WO2020128352A1 - Echangeur der chaleur avec boite collectrice comportant une plaque de guidage - Google Patents

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WO2020128352A1
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tubes
funnels
heat exchanger
guide plate
manifold
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Kamel Azzouz
Cédric DE VAULX
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Valeo Systemes Thermiques SAS
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    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
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    • F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/053—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight
    • F28D1/0535—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight the conduits having a non-circular cross-section
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    • F28D1/05383—Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators with multiple rows of conduits or with multi-channel conduits
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    • 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
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/026—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits
    • F28F9/0278—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits in the form of stacked distribution plates or perforated plates arranged over end plates
    • 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
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    • F28F9/026—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits
    • F28F9/0282—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits by varying the geometry of conduit ends, e.g. by using inserts or attachments for modifying the pattern of flow at the conduit inlet or outlet

Definitions

  • the invention relates to the field of heat exchangers and more specifically to heat exchangers having a bundle of tubes and a manifold disposed at the ends of this bundle.
  • Heat exchangers for example of the air / heat transfer fluid type, generally comprise a heat exchange bundle comprising a plurality of stacked tubes. At the ends of the heat exchange bundle is disposed a manifold inside which is intended to circulate the heat transfer fluid so that it circulates within the tubes. Air circulates between the tubes.
  • the ends of the tubes therefore open into a free volume of the manifold.
  • One of the aims of the present invention is to at least partially remedy the
  • the present invention therefore relates to a heat exchanger, in particular for a motor vehicle, comprising:
  • the manifold further comprising a guide plate covering the ends of the tubes, said guide plate forming funnels for guiding the heat transfer fluid towards the ends of the tubes, said funnels having a flared collecting part and an outlet for the heat transfer fluid emerging in the tube,
  • the tubes have an oblong profile with two long sides and two short sides and in that the collecting part is flared at least opposite the long sides of the tubes.
  • the collecting part of the funnels has a convex profile.
  • the collecting part of the funnels has a concave profile.
  • the wall of the collecting part of the funnels has a constant slope.
  • the tubes have a straight end and the mouth of the funnels rests on the periphery of said end of the tubes.
  • the tubes have a straight end and that said end of the tubes is inserted inside the mouth of the funnels.
  • the mouth of the funnels has a shoulder resting on the periphery of the end of the tubes.
  • the tubes have a flared end and that the mouth of the funnels is arranged in the flare of said ends.
  • the heat exchanger comprises a collecting plate traversed by the tubes and the connection between which said collecting plate and the tubes is sealed, said collecting plate being covered by a cover and fixed to the latter by so as to form a free volume of the manifold and in that the guide plate is arranged in the free volume of the manifold above the collector plate.
  • FIG.l shows a schematic perspective representation of a heat exchanger according to a particular embodiment
  • FIG.2 shows a schematic exploded perspective view of the heat exchanger of Figure 1
  • FIG.3 shows a schematic perspective representation of a guide plate according to a first embodiment
  • FIG.4 shows a schematic perspective representation of a guide plate according to a second embodiment
  • FIG.5a shows a schematic sectional representation of the junction between the guide plate of Figure 3 with the tubes according to a first connection mode
  • FIG.5b shows a schematic sectional representation of the junction between the guide plate of FIG. 4 with the tubes according to a first connection mode
  • FIG.6a shows a schematic sectional representation of the junction between the guide plate of Figure 3 with the tubes according to a second connection mode
  • FIG.6b shows a schematic sectional representation of the junction between the guide plate of Figure 4 with the tubes according to a second connection mode
  • FIG.7a shows a schematic sectional representation of the junction between the guide plate of Figure 3 with the tubes according to a third connection mode
  • FIG.7b shows a schematic sectional representation of the junction between the guide plate of Figure 4 with the tubes according to a third connection mode
  • FIG.8a shows a schematic sectional representation of the junction between the guide plate of Figure 3 with the tubes according to a fourth connection mode
  • FIG.8b shows a schematic sectional representation of the junction between the guide plate of Figure 4 with the tubes according to a fourth connection mode.
  • first element or second element as well as first parameter and second parameter or even first criterion and second criterion, etc.
  • it is a simple indexing to differentiate and name elements or parameters or criteria close, but not identical. This indexing does not imply a priority of an element, parameter or criterion over another and one can easily interchange such names without departing from the scope of this description. This indexing also does not imply an order in time for example to assess this or that criterion.
  • FIGS 1 and 2 show a partial representation of a heat exchanger 1, respectively assembled and exploded.
  • the heat exchanger 1 comprises a heat exchange bundle 3 comprising a plurality of stacked tubes 5 and a manifold 7.
  • a manifold 7 is disposed at each end of the heat exchange bundle 3.
  • a heat transfer fluid is intended to circulate within the heat exchanger 1, more particularly in the manifolds 7 which redistribute the heat transfer fluid in the tubes 5.
  • the manifold 7 includes a manifold 11 through which the tubes 5.
  • the connection between the manifold 11 and the tubes 5 is sealed.
  • This sealed connection can be produced by brazing in the context of a so-called brazed heat exchanger or else by means of one or more seals 15 (visible in FIGS. 8a, 8b) in the context of a mechanical heat exchanger or mechanically brazed.
  • the collector plate 11 is covered by a cover 9 and fixed to the latter so as to form a free volume inside which the heat transfer fluid circulates in order to be redistributed within the various tubes 5.
  • This cover 9 has an inlet and / or outlet 90 for heat transfer fluid.
  • the manifold 7 also includes a guide plate 13 (visible in FIGS. 3 and 4) covering the ends of the tubes 5.
  • the guide plate 13 is arranged in the free volume of the manifold 7 above the manifold plate 11.
  • the guide plate 13 acts as a collecting plate, that is to say that it is covered by the cover 9 and fixed to the latter so as to form the free volume of the collecting box 7. The connection between the guide plate 13 and the tubes 5 is then also sealed.
  • the guide plate 13 forms funnels 130 for guiding the heat transfer fluid towards the ends of the tubes 5 (not shown in Figures 3 and 4).
  • These funnels 130 have a flared collecting portion 131 and a mouth 132 for the outlet of the heat transfer fluid opening into the tube 5.
  • the collection portion 131 is more particularly flared so as to allow a better collection of the heat transfer fluid in the free volume of the manifold 7 and redirect it to the mouth 132 which pours the heat transfer fluid directly in the ends of the tubes 5.
  • the funnels 130 are contiguous so that the junction between two funnels 130 is free of flat. This continuity and this absence of a flat surface makes it possible to limit the zones of turbulence in the circulation of the heat transfer fluid and therefore makes it possible to reduce the pressure losses.
  • the tubes 5 have an oblong profile with two long sides and two short sides.
  • the collecting part 131 of the funnels 130 is flared at least opposite the long sides of the profile of the tubes 5.
  • both the walls of the collecting part 131 of the funnels facing the long sides and the short sides of the tubes 5 are flared.
  • the walls of the collecting part 131 both facing the long sides and the short sides of the profile of the tubes 5 are then inclined so as to move away from the mouth 132 as they rise towards the interior of the free volume. of the manifold 7.
  • the collecting part 131 of the funnels 130 may have a convex profile.
  • convex is understood here to mean that the wall of the collecting part 131 is curved towards the inside of the collecting box 7.
  • the guide plate 11 may, for example, have between two mouths 132 a semi-circular shape.
  • the collecting part 131 of the funnels 130 may have a concave profile.
  • concave is meant here that the wall of the collecting part 131 is curved not towards the interior of the collecting box 7 but, on the opposite, towards the exchange beam thermal 3.
  • the junction between two funnels 130 is here produced by a portion curved towards the inside of the manifold 7 in order to avoid the formation of flat.
  • the wall of the collecting part 131 of the funnels 130 has a constant slope. It is understood here that the wall of the collecting part 131 is rectilinear and the junction between two funnels 130 is produced by a portion 133 curved towards the inside of the collecting box 7 in order to avoid the formation of flat.
  • FIGS. 5a to 8b show different modes of connection between the guide plate 13 and the ends of the tubes 5 according to the particular embodiment of Figures 1 and 2, that is to say in which the heat exchanger 1 comprises a collecting plate 1.
  • These connection modes in particular those illustrated in FIGS. 5a to 76, are nevertheless entirely applicable in the other particular embodiment of the heat exchanger 1 in which the collecting plate 11 is absent and in which the guide plate 13 acts as a collecting plate.
  • FIGS. 5a and 5b show a first connection mode for respectively a guide plate 13 such as according to the embodiment of FIG. 3 and a guide plate 13 such as according to the embodiment of FIG. 4.
  • the tubes 5 have a straight end, that is to say that their end is an extension of the tubes 5.
  • the mouth 132 of the funnels 130 rests on the periphery of the ends of the tubes 5. The mouth 132 is so in the
  • FIGS. 6a and 6b show a second connection mode for respectively a guide plate 13 such as according to the embodiment of FIG. 3 and a guide plate 13 such as according to the embodiment of FIG. 4.
  • the tubes 5 also have a straight end. The end of the tubes 5 is inserted inside the mouth 132 of the funnels 130.
  • FIGS. 7a and 7b show a third connection mode for respectively a guide plate 13 such as according to the embodiment of FIG. 3 and a guide plate 13 such as according to the embodiment of FIG. 4.
  • This third connection mode is relatively similar to the second connection mode described above, with the difference that the mouth 132 of the funnels 130 has a shoulder 134 which comes to rest on the periphery of the end of the tubes 5.
  • FIGS. 8a and 8b show a fourth connection mode for respectively a guide plate 13 such as according to the embodiment of FIG. 3 and a guide plate 13 such as according to the embodiment of FIG. 4.
  • the tubes 5 have a flared end.
  • the mouth 132 of the funnels 130 is in turn disposed in the flare 51 of said ends of the tubes
  • the guide plate 13 can be made of metallic material. This allows in particular to fix the guide plate 13 to the ends of the tubes 5 by brazing whether it is when a collector plate 11 is present or when the guide plate 13 plays the role of collector plate.
  • the guide plate 13 can also be made of plastic material. This guide plate 13 is preferably made by injection. The fixing of the guide plate 13 to the ends of the tubes 5 can then be carried out be carried out by gluing, ultrasonic welding or any other means known to those skilled in the art
  • the heat exchanger 1 is of the brazed type, that is to say that the sealed connection between the tubes 5 and the collector plate 11 can be produced by brazing.
  • the guide plate 13 can be made of metallic material and fixed to the ends of the tubes 5 by brazing.
  • the heat exchanger 1 is of the mechanical or mechanically brazed type, that is to say that the sealed connection between the tubes 5 and the collector plate is produced by a seal 15
  • the flares 51 compress the seal 15 for a good seal and allows the tubes 5 to be held in the collecting plate 11.
  • the guide plate 13 can be made of metallic material or of other materials such as for example a plastic material. Due to the presence of the seal, the fixing of the guide plate on the ends of the tubes 5 cannot be achieved by brazing. This fixing can for example be carried out by gluing, ultrasonic welding or any other means known to the skilled person. An alternative solution can also be that the guide plate 13 is held in place by the cover 9.
  • connection modes illustrated in FIGS. 5a to 7b can also quite be used for a heat exchanger 1 of the mechanical or mechanic-brazed type with the presence of a seal 15.
  • the guide plate 13 can be made of metallic material or of other materials such as for example a plastic material. Due to the presence of the seal, the fixing of the guide plate on the ends of the tubes 5 cannot be achieved by brazing. This fixing can for example be carried out by gluing, ultrasonic welding or any other means known to the skilled person. An alternative solution can also be that the guide plate 13 is held in place by the cover 9.
  • connection mode of FIGS. 8 a and 8 b can be used for a brazed type heat exchanger. There is then no joint 15 and the attachment to the ends of the flared tubes 5 can be carried out by brazing or by other means as described above.

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Abstract

La présente invention concerne un échangeur de chaleur (1), notamment pour véhicule automobile, comprenant : - un faisceau d'échange thermique (3) comprenant une pluralité de tubes (5) empilés, - une boîte collectrice (7) disposée à chacune des extrémités du faisceau d'échange thermique (3) et à l'intérieur de laquelle est destiné à circuler un fluide caloporteur, la boîte collectrice (7) comprenant en outre une plaque de guidage (13) recouvrant les extrémités des tubes (5), ladite plaque de guidage (13) formant des entonnoirs (130) de guidage du fluide caloporteur vers les extrémités des tubes (5), lesdits entonnoirs (130) présentant une partie collectrice (131) évasée et une embouchure (132) de sortie du fluide caloporteur débouchant dans le tube (5), entre deux tubes (5), lesdits entonnoirs (130) étant contigus de sorte que la jonction entre deux entonnoirs (130) est exempte de méplat.

Description

Description
ECHANGEUR DER CHALEUR AVEC BOITE COLLECTRICE COMPORTANT
UNE PLAQUE DE GUIDAGE
L’invention se rapporte au domaine des échangeurs de chaleurs et plus précisément aux échangeurs de chaleur présentant un faisceau de tubes et une boîte collectrice disposée aux extrémités de ce faisceau.
Les échangeurs de chaleur, par exemple de type air/fluide caloporteur, comportent généralement un faisceau d’échange thermique comprenant une pluralité de tubes empilés. Aux extrémités du faisceau d’échange thermique est disposé une boîte collectrice à l’intérieur de laquelle est destiné à circuler le fluide caloporteur afin qu’il circule au sein des tubes. L’air quant à lui circule entre les tubes.
Les extrémités des tubes débouchent donc dans un volume libre de la boîte collectrice.
Cependant, la transition entre le volume libre de la boîte collectrice et les extrémités des tubes est abrupte. Cette transition, qui se traduit par un rétrécissement brutal de la section de passage, génère des zones mortes dans lesquelles apparaissent des turbulences. Ces turbulences génèrent des pertes de charge qui dégradent la performance globale de l’échangeur.
Un des buts de la présente invention est de remédier au moins partiellement aux
inconvénients de l’art antérieur et de proposer un échangeur de chaleur dont les pertes de charges au niveau des boîtes collectrices sont réduites.
La présente invention concerne donc un échangeur de chaleur, notamment pour véhicule automobile, comprenant :
- un faisceau d’échange thermique comprenant une pluralité de tubes empilés,
- une boîte collectrice disposée à chacune des extrémités du faisceau d’échange thermique et à l’intérieur de laquelle est destiné à circuler un fluide caloporteur,
la boîte collectrice comprenant en outre une plaque de guidage recouvrant les extrémités des tubes, ladite plaque de guidage formant des entonnoirs de guidage du fluide caloporteur vers les extrémités des tubes, lesdits entonnoirs présentant une partie collectrice évasée et une embouchure de sortie du fluide caloporteur débouchant dans le tube,
entre deux tubes, lesdits entonnoirs étant contigus de sorte que la jonction entre deux entonnoirs est exempte de méplat.
Cette continuité et cette absence de méplat permet de limiter les zones de turbulences dans la circulation du fluide caloporteur et donc permet de diminuer les pertes de charges. Selon un aspect de l’invention, les tubes ont un profil oblong avec deux grands côtés et deux petits côtés et en ce que la partie collectrice est évasée au moins en regard des grands côtés des tubes.
Selon un autre aspect de l’invention, la partie collectrice des entonnoirs a un profil convexe.
Selon un autre aspect de l’invention, la partie collectrice des entonnoirs a un profil concave.
Selon un autre aspect de l’invention, la paroi de la partie collectrice des entonnoirs a une pente constante.
Selon un autre aspect de l’invention, les tubes ont une extrémité rectiligne et l’embouchure des entonnoirs repose sur la périphérie de ladite extrémité des tubes.
Selon un autre aspect de l’invention, les tubes ont une extrémité rectiligne et que ladite extrémité des tubes est insérée à l’intérieur de l’embouchure des entonnoirs.
Selon un autre aspect de l’invention, l’embouchure des entonnoirs comporte un épaulement venant reposer sur la périphérie de l’extrémité des tubes.
Selon un autre aspect de l’invention, les tubes ont une extrémité évasée et que l’embouchure des entonnoirs est disposée dans l’évasement desdites extrémités.
Selon un autre aspect de l’invention, l’échangeur de chaleur comporte une plaque collectrice traversée par les tubes et dont la liaison entre ladite plaque collectrice et les tubes est étanche, ladite plaque collectrice étant recouverte par un capot et fixée à ce dernier de sorte à former un volume libre de la boîte collectrice et en ce que la plaque de guidage est disposée dans le volume libre de la boîte collectrice au dessus de la plaque collectrice .
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 :
[Fig.l] montre une représentation schématique en perspective d’un échangeur de chaleur selon un mode de réalisation particulier,
[Fig.2] montre une représentation schématique en perspective éclatée de l’échangeur de chaleur de la figure 1,
[Fig.3] montre une représentation schématique en perspective d’une plaque de guidage selon un premier mode de réalisation, [Fig.4] montre une représentation schématique en perspective d’une plaque de guidage selon un deuxième mode de réalisation,
[Fig.5a] montre une représentation schématique en coupe de la jonction entre la plaque de guidage de la figure 3 avec les tubes selon un premier mode de connexion,
[Fig.5b] montre une représentation schématique en coupe de la jonction entre la plaque de guidage de la figure 4 avec les tubes selon un premier mode de connexion,
[Fig.6a] montre une représentation schématique en coupe de la jonction entre la plaque de guidage de la figure 3 avec les tubes selon un deuxième mode de connexion,
[Fig.6b] montre une représentation schématique en coupe de la jonction entre la plaque de guidage de la figure 4 avec les tubes selon un deuxième mode de connexion,
[Fig.7a] montre une représentation schématique en coupe de la jonction entre la plaque de guidage de la figure 3 avec les tubes selon un troisième mode de connexion,
[Fig.7b] montre une représentation schématique en coupe de la jonction entre la plaque de guidage de la figure 4 avec les tubes selon un troisième mode de connexion,
[Fig.8a] montre une représentation schématique en coupe de la jonction entre la plaque de guidage de la figure 3 avec les tubes selon un quatrième mode de connexion,
[Fig.8b] montre une représentation schématique en coupe de la jonction entre la plaque de guidage de la figure 4 avec les tubes selon un quatrième mode de connexion.
Sur les différentes figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence.
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 seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées et/ou interchangées pour fournir d'autres réalisations.
Dans la présente description, on peut indexer certains éléments ou paramètres, comme par exemple premier élément ou deuxième élément ainsi que premier paramètre et second paramètre ou encore premier critère et deuxième critère, etc. Dans ce cas, il s’agit d’un simple indexage pour différencier et dénommer des éléments ou paramètres ou critères proches, mais non identiques. Cette indexation n’implique pas une priorité d’un élément, paramètre ou critère 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 par exemple pour apprécier tel ou tel critère.
Les figures 1 et 2 montrent une représentation partielle d’un échangeur de chaleur 1, respectivement assemblé et éclaté. L’échangeur de chaleur 1 comporte un faisceau d’échange thermique 3 comprenant une pluralité de tubes 5 empilés et une boîte collectrice 7. Une boîte collectrice 7 est disposée à chacune des extrémités du faisceau d’échange thermique 3. Un fluide caloporteur est destiné à circuler au sein de l’échangeur de chaleur 1, plus particulièrement dans les boîtes collectrices 7 qui redistribuent le fluide caloporteur dans les tubes 5.
Dans le mode de réalisation particulier illustré aux figures 1 et 2, la boîte collectrice 7 comporte une plaque collectrice 11 traversée par les tubes 5. La liaison entre la plaque collectrice 11 et les tubes 5 est étanche. Cette liaison étanche peut être réalisée par brasage dans le cadre d’un échangeur de chaleur dit brasé ou alors au moyen d’un ou plusieurs joints 15 (visibles sur les figures 8a, 8b) dans le cadre d’un échangeur de chaleur mécanique ou mécano-brasé. La plaque collectrice 11 est recouverte par un capot 9 et fixée à ce dernier de sorte à former un volume libre à l’intérieur duquel circule le fluide caloporteur afin d’être redistribué au sein des différents tubes 5. Ce capot 9 comporte une entrée et/ou sortie 90 de fluide caloporteur.
La boîte collectrice 7 comporte également une plaque de guidage 13 (visible sur les figures 3 et 4) recouvrant les extrémités des tubes 5. Dans ce mode de réalisation particulier, illustré aux figures 1 et 2, la plaque de guidage 13 est disposée dans le volume libre de la boîte collectrice 7 au dessus de la plaque collectrice 11.
Il est cependant tout à fait possible d’imaginer un autre mode de réalisation particulier (non représenté) dans lequel la plaque collectrice 11 est absente. Dans ce cas, la plaque de guidage 13 joue le rôle de plaque collectrice, c’est-à-dire qu’elle est recouverte par le capot 9 et fixée à ce dernier de sorte à former le volume libre de la boîte collectrice 7. La liaison entre la plaque de guidage 13 et les tubes 5 est alors également étanche.
Comme le montrent plus en détail les figures 3 et 4, la plaque de guidage 13 forme des entonnoirs 130 de guidage du fluide caloporteur vers les extrémités des tubes 5 (non représentés sur les figures 3 et 4). Ces entonnoirs 130 présentent une partie collectrice 131 évasée et une embouchure 132 de sortie du fluide caloporteur débouchant dans le tube 5. La partie collectrice 131 est plus particulièrement évasée de sorte à permettre une meilleure collection du fluide caloporteur dans le volume libre de la boîte collectrice 7 et de le rediriger vers l’embouchure 132 qui déverse le fluide caloporteur directement dans les extrémités des tubes 5.
Entre deux tubes 5, les entonnoirs 130 sont contigus de sorte que la jonction entre deux entonnoirs 130 est exempte de méplat. Cette continuité et cette absence de méplat permet de limiter les zones de turbulences dans la circulation du fluide caloporteur et donc permet de diminuer les pertes de charges.
Cette continuité et cette absence de méplat entre deux entonnoirs peut également être exprimée par le fait qu’en section, la paroi de leur paroi collectrice 131 a une pente égale à 0° uniquement ponctuellement par rapport au plan général de la plaque de guidage 13. Par pente égale à 0°, on entend ici que la tangente à la paroi collectrice 131 est parallèle au plan général de la plaque de guidage 13.
Dans l’exemple illustré aux figures 1 à 4, les tubes 5 ont un profil oblong avec deux grands côtés et deux petits côtés. Dans ce cas de figure, la partie collectrice 131 des entonnoirs 130 est évasée au moins en regard des grands côtés du profil des tubes 5. En effet, selon un premier mode de réalisation illustré sur les figures 3 et 4, à la fois les parois de la partie collectrice 131 des entonnoirs en regard des grands côtés et des petits côtés des tubes 5 sont évasées. Les parois de la partie collectrice 131 aussi bien en regard des grands côtés que des petits côtés du profil des tubes 5 sont alors inclinées de sorte à s’écarter de l’embouchure 132 à mesure qu’elles remontent vers l’intérieur du volume libre de la boîte collectrice 7.
Cependant , il est également tout à fait possible d’imaginer un deuxième mode de réalisation (non représenté) dans lequel seuls les parois de la partie collectrice 131 des entonnoirs en regard des grands côtés des tubes 5 sont évasés. En effet, du fait de la taille des petits côtés des tubes 5, la diminution des pertes de charges apportés par la présence d’une paroi évasée en regard des petits côtés peut être négligeable. La paroi de la plaque de guidage 13 au niveau de ces petits côtés peut alors être par exemple perpendiculaire par rapport au plan général de ladite plaque de guidage 13. Seules les parois de la partie collectrice 131 en regard des grands côtés du profil des tubes 5 sont alors inclinées de sorte à s’écarter de l’embouchure 132 à mesure qu’elles remontent vers l’intérieur du volume libre de la boîte collectrice 7.
Comme illustré à la figure 3, la partie collectrice 131 des entonnoirs 130 peut avoir un profil convexe. On entend ici par convexe que la paroi de la partie collectrice 131 est bombée vers l’intérieur de la boîte collectrice 7. La plaque de guidage 11 peut, par exemple, avoir entre deux embouchures 132 une forme semi-circulaire.
Selon une variante non représentée, la partie collectrice 131 des entonnoirs 130 peut avoir un profil concave. On entend ici par concave que la paroi de la partie collectrice 131 est bombée non pas vers l’intérieur de la boîte collectrice 7 mais à l’opposé, vers le faisceau d’échange thermique 3. La jonction entre deux entonnoirs 130 est ici réalisée par une portion bombée vers l’intérieur de la boîte collectrice 7 afin d’éviter la formation de méplat.
Selon une autre variante, illustrée à la figure 4, la paroi de la partie collectrice 131 des entonnoirs 130 a une pente constante. On entend ici que la paroi de la partie collectrice 131 est rectiligne et la jonction entre deux entonnoirs 130 est réalisée par une portion 133 bombée vers l’intérieur de la boîte collectrice 7 afin d’éviter la formation de méplat.
Les figures 5a à 8b montrent différents modes de connexions entre la plaque de guidage 13 et les extrémités des tubes 5 selon le mode de réalisation particulier des figures 1 et 2, c’est-à-dire dans lequel l’échangeur de chaleur 1 comporte une plaque collectrice 1. Ces modes de connexions, notamment ceux illustrés aux figures 5a à 76, sont néanmoins tout à fait applicables dans l’autre mode de réalisation particulier de l’échangeur de chaleur 1 dans lequel la plaque collectrice 11 est absente et dans lequel la plaque de guidage 13 joue le rôle de plaque collectrice.
Les figures 5a et 5b montrent un premier mode de connexion pour respectivement une plaque de guidage 13 telle que selon le mode de réalisation de la figure 3 et une plaque de guidage 13 telle que selon le mode de réalisation de la figure 4.
Dans ce premier mode de connexion, les tubes 5 ont une extrémité rectiligne, c’est à dire que leur extrémité est dans le prolongement des tubes 5. L’embouchure 132 des entonnoirs 130 repose sur la périphérie des extrémités des tubes 5. L’embouchure 132 est ainsi dans le
prolongement des tubes 5.
Les figures 6a et 6b montrent un deuxième mode de connexion pour respectivement une plaque de guidage 13 telle que selon le mode de réalisation de la figure 3 et une plaque de guidage 13 telle que selon le mode de réalisation de la figure 4.
Dans ce deuxième mode de connexion, les tubes 5 ont également une extrémité rectiligne. L’extrémité des tubes 5 est insérée à l’intérieur de l’embouchure 132 des entonnoirs 130.
Les figures 7a et 7b montrent un troisième mode de connexion pour respectivement une plaque de guidage 13 telle que selon le mode de réalisation de la figure 3 et une plaque de guidage 13 telle que selon le mode de réalisation de la figure 4.
Ce troisième mode de connexion est relativement similaire au deuxième mode de connexion décrit précédemment, à la différence que l’embouchure 132 des entonnoirs 130 comporte un épaulement 134 venant reposer sur la périphérie de l’extrémité des tubes 5.
Les figures 8a et 8b montrent un quatrième mode de connexion pour respectivement une plaque de guidage 13 telle que selon le mode de réalisation de la figure 3 et une plaque de guidage 13 telle que selon le mode de réalisation de la figure 4. Dans ce quatrième mode de réalisation, les tubes 5 ont une extrémité évasée. L’embouchure 132 des entonnoirs 130 est quant à elle disposée dans l’évasement 51 desdites extrémités des tubes
5.
La plaque de guidage 13 peut être réalisée en matériau métallique. Cela permet notamment de fixer la plaque de guidage 13 aux extrémités des tubes 5 par brasage que ce soit lorsqu’une plaque collectrice 11 est présente ou lorsque que la plaque de guidage 13 joue le rôle de plaque collectrice.
La plaque de guidage 13 peut également être réalisée en matériau plastique, Cette plaque de guidage 13 est de préférence réalisée par injection. La fixation de la plaque de guidage 13 aux extrémités des tubes 5 peut être alors réalisée être réalisée par collage, soudure ultrasons ou tout autre moyen connu de l’homme du métier
Dans les exemples des figures 5a à 7b, l’échangeur de chaleur 1 est de type brasé, c’est-à- dire que la liaison étanche entre les tubes 5 et la plaque collectrice 11 peut être réalisée par brasage. La plaque de guidage 13 peut être réalisée en matériau métallique et fixée aux extrémités des tubes 5 par brasage.
Dans l’exemple des figures 8a et 8b, l’échangeur de chaleur 1 est de type mécanique ou mécano-brasé, c’est-à-dire que la liaison étanche entre les tubes 5 et la plaque collectrice est réalisée par un joint 15. Les évasements 51 viennent comprimer le joint 15 pour une bonne étanchéité et permet le maintient des tubes 5 dans la plaque collectrice 11. La plaque de guidage 13 peut être réalisée en matériau métallique ou en d’autres matériaux comme par exemple un matériau plastique. Du fait de la présence du joint, la fixation de la plaque de guidage sur les extrémité des tubes 5 ne peut être réalisée par brasage. Cette fixation peut par exemple être réalisée par collage, soudure ultrasons ou tout autre moyen connu de l’homme du métier. Une solution alternative peut également être que la plaque de guidage 13 est maintenue en place par le capot 9.
Les modes de connexions illustrés aux figures 5a à 7b, peuvent également tout à fait être utilisés pour un échangeur de chaleur 1 de type mécanique ou mécano-brasé avec présence d’un joint 15. De même que pour le quatrième mode de connexion des figures 8a et 8b, la plaque de guidage 13 peut être réalisée en matériau métallique ou en d’autres matériaux comme par exemple un matériau plastique. Du fait de la présence du joint la fixation de la plaque de guidage sur les extrémités des tubes 5 ne peut être réalisée par brasage. Cette fixation peut par exemple être réalisée par collage, soudure ultrason ou tout autre moyen connu de l’homme du métier. Une solution alternative peut également être que la plaque de guidage 13 est maintenue en place par le capot 9.
De même, le quatrième mode de connexion des figures 8 a et 8b peut être utilisé pour une échangeur de chaleur de type brasé. Il n’y a alors pas de joint 15 et la fixation aux extrémités des tubes 5 évasés peut être réalisée par brasage ou par d’autres moyens tels que décrit plus haut.
Ainsi, on voit bien que du fait de la présence de la plaque de guidage 13 et de l’absence de méplats entre la jonction des entonnoirs 130, le fluide caloporteur peut passer du volume libre de la boîte collectrice 7 aux tubes 5 avec des pertes de charges moindres.

Claims

Revendications
1. Échangeur de chaleur (1), notamment pour véhicule automobile, comprenant :
- un faisceau d’échange thermique (3) comprenant une pluralité de tubes (5) empilés,
- une boîte collectrice (7) disposée à chacune des extrémités du faisceau d’échange thermique (3) et à l’intérieur de laquelle est destiné à circuler un fluide caloporteur, caractérisé en ce que la boîte collectrice (7) comprend en outre une plaque de guidage (13) et recouvrant les extrémités des tubes (5), ladite plaque de guidage (13) formant des entonnoirs (130) de guidage du fluide caloporteur vers les extrémités des tubes (5), lesdits entonnoirs (130) présentant une partie collectrice (131) évasée et une embouchure (132) de sortie du fluide caloporteur débouchant dans le tube (5),
entre deux tubes (5), lesdits entonnoirs (130) étant contigus de sorte que la jonction entre deux entonnoirs (130) est exempte de méplat.
2. Échangeur de chaleur (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les tubes (5) ont un profil oblong avec deux grands côtés et deux petits côtés et en ce que la partie collectrice (131) est évasée au moins en regard des grands côtés des tubes (5).
3. Échangeur de chaleur (1) selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la partie collectrice (131) des entonnoirs (130) a un profil convexe.
4. Échangeur de chaleur (1) selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la partie collectrice (131) des entonnoirs (130) a un profil concave.
5. Échangeur de chaleur (1) selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la paroi de la partie collectrice (131) des entonnoirs (130) a une pente constante.
6. Échangeur de chaleur (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les tubes (5) ont une extrémité rectiligne et que l’embouchure (132) des entonnoirs (130) repose sur la périphérie de ladite extrémité des tubes (5).
7. Échangeur de chaleur (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les tubes (5) ont une extrémité rectiligne et que ladite extrémité des tubes (5) est insérée à l’intérieur de l’embouchure (132) des entonnoirs (130).
8. Échangeur de chaleur (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que
l’embouchure (132) des entonnoirs (130) comporte un épaulement (133) venant reposer sur la périphérie de l’extrémité des tubes (5).
9. Échangeur de chaleur (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les tubes (5) ont une extrémité évasée et que l’embouchure (132) des entonnoirs (130) est disposée dans l’évasement (51) desdites extrémités.
10. Échangeur de chaleur (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu’il comporte une plaque collectrice (11) traversée par les tubes (5) et dont la liaison entre ladite plaque collectrice (11) et les tubes (5) est étanche, ladite plaque collectrice (11) étant recouverte par un capot (9) et fixée à ce dernier de sorte à former un volume libre de la boîte collectrice (7) et en ce que la plaque de guidage (13) est disposée dans le volume libre de la boîte collectrice (7) au dessus de la plaque collectrice (11) 1.
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