WO2019243754A1 - Collector box and corresponding heat exchanger - Google Patents

Collector box and corresponding heat exchanger Download PDF

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WO2019243754A1
WO2019243754A1 PCT/FR2019/051519 FR2019051519W WO2019243754A1 WO 2019243754 A1 WO2019243754 A1 WO 2019243754A1 FR 2019051519 W FR2019051519 W FR 2019051519W WO 2019243754 A1 WO2019243754 A1 WO 2019243754A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cover
bottom wall
manifold
slope
tubes
Prior art date
Application number
PCT/FR2019/051519
Other languages
French (fr)
Inventor
Garry PILLER
Stéphane POTTEAU
Jean-Jacques Garcia
Nicolas Cormet
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 WO2019243754A1 publication Critical patent/WO2019243754A1/en

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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
    • 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
    • F28F9/0265—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits by using guiding means or impingement means inside the header box
    • F28F9/0268—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits by using guiding means or impingement means inside the header box in the form of multiple deflectors for channeling the heat exchange medium

Definitions

  • the invention relates to the field of heat exchangers, in particular for motor vehicles.
  • the invention relates more particularly to a manifold intended for such heat exchangers.
  • Heat exchangers conventionally comprise a heat exchange bundle and at least one, generally two manifolds of a heat transfer fluid.
  • the heat exchange bundle may include a plurality of heat exchange tubes, arranged in one or more rows through which is intended to flow the heat transfer fluid. Heat exchange elements, such as spacers, can also be provided between the tubes to improve heat exchange. A second fluid can pass through the heat exchange bundle by circulating between the tubes so as to allow heat exchange with the heat transfer fluid inside the tubes.
  • each manifold comprises a manifold plate receiving the ends of the tubes.
  • a cover covers the collecting plate to close the collecting box.
  • the manifolds allow the distribution or recovery of the heat transfer fluid which passes through the tubes of the heat exchange bundle.
  • the heat exchanger can be supplied with heat transfer fluid such as the coolant of the vehicle's heat engine such as a mixture of water and glycol, via a manifold having a fluid inlet pipe, for example by means of a pump. traffic.
  • heat transfer fluid such as the coolant of the vehicle's heat engine such as a mixture of water and glycol
  • baffles reduce the cross section of the heat transfer fluid in the manifold, the hydraulic diameter is therefore reduced which increases the pressure drops of the manifold, and therefore of the radiator.
  • the object of the invention is in particular to provide a manifold to improve the distribution of the heat transfer fluid in the heat exchange bundle while reducing the pressure drops in the manifold.
  • the invention relates to a manifold for a heat exchanger comprising a heat exchange bundle comprising a plurality of tubes in which is intended to flow a heat transfer fluid, the manifold comprising:
  • header plate configured to receive the ends of the tubes and extending in a longitudinal direction
  • a cover cooperating with the collector plate so as to close the collector box by delimiting an interior volume of the collector box, and comprising a bottom wall disposed facing the collector plate, the bottom wall having at least one slope in a direction inclined relative to the longitudinal direction of the collector plate, such that the heat transfer fluid is intended to flow in the interior volume of the manifold, at least in part in a general direction of flow parallel to the inclined direction of said at least one slope of the bottom wall.
  • the cover comprises at least one deflector arranged inside the cover. Said at least one deflector extending at least in part in a general direction parallel to the inclined direction of said at least one slope of the bottom wall.
  • It can be a fluid inlet manifold or a fluid outlet manifold.
  • the cross section of the coolant n is not reduced and the distribution of the heat transfer fluid in the manifold can be improved.
  • This better distribution of the heat transfer fluid makes it possible to reduce the internal pressure drop of a heat exchanger comprising such a manifold.
  • the manifold can further include one or more of the following characteristics, taken separately or in combination.
  • the cover has a fluid inlet.
  • the bottom wall has a downward slope extending from a first end at the level of the fluid inlet, towards a second end opposite to the fluid inlet, so that the cover has a decreasing section from the first end towards the second end.
  • the section of the cover can gradually reduce.
  • the manifold comprises for example an inlet pipe, and the downward slope of the bottom wall extends from the inlet pipe towards the second end of the cover.
  • the manifold comprises a fluid outlet pipe, and the bottom wall has a downward slope extending from a first end at the outlet pipe towards a second end of the cover.
  • the bottom wall has at least two slopes oriented in two concurrent directions, including:
  • the first upward slope extends for example to the middle of the bottom wall and the second downward slope extends from the middle of the bottom wall.
  • the cover has an enlarged section in the middle of the cover. Such an arrangement is in particular suitable for an intermediate manifold allowing a so-called "U" circulation of the heat transfer fluid in the heat exchange bundle of the heat exchanger which it is intended to integrate.
  • the inclined direction of said at least one slope forms an angle less than or equal to 45 ° with the longitudinal direction of the collector plate.
  • the cover comprises a plurality of deflectors aligned in at least one row.
  • the deflectors in a row can be spaced two by two by a predefined distance, for example of the order of 60mm.
  • the deflectors of two rows can be spaced by a predefined height, for example of the order of OMM.
  • Said at least one slope extends for example over a length less than or equal to the total length of the bottom wall.
  • Said at least one row of deflectors extends over a length less than or equal to the length of said at least one slope.
  • the cover comprises at least:
  • a first deflector extending in a general direction parallel to the inclined direction of said at least one slope of the bottom wall
  • a second deflector having a portion for distributing the heat transfer fluid in the manifold extending in a general direction parallel to said inclined direction and a portion for guiding the heat transfer fluid towards the tubes extending in a general direction perpendicular to the longitudinal direction of the collector plate.
  • the cover has two opposite side walls joined by the bottom wall.
  • the deflector or deflectors are arranged on an internal face of a side wall of the cover.
  • Said at least one deflector extends for example from an internal face of a side wall to the internal face of the opposite side wall.
  • the cover may include at least one rib arranged on an external face of a side wall of the cover at the same level as said at least one deflector.
  • Said at least one rib is arranged opposite said at least one deflector, so that said at least one rib and said at least one deflector extend on either side of the side wall.
  • Said at least one rib extends for example along a row of deflectors.
  • the cover may include such a rib on the external face of each side wall.
  • the invention also relates to a heat exchanger comprising a heat exchange bundle comprising a plurality of tubes, and at least one manifold as defined above arranged at one end of the tubes.
  • the fluid inlet manifold and / or the fluid outlet manifold of the heat exchanger is as defined above.
  • FIG. 1 is a sectional view of a heat exchanger comprising a heat exchange bundle and two manifolds
  • Figure 2 is a partial view of Figure 1 showing part of the beam and a manifolds according to a first embodiment
  • FIG. 3 is an enlarged view of the cover of the manifold of FIG. 2,
  • FIG. 4 is a sectional and perspective view of the cover of the manifold of FIG. 2,
  • FIG. 5 is a bottom view of the cover of FIGS. 2 to 4,
  • FIG. 6a is a perspective view of a first side of the cover of FIGS. 2 to 5,
  • FIG. 6b is another perspective view of a second side of the cover opposite that of FIG. 6a,
  • FIG. 7 is a sectional view of the cover of FIGS. 2 to 6b showing in broken lines ribs on an external face of the cover, and
  • FIG. 8 is a perspective view of a manifold according to a second embodiment.
  • FIG. 1 shows schematically a heat exchanger 1 for a motor vehicle. It may in particular be a radiator for cooling an internal combustion engine, or a radiator for heating the passenger compartment of the vehicle, a high temperature or low temperature radiator, or an exchanger for an air conditioning circuit, or a charge air cooler.
  • Such a heat exchanger 1 comprises a heat exchange bundle comprising a plurality of tubes 3.
  • the heat exchanger 1 also comprises at least one manifold 5a disposed at one end of the tubes 3 of the heat exchange bundle.
  • the heat exchange bundle can be brazed, i.e. the elements are joined together by brazing.
  • the various elements of the bundle are advantageously made of aluminum or an aluminum-based alloy.
  • a heat transfer fluid such as the coolant of the vehicle heat engine such as a mixture of water and glycol, can circulate in the tubes 3.
  • the heat transfer fluid can be intended to circulate in one pass, according to a circulation in "I As shown diagrammatically in FIG. 1, or in several passes for example in two passes according to a circulation in "U”.
  • the heat transfer fluid such as the mixture of water and glycol, can be cooled by heat exchange with a second fluid external to the tubes 3 passing through the heat exchange bundle.
  • the ends of the tubes 3 open into the manifold 5a.
  • the manifold 5a it can be a first manifold 5a.
  • the heat exchanger 1 may include a second manifold 5b opposite the first manifold 5a, as in the example shown in FIG. 1.
  • the second manifold 5b may or may not be analogous to the first manifold 5a.
  • the first manifold 5a can be a so-called inlet manifold for the admission of the heat transfer fluid in order to distribute it to the tubes 3 opening into the first manifold 5a.
  • the first manifold 5 a has for this purpose a fluid inlet, for example in the form of tubing 50a for the inlet of the heat transfer fluid, for example the coolant at the outlet of the heat engine, as shown by the arrow Fe.
  • the second manifold 5b can be a so-called outlet manifold for recovering the heat transfer fluid having circulated in the tubes 3 opening into the second manifold 5b, and the evacuation of this heat transfer fluid from the heat exchanger 1.
  • the second manifold 5b for this purpose comprises a tube 50b for the outlet of the fluid, for example glycol water to return to the cooling loop of the engine of the motor vehicle, as illustrated by the arrow Fs.
  • the heat transfer fluid flow circuit in the heat exchanger 1, after admission by the inlet pipe 50a into the inlet manifold 5a, then through the tubes 3 and the outlet manifold 5b before its evacuation by the outlet tube 50b is shown diagrammatically by the arrows Fa, F, Fb in FIG. 1.
  • the arrows Fa, F and Fb follow different directions, the arrows F being parallel to the tubes 3.
  • the manifold 5a comprises in particular a manifold plate 5la, respectively 5 lb, and a cover 53a, respectively 53b.
  • the collector plate 5 la, 5lb extends in a longitudinal direction L.
  • the collector plate 5 la, 5lb is configured to receive the ends of the tubes 3.
  • the collector plate 5 la, 5lb is provided with orifices (not visible in FIG. 1) allowing the insertion of the tubes 3.
  • the collector plate 5la, 5lb extends transversely to the tubes 3.
  • the cover 53a, 53b cooperates with the corresponding collector plate 5a, 5lb so as to close the inlet collector box 5a or 5b.
  • the cover 53a, 53b and the corresponding collector plate 5a, 5lb cooperate so as to define an interior volume of the inlet collector box 5a or 5b for the circulation of the heat transfer fluid.
  • the cover 53a or 53b can have the shape of an arch.
  • the cover 53a or 53b comprises a bottom wall 531 and two side walls 533 joined by the bottom wall 531.
  • the bottom wall 531 is arranged opposite the collecting plate 5 la or 5lb in the assembled state of the manifold 5a, respectively 5b.
  • the bottom wall 531 has a generally elongated shape.
  • the peripheral periphery of the cover 53a, respectively 53b, on the side opposite to the bottom wall 531 forms a cover base with a shape complementary to the collector plate 5a, respectively 5b, extending in the longitudinal direction L.
  • the cover 53a or 53b, of at least one of the manifolds 5a, 5b may have an enlarged portion to increase the cross section of the heat transfer fluid. It can be the fluid inlet manifold 5a or a fluid outlet manifold 5b. Preferably, it is the input manifold 5 a.
  • Figures 1 to 7 relate to a first embodiment of a manifold, in particular of the inlet manifold 5a, with a cover 53a enlarged for example at the level of the fluid inlet.
  • the bottom wall 531 of the cover 53a has at least one slope S in a direction D (shown diagrammatically in FIGS. 2 to 4) inclined relative to the longitudinal direction L of the collector plate 5 la (visible in the figure 2).
  • the heat transfer fluid is intended to flow into the internal volume of the inlet manifold 5a at least partially in a general direction of flow which is parallel to the inclined direction D of the slope S of the bottom wall 531 , referring to the arrows Fa in the inlet manifold 5a in FIG. 1 and in FIGS. 2 to 4.
  • the inclined direction D of the slope S forms an angle a (see FIG. 2) with the longitudinal direction L of the collector plate 5 la which is less than or equal to 45 °.
  • a single slope S can be provided, and can extend over the entire length of the bottom wall 531 or, as a variant, over a length less than the total length of the bottom wall 531 as illustrated.
  • the slope S of the bottom wall 531 is for example descending from a first end at the level of the fluid inlet, for example the inlet pipe 50a, towards a second end opposite the fluid inlet.
  • the slope S of the bottom wall 531 extends from the highest point, with reference to the arrangement of the elements in FIG. 2, which corresponds to the point where the section of the cover 53a is the largest, in the direction of the end of the bundle of tubes 3, that is to say towards the tubes 3 which are furthest from the inlet manifold 50a.
  • the cover 53a thus has a decreasing section.
  • the section of the cover 53a can gradually reduce as illustrated in FIGS. 1 to 4.
  • the cover 53a of the inlet manifold 5a further comprises one or more deflectors 7, 9.
  • the cover 53a may comprise a plurality of deflectors 7, 9 arranged inside the cover 53a, and therefore in the interior volume of the inlet manifold 5a. Because of this arrangement, one can also speak of internal deflectors 7, 9.
  • the deflectors 7, 9 are arranged in the desired direction of flow of the heat transfer fluid in the inlet manifold 5a.
  • the deflectors 7, 9 are arranged in the cover 53a extending at least in part in a general direction parallel to the inclined direction D of the slope S of the bottom wall 531, as is better visible on the Figures 2 to 4.
  • Such an arrangement of the deflectors 7, 9 enables the flow of the heat-transfer fluid such as coolant to be distributed in a homogeneous manner in the tubes 3.
  • the deflectors 7, 9 which follow the desired direction of flow of the heat-transfer fluid have a guiding function.
  • the deflectors 7, 9 make it possible to distribute the heat transfer fluid as well as possible in the tubes 3 of the heat exchange bundle, forcing it to flow towards the end part of the inlet manifold 5a, that is to say - say the part furthest from the inlet pipe 50a (see Figures 1 and 2).
  • the heat transfer fluid can supply all the tubes 3 of the heat exchange bundle, that is to say both the first tubes 3 opposite the inlet pipe 50a and the final tubes which are on the opposite side. .
  • This better distribution of the heat transfer fluid in the tubes 3 reduces the internal pressure drop.
  • the deflectors 7, 9 are arranged on an internal face of a side wall 533 of the cover 53a.
  • the deflectors 7, 9 can extend from one face internal of a side wall 533 of the cover 53a up to the internal face of the opposite side wall 533, as is better visible in FIG. 5.
  • the deflectors 7, 9 can be produced by injection.
  • the arrangement of the deflectors 7, 9 parallel to the slope S of the bottom wall 531 of the cover 53a, also makes it possible to facilitate the demolding of the deflectors 7, 9 using rising blocks in a mold.
  • the deflectors 7, 9 can be aligned in one or more rows, as can be seen more clearly in FIGS. 1 to 4.
  • the row alignment of the deflectors 7, 9 makes it possible to limit the disturbance of the flow of the heat transfer fluid in the interior volume of the inlet manifold 5a.
  • the or each row of deflectors 7, 9 is disposed over a length less than or equal to the length of the slope S of the bottom wall 531.
  • the dimensioning of the deflectors 7, 9 of the row or rows is chosen according to the application, and for example as a function of the rising wedges allowing demolding.
  • the deflectors 7, 9 in each row are spaced in the desired direction of flow of the heat transfer fluid.
  • the deflectors 7, 9 of each row are spaced two by two by a predefined distance d, as shown diagrammatically in FIG. 3.
  • the predefined distance d can be less than 1 cm, for example of the order of 60mm.
  • the deflectors 7, 9 of two rows are spaced by a predefined height h, in the direction of the height of the inlet manifold 5a according to the arrangement of the elements in FIG. 3.
  • the predefined height h is for example l at least 10mm.
  • the deflectors 7 of the row closest to the bottom wall 531 can be spaced by the same predefined height h from the bottom wall 531.
  • first deflector 7 or at least one row of first deflectors 7 extending mainly in a general direction parallel to the inclined direction D of the slope S of the bottom wall 531.
  • These first deflectors 7 are those which mainly provide the function of guiding the heat transfer fluid to distribute it throughout the inlet manifold 5a.
  • at least a second deflector 9 or a row of second deflectors 9 in at least two parts extending in two different directions.
  • the last deflectors 9 or the last row that is to say the deflectors 9 furthest from the bottom wall 531 of the cover 53a, those at the bottom according to the arrangement of the elements in FIGS. 2 and 3.
  • these second deflectors 9 may have a distribution part 9A of the heat transfer fluid and a guide part 9B of the fluid towards the heat exchange bundle 3.
  • the distribution part 9 A extends in a general direction parallel to the inclined direction D.
  • the guide part 9B extends in a general direction perpendicular to the longitudinal direction L of the collector plate 5 la (also referring to FIG. 2). In other words, the guide part 9B extends parallel to the tubes 3 of the heat exchange bundle.
  • the second deflectors 9 are those which allow the heat transfer fluid to be directed towards the tubes of the heat exchange bundle 3.
  • the deflectors 7, 9 also make it possible to improve the mechanical strength of the manifold, in particular of the inlet manifold 5a in the example described. Indeed, the deflectors 7, 9 make it possible to stiffen the cover 53a to resist the forces during mechanical tests, in particular of cycled pressure, and to avoid swelling of the cover 53a.
  • the cover 53a may further comprise at least one rib 11 arranged on an external face of the cover 53a, as illustrated in FIGS. 6a and 6b. Because of this arrangement, one can also speak of an external rib 11.
  • the rib or ribs 11 are arranged on an external face of a side wall 533 of the cover 53a.
  • the rib (s) 11 are arranged opposite or at the same level as one or more deflectors 7 but on the external side of the side wall 533.
  • a rib 11 can extend opposite or at the same level as a row corresponding deflectors 7, 9, on the external side of the side wall 533.
  • the rib (s) 11 are in front of or behind one or more deflectors 7, 9 with the interposition of the side wall 533.
  • each rib 11 and one or more corresponding deflectors 7, 9 extend on either side of the side wall 533.
  • Each rib 11 is in the extension of the deflector or deflectors 7, 9. This is particularly visible in FIG. 7, in which the ribs 11 which are on the other side of the side wall 533 are represented by broken lines.
  • deflectors 7, 9 extending between the two opposite lateral walls 533 of the cover 53a, such ribs 11 can be provided on the external face of each lateral wall 533 of the cover 53a (see FIGS. 6a, 6b).
  • the ribs 11 complement the deflectors 7, 9 to reinforce the cover 53a so as to withstand the mechanical forces. These ribs 11 make it possible to avoid breakage of the deflectors 7, 9 during mechanical forces, for which the maximum stress is for example in the middle of the deflectors 7, 9 where the bonding lines appearing during the injection can be found.
  • the thickness of the ribs 11 can be defined according to the application.
  • FIG. 8 A second embodiment is illustrated in FIG. 8.
  • Figure 8 shows a manifold 5c called intermediate which differs in particular from the inlet manifold 5a or outlet 5b of Figure 1 in that it allows a so-called "U" circulation of the heat transfer fluid in the bundle of exchange thermal (not visible in Figure 8) of the heat exchanger it integrates.
  • This intermediate manifold 5c can be arranged at one end of the tubes of the heat exchange bundle, and at the opposite end of these tubes can be arranged inlet and outlet manifolds, or a manifold compartmentalized with a compartment inlet and outlet compartment.
  • the heat transfer fluid admitted into the heat exchanger can for example circulate in a first part of the tubes, be collected in the intermediate manifold 5c so as to be directed towards a second part of the tubes until it is evacuated by the compartment or the box. Release.
  • the intermediate manifold 5c has a cover 53c and a manifold plate (not shown) in the longitudinal direction L.
  • the cover 53c and the manifold plate are intended to cooperate to close the intermediate manifold 5c and define an interior volume for the circulation of the heat transfer fluid.
  • the bottom wall 531 also has a generally elongated shape.
  • the peripheral periphery of the cover 53c on the side opposite to the bottom wall 531 forms a cover base of a shape complementary to the collector plate and also extends in the longitudinal direction L.
  • the cover 53c is enlarged or has an enlarged section, for example substantially in the middle of the cover 53c.
  • the cover 53c comprises a bottom wall 531 and two side walls 533 (only one of which is visible in FIG. 8) joined by the bottom wall 531.
  • the bottom wall 531 is intended to be placed facing the collector plate (not illustrated) in the assembled state of the intermediate manifold 5c.
  • the bottom wall 531 of the cover does not have a single slope but at least two slopes Sl, S2 oriented in two concurrent directions Dl, D2, each being inclined relative to the longitudinal direction L.
  • the bottom wall 531 has a first slope Sl ascending in a first direction D1 and a second descending slope S2 in a second direction D2, which follows the first ascending slope Sl.
  • the directions D1, D2 can each form an angle less than or equal to 45 °.
  • the first ascending slope S1 extends from a first end of the bottom wall 531, for example to the middle of the bottom wall 531 in the direction of the length of the bottom wall 531.
  • the second descending slope S2 extends for example from the middle of the bottom wall 531 towards a second end of the bottom wall 531 opposite the first end in the direction of the length of the bottom wall 531.
  • the cover 53c of the intermediate manifold 5c comprises at least two deflectors 71, 72, 91, 92 arranged inside the cover 53c, between the two opposite side walls 533, in the desired direction of flow of the heat transfer fluid in the 5c intermediate manifold.
  • the deflectors 71, 72 or 91, 92 of a row do not all extend in the same direction, but a part of the deflectors 71, 91 extend at least in part in a general direction parallel to the first inclined direction D1 of the first slope S1 and another part of the deflectors 72, 92 extend at least in part in a general direction parallel to the second inclined direction D2 of the second slope S2.
  • the first deflectors 71, 72 closest to the bottom wall 531 can extend parallel to the directions D1, D2.
  • the second deflectors 91, 92 forming for example the last row, that is to say the deflectors 91, 92 furthest from the bottom wall 531, those at the bottom according to the arrangement of the elements in FIG. 8 can have a distribution portion 9A of the heat transfer fluid extending parallel to the inclined direction Dl or D2 and a guide portion 9B of the fluid towards the heat exchange bundle 3 (not shown in FIG. 8) extending perpendicular to the longitudinal direction L.
  • the cover 53c may further comprise at least one rib 11 (not shown in FIG. 8) arranged on an external face of the cover 53c, as described with reference to FIGS. 6a to 7.
  • Such deflectors 7, 9 are advantageously provided at least in the inlet manifold 5a, which improves the distribution of the heat transfer fluid not only in the inlet manifold 5a, but also in the tubes 3 of the bundle of heat exchange and the outlet manifold 5b.
  • the heat transfer fluid guided by the deflectors 7, 9 is distributed homogeneously in the manifold 5a, and does not remain only in the first tubes 3 but can be distributed homogeneously in all of the tubes 3.
  • the deflectors 7, 9; 71, 72, 91, 92 allow a homogeneous circulation of the heat transfer fluid in the heat exchanger 1, which allows a reduction in the internal pressure drop.
  • the deflectors 7, 9; 71, 72, 91, 92 make it possible to orient the heat-transfer fluid without reducing the passage sections in the manifold 5a, 5b, 5c.
  • the hydraulic diameter is not tight, which in particular makes it possible to avoid deterioration of a circulation pump which might not be powerful enough to push the heat-transfer fluid.
  • deflectors 7, 9; 71, 72, 91, 92 advantageously reinforced by ribs 11, also increase the robustness of the manifold 5a, 5b, 5c especially during mechanical tests.

Abstract

The invention relates to a collector box (5a) for a heat exchanger, comprising: a collector plate (51a) which extends in a longitudinal direction (L); and a cover (53a) which cooperates with the collector plate (51a) such as to close the collector box (5a) and which comprises a base wall (531) arranged opposite the collector plate (51a), the base wall (531) having at least one slope (S) in a direction (D) which is inclined relative to the longitudinal direction (L). According to the invention, the cover (53a) comprises at least one deflector (7, 9) which is arranged inside the cover (53a), the at least one deflector (7, 9) extending at least partially in a general direction parallel to the inclined direction (D) of the at least one slope (S) of the base wall (531). The invention also relates to a heat exchanger comprising such a collector box (5a).

Description

Boite collectrice et échangeur thermique correspondant  Collector box and corresponding heat exchanger
L’invention se rapporte au domaine des échangeurs thermiques, notamment pour véhicules automobiles. L’invention concerne plus particulièrement une boite collectrice destinée à de tels échangeurs thermiques. The invention relates to the field of heat exchangers, in particular for motor vehicles. The invention relates more particularly to a manifold intended for such heat exchangers.
Les échangeurs thermiques comportent classiquement un faisceau d’échange thermique et au moins une, généralement deux boites collectrices d’un fluide caloporteur.  Heat exchangers conventionally comprise a heat exchange bundle and at least one, generally two manifolds of a heat transfer fluid.
Le faisceau d’échange thermique peut comporter une pluralité de tubes d’échange thermique, disposés selon une ou plusieurs rangées à travers lesquels est destiné à s’écouler le fluide caloporteur. Des éléments d’échange thermique, tels que des intercalaires, peuvent également être prévus entre les tubes pour améliorer l’échange thermique. Un deuxième fluide peut traverser le faisceau d’échange thermique en circulant entre les tubes de façon à permettre un échange thermique avec le fluide caloporteur à l’intérieur des tubes.  The heat exchange bundle may include a plurality of heat exchange tubes, arranged in one or more rows through which is intended to flow the heat transfer fluid. Heat exchange elements, such as spacers, can also be provided between the tubes to improve heat exchange. A second fluid can pass through the heat exchange bundle by circulating between the tubes so as to allow heat exchange with the heat transfer fluid inside the tubes.
De façon connue, chaque boite collectrice comprend une plaque collectrice recevant les extrémités des tubes. Un couvercle vient coiffer la plaque collectrice pour fermer la boite collectrice. Les boites collectrices permettent la distribution ou la récupération du fluide caloporteur qui traverse les tubes du faisceau d’échange thermique.  In known manner, each manifold comprises a manifold plate receiving the ends of the tubes. A cover covers the collecting plate to close the collecting box. The manifolds allow the distribution or recovery of the heat transfer fluid which passes through the tubes of the heat exchange bundle.
L’échangeur thermique peut être alimenté en fluide caloporteur tel que le liquide de refroidissement du moteur thermique du véhicule comme un mélange d’eau et de glycol, via une boite collectrice présentant une tubulure d’entrée de fluide, par exemple grâce à une pompe de circulation.  The heat exchanger can be supplied with heat transfer fluid such as the coolant of the vehicle's heat engine such as a mixture of water and glycol, via a manifold having a fluid inlet pipe, for example by means of a pump. traffic.
Sur les échangeurs thermiques du véhicule automobiles, notamment les radiateurs de refroidissement, il a été constaté une perte de charge interne importante due à une répartition incorrecte du fluide caloporteur tel que le mélange d’eau et de glycol dans les tubes du faisceau d’échange thermique, notamment au niveau des tubes à la fin du faisceau d’échange thermique, c’est-à-dire qui débouchent dans la boite collectrice à l’opposé de la tubulure d’entrée de fluide. Ce problème de répartition incorrecte peut par exemple affecter directement la pression du glycol utilisé et dans ce cas la pompe de circulation peut ne pas être assez puissante pour pousser le glycol et être endommagée. En outre, la mauvaise répartition du liquide de refroidissement dans les tubes du faisceau d’échange thermique peut diminuer les performances d’échange thermique de l’échangeur thermique ce qui peut générer un refroidissement incorrect du moteur thermique qui peut être endommagé. On the heat exchangers of the motor vehicle, in particular the cooling radiators, a significant internal pressure drop has been observed due to an incorrect distribution of the heat transfer fluid such as the mixture of water and glycol in the tubes of the exchange bundle thermal, especially at the tubes at the end of the heat exchange bundle, that is to say which open into the manifold opposite the fluid inlet manifold. This problem of incorrect distribution can for example directly affect the pressure of the glycol used and in this case the circulation pump may not be powerful enough to push the glycol and be damaged. In addition, the poor distribution of the coolant in the tubes of the heat exchange bundle can reduce the heat exchange performance of the heat exchanger which can generate improper cooling of the heat engine which can be damaged.
Afin d’améliorer la répartition du fluide caloporteur dans le faisceau d’échange thermique, on connaît par exemple du brevet FR1291617, une solution pour un radiateur avec une boite collectrice d’entrée présentant une réduction de section progressive, à l’aide de chicanes étagées prévues à l’intérieur de la boite collectrice en s’étendant depuis le couvercle vers le faisceau d’échange thermique, ou réalisées par déformation de la paroi extérieure du couvercle, par exemple par emboutissage.  In order to improve the distribution of the heat transfer fluid in the heat exchange bundle, there is known for example from patent FR1291617, a solution for a radiator with an inlet manifold having a gradual reduction in section, using baffles. stages provided inside the manifold extending from the cover towards the heat exchange bundle, or produced by deformation of the external wall of the cover, for example by stamping.
Cependant, de telles chicanes diminuent la section de passage du fluide caloporteur dans la boite collectrice, le diamètre hydraulique est donc réduit ce qui augmente les pertes de charge de la boite collectrice, et donc du radiateur.  However, such baffles reduce the cross section of the heat transfer fluid in the manifold, the hydraulic diameter is therefore reduced which increases the pressure drops of the manifold, and therefore of the radiator.
L’invention a notamment pour but de proposer une boite collectrice pour améliorer la répartition du fluide caloporteur dans le faisceau d’échange thermique tout en réduisant les pertes de charge dans la boite collectrice. The object of the invention is in particular to provide a manifold to improve the distribution of the heat transfer fluid in the heat exchange bundle while reducing the pressure drops in the manifold.
À cet effet l’invention a pour objet une boite collectrice pour un échangeur thermique comportant un faisceau d’échange thermique comprenant une pluralité de tubes dans lesquels est destiné à s’écouler un fluide caloporteur, la boite collectrice comportant :  To this end the invention relates to a manifold for a heat exchanger comprising a heat exchange bundle comprising a plurality of tubes in which is intended to flow a heat transfer fluid, the manifold comprising:
une plaque collectrice configurée pour recevoir les extrémités des tubes et s’étendant selon une direction longitudinale, et  a header plate configured to receive the ends of the tubes and extending in a longitudinal direction, and
un couvercle coopérant avec la plaque collectrice de manière à fermer la boite collectrice en délimitant un volume intérieur de la boite collectrice, et comprenant une paroi de fond disposée en regard de la plaque collectrice, la paroi de fond présentant au moins une pente selon une direction inclinée par rapport à la direction longitudinale de la plaque collectrice, telle que le fluide caloporteur est destiné à s’écouler dans le volume intérieur de la boite collectrice, au moins en partie selon une direction générale d’écoulement parallèle à la direction inclinée de ladite au moins une pente de la paroi de fond. a cover cooperating with the collector plate so as to close the collector box by delimiting an interior volume of the collector box, and comprising a bottom wall disposed facing the collector plate, the bottom wall having at least one slope in a direction inclined relative to the longitudinal direction of the collector plate, such that the heat transfer fluid is intended to flow in the interior volume of the manifold, at least in part in a general direction of flow parallel to the inclined direction of said at least one slope of the bottom wall.
Selon l’invention, le couvercle comporte au moins un déflecteur agencé à l’intérieur du couvercle. Ledit au moins un déflecteur s’étendant au moins en partie selon une direction générale parallèle à la direction inclinée de ladite au moins une pente de la paroi de fond.  According to the invention, the cover comprises at least one deflector arranged inside the cover. Said at least one deflector extending at least in part in a general direction parallel to the inclined direction of said at least one slope of the bottom wall.
Il peut s’agir d’une boite collectrice d’entrée de fluide ou d’une boite collectrice de sortie de fluide.  It can be a fluid inlet manifold or a fluid outlet manifold.
Ainsi, avec des déflecteurs dans la boite collectrice dans le même sens que l’écoulement souhaité du fluide caloporteur, à savoir dans le sens de la pente de la paroi de fond du couvercle de la boite collectrice, la section de passage du fluide caloporteur n’est pas réduite et on peut améliorer la répartition du fluide caloporteur dans la boite collectrice. Cette meilleure répartition du fluide caloporteur permet de diminuer la perte de charge interne d’un échangeur thermique comportant une telle boite collectrice.  Thus, with deflectors in the manifold in the same direction as the desired flow of the coolant, namely in the direction of the slope of the bottom wall of the cover of the manifold, the cross section of the coolant n is not reduced and the distribution of the heat transfer fluid in the manifold can be improved. This better distribution of the heat transfer fluid makes it possible to reduce the internal pressure drop of a heat exchanger comprising such a manifold.
La boite collectrice peut en outre comporter une ou plusieurs caractéristiques suivantes, prises séparément ou en combinaison.  The manifold can further include one or more of the following characteristics, taken separately or in combination.
Selon un aspect de l’invention, le couvercle comporte une entrée de fluide. La paroi de fond présente une pente descendante s’étendant depuis une première extrémité au niveau de l’entrée de fluide, vers une deuxième extrémité opposée à l’entrée de fluide, de sorte que le couvercle présente une section décroissante de la première extrémité vers la deuxième extrémité.  According to one aspect of the invention, the cover has a fluid inlet. The bottom wall has a downward slope extending from a first end at the level of the fluid inlet, towards a second end opposite to the fluid inlet, so that the cover has a decreasing section from the first end towards the second end.
La section du couvercle peut réduire progressivement.  The section of the cover can gradually reduce.
La boite collectrice comporte par exemple une tubulure d’entrée, et la pente descendante de la paroi de fond s’étend depuis la tubulure d’entrée vers la deuxième extrémité du couvercle.  The manifold comprises for example an inlet pipe, and the downward slope of the bottom wall extends from the inlet pipe towards the second end of the cover.
En variante, la boite collectrice comporte une tubulure de sortie de fluide, et la paroi de fond présente une pente descendante s’étendant depuis une première extrémité au niveau de la tubulure de sortie vers une deuxième extrémité du couvercle.  As a variant, the manifold comprises a fluid outlet pipe, and the bottom wall has a downward slope extending from a first end at the outlet pipe towards a second end of the cover.
Selon un mode de réalisation, la paroi de fond présente au moins deux pentes orientées selon deux directions concourantes, dont : According to one embodiment, the bottom wall has at least two slopes oriented in two concurrent directions, including:
une première pente ascendante s’étendant depuis une première extrémité de la paroi de fond, et  a first upward slope extending from a first end of the bottom wall, and
une deuxième pente descendante succédant à la première pente ascendante et s’étendant vers une deuxième extrémité de la paroi de fond.  a second downward slope following the first upward slope and extending towards a second end of the bottom wall.
La première pente ascendante s’étend par exemple jusqu’au milieu de la paroi de fond et la deuxième pente descendante s’étend à partir du milieu de la paroi de fond. Le couvercle présente une section agrandie au milieu du couvercle. Un tel agencement est en particulier adapté pour une boite collectrice intermédiaire permettant une circulation dite en « U » du fluide caloporteur dans le faisceau d’échange thermique de l’échangeur thermique qu’elle est destinée à intégrer.  The first upward slope extends for example to the middle of the bottom wall and the second downward slope extends from the middle of the bottom wall. The cover has an enlarged section in the middle of the cover. Such an arrangement is in particular suitable for an intermediate manifold allowing a so-called "U" circulation of the heat transfer fluid in the heat exchange bundle of the heat exchanger which it is intended to integrate.
Selon un autre aspect de l’invention, la direction inclinée de ladite au moins une pente forme un angle inférieur ou égal à 45° avec la direction longitudinale de la plaque collectrice.  According to another aspect of the invention, the inclined direction of said at least one slope forms an angle less than or equal to 45 ° with the longitudinal direction of the collector plate.
Selon encore un autre aspect de l’invention, le couvercle comporte une pluralité de déflecteurs alignés selon au moins une rangée.  According to yet another aspect of the invention, the cover comprises a plurality of deflectors aligned in at least one row.
Les déflecteurs d’une rangée peuvent être espacés deux à deux d’une distance prédéfinie par exemple de l’ordre de 60mm.  The deflectors in a row can be spaced two by two by a predefined distance, for example of the order of 60mm.
Les déflecteurs de deux rangées peuvent être espacés d’une hauteur prédéfinie, par exemple de l’ordre de lOmm.  The deflectors of two rows can be spaced by a predefined height, for example of the order of OMM.
Ladite au moins une pente s’étend par exemple sur une longueur inférieure ou égale à la longueur totale de la paroi de fond.  Said at least one slope extends for example over a length less than or equal to the total length of the bottom wall.
Ladite au moins une rangée de déflecteurs s’étend sur une longueur inférieure ou égale à la longueur de ladite au moins une pente.  Said at least one row of deflectors extends over a length less than or equal to the length of said at least one slope.
Selon un exemple particulier, le couvercle comporte au moins :  According to a particular example, the cover comprises at least:
un premier déflecteur s’étendant selon une direction générale parallèle à la direction inclinée de ladite au moins une pente de la paroi de fond, et  a first deflector extending in a general direction parallel to the inclined direction of said at least one slope of the bottom wall, and
un deuxième déflecteur présentant une partie de répartition du fluide caloporteur dans la boite collectrice s’étendant selon une direction générale parallèle à ladite direction inclinée et une partie de guidage du fluide caloporteur vers les tubes s’ étendant selon une direction générale perpendiculaire à la direction longitudinale de la plaque collectrice. a second deflector having a portion for distributing the heat transfer fluid in the manifold extending in a general direction parallel to said inclined direction and a portion for guiding the heat transfer fluid towards the tubes extending in a general direction perpendicular to the longitudinal direction of the collector plate.
Selon un autre aspect de l’invention, le couvercle comporte deux parois latérales opposées jointes par la paroi de fond.  According to another aspect of the invention, the cover has two opposite side walls joined by the bottom wall.
Le ou les déflecteurs sont disposés sur une face interne d’une paroi latérale du couvercle.  The deflector or deflectors are arranged on an internal face of a side wall of the cover.
Ledit au moins un déflecteur s’étend par exemple depuis une face interne d’une paroi latérale jusqu’à la face interne de la paroi latérale opposée.  Said at least one deflector extends for example from an internal face of a side wall to the internal face of the opposite side wall.
Le couvercle peut comporter au moins une nervure agencée sur une face externe d’une paroi latérale du couvercle au même niveau que ledit au moins un déflecteur.  The cover may include at least one rib arranged on an external face of a side wall of the cover at the same level as said at least one deflector.
Ladite au moins une nervure est agencée en face dudit au moins un déflecteur, de sorte que ladite au moins une nervure et ledit au moins un déflecteur s’étendent de part et d’autre de la paroi latérale.  Said at least one rib is arranged opposite said at least one deflector, so that said at least one rib and said at least one deflector extend on either side of the side wall.
Ladite au moins une nervure s’étend par exemple le long d’une rangée de déflecteurs.  Said at least one rib extends for example along a row of deflectors.
Le couvercle peut comporter une telle nervure sur la face externe de chaque paroi latérale.  The cover may include such a rib on the external face of each side wall.
L’invention concerne également un échangeur thermique comportant un faisceau d’échange thermique comprenant une pluralité de tubes, et au moins une boite collectrice telle que définie précédemment disposée à une extrémité des tubes. The invention also relates to a heat exchanger comprising a heat exchange bundle comprising a plurality of tubes, and at least one manifold as defined above arranged at one end of the tubes.
La boite collectrice d’entrée de fluide et/ou la boite collectrice de sortie de fluide de l’échangeur thermique est telle que définie précédemment.  The fluid inlet manifold and / or the fluid outlet manifold of the heat exchanger is as defined above.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d’exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels : Other characteristics and advantages of the invention will appear more clearly on reading the following description, given by way of illustrative and nonlimiting example, and of the appended drawings among which:
- la figure 1 est une vue en coupe d’un échangeur thermique comportant un faisceau d’échange thermique et deux boites collectrices,  - Figure 1 is a sectional view of a heat exchanger comprising a heat exchange bundle and two manifolds,
- la figure 2 est une vue partielle de la figure 1 montrant une partie du faisceau et une des boites collectrices selon un premier mode de réalisation, - Figure 2 is a partial view of Figure 1 showing part of the beam and a manifolds according to a first embodiment,
- la figure 3 est une vue agrandie du couvercle de la boite collectrice de la figure 2, FIG. 3 is an enlarged view of the cover of the manifold of FIG. 2,
- la figure 4 est une vue en coupe et en perspective du couvercle de la boite collectrice de la figure 2, FIG. 4 is a sectional and perspective view of the cover of the manifold of FIG. 2,
- la figure 5 est une vue de dessous du couvercle des figures 2 à 4,  FIG. 5 is a bottom view of the cover of FIGS. 2 to 4,
- la figure 6a est une vue en perspective d’un premier côté du couvercle des figures 2 à 5,  FIG. 6a is a perspective view of a first side of the cover of FIGS. 2 to 5,
- la figure 6b est une autre vue en perspective d’un deuxième côté du couvercle opposé à celui de la figure 6a,  FIG. 6b is another perspective view of a second side of the cover opposite that of FIG. 6a,
- la figure 7 est une vue en coupe du couvercle des figures 2 à 6b montrant en traits discontinus des nervures sur une face externe du couvercle, et  FIG. 7 is a sectional view of the cover of FIGS. 2 to 6b showing in broken lines ribs on an external face of the cover, and
- la figure 8 est une vue en perspective d’une boite collectrice selon un deuxième mode de réalisation.  - Figure 8 is a perspective view of a manifold according to a second embodiment.
Sur ces figures, les éléments identiques portent les mêmes références.  In these figures, identical elements have the same references.
Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s’appliquent à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées ou interchangées pour fournir d’autres réalisations.  The following embodiments are examples. Although the description refers to one or more embodiments, this does not necessarily mean that each reference relates to the same embodiment, or that the characteristics apply to a single embodiment. Simple features of different embodiments can also be combined or interchanged to provide other embodiments.
Dans la description, on peut indexer certains éléments, comme par exemple premier élément ou deuxième élément. Dans ce cas, il s’agit d’un simple indexage pour différencier et dénommer des éléments proches mais non identiques. Cette indexation n’implique pas une priorité d’un élément par rapport à un autre et on peut aisément interchanger de telles dénominations sans sortir du cadre de la présente description. Cette indexation n’implique pas non plus un ordre dans le temps.  In the description, it is possible to index certain elements, such as for example first element or second element. In this case, it is a simple indexing to differentiate and name similar but not identical elements. This indexing does not imply a priority of one element over another and one can easily interchange such names without departing from the scope of this description. This indexing does not imply an order in time either.
On a représenté sur la figure 1 de façon schématique un échangeur thermique 1 pour véhicule automobile. Il peut s’agir notamment d’un radiateur de refroidissement d’un moteur à combustion interne, ou d’un radiateur de chauffage de l’habitacle du véhicule, d’un radiateur haute température ou basse température, ou d’un échangeur destiné à un circuit de climatisation, ou encore d’un refroidisseur d’air de suralimentation. FIG. 1 shows schematically a heat exchanger 1 for a motor vehicle. It may in particular be a radiator for cooling an internal combustion engine, or a radiator for heating the passenger compartment of the vehicle, a high temperature or low temperature radiator, or an exchanger for an air conditioning circuit, or a charge air cooler.
Un tel échangeur thermique 1 comprend un faisceau d’échange thermique comportant une pluralité de tubes 3. L’échangeur thermique 1 comporte également au moins une boite collectrice 5a disposée à une extrémité des tubes 3 du faisceau d’échange thermique.  Such a heat exchanger 1 comprises a heat exchange bundle comprising a plurality of tubes 3. The heat exchanger 1 also comprises at least one manifold 5a disposed at one end of the tubes 3 of the heat exchange bundle.
Le faisceau d’échange thermique peut être brasé, c’est-à-dire que les éléments sont assemblés entre eux par brasage. Dans ce cas, les différents éléments du faisceau sont avantageusement réalisés en aluminium ou en alliage à base d’aluminium. The heat exchange bundle can be brazed, i.e. the elements are joined together by brazing. In this case, the various elements of the bundle are advantageously made of aluminum or an aluminum-based alloy.
Un fluide caloporteur, tel que le liquide de refroidissement du moteur thermique du véhicule comme un mélange d’eau et de glycol, peut circuler dans les tubes 3. Le fluide caloporteur peut être destiné à circuler en une passe, selon une circulation en « I » comme schématisé sur la figure 1, ou en plusieurs passes par exemple en deux passes selon une circulation en « U ». Le fluide caloporteur, tel que le mélange d’eau et de glycol peut être refroidi par échange thermique avec un deuxième fluide extérieur aux tubes 3 traversant le faisceau d’échange thermique.  A heat transfer fluid, such as the coolant of the vehicle heat engine such as a mixture of water and glycol, can circulate in the tubes 3. The heat transfer fluid can be intended to circulate in one pass, according to a circulation in "I As shown diagrammatically in FIG. 1, or in several passes for example in two passes according to a circulation in "U". The heat transfer fluid, such as the mixture of water and glycol, can be cooled by heat exchange with a second fluid external to the tubes 3 passing through the heat exchange bundle.
Les extrémités des tubes 3 débouchent dans la boite collectrice 5a.  The ends of the tubes 3 open into the manifold 5a.
Concernant la boite collectrice 5a, il peut s’agir d’une première boite collectrice 5a. L’échangeur thermique 1 peut comporter une deuxième boite collectrice 5b opposée à la première boite collectrice 5a, comme dans l’exemple représenté sur la figure 1. La deuxième boite collectrice 5b peut être analogue ou non à la première boite collectrice 5 a. Regarding the manifold 5a, it can be a first manifold 5a. The heat exchanger 1 may include a second manifold 5b opposite the first manifold 5a, as in the example shown in FIG. 1. The second manifold 5b may or may not be analogous to the first manifold 5a.
La première boite collectrice 5a peut être une boite collectrice dite d’entrée pour l’admission du fluide caloporteur afin de le distribuer aux tubes 3 débouchant dans la première boite collectrice 5a. La première boite collectrice 5 a comporte à cet effet une entrée de fluide, par exemple sous forme de tubulure 50a pour l’entrée du fluide caloporteur, par exemple le liquide de refroidissement en sortie du moteur thermique, comme illustré par la flèche Fe. The first manifold 5a can be a so-called inlet manifold for the admission of the heat transfer fluid in order to distribute it to the tubes 3 opening into the first manifold 5a. The first manifold 5 a has for this purpose a fluid inlet, for example in the form of tubing 50a for the inlet of the heat transfer fluid, for example the coolant at the outlet of the heat engine, as shown by the arrow Fe.
La deuxième boite collectrice 5b peut être une boite collectrice dite de sortie pour la récupération du fluide caloporteur ayant circulé dans les tubes 3 débouchant dans la deuxième boite collectrice 5b, et l’évacuation de ce fluide caloporteur hors de l’échangeur thermique 1. La deuxième boite collectrice 5b comporte à cet effet une tubulure 50b pour la sortie du fluide par exemple de l’eau glycolée pour retourner dans la boucle de refroidissement du moteur thermique du véhicule automobile, comme illustré par la flèche Fs.  The second manifold 5b can be a so-called outlet manifold for recovering the heat transfer fluid having circulated in the tubes 3 opening into the second manifold 5b, and the evacuation of this heat transfer fluid from the heat exchanger 1. The second manifold 5b for this purpose comprises a tube 50b for the outlet of the fluid, for example glycol water to return to the cooling loop of the engine of the motor vehicle, as illustrated by the arrow Fs.
Le circuit d’écoulement du fluide caloporteur dans l’échangeur thermique 1, après admission par la tubulure d’entrée 50a dans la boite collectrice d’entrée 5a, puis à travers les tubes 3 et la boite collectrice de sortie 5b avant son évacuation par la tubulure de sortie 50b, est schématisé par les flèches Fa, F, Fb sur la figure 1. Les flèches Fa, F et Fb suivent différentes directions, les flèches F étant parallèles aux tubes 3.  The heat transfer fluid flow circuit in the heat exchanger 1, after admission by the inlet pipe 50a into the inlet manifold 5a, then through the tubes 3 and the outlet manifold 5b before its evacuation by the outlet tube 50b is shown diagrammatically by the arrows Fa, F, Fb in FIG. 1. The arrows Fa, F and Fb follow different directions, the arrows F being parallel to the tubes 3.
La boite collectrice 5a, respectivement 5b, comporte notamment une plaque collectrice 5la, respectivement 5 lb, et un couvercle 53a, respectivement 53b.  The manifold 5a, respectively 5b, comprises in particular a manifold plate 5la, respectively 5 lb, and a cover 53a, respectively 53b.
La plaque collectrice 5 la, 5lb s’étend selon une direction longitudinale L. The collector plate 5 la, 5lb extends in a longitudinal direction L.
La plaque collectrice 5 la, 5lb est configurée pour recevoir les extrémités des tubes 3. La plaque collectrice 5 la, 5lb est munie d’orifices (non visibles sur la figure 1) permettant l’insertion des tubes 3. La plaque collectrice 5la, 5lb s’étend transversalement par rapport aux tubes 3.  The collector plate 5 la, 5lb is configured to receive the ends of the tubes 3. The collector plate 5 la, 5lb is provided with orifices (not visible in FIG. 1) allowing the insertion of the tubes 3. The collector plate 5la, 5lb extends transversely to the tubes 3.
Le couvercle 53a, 53b coopère avec la plaque collectrice 5 la, 5lb correspondante de manière à fermer la boite collectrice d’entrée 5a ou 5b. En particulier, le couvercle 53a, 53b et la plaque collectrice 5 la, 5lb correspondante coopèrent de manière à définir un volume intérieur de la boite collectrice d’entrée 5a ou 5b pour la circulation du fluide caloporteur. The cover 53a, 53b cooperates with the corresponding collector plate 5a, 5lb so as to close the inlet collector box 5a or 5b. In particular, the cover 53a, 53b and the corresponding collector plate 5a, 5lb cooperate so as to define an interior volume of the inlet collector box 5a or 5b for the circulation of the heat transfer fluid.
Le couvercle 53a ou 53b peut avoir une forme de voûte. Le couvercle 53a ou 53b comprend une paroi de fond 531 et deux parois latérales 533 jointes par la paroi de fond 531. La paroi de fond 531 est disposée en regard de la plaque collectrice 5 la ou 5lb à l’état assemblé de la boite collectrice 5a, respectivement 5b. La paroi de fond 531 présente une forme générale allongée. Le pourtour périphérique du couvercle 53a, respectivement 53b, du côté opposé à la paroi de fond 531 forme un pied de couvercle de forme complémentaire à la plaque collectrice 5a, respectivement 5b, s’étendant selon la direction longitudinale L. The cover 53a or 53b can have the shape of an arch. The cover 53a or 53b comprises a bottom wall 531 and two side walls 533 joined by the bottom wall 531. The bottom wall 531 is arranged opposite the collecting plate 5 la or 5lb in the assembled state of the manifold 5a, respectively 5b. The bottom wall 531 has a generally elongated shape. The peripheral periphery of the cover 53a, respectively 53b, on the side opposite to the bottom wall 531 forms a cover base with a shape complementary to the collector plate 5a, respectively 5b, extending in the longitudinal direction L.
Le couvercle 53a ou 53b, d’au moins l’une des boites collectrices 5a, 5b peut présenter une portion élargie pour augmenter la section de passage du fluide caloporteur. Il peut s’agir de la boite collectrice d’entrée 5a de fluide ou d’une boite collectrice de sortie 5b de fluide. De préférence, il s’agit de la boite collectrice d’entrée 5 a.  The cover 53a or 53b, of at least one of the manifolds 5a, 5b may have an enlarged portion to increase the cross section of the heat transfer fluid. It can be the fluid inlet manifold 5a or a fluid outlet manifold 5b. Preferably, it is the input manifold 5 a.
Les figures 1 à 7 concernent un premier mode de réalisation d’une boite collectrice, notamment de la boite collectrice d’entrée 5a, avec un couvercle 53a élargi par exemple au niveau de l’entrée de fluide. Figures 1 to 7 relate to a first embodiment of a manifold, in particular of the inlet manifold 5a, with a cover 53a enlarged for example at the level of the fluid inlet.
Pour ce faire, la paroi de fond 531 du couvercle 53a présente au moins une pente S selon une direction D (schématisée sur les figures 2 à 4) inclinée par rapport à la direction longitudinale L de la plaque collectrice 5 la (visible sur la figure 2).  To do this, the bottom wall 531 of the cover 53a has at least one slope S in a direction D (shown diagrammatically in FIGS. 2 to 4) inclined relative to the longitudinal direction L of the collector plate 5 la (visible in the figure 2).
Le fluide caloporteur est destiné à s’écouler dans le volume intérieur de la boite collectrice d’entrée 5a au moins en partie selon une direction générale d’écoulement qui est parallèle à la direction D inclinée de la pente S de la paroi de fond 531, en se référant aux flèches Fa dans la boite collectrice d’entrée 5a sur la figure 1 et aux figures 2 à 4.  The heat transfer fluid is intended to flow into the internal volume of the inlet manifold 5a at least partially in a general direction of flow which is parallel to the inclined direction D of the slope S of the bottom wall 531 , referring to the arrows Fa in the inlet manifold 5a in FIG. 1 and in FIGS. 2 to 4.
La direction D inclinée de la pente S forme un angle a (voir figure 2) avec la direction longitudinale L de la plaque collectrice 5 la qui est inférieur ou égal à 45°.  The inclined direction D of the slope S forms an angle a (see FIG. 2) with the longitudinal direction L of the collector plate 5 la which is less than or equal to 45 °.
Dans l’exemple des figures 1 à 7, une seule pente S peut être prévue, et peut s’étendre sur toute la longueur de la paroi de fond 531 ou en variante sur une longueur inférieure à la longueur totale de la paroi de fond 531 comme illustré.  In the example of FIGS. 1 to 7, a single slope S can be provided, and can extend over the entire length of the bottom wall 531 or, as a variant, over a length less than the total length of the bottom wall 531 as illustrated.
La pente S de la paroi de fond 531 est par exemple descendante depuis une première extrémité au niveau de l’entrée de fluide, par exemple la tubulure d’entrée 50a, vers une deuxième extrémité opposée à l’entrée de fluide. En particulier, la pente S de la paroi de fond 531 s’étend depuis le point le plus haut, en référence à la disposition des éléments sur la figure 2, qui correspond au point où la section du couvercle 53a est la plus grande, en direction de la fin du faisceau de tubes 3, c’est-à-dire vers les tubes 3 qui sont le plus éloignés de la tubulure d’entrée 50a. The slope S of the bottom wall 531 is for example descending from a first end at the level of the fluid inlet, for example the inlet pipe 50a, towards a second end opposite the fluid inlet. In particular, the slope S of the bottom wall 531 extends from the highest point, with reference to the arrangement of the elements in FIG. 2, which corresponds to the point where the section of the cover 53a is the largest, in the direction of the end of the bundle of tubes 3, that is to say towards the tubes 3 which are furthest from the inlet manifold 50a.
Le couvercle 53a présente ainsi une section décroissante. La section du couvercle 53a peut réduire progressivement comme illustré sur les figures 1 à 4.  The cover 53a thus has a decreasing section. The section of the cover 53a can gradually reduce as illustrated in FIGS. 1 to 4.
Le couvercle 53a de la boite collectrice d’entrée 5a comporte de plus un ou plusieurs déflecteurs 7, 9. Le couvercle 53a peut comporter une pluralité de déflecteurs 7, 9 agencés à l’intérieur du couvercle 53a, et donc dans le volume intérieur de la boite collectrice d’entrée 5a. Du fait de cette disposition, on peut parler également de déflecteurs 7, 9 internes. The cover 53a of the inlet manifold 5a further comprises one or more deflectors 7, 9. The cover 53a may comprise a plurality of deflectors 7, 9 arranged inside the cover 53a, and therefore in the interior volume of the inlet manifold 5a. Because of this arrangement, one can also speak of internal deflectors 7, 9.
Les déflecteurs 7, 9 sont agencés dans le sens d’écoulement souhaité du fluide caloporteur dans la boite collectrice d’entrée 5a.  The deflectors 7, 9 are arranged in the desired direction of flow of the heat transfer fluid in the inlet manifold 5a.
En particulier, les déflecteurs 7, 9 sont agencés dans le couvercle 53a en s’étendant au moins en partie selon une direction générale parallèle à la direction D inclinée de la pente S de la paroi de fond 531, comme cela est mieux visible sur les figures 2 à 4.  In particular, the deflectors 7, 9 are arranged in the cover 53a extending at least in part in a general direction parallel to the inclined direction D of the slope S of the bottom wall 531, as is better visible on the Figures 2 to 4.
Un tel agencement des déflecteurs 7, 9 permet de répartir de manière homogène l’écoulement du fluide caloporteur tel que du liquide de refroidissement dans les tubes 3. En effet, les déflecteurs 7, 9 qui suivent le sens d’écoulement souhaité du fluide caloporteur ont une fonction de guidage. Les déflecteurs 7, 9 permettent de répartir au mieux le fluide caloporteur, dans les tubes 3 du faisceau d’échange thermique, en le forçant à s’écouler vers la partie terminale de la boite collectrice d’entrée 5a, c’est-à- dire la partie la plus éloignée de la tubulure d’entrée 50a (voir figures 1 et 2). Ainsi, le fluide caloporteur peut alimenter tous les tubes 3 du faisceau de d’échange thermique, c’est-à-dire aussi bien les premiers tubes 3 en face de la tubulure d’entrée 50a que les tubes finaux qui sont du côté opposé. Cette meilleure répartition du fluide caloporteur dans les tubes 3 permet de diminuer la perte de charge interne.  Such an arrangement of the deflectors 7, 9 enables the flow of the heat-transfer fluid such as coolant to be distributed in a homogeneous manner in the tubes 3. In fact, the deflectors 7, 9 which follow the desired direction of flow of the heat-transfer fluid have a guiding function. The deflectors 7, 9 make it possible to distribute the heat transfer fluid as well as possible in the tubes 3 of the heat exchange bundle, forcing it to flow towards the end part of the inlet manifold 5a, that is to say - say the part furthest from the inlet pipe 50a (see Figures 1 and 2). Thus, the heat transfer fluid can supply all the tubes 3 of the heat exchange bundle, that is to say both the first tubes 3 opposite the inlet pipe 50a and the final tubes which are on the opposite side. . This better distribution of the heat transfer fluid in the tubes 3 reduces the internal pressure drop.
Les déflecteurs 7, 9 sont disposés sur une face interne d’une paroi latérale 533 du couvercle 53a. En particulier, les déflecteurs 7, 9 peuvent s’étendre depuis une face interne d’une paroi latérale 533 du couvercle 53a jusqu’à la face interne de la paroi latérale 533 opposée, comme cela est mieux visible sur la figure 5. The deflectors 7, 9 are arranged on an internal face of a side wall 533 of the cover 53a. In particular, the deflectors 7, 9 can extend from one face internal of a side wall 533 of the cover 53a up to the internal face of the opposite side wall 533, as is better visible in FIG. 5.
Par ailleurs, les déflecteurs 7, 9 peuvent être réalisés par injection. La disposition des déflecteurs 7, 9 parallèlement à la pente S de la paroi de fond 531 du couvercle 53a, permet également de faciliter le démoulage des déflecteurs 7, 9 à l’aide de cales montantes dans un moule.  Furthermore, the deflectors 7, 9 can be produced by injection. The arrangement of the deflectors 7, 9 parallel to the slope S of the bottom wall 531 of the cover 53a, also makes it possible to facilitate the demolding of the deflectors 7, 9 using rising blocks in a mold.
Les déflecteurs 7, 9 peuvent être alignés selon une ou plusieurs rangées, comme cela est mieux visible sur les figures 1 à 4. L’alignement en rangée des déflecteurs 7, 9 permet de limiter la perturbation de l’écoulement du fluide caloporteur dans le volume intérieur de la boite collectrice d’entrée 5a.  The deflectors 7, 9 can be aligned in one or more rows, as can be seen more clearly in FIGS. 1 to 4. The row alignment of the deflectors 7, 9 makes it possible to limit the disturbance of the flow of the heat transfer fluid in the interior volume of the inlet manifold 5a.
La ou chaque rangée de déflecteurs 7, 9 est disposée sur une longueur inférieure ou égale à la longueur de la pente S de la paroi de fond 531.  The or each row of deflectors 7, 9 is disposed over a length less than or equal to the length of the slope S of the bottom wall 531.
Le dimensionnement des déflecteurs 7, 9 de la ou des rangées est choisi selon l’application, et par exemple en fonction des cales montantes permettant le démoulage.  The dimensioning of the deflectors 7, 9 of the row or rows is chosen according to the application, and for example as a function of the rising wedges allowing demolding.
Les déflecteurs 7, 9 de chaque rangée sont espacés dans le sens d’écoulement souhaité du fluide caloporteur. Les déflecteurs 7, 9 de chaque rangée sont espacés deux à deux d’une distance prédéfinie d, comme schématisée sur la figure 3. La distance prédéfinie d peut être inférieure à lcm, par exemple de l’ordre de 60mm.  The deflectors 7, 9 in each row are spaced in the desired direction of flow of the heat transfer fluid. The deflectors 7, 9 of each row are spaced two by two by a predefined distance d, as shown diagrammatically in FIG. 3. The predefined distance d can be less than 1 cm, for example of the order of 60mm.
Les déflecteurs 7, 9 de deux rangées sont espacés d’une hauteur h prédéfinie, dans le sens de la hauteur de la boite collectrice d’entrée 5a selon la disposition des éléments sur la figure 3. La hauteur h prédéfinie est par exemple de l’ordre de lOmm au moins. De plus, les déflecteurs 7 de la rangée la plus proche de la paroi de fond 531 peuvent être espacés de la même hauteur h prédéfinie de la paroi de fond 531.  The deflectors 7, 9 of two rows are spaced by a predefined height h, in the direction of the height of the inlet manifold 5a according to the arrangement of the elements in FIG. 3. The predefined height h is for example l at least 10mm. In addition, the deflectors 7 of the row closest to the bottom wall 531 can be spaced by the same predefined height h from the bottom wall 531.
On peut prévoir au moins un premier déflecteur 7 ou au moins une rangée de premiers déflecteurs 7 s’étendant principalement selon une direction générale parallèle à la direction D inclinée de la pente S de la paroi de fond 531. Il s’agit des déflecteurs 7 les plus proches de la paroi de fond 531, c’est-à-dire ceux du haut en référence à la disposition des éléments sur les figures 2 et 3. Ces premiers déflecteurs 7 sont ceux qui assurent principalement la fonction de guidage du fluide caloporteur pour le répartir dans l’ensemble de la boite collectrice d’entrée 5a. On peut prévoir de plus au moins un deuxième déflecteur 9 ou une rangée de deuxièmes déflecteurs 9 en au moins deux parties s’étendant suivant au deux directions différentes. Il s’agit des derniers déflecteurs 9 ou de la dernière rangée, c’est-à-dire les déflecteurs 9 les plus éloignés de la paroi de fond 531 du couvercle 53a, ceux du bas selon la disposition des éléments sur les figures 2 et 3. Il s’agit des déflecteurs 9 les plus proches de la plaque collectrice 5la à l’état assemblé de la boite collectrice d’entrée 5a comme illustré sur la figure 2. It is possible to provide at least a first deflector 7 or at least one row of first deflectors 7 extending mainly in a general direction parallel to the inclined direction D of the slope S of the bottom wall 531. These are the deflectors 7 those closest to the bottom wall 531, that is to say those at the top with reference to the arrangement of the elements in FIGS. 2 and 3. These first deflectors 7 are those which mainly provide the function of guiding the heat transfer fluid to distribute it throughout the inlet manifold 5a. It is also possible to provide at least a second deflector 9 or a row of second deflectors 9 in at least two parts extending in two different directions. These are the last deflectors 9 or the last row, that is to say the deflectors 9 furthest from the bottom wall 531 of the cover 53a, those at the bottom according to the arrangement of the elements in FIGS. 2 and 3. These are the deflectors 9 closest to the manifold plate 5la in the assembled state of the inlet manifold box 5a as illustrated in FIG. 2.
En référence à la figure 3, ces deuxièmes déflecteurs 9 peuvent présenter une partie de répartition 9A du fluide caloporteur et une partie de guidage 9B du fluide vers le faisceau d’échange thermique 3.  With reference to FIG. 3, these second deflectors 9 may have a distribution part 9A of the heat transfer fluid and a guide part 9B of the fluid towards the heat exchange bundle 3.
La partie de répartition 9 A s’étend selon une direction générale parallèle à la direction D inclinée.  The distribution part 9 A extends in a general direction parallel to the inclined direction D.
La partie de guidage 9B s’étend selon une direction générale perpendiculaire à la direction longitudinale L de la plaque collectrice 5 la (en se référant également à la figure 2). Autrement dit, la partie de guidage 9B s’étend parallèlement aux tubes 3 du faisceau d’échange thermique.  The guide part 9B extends in a general direction perpendicular to the longitudinal direction L of the collector plate 5 la (also referring to FIG. 2). In other words, the guide part 9B extends parallel to the tubes 3 of the heat exchange bundle.
Les deuxièmes déflecteurs 9 sont ceux qui permettent d’orienter le fluide caloporteur vers les tubes du faisceau de d’échange thermique 3.  The second deflectors 9 are those which allow the heat transfer fluid to be directed towards the tubes of the heat exchange bundle 3.
Outre leur fonction de guidage et de répartition du fluide caloporteur, les déflecteurs 7, 9 permettent également d’améliorer la tenue mécanique de la boite collectrice, notamment de la boite collectrice d’entrée 5a dans l’exemple décrit. En effet, les déflecteurs 7, 9 permettent de rigidifier le couvercle 53a pour résister aux efforts lors des essais mécaniques, notamment de pression cyclée, et éviter un gonflement du couvercle 53 a.  In addition to their function of guiding and distributing the heat transfer fluid, the deflectors 7, 9 also make it possible to improve the mechanical strength of the manifold, in particular of the inlet manifold 5a in the example described. Indeed, the deflectors 7, 9 make it possible to stiffen the cover 53a to resist the forces during mechanical tests, in particular of cycled pressure, and to avoid swelling of the cover 53a.
Le couvercle 53a peut comporter en outre au moins une nervure 11 agencée sur une face externe du couvercle 53 a, comme illustré sur les figures 6a et 6b. Du fait de cette disposition, on peut également parler de nervure externe 11. En particulier, la ou les nervures 11 sont agencées sur une face externe d’une paroi latérale 533 du couvercle 53a. La ou les nervures 11 sont agencées en face ou au même niveau qu’un ou plusieurs déflecteurs 7 mais du côté externe de la paroi latérale 533. En particulier, une nervure 11 peut s’étendre en face ou au même niveau qu’une rangée correspondante de déflecteurs 7, 9, du côté externe de la paroi latérale 533. The cover 53a may further comprise at least one rib 11 arranged on an external face of the cover 53a, as illustrated in FIGS. 6a and 6b. Because of this arrangement, one can also speak of an external rib 11. In particular, the rib or ribs 11 are arranged on an external face of a side wall 533 of the cover 53a. The rib (s) 11 are arranged opposite or at the same level as one or more deflectors 7 but on the external side of the side wall 533. In particular, a rib 11 can extend opposite or at the same level as a row corresponding deflectors 7, 9, on the external side of the side wall 533.
La ou les nervures 11 sont devant ou derrière un ou plusieurs déflecteurs 7, 9 avec interposition de la paroi latérale 533. Autrement dit, chaque nervure 11 et un ou plusieurs déflecteurs 7, 9 correspondants s’étendent de part et d’autre de la paroi latérale 533. Chaque nervure 11 est dans le prolongement du ou des déflecteurs 7, 9 correspondants. Ceci est particulièrement visible sur la figure 7, sur laquelle les nervures 11 qui sont de l’autre côté de la paroi latérale 533 sont représentées par des traits discontinus.  The rib (s) 11 are in front of or behind one or more deflectors 7, 9 with the interposition of the side wall 533. In other words, each rib 11 and one or more corresponding deflectors 7, 9 extend on either side of the side wall 533. Each rib 11 is in the extension of the deflector or deflectors 7, 9. This is particularly visible in FIG. 7, in which the ribs 11 which are on the other side of the side wall 533 are represented by broken lines.
Les déflecteurs 7, 9 s’étendant entre les deux parois latérales 533 opposées du couvercle 53 a, de telles nervures 11 peuvent être prévues sur la face externe de chaque paroi latérale 533 du couvercle 53a (voir figures 6a, 6b).  The deflectors 7, 9 extending between the two opposite lateral walls 533 of the cover 53a, such ribs 11 can be provided on the external face of each lateral wall 533 of the cover 53a (see FIGS. 6a, 6b).
Les nervures 11 viennent en complément des déflecteurs 7, 9 pour renforcer le couvercle 53a de façon à résister aux efforts mécaniques. Ces nervures 11 permettent d’éviter la casse des déflecteurs 7, 9 lors des efforts mécaniques, pour lesquels la contrainte maximale est par exemple au milieu des déflecteurs 7, 9 où peuvent se trouver les lignes de recollement apparaissant lors de l’injection. L’épaisseur des nervures 11 peut être définie selon l’application.  The ribs 11 complement the deflectors 7, 9 to reinforce the cover 53a so as to withstand the mechanical forces. These ribs 11 make it possible to avoid breakage of the deflectors 7, 9 during mechanical forces, for which the maximum stress is for example in the middle of the deflectors 7, 9 where the bonding lines appearing during the injection can be found. The thickness of the ribs 11 can be defined according to the application.
La description qui précède a été faite en référence à la boite collectrice d’entrée 5a. Cette description peut s’appliquer à la boite collectrice de sortie 5b sans sortir du cadre de l’invention. Dans ce cas, la pente de la paroi de fond du couvercle 53b serait descendante depuis la tubulure de sortie 50b. The foregoing description has been made with reference to the inlet manifold 5a. This description can apply to the outlet manifold 5b without departing from the scope of the invention. In this case, the slope of the bottom wall of the cover 53b would be descending from the outlet pipe 50b.
Un deuxième mode de réalisation est illustré sur la figure 8. A second embodiment is illustrated in FIG. 8.
La figure 8 montre une boite collectrice 5c dite intermédiaire qui diffère notamment de la boite collectrice d’entrée 5a ou de sortie 5b de la figure 1 en ce qu’elle permet une circulation dite en « U » du fluide caloporteur dans le faisceau d’échange thermique (non visible sur la figure 8) de l’échangeur thermique qu’elle intègre. Figure 8 shows a manifold 5c called intermediate which differs in particular from the inlet manifold 5a or outlet 5b of Figure 1 in that it allows a so-called "U" circulation of the heat transfer fluid in the bundle of exchange thermal (not visible in Figure 8) of the heat exchanger it integrates.
Cette boite collectrice 5c intermédiaire peut être disposée à une extrémité des tubes du faisceau d’échange thermique, et à l’extrémité opposée de ces tubes peuvent être disposées des boites collectrices d’entrée et de sortie, ou une boite collectrice compartimentée avec un compartiment d’entrée et un compartiment de sortie. Le fluide caloporteur admis dans l’échangeur thermique peut par exemple circuler dans une première partie des tubes, être collecté dans la boite collectrice 5c intermédiaire afin d’être orienté vers une deuxième partie des tubes jusqu'à être évacué par le compartiment ou la boite de sortie.  This intermediate manifold 5c can be arranged at one end of the tubes of the heat exchange bundle, and at the opposite end of these tubes can be arranged inlet and outlet manifolds, or a manifold compartmentalized with a compartment inlet and outlet compartment. The heat transfer fluid admitted into the heat exchanger can for example circulate in a first part of the tubes, be collected in the intermediate manifold 5c so as to be directed towards a second part of the tubes until it is evacuated by the compartment or the box. Release.
De façon similaire aux boites collectrices 5a, 5b décrites en référence aux figures 1 à 7, la boite collectrice 5c intermédiaire comporte un couvercle 53c et une plaque collectrice (non illustrée) direction longitudinale L. Le couvercle 53c et la plaque collectrice sont destinés à coopérer pour fermer la boite collectrice 5c intermédiaire et définir un volume intérieur pour la circulation du fluide caloporteur.  Similarly to the manifolds 5a, 5b described with reference to Figures 1 to 7, the intermediate manifold 5c has a cover 53c and a manifold plate (not shown) in the longitudinal direction L. The cover 53c and the manifold plate are intended to cooperate to close the intermediate manifold 5c and define an interior volume for the circulation of the heat transfer fluid.
De façon similaire au premier mode de réalisation, la paroi de fond 531 présente également une forme générale allongée. Le pourtour périphérique du couvercle 53c du côté opposé à la paroi de fond 531 forme un pied de couvercle de forme complémentaire à la plaque collectrice et s’étend également selon la direction longitudinale L.  Similarly to the first embodiment, the bottom wall 531 also has a generally elongated shape. The peripheral periphery of the cover 53c on the side opposite to the bottom wall 531 forms a cover base of a shape complementary to the collector plate and also extends in the longitudinal direction L.
Le couvercle 53c est élargi ou présente une section agrandie, par exemple sensiblement au milieu du couvercle 53c. The cover 53c is enlarged or has an enlarged section, for example substantially in the middle of the cover 53c.
Le couvercle 53c comprend une paroi de fond 531 et deux parois latérales 533 (dont une seule est visible sur la figure 8) jointes par la paroi de fond 531. La paroi de fond 531 est destinée à être disposée en regard de la plaque collectrice (non illustrée) à l’état assemblé de la boite collectrice 5c intermédiaire.  The cover 53c comprises a bottom wall 531 and two side walls 533 (only one of which is visible in FIG. 8) joined by the bottom wall 531. The bottom wall 531 is intended to be placed facing the collector plate ( not illustrated) in the assembled state of the intermediate manifold 5c.
Contrairement à l’exemple des figures 1 à 7, la paroi de fond 531 du couvercle ne présente pas une seule pente mais au moins deux pentes Sl, S2 orientées selon deux directions Dl, D2 concourantes, chacune étant inclinée par rapport à la direction longitudinale L. En particulier, la paroi de fond 531 présente une première pente Sl ascendante selon une première direction Dl et une deuxième pente S2 descendante selon une deuxième direction D2, qui succède à la première pente Sl ascendante. Comme précédemment, les directions Dl, D2, peuvent former chacune un angle inférieur ou égal à 45°. Unlike the example in FIGS. 1 to 7, the bottom wall 531 of the cover does not have a single slope but at least two slopes Sl, S2 oriented in two concurrent directions Dl, D2, each being inclined relative to the longitudinal direction L. In particular, the bottom wall 531 has a first slope Sl ascending in a first direction D1 and a second descending slope S2 in a second direction D2, which follows the first ascending slope Sl. As before, the directions D1, D2, can each form an angle less than or equal to 45 °.
La première pente Sl ascendante s’étend depuis une première extrémité de la paroi de fond 531, par exemple jusqu’au milieu de la paroi de fond 531 dans le sens de la longueur de la paroi de fond 531.  The first ascending slope S1 extends from a first end of the bottom wall 531, for example to the middle of the bottom wall 531 in the direction of the length of the bottom wall 531.
La deuxième pente S2 descendante s’étend par exemple à partir du milieu de la paroi de fond 531 vers une deuxième extrémité de la paroi de fond 531 opposée à la première extrémité dans le sens de la longueur de la paroi de fond 531.  The second descending slope S2 extends for example from the middle of the bottom wall 531 towards a second end of the bottom wall 531 opposite the first end in the direction of the length of the bottom wall 531.
Le couvercle 53c de la boite collectrice 5c intermédiaire comporte au moins deux déflecteurs 71, 72, 91, 92 agencés à l’intérieur du couvercle 53c, entre les deux parois latérales 533 opposées, dans le sens d’écoulement souhaité du fluide caloporteur dans la boite collectrice 5c intermédiaire.  The cover 53c of the intermediate manifold 5c comprises at least two deflectors 71, 72, 91, 92 arranged inside the cover 53c, between the two opposite side walls 533, in the desired direction of flow of the heat transfer fluid in the 5c intermediate manifold.
Contrairement au premier mode de réalisation, les déflecteurs 71, 72 ou 91, 92 d’une rangée ne s’étendent pas tous selon une même direction, mais une partie des déflecteurs 71, 91 s’étendent au moins en partie selon une direction générale parallèle à la première direction Dl inclinée de la première pente Sl et une autre partie des déflecteurs 72, 92 s’étendent au moins en partie selon une direction générale parallèle à la deuxième direction D2 inclinée de la deuxième pente S2.  Unlike the first embodiment, the deflectors 71, 72 or 91, 92 of a row do not all extend in the same direction, but a part of the deflectors 71, 91 extend at least in part in a general direction parallel to the first inclined direction D1 of the first slope S1 and another part of the deflectors 72, 92 extend at least in part in a general direction parallel to the second inclined direction D2 of the second slope S2.
Comme précédemment, les premiers déflecteurs 71, 72 les plus proches de la paroi de fond 531, c’est-à-dire ceux du haut en référence à la disposition des éléments sur la figure 8, peuvent s’étendre parallèlement aux directions Dl, D2. Les deuxièmes déflecteurs 91, 92 formant par exemple la dernière rangée, c’est-à-dire les déflecteurs 91, 92 les plus éloignés de la paroi de fond 531, ceux du bas selon la disposition des éléments sur la figure 8 peuvent présenter une partie de répartition 9A du fluide caloporteur s’étendant parallèlement à la direction Dl ou D2 inclinée et une partie de guidage 9B du fluide vers le faisceau d’échange thermique 3 (non représenté sur la figure 8) s’étendant perpendiculairement à la direction longitudinale L.  As previously, the first deflectors 71, 72 closest to the bottom wall 531, that is to say those at the top with reference to the arrangement of the elements in FIG. 8, can extend parallel to the directions D1, D2. The second deflectors 91, 92 forming for example the last row, that is to say the deflectors 91, 92 furthest from the bottom wall 531, those at the bottom according to the arrangement of the elements in FIG. 8 can have a distribution portion 9A of the heat transfer fluid extending parallel to the inclined direction Dl or D2 and a guide portion 9B of the fluid towards the heat exchange bundle 3 (not shown in FIG. 8) extending perpendicular to the longitudinal direction L.
Le reste de la description des déflecteurs 7, respectivement 9, du premier mode de réalisation en référence aux figures 1 à 7 peut s’appliquer aux déflecteurs 71, 72, respectivement 91, 92, de ce deuxième mode de réalisation. The rest of the description of the deflectors 7, respectively 9, of the first mode of embodiment with reference to FIGS. 1 to 7 can be applied to the deflectors 71, 72, respectively 91, 92, of this second embodiment.
Le couvercle 53c peut comporter en outre au moins une nervure 11 (non représentée sur la figure 8) agencée sur une face externe du couvercle 53c, comme décrit en référence aux figures 6a à 7.  The cover 53c may further comprise at least one rib 11 (not shown in FIG. 8) arranged on an external face of the cover 53c, as described with reference to FIGS. 6a to 7.
Ainsi, on dispose, selon le sens d’écoulement souhaité du fluide caloporteur, des déflecteurs 7, 9 ; 71, 72, 91, 92 à l’intérieur d’un couvercle 53a, 53b ou 53c d’une boite collectrice 5a, 5b ou 5c, élargi par exemple au niveau de la tubulure d’entrée de fluide 50a ou au milieu du couvercle 53c. Thus, according to the desired direction of flow of the heat transfer fluid, there are deflectors 7, 9; 71, 72, 91, 92 inside a cover 53a, 53b or 53c of a manifold 5a, 5b or 5c, widened for example at the level of the fluid inlet pipe 50a or in the middle of the cover 53c.
De tels déflecteurs 7, 9 sont avantageusement prévus au moins dans la boite collectrice d’entrée 5a, ce qui permet d’améliorer la répartition du fluide caloporteur non seulement dans la boite collectrice d’entrée 5a, mais également dans les tubes 3 du faisceau de d’échange thermique et la boite collectrice de sortie 5b. Le fluide caloporteur guidé par les déflecteurs 7, 9 est réparti de façon homogène dans la boite collectrice 5a, et ne reste pas que dans les premiers tubes 3 mais peut être réparti de façon homogène dans l’ensemble des tubes 3.  Such deflectors 7, 9 are advantageously provided at least in the inlet manifold 5a, which improves the distribution of the heat transfer fluid not only in the inlet manifold 5a, but also in the tubes 3 of the bundle of heat exchange and the outlet manifold 5b. The heat transfer fluid guided by the deflectors 7, 9 is distributed homogeneously in the manifold 5a, and does not remain only in the first tubes 3 but can be distributed homogeneously in all of the tubes 3.
Les déflecteurs 7, 9 ; 71, 72, 91, 92 permettent une circulation homogène du fluide caloporteur dans l’échangeur thermique 1, ce qui permet une diminution de la perte de charge interne.  The deflectors 7, 9; 71, 72, 91, 92 allow a homogeneous circulation of the heat transfer fluid in the heat exchanger 1, which allows a reduction in the internal pressure drop.
Contrairement à l’art antérieur où les chicanes ne sont pas agencées dans le sens de circulation du fluide caloporteur, les déflecteurs 7, 9 ; 71, 72, 91, 92 permettent d’orienter le fluide caloporteur sans réduire les sections de passage dans la boite collectrice 5a, 5b, 5c. Le diamètre hydraulique n’est pas serré contrairement à l’art antérieur, ce qui permet d’éviter notamment une détérioration d’une pompe de circulation qui pourrait ne pas être suffisamment puissante pour pousser le fluide caloporteur.  Unlike the prior art where the baffles are not arranged in the direction of circulation of the heat transfer fluid, the deflectors 7, 9; 71, 72, 91, 92 make it possible to orient the heat-transfer fluid without reducing the passage sections in the manifold 5a, 5b, 5c. Unlike the prior art, the hydraulic diameter is not tight, which in particular makes it possible to avoid deterioration of a circulation pump which might not be powerful enough to push the heat-transfer fluid.
Enfin, ces déflecteurs 7, 9 ; 71, 72, 91, 92, avantageusement renforcés par des nervures 11, augmentent également la robustesse de la boite collectrice 5a, 5b, 5c notamment lors d’essais mécaniques.  Finally, these deflectors 7, 9; 71, 72, 91, 92, advantageously reinforced by ribs 11, also increase the robustness of the manifold 5a, 5b, 5c especially during mechanical tests.

Claims

REVENDICATIONS
1. Boite collectrice (5a, 5b ; 5c) pour un échangeur thermique (1) comportant un faisceau d’échange thermique comprenant une pluralité de tubes (3) dans lesquels est destiné à s’écouler un fluide caloporteur, la boite collectrice (5a, 5b ; 5c) comportant : 1. Collector box (5a, 5b; 5c) for a heat exchanger (1) comprising a heat exchange bundle comprising a plurality of tubes (3) in which is intended to flow a heat transfer fluid, the collector box (5a , 5b; 5c) comprising:
- une plaque collectrice (5 la, 5lb) configurée pour recevoir les extrémités des tubes (3) et s’étendant selon une direction longitudinale (L), et  - a collecting plate (5a, 5lb) configured to receive the ends of the tubes (3) and extending in a longitudinal direction (L), and
- un couvercle (53a, 53b ; 53c)  - a cover (53a, 53b; 53c)
• coopérant avec la plaque collectrice (5 la, 5lb) de manière à fermer la boite collectrice (5a, 5b ; 5c) en délimitant un volume intérieur de la boite collectrice (5a, 5b ; 5c), et • engaging the header plate (5 la, 5lb) so as to close the manifold (5a, 5b; 5c) defining an internal volume of the manifold (5a, 5b; 5c), and
• comprenant une paroi de fond (531) disposée en regard de la plaque collectrice (5 la, 5lb), la paroi de fond (531) présentant au moins une pente (S ; Sl, S2) selon une direction (D ; Dl, D2) inclinée par rapport à la direction longitudinale (L) de la plaque collectrice (5 la, 5lb), telle que le fluide caloporteur est destiné à s’écouler dans le volume intérieur de la boite collectrice (5a, 5b ; 5c), au moins en partie, selon une direction générale d’écoulement parallèle à la direction inclinée (D ; Dl, D2) de ladite au moins une pente (S ; Sl, S2) de la paroi de fond (531), • comprising a bottom wall (531) disposed opposite the collector plate (5a, 5lb), the bottom wall (531) having at least one slope (S; Sl, S2) in a direction (D; Dl, D2) inclined relative to the longitudinal direction (L) of the collector plate (5a, 5lb), such that the heat transfer fluid is intended to flow into the interior volume of the collector box (5a, 5b; 5c), at least in part, in a general direction of flow parallel to the inclined direction (D; Dl, D2) of said at least one slope (S; Sl, S2) of the bottom wall (531),
caractérisée en ce que le couvercle (53a, 53b ; 53c) comporte au moins un déflecteur (7, 9 ; 71, 72, 91, 92) agencé à l’intérieur du couvercle (53a, 53b ; 53c), ledit au moins un déflecteur (7, 9 ; 71, 72, 91, 92) s’étendant au moins en partie selon une direction générale parallèle à la direction (D ; Dl, D2) inclinée de ladite au moins une pente (S ; Sl, S2) de la paroi de fond (531).  characterized in that the cover (53a, 53b; 53c) has at least one deflector (7, 9; 71, 72, 91, 92) arranged inside the cover (53a, 53b; 53c), said at least one deflector (7, 9; 71, 72, 91, 92) extending at least in part in a general direction parallel to the direction (D; Dl, D2) inclined by said at least one slope (S; Sl, S2) of the bottom wall (531).
2. Boite collectrice (5a) selon la revendication 1, dans laquelle : 2. Collector box (5a) according to claim 1, in which:
- le couvercle (53 a) comporte une entrée de fluide et  - the cover (53 a) has a fluid inlet and
- la paroi de fond (531) présente une pente (S) descendante s’étendant depuis une première extrémité au niveau de l’entrée de fluide, vers une deuxième extrémité opposée à l’entrée de fluide, de sorte que le couvercle (53a) présente une section décroissante de la première extrémité vers la deuxième extrémité. - the bottom wall (531) has a downward slope (S) extending from a first end at the level of the fluid inlet, towards a second end opposite to the fluid inlet, so that the cover (53a ) has a section decreasing from the first end to the second end.
3. Boite collectrice (5c) selon la revendication 1, dans laquelle la paroi de fond (531) présente au moins deux pentes (Sl, S2) orientées selon deux directions (Dl, D2) concourantes, dont : 3. Collector box (5c) according to claim 1, in which the bottom wall (531) has at least two slopes (S1, S2) oriented in two concurrent directions (Dl, D2), of which:
- une première pente (Sl) ascendante s’étendant depuis une première extrémité de la paroi de fond (531), et  - a first ascending slope (Sl) extending from a first end of the bottom wall (531), and
- une deuxième pente (S2) descendante succédant à la première pente (Sl) ascendante et s’étendant vers une deuxième extrémité de la paroi de fond (531).  - a second downward slope (S2) succeeding the first upward slope (Sl) and extending towards a second end of the bottom wall (531).
4. Boite collectrice (5a, 5b ; 5c) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la direction inclinée (D ; Dl, D2) de ladite au moins une pente (S ; Sl, S2) forme un angle inférieur ou égal à 45° avec la direction longitudinale (L) de la plaque collectrice (5 la, 51 b). 4. Collector box (5a, 5b; 5c) according to any one of the preceding claims, in which the inclined direction (D; Dl, D2) of said at least one slope (S; Sl, S2) forms a lower angle or equal to 45 ° with the longitudinal direction (L) of the collector plate (5a, 51b).
5. Boite collectrice (5a, 5b ; 5c) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le couvercle (53a, 53b ; 53c) comporte une pluralité de déflecteurs (7, 9 ; 71, 72, 91, 92) alignés selon au moins une rangée. 5. Collector box (5a, 5b; 5c) according to any one of the preceding claims, in which the cover (53a, 53b; 53c) comprises a plurality of aligned deflectors (7, 9; 71, 72, 91, 92) in at least one row.
6. Boite collectrice (5a, 5b ; 5c) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le couvercle (53a, 53b ; 53c) comporte au moins : 6. Collector box (5a, 5b; 5c) according to any one of the preceding claims, in which the cover (53a, 53b; 53c) comprises at least:
- un premier déflecteur (7 ; 71, 72) s’étendant selon une direction générale parallèle à la direction inclinée (D ; Dl, D2) de ladite au moins une pente (S ; Sl, S2) de la paroi de fond (531), et  - a first deflector (7; 71, 72) extending in a general direction parallel to the inclined direction (D; Dl, D2) of said at least one slope (S; Sl, S2) of the bottom wall (531 ), and
- un deuxième déflecteur (9 ; 91, 92) présentant une partie de répartition (9 A) du fluide caloporteur dans la boite collectrice (5a, 5b ; 5c) s’étendant selon une direction générale parallèle à ladite direction inclinée (D ; Dl, D2) et une partie de guidage (9B) du fluide caloporteur vers les tubes (3) s’étendant selon une direction générale perpendiculaire à la direction longitudinale (L) de la plaque collectrice (5 la, 5lb). - a second deflector (9; 91, 92) having a distribution part (9 A) of the heat transfer fluid in the manifold (5a, 5b; 5c) extending in a general direction parallel to said inclined direction (D; Dl , D2) and a guide part (9B) of the heat transfer fluid towards the tubes (3) extending in a general direction perpendicular to the longitudinal direction (L) of the collector plate (5a, 5lb).
7. Boite collectrice (5a, 5b ; 5c) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le couvercle (53a, 53b ; 53c) comporte deux parois latérales (533) opposées jointes par la paroi de fond (531), et ledit au moins un déflecteur (7, 9 ; 71, 72, 91, 92) s’étend depuis une face interne d’une paroi latérale (533) jusqu’à la face interne de la paroi latérale (533) opposée. 7. Collector box (5a, 5b; 5c) according to any one of the preceding claims, in which the cover (53a, 53b; 53c) has two opposite side walls (533) joined by the bottom wall (531), and said at least one deflector (7, 9; 71, 72, 91, 92) extends from an internal face of a side wall (533) to the internal face of the opposite side wall (533).
8. Boite collectrice (5a, 5b ; 5c) selon la revendication 7, dans laquelle le couvercle comporte au moins une nervure (11) agencée sur une face externe d’une paroi latérale (533) du couvercle (53a, 53b ; 53c) au même niveau que ledit au moins un déflecteur (7, 9 ; 71, 72, 91, 92). 8. Collector box (5a, 5b; 5c) according to claim 7, wherein the cover comprises at least one rib (11) arranged on an external face of a side wall (533) of the cover (53a, 53b; 53c) at the same level as said at least one deflector (7, 9; 71, 72, 91, 92).
9. Boite collectrice (5a, 5b ; 5c) selon la revendication 8, dans laquelle le couvercle (53a, 53b ; 53c) comporte au moins une nervure (11) agencée sur la face externe de chaque paroi latérale (533). 9. Collector box (5a, 5b; 5c) according to claim 8, in which the cover (53a, 53b; 53c) comprises at least one rib (11) arranged on the external face of each side wall (533).
10. Échangeur thermique (1) comportant un faisceau d’échange thermique comprenant une pluralité de tubes (3), caractérisé en ce qu’il comporte au moins une boite collectrice (5a, 5b ; 5c) selon l’une quelconque des revendications précédentes disposée à une extrémité des tubes (3). 10. Heat exchanger (1) comprising a heat exchange bundle comprising a plurality of tubes (3), characterized in that it comprises at least one manifold (5a, 5b; 5c) according to any one of the preceding claims disposed at one end of the tubes (3).
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