EP0779489B1 - Echangeur de chaleur et plaque collectrice pour échangeur de chaleur - Google Patents

Echangeur de chaleur et plaque collectrice pour échangeur de chaleur Download PDF

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    • Y10S165/473Plural parallel conduits joined by manifold with clamping member at joint between header plate and header tank
    • Y10S165/474Plural parallel conduits joined by manifold with clamping member at joint between header plate and header tank with compressible seal at joint

Definitions

  • the invention relates to a heat exchanger according to the preamble of the claim.
  • the peripheral region connects to a marginal portion of the extending plate all around the set of collars.
  • the object of the invention is to reduce the size of the collector plate with respect to this known embodiment.
  • the invention aims in particular a heat exchanger according to claims 1 to 6.
  • the subject of the invention is also a header plate according to claim 7.
  • the collector plate 1 shown in the figures, produced stamped sheet metal, includes a peripheral region 2 defining an annular channel having a wall inner side 3, a bottom 4 and a side wall outer 5. This channel is used to house the peripheral edge 6 of a fluid box 7 in the form of a tank, as well as a seal sealing 8. After assembly, the free edge 9 of the wall outer 5 is folded down by crimping on the edge 6 of the fluid box to immobilize it and compress the joint 8 between the edge 6 and the bottom 4 of the channel.
  • the plaque collector is shown before crimping in Figures 2 at 5.
  • the heat exchanger partially illustrated in Figure 1 also includes a bundle of tubes 10 consisting of a row of tubes 11 each having a cross section oblong elongated in the width direction of the collector plate, spaced from each other, on the most of their length, by spacers 12 in the form of wavy bands.
  • Each tube 11 passes through a opening 13 of corresponding shape made in the region central of the collector plate, this opening being surrounded by an inclined collar 14.
  • the end of each tube opens into the interior volume 15 of the box fluid, the spacers 12 being located outside of this volume.
  • the wall inner 3 of it connects to the ends of the collars 14 via a flange 16 oriented substantially perpendicular to the longitudinal direction tubes.
  • the two flanges 16 form, with the bottoms of valleys 17 included between the collars 14, a plate extending substantially along a plane perpendicular to the aforementioned direction.
  • the turntable is not entirely made flat, the edges 16 having a slightly wavy shape so as to limit the mechanical stresses during the manufacture of the collector plate.
  • the plate does not have a rim the along the short sides of the peripheral canal, where the wall inner channel connects directly to the outer flank of the end collar of the row to form a plane single inclined 18.
  • This arrangement reduces bulk of the heat exchanger in the longitudinal direction of the header plate twice the width of the flange 16.
  • the inclined plane 18 is more inclined relative to the general plane of the plate than the other sides of the collars 14, which further reduces this size.
  • the end collars are connected directly to the inner wall of the canal, also at their ends, according to inclined surfaces 19, so that only the intermediate collars are separated from the channel by the flanges 16.
  • the inclined plane 18 may have substantially the same inclination with respect to the general plane of the platinum than the other flanks of the collars and form a dihedral obtuse with the wall 3 of the channel, perpendicular to this plane.
  • Another variant provides for direct connection of the collars at the walls of the canal not over the entire width of the plate collector but over its entire length, thereby reducing the size of the heat exchanger in the direction of the width.

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Description

L'invention concerne un échangeur de chaleur selon le préambule de la revendication.
Dans la plaque collectrice d'un tel échangeur connu par FR 2 538 526, la région périphérique se raccorde à une portion marginale de la platine s'étendant tout autour de l'ensemble des collets.
Le but de l'invention est de réduire l'encombrement de la plaque collectrice par rapport à cette réalisation connue.
L'invention vise notamment un échangeur de chaleur selon les revendications 1 à 6.
L'invention a également pour objet une plaque collectrice selon la revendication 7.
Les avantages de l'invention seront exposés plus en détail dans la description ci-après, en se référant aux dessins annexés, sur lesquels:
  • la figure 1 est une vue en perspective partiellement arrachée montrant une plaque collectrice selon l'invention associée à une boíte à fluide et à un faisceau de tubes;
  • la figure 2 est une vue de dessus de la plaque collectrice illustrée à la figure 1; et
  • les figures 3 à 5 sont des vues partielles en coupe selon les lignes III-III, IV-IV et V-V de la figure 2.
La plaque collectrice 1 représentée sur les figures, réalisée en tôle métallique emboutie, comprend une région périphérique 2 définissant un canal annulaire présentant une paroi latérale intérieure 3, un fond 4 et une paroi latérale extérieure 5. Ce canal sert à loger le bord périphérique 6 d'une boíte à fluide 7 en forme de bac, ainsi qu'un joint d'étanchéité 8. Après assemblage, le bord libre 9 de la paroi extérieure 5 est rabattu par sertissage sur le bord 6 de la boíte à fluide pour immobiliser celle-ci et comprimer le joint 8 entre le bord 6 et le fond 4 du canal. La plaque collectrice est représentée avant sertissage aux figures 2 à 5.
L'échangeur de chaleur partiellement illustré à la figure 1 comprend également un faisceau de tubes 10 constitué par une rangée de tubes 11 ayant chacun une section transversale oblongue allongée dans la direction de la largeur de la plaque collectrice, écartés les uns des autres, sur la majeure partie de leur longueur, par des intercalaires 12 sous forme de bandes ondulées. Chaque tube 11 traverse une ouverture 13 de forme correspondante ménagée dans la région centrale de la plaque collectrice, cette ouverture étant entourée par un collet incliné 14. Ainsi, l'extrémité de chaque tube débouche dans le volume intérieur 15 de la boíte à fluide, les intercalaires 12 étant situés à l'extérieur de ce volume.
De façon connue, le long de chacun des deux grands côtés du canal périphérique 3-5 de contour rectangulaire, la paroi intérieure 3 de celui-ci se raccorde aux extrémités des collets 14 par l'intermédiaire d'un rebord 16 orienté sensiblement perpendiculairement à la direction longitudinale des tubes. Les deux rebords 16 forment, avec les fonds de vallées 17 comprises entre les collets 14, une platine s'étendant sensiblement selon un plan perpendiculaire à la direction précitée. En réalité, la platine n'est pas tout à fait plane, les rebords 16 ayant une forme légèrement ondulée de façon à limiter les contraintes mécaniques lors de la fabrication de la plaque collectrice.
Selon l'invention, la platine ne comporte pas de rebord le long des petits côtés du canal périphérique, où la paroi intérieure du canal se raccorde directement au flanc extérieur du collet extrême de la rangée pour former un plan incliné unique 18. Cette disposition diminue l'encombrement de l'échangeur de chaleur dans la direction longitudinale de la plaque collectrice de deux fois la largeur du rebord 16. En outre, le plan incliné 18 est plus incliné par rapport au plan général de la platine que les autres flancs des collets 14, ce qui réduit encore cet encombrement. Compte tenu du rayon des arrondis formés par le canal 3-5 dans les angles de la plaque collectrice, les collets d'extrémités se raccordent directement à la paroi intérieure du canal, également à leurs extrémités, selon des surfaces inclinées 19, de sorte que seuls les collets intermédiaires sont séparés du canal par les rebords 16. En variante, comme indiqué en trait interrompu à la figure 3, le plan incliné 18 peut présenter sensiblement la même inclinaison par rapport au plan général de la platine que les autres flancs des collets et former un dièdre obtus avec la paroi 3 du canal, perpendiculaire à ce plan.
Une autre variante prévoit le raccordement direct des collets aux parois du canal non pas sur toute la largeur de la plaque collectrice, mais sur toute sa longueur, réduisant ainsi l'encombrement de l'échangeur de chaleur dans la direction de la largeur.

Claims (7)

  1. Échangeur de chaleur, notamment pour un circuit de chauffage et/ou de refroidissement dans un véhicule automobile, comprenant une plaque collectrice (1) assemblée de façon étanche, d'une part par sertissage à une boíte à fluide (7) en forme de bac pour former au moins une chambre (15) propre à contenir un fluide caloporteur, d'autre part à une multiplicité de tubes (11) pour la circulation du fluide, communiquant avec la ou les chambres, la plaque comprenant une platine centrale (16, 17) s'étendant sensiblement selon un plan, une région périphérique définissant un canal annulaire (3-5) pour recevoir le bord périphérique (6) de la boíte à fluide et le cas échéant un joint d'étanchéité (8), et une multiplicité de collets annulaires inclinés (14) entourant chacun une ouverture de passage (13) pour un tube ménagée à l'intérieur de la platine, la région périphérique et les collets s'écartant de la platine respectivement vers un côté et vers l'autre dudit plan, caractérisée en ce que, dans certaines zones de la longueur du canal, le profil de la paroi latérale intérieure (3) de celui-ci et le profil d'un collet adjacent sont situés sensiblement sur une même droite (18) et se raccordent mutuellement directement, sans passer par la direction dudit plan.
  2. Échangeur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les collets sont alignés selon une rangée et allongés chacun perpendiculairement à leur direction d'alignement.
  3. Échangeur de chaleur selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits profils se raccordent directement au niveau des deux extrémités de chaque collet.
  4. Échangeur de chaleur selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque collet présente deux côtés longitudinaux sensiblement plans et que le profil du côté extérieur plan de chacun des collets extrêmes de la rangée se raccorde directement au profil de la paroi, également plane, du canal sur toute la longueur dudit côté.
  5. Échangeur de chaleur selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit profil du côté extérieur plan de chacun des collets extrêmes est plus fortement incliné par rapport au plan général de la platine que les autres côtés des collets.
  6. Échangeur de chaleur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le côté extérieur plan de chacun des collets extrêmes présente sensiblement la même inclinaison par rapport au plan général de la platine que les autres côtés des collets et forme un dièdre obtus avec la paroi du canal.
  7. Plaque collectrice (1) propre à être assemblée à une boíte à fluide et à une multiplicité de tubes pour réaliser un échangeur de chaleur selon l'une des revendications précédentes, comprenant une platine centrale (16, 17) s'étendant sensiblement selon un plan, une région périphérique définissant un canal annulaire (3-5) et une multiplicité de collets annulaires inclinés (14) entourant chacun une ouverture de passage (13) ménagée à l'intérieur de la platine, la région périphérique et les collets s'écartant de la platine respectivement vers un côté et vers l'autre dudit plan, le profil de la paroi latérale intérieure (3) du canal, dans certaines zones de la longueur de celui-ci, et le profil d'un collet adjacent étant situés sensiblement sur une même droite (18) et se raccordant mutuellement directement, sans passer par la direction dudit plan.
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