon à ce que la moitié supérieure du faisceau de tubes 2 présente ses protubérances transversales 6 respectives situées à une distance d'à peu près un tiers de la longueur du tube 2 par rapport à l'entrée des gaz, définissant ainsi une première barrière transversale verticale 6a, tandis que la moitié inférieure du faisceau de tubes 2 présente ses protubérances transversales 6 respectives situées à une distance d'à peu près deux tiers de la longueur du tube 2 par rapport à l'entrée des gaz, définissant ainsi une seconde barrière transversale verticale 6b. De cette façon, les deux barrières transversales 6a et 6b définissent une trajectoire en forme de "Z" pour le flux de fluide réfrigérant, comme le montrent les flèches représentées sur la Figure 6.
Dans ce cas, le conduit d'entrée 4 de fluide réfrigérant est situé dans la partie supérieure à une extrémité d'une face latérale du boîtier 3, en amont de ladite première barrière transversale 6a, tandis que le conduit de sortie 5 de fluide réfrigérant est situé dans la partie inférieure de l'extrémité opposée de la même face latérale du boîtier 3, en aval de ladite seconde barrière transversale 6b. On obtient l'effet déflecteur susvisé grâce au contact entre les protubérances transversales 6 des tubes 2 respectifs, de sorte que les déflecteurs ou barrières transversales 6a et 6b créées forcent le flux de fluide réfrigérant à remplir l'intérieur de l'échangeur 1 dans toutes les directions, mais avec une répartition appropriée du flux de fluide réfrigérant de l'entrée 4 à la sortie 5 de fluide réfrigérant, évitant ainsi un parcours direct de flux de fluide réfrigérant de l'entrée à la sortie de celui-ci. En outre, le flux provoqué à l'intérieur du boîtier a une forme de "Z", qui diffère complètement des trajectoires de flux de fluide réfrigérant dans les échangeurs à plaques empilées connus dans l'art qui utilisent une protubérance transversale. Bien que l'on ait fait référence à un mode de réalisation concret de l'invention, il est évident pour un homme du métier que l'échangeur thermique pour gaz, en particulier pour les gaz d'échappement d'un moteur, décrit ici est susceptible de nombreuses variantes et modifications et que tous les détails mentionnés peuvent être remplacés par d'autres techniquement équivalents, sans que l'on s'écarte du cadre de protection défini par les revendications ci-jointes.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Échangeur thermique (1 ) pour gaz, en particulier pour les gaz d'échappement d'un moteur, qui comprend une pluralité de tubes parallèles (2), disposés à l'intérieur d'un boîtier (3), à travers lesquels circulent les gaz à refroidir par échange thermique avec un fluide de refroidissement et dans lequel les conduits d'entrée (4) et sortie (5) de fluide réfrigérant sont chacun disposés à une extrémité opposée du boîtier (3), de préférence sur un même côté dudit boîtier (3), caractérisé en ce que chaque tube (2) comprend une protubérance (6) faisant face à la direction des gaz, lesdits tubes (2) étant susceptibles d'être assemblés par empilement l'un sur l'autre de sorte que les protubérances (6) des tubes (2) respectifs définissent une barrière (6a, 6b), constituant un déflecteur, destinée à créer une trajectoire prédéterminée susceptible de garantir une répartition appropriée du flux de fluide réfrigérant depuis son entrée (4) jusqu'à sa sortie (5) autour des tubes (2) et le long de l'échangeur (1 ).
2. Échangeur (1 ) selon la revendication 1 , dans lequel les tubes parallèles (2) présentent une section sensiblement rectangulaire, chaque tube (2) comprenant une protubérance transversale (6) par rapport à la direction des gaz, de sorte que lesdites protubérances transversales (6) des tubes (2) respectifs définissent une barrière transversale (6a, 6b) sensiblement verticale.
3. Échangeur (1 ) selon la revendication 2, dans lequel les tubes (2) sont orientés de façon à ce que la moitié supérieure du faisceau de tubes (2) présente ses protubérances transversales (6) respectives situées à une distance d'à peu près un tiers de la longueur du tube (2) par rapport à l'entrée des gaz, définissant ainsi une première barrière transversale verticale (6a), tandis que la moitié inférieure du faisceau de tubes (2) présente ses protubérances transversales (6) respectives situées à une distance d'à peu près deux tiers de la longueur du tube (2) par rapport à l'entrée des gaz, définissant ainsi une seconde barrière transversale verticale (6b), de sorte que les deux barrières transversales (6a, 6b) définissent une trajectoire en forme de "Z" pour le flux de fluide réfrigérant, le conduit d'entrée (4) de fluide réfrigérant étant situé dans la partie supérieure à une extrémité d'une face latérale du boîtier (3), en amont de ladite première barrière transversale (6a), et le conduit de sortie (5) de fluide réfrigérant étant situé dans la partie inférieure de l'extrémité opposée de la même face latérale du boîtier (3), en aval de ladite seconde barrière transversale (6b).
4. Échangeur (1 ) selon la revendication 2, dans lequel chaque tube (2) comprend une seule protubérance transversale (6) située sur une de ses faces.
5. Échangeur (1 ) selon la revendication 2, dans lequel chaque tube (2) comprend deux protubérances transversales (6) situées sur des faces opposées du tube (2).
6. Échangeur (1 ) selon la revendication 1 , dans lequel chaque tube (2) comprend une pluralité de saillies (7), de préférence de section circulaire, réparties le long du tube (2), destinées à l'appui et l'assemblage des tubes (2) adjacents les uns sur les autres, qui délimitent à leur tour un espace prédéterminé entre les tubes (2) pour le passage du fluide réfrigérant.
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