EP0222636B1 - Echangeur de chaleur, en particulier pour véhicule automobile - Google Patents

Echangeur de chaleur, en particulier pour véhicule automobile Download PDF

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EP0222636B1 EP19860402175 EP86402175A EP0222636B1 EP 0222636 B1 EP0222636 B1 EP 0222636B1 EP 19860402175 EP19860402175 EP 19860402175 EP 86402175 A EP86402175 A EP 86402175A EP 0222636 B1 EP0222636 B1 EP 0222636B1
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tube
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tubing
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    • F28D2021/0091—Radiators

Definitions

  • the invention relates to a heat exchanger, in particular for a motor vehicle, such as for example a radiator mounted in a coolant circuit of an internal combustion engine or in a heating or air conditioning installation of the passenger compartment. , or an air cooler mounted in a boost circuit.
  • Such an exchanger generally comprises a body or bundle of tubes and at least one fluid box which is mounted at one end of the body by means of a manifold or plate with holes and which is connected to a fluid circuit by a tubing.
  • the fluid box is most often made of plastic and is molded in one piece with its connection pipe (s) to the fluid circuit.
  • the internal surface of each tubing is defined by a molding core or spindle, which must be able to be easily extracted automatically when the fluid box is removed from the mold, so that this operation is compatible with mass production. As a result, the orientations and the shapes that can be given to these tubes are limited.
  • This patent provides, in fact, to fix by gluing two independent tubes respectively on two orifices formed through a wall of a fluid box.
  • the object of the invention is in particular to avoid these drawbacks.
  • a fluid box which can be provided with a tube whose shape and / or orientation can be any and are chosen at will.
  • the invention provides a heat exchanger, in particular for a motor vehicle, comprising a body or bundle of tubes and at least one fluid box which is mounted at one end of the body by means of a manifold or plate. with tubes and which is connected to a fluid circuit by a tube, characterized in that at least a part of the tube is formed in one piece with an extension of the manifold, which is covered by a corresponding extension of the box fluid.
  • this extension of the collector is lateral.
  • the collector generally has the form of a flat plate, it is then possible to form the tubing on a lateral extension of this plate and give the tubing the desired shape and / or orientation, while retaining the possibility of making the manifold and tubing in one simple molding operation.
  • the lateral extension of the manifold, which includes the tubing, is then covered by a corresponding lateral extension of the fluid box.
  • the tubing is formed entirely on the manifold.
  • FIG. 1 shows part of a heat exchanger of a conventional type usable in a motor vehicle, to form the cooling circuit radiator of an internal combustion engine.
  • the engine coolant flows through the radiator.
  • a radiator can be used in the heating or air conditioning installation of the vehicle, or else can be used in a boost circuit, in which case air circulates in the radiator.
  • This radiator comprises a bundle 10 of tubes 12 fitted with fins 14, a manifold 16 mounted at one end of the bundle 10 and a water or fluid box 18 mounted on this end of the bundle via the manifold 16.
  • the ends of the tubes 12 are mounted in leaktight manner in manifold holes 16 and open into the interior of the water box 18.
  • This water box 18 is fixed to the manifold 16 by any suitable means, by example by welding its peripheral rim 20 on the periphery of the collector 16, when the latter is made of plastic, or else by means of crimping lugs which are provided at the periphery of the collector and which are folded down on the peripheral rim of the water box 18, when the collector 16 is metallic.
  • the water box 18 is provided with a tube 22 for connection to a heat transfer fluid circuit, this tube can be the inlet tube or the liquid outlet tube in the exchanger.
  • this tube can be the inlet tube or the liquid outlet tube in the exchanger.
  • the tubing 22 has a bent shape as shown in the drawing, it is very difficult or even impossible to obtain it by molding in one piece with the water box 18. For this reason, the tubing 22 is produced separately and is then fixed to the water box 18, for example by welding its end to the edge of a corresponding orifice in the water box 18.
  • the invention proposes, as shown in FIG. 2, to form the tubing at least partly on the manifold.
  • the collector 26 is, as in the prior art, a flat plate comprising holes in which are mounted sealing the bundle tubes 10 and further comprises a lateral extension 28, extending in the plane of the manifold and comprising, by molding, the tubing 30 oriented parallel to the bundle tubes 10 and directed in the same direction as the tubing 22 of figure 1.
  • This tubing has a straight cylindrical shape and can be molded in one piece with the manifold 26, without any difficulty.
  • the water box 32 includes, like the manifold 26, a lateral extension 34 which covers the lateral extension 28 of the manifold, so that the tube 30 opens out inside the water box, in the internal volume defined by the lateral extension 34 of the water box and the lateral extension 28 of the collector.
  • the water box 32 can be fixed to the collector 26 by welding its peripheral rim 36 to the periphery of the collector 26, when the latter is made of plastic, or else by crimping, by means of pastes provided for the periphery of the collector and which are folded over the peripheral rim 36 of the water box, when the collector is metallic.
  • the axis 38 of the tubing is perpendicular to the plane of the manifold 26.
  • this axis can be oblique to this plane, if desired.
  • the tubing 40 is of cross section and includes an end portion 42 of straight cylindrical shape, connected to the lateral extension 28 of the manifold by a frustoconical portion 44 widening in the direction of the box water 32.
  • the axis 46 of the pipe 40 can be perpendicular to the plane of the manifold 26 or oblique with respect to this plane.
  • the invention makes it possible to give any orientation and / or any shape to a fluid inlet or outlet pipe in a fluid box of a heat exchanger, while retaining the possibility of making the box. fluid and the manifold by simple molding operations.

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Description

  • L'invention concerne un échangeur de chaleur, en particulier pour véhicule automobile, tel par exemple qu'un radiateur monté dans un circuit de liquide de refroidissement d'un moteur à combustion interne ou dans une installation de chauffage ou de climatisation de l'habitacle, ou bien un refroidisseur d'air monté dans un circuit de suralimentation.
  • Un tel échangeur comprend en général un corps ou faisceau de tubes et au moins une boîte à fluide qui est montée à une extrémité du corps par l'intermédiaire d'un collecteur ou plaque à trous et qui est reliée à un circuit de fluide par une tubulure.
  • La boîte à fluide est le plus souvent réalisée en matière plastique et est moulée en une seule pièce avec sa ou ses tubulures de raccordement au circuit de fluide. La surface interne de chaque tubulure est définie par un noyau ou broche de moulage, que l'on doit pouvoir extraire facilement de façon automatique au démoulage de la boîte à fluide, pour que cette opération soit compatible avec une fabrication en grande série. Il en résulte que les orientations et les formes que l'on peut donner à ces tubulures sont limitées.
  • Lorsqu'il faut réaliser une boîte à fluide avec une tubulure qui ne peut être démoulée automatiquement en raison de son orientation et/ou de sa forme, il est nécessaire, soit de prévoir une extraction manuelle des broches ou noyaux de moulage définissant la tubulure, soit de fixer une tubulure indépendante sur un orifice d'une paroi de la boîte à fluide, comme enseigné par le Brevet US-A 4 520 867.
  • Ce brevet prévoit, en effet, de fixer par collage deux tubulures indépendantes respectivement sur deux orifices ménagés au travers d'une paroi d'une boîte à fluide.
  • Ces opérations compliquent la fabrication de la boîte à fluide et augmentent son coût.
  • L'invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients.
  • Elle a essentiellement pour objet, dans un échangeur de chaleur, une boîte à fluide qui peut être munie d'une tubulure dont la forme et/ou l'orientation peuvent être quelconques et sont choisies à volonté.
  • L'invention propose à cet effet un échangeur de chaleur, en particulier pour véhicule automobile, comprenant un corps ou faisceau de tubes et au moins une boîte à fluide qui est montée à une extrémité du corps par l'intermédiaire d'un collecteur ou plaque à tubes et qui est reliée à un circuit de fluide par une tubulure, caractérisé en ce qu'au moins une partie de la tubulure est formée d'une pièce avec une extension du collecteur, qui est recouverte par une extension correspondante de la boîte à fluide.
  • Avantageusement, cette extension du collecteur est latérale.
  • Comme le collecteur a en général la forme d'une plaque plane, on peut alors former la tubulure sur une extension latérale de cette plaque et donner à la tubulure la forme et/ou l'orientation désirées, tout en conservant la possibilité de réaliser le collecteur et la tubulure en une seule opération simple de moulage.
  • L'extension latérale du collecteur, que comprend la tubulure, est alors recouverte par une extension latérale correspondante de la boîte à fluide.
  • Selon une autre caractéristique de l'invention, la tubulure est formée en totalité sur le collecteur.
  • Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, dans lesquels:
    • - la figure 1 est une vue schématique partielle d'un échangeur de chaleur comprenant un collecteur et une boîte à fluide de la technique antérieure;
    • - la figure 2 est une vue schématique partielle correspondant à la figure 1, mais représentant un collecteur et une boîte à fluide selon l'invention;
    • - la figure 3 est une vue schématique partielle d'une autre forme de réalisation d'un collecteur et d'une boîte à fluide selon l'invention.
  • On se réfère tout d'abord à la figure 1, qui représente une partie d'un échangeur de chaleur d'un type classique utilisable dans un véhicule automobile, pour former le radiateur de circuit de refroidissement d'un moteur à combustion interne. Dans ce cas, le liquide de refroidissement du moteur circule dans le radiateur. Toutefois, un tel radiateur peut être utilisé dans l'installation de chauffage ou de climatisation du véhicule, ou bien peut être utilisé dans un circuit de suralimentation, auquel cas de l'air circule dans le radiateur.
  • Ce radiateur comprend un faisceau 10 de tubes 12 munis d'ailettes 14, un collecteur 16 monté à une extrémité du faisceau 10 et une boîte à eau ou à fluide 18 montée sur cette extrémité du faisceau par l'intermédiaire du collecteur 16.
  • Comme on le sait, les extrémités des tubes 12 sont montées à étanchéité dans des trous de collecteur 16 et débouchent à l'intérieur de la boîte à eau 18. Cette boîte à eau 18 est fixée sur le collecteur 16 par tout moyen approprié, par exemple par soudure de son rebord périphérique 20 sur la périphérie du collecteur 16, lorsque ce dernier est réalisé en matière plastique, ou bien au moyen de pattes de sertissage qui sont prévues à la périphérie du collecteur et qui sont rabattues sur le rebord périphérique de la boîte à eau 18, lorsque le collecteur 16 est métallique.
  • Dans l'exemple représenté en figure 1, la boîte à eau 18 est munie d'une tubulure 22 de raccordement à un circuit de fluide caloporteur, cette tubulure pouvant être la tubulure d'entrée ou bien la tubulure de sortie du liquide dans l'échangeur. Lorsque la tubulure 22 a une forme coudée comme représenté sur le dessin, il est très difficile, voire impossible de l'obtenir par moulage en une seule pièce avec la boîte à eau 18. Pour cette raison, la tubulure 22 est réalisée à part et est ensuite fixée sur la boîte à eau 18, par exemple par soudure de son extrémité sur le bord d'un orifice correspondant de la boîte à eau 18.
  • Comme indiqué plus haut, il en résulte une complication de la réalisation de l'ensemble boîte à eau-tubulure et une augmentation du prix de revient.
  • Pour éviter ces inconvénients, l'invention propose comme représenté en figure 2, de former la tubulure au moins en partie sur le collecteur.
  • Dans l'êxemple de la figure 2, le collecteur 26 est, comme dans la technique antérieure, une plaque plane comprenant des trous dans lesquels sont montés à étanchéité les tubes du faisceau 10 et comprend de plus une extension latérale 28, s'étendant dans le plan du collecteur et comprenant, de moulage, la tubulure 30 orientée parallèlement aux tubes de faisceau 10 et dirigée dans le même sens que la tubulure 22 de la figure 1.
  • Cette tubulure a une forme cylindrique droite et peut être moulée en une seule pièce avec le collecteur 26, sans aucune difficulté.
  • La boîte à eau 32 comprend, comme le collecteur 26, une extension latérale 34 qui recouvre l'extension latérale 28 du collecteur, de telle sorte que la tubulure 30 débouche à l'intérieur de la boîte à eau, dans le volume interne défini par l'extension latérale 34 de la boîte à eau et l'extension latérale 28 du collecteur.
  • Comme précédemment, la boîte à eau 32 peut être fixée sur le collecteur 26 par soudure de son rebord périphérique 36 sur la périphérie du collecteur 26, lorsque celui-ci est réalisé en matière plastique, ou bien par sertissage, au moyen de pates prévues à la périphérie du collecteur et qui sont rabattues sur le rebord périphérique 36 de la boîte à eau, lorsque le collecteur est métallique.
  • Dans l'exemple de la figure 2, l'axe 38 de la tubulure est perpendiculaire au plan du collecteur 26. Bien entendu, cet axe peut être oblique par rapport à ce plan, si on le désire.
  • II est également possible, comme représenté en figure 3, de donner à la tubulure une forme particulière, par exemple permettant de réduire les pertes de charge du liquide circulant dans cette tubulure.
  • Dans le cas représenté en figure 3, la tubulure 40 est à section transversale et comprend une partie d'extrémité 42 de forme cylindrique droite, reliée à l'extension latérale 28 du collecteur par une partie tronconique 44 s'élargissant en direction de la boîte à eau 32.
  • Comme dans la cas précédent, l'axe 46 de la tubulure 40 peut être perpendiculaire au plan du collecteur 26 ou oblique par rapport à ce plan.
  • De façon générale, l'invention permet de donner une orientation et/ou une forme quelconques à une tubulure d'entrée ou de sortie de fluide dans une boîte à fluide d'un échangeur de chaleur, tout en conservant la possibilité de réaliser la boîte à fluide et le collecteur par des opérations simples de moulage.

Claims (7)

1. Echangeur de chaleur, en particulier pour véhicule automobile, comprenant un corps ou faisceau (10) de tubes et au moins une boîte à fluide (32) qui est montée à une extrémité du corps (10) par l'intermédiaire d'un collecteur ou plaque à tubes (26) et qui est reliée à un circuit de fluide par une tubulure (30, 40), caractérisé en ce qu'au moins une partie de la tubulure (30, 40) est formée d'une pièce avec une extension (28) du collecteur, qui est recouverte par une extension correspondante (34) de la boîte à fluide.
2. Echangeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite extension (28) du collecteur est latérale.
3. Echangeur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la tubulure (30, 40) est formée en totalité sur le collecteur (26).
4. Echangeur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite tubulure (40) est à section transversale variable.
5. Echangeur selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le collecteur (26) est une plaque sensiblement plane dans laquelle est formé le débouché de la tubulure (30, 40).
6. Echangeur selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'axe (38, 46) de la tubulure est perpendiculaire ou oblique par rapport au plan du collecteur (26).
7. Echangeur selon les revendications précédentes, caractérisé en ce que le collecteur (26) est moulé en une seule pièce avec la tubulure (30, 40).
EP19860402175 1985-10-03 1986-10-02 Echangeur de chaleur, en particulier pour véhicule automobile Expired EP0222636B1 (fr)

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EP0222636A1 EP0222636A1 (fr) 1987-05-20
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