EP4387860A1 - Système d'échange de chaleur à étanchéité par double chicane - Google Patents
Système d'échange de chaleur à étanchéité par double chicaneInfo
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- EP4387860A1 EP4387860A1 EP22741332.5A EP22741332A EP4387860A1 EP 4387860 A1 EP4387860 A1 EP 4387860A1 EP 22741332 A EP22741332 A EP 22741332A EP 4387860 A1 EP4387860 A1 EP 4387860A1
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Abstract
Un système d'échange de chaleur (SE), par exemple pour un véhicule, comprend un radiateur (RA) de type air/air et comprenant une première face d'entrée (FE1), et une pièce d'interface (PI) comprenant une deuxième face d'entrée (FE2) recevant de l'air et une première face de sortie (FS1) couplée à la première face d'entrée (FE1) pour l'alimenter en air. Le radiateur (RA) comprend sur chacun de deux premiers bords (B1) parallèles de sa première face d'entrée (FE1) deux premières nervures (N1) parallèles. La pièce d'interface (PI) comprend sur chacun de deux deuxièmes bords (B2) parallèles de sa première face de sortie (FS1) deux secondes nervures (N2) parallèles et imbriquées avec les premières nervures (N1) correspondantes afin d'offrir une étanchéité.
Description
DESCRIPTION
TITRE : SYSTÈME D’ÉCHANGE DE CHALEUR À ÉTANCHÉITÉ PAR DOUBLE CHICANE
La présente invention revendique la priorité de la demande française N°2108771 déposée le 19.08.2021 dont le contenu (texte, dessins et revendications) est ici incorporé par référence.
Domaine technique de l’invention
L’invention concerne les systèmes d’échange de chaleur à radiateur de type air/air.
Etat de la technique
Dans certains domaines, comme par exemple celui des véhicules (éventuellement de type automobile), on utilise des systèmes d’échange de chaleur à radiateur de type air/air. Par exemple, ce type de système d’échange de chaleur peut faire partie d’un circuit de refroidissement et/ou de chauffage. Ainsi, dans un véhicule un tel système d’échange de chaleur peut faire partie d’un circuit de refroidissement d’un moteur du groupe motopropulseur (ou GMP).
Dans certains de ces systèmes d’échange de chaleur le radiateur est alimenté en air par un convoyeur d’air avec interposition d’une pièce d’interface (parfois appelée « échangeur »). Plus précisément, le radiateur comprend une première face d’entrée propre à recevoir de l’air, et la pièce d’interface comprend une deuxième face d’entrée propre à recevoir de l’air (issu du convoyeur d’air) et une première face de sortie couplée à la première face d’entrée du radiateur pour l’alimenter en air.
Actuellement, pour assurer l’étanchéité destinée à éviter les fuites d’air, les bords du radiateur (qui délimitent sa première face d’entrée) et les bords de la pièce d’interface (qui délimitent sa première face de sortie) sont recouverts d’une mousse en élastomère (comme par exemple de l’EPDM (Ethylène-
Propylène-Diène Monomère)). Mais un tel recouvrement s’avère complexe à réaliser et onéreux. En outre, ce type de recouvrement a du mal à résister aux températures élevées, comme c’est le cas lorsque l'air à refroidir à une température supérieure à 150°C.
L’invention a donc notamment pour but d’améliorer la situation.
Présentation de l’invention
Elle propose notamment à cet effet un système d’échange de chaleur comprenant un radiateur de type air/air et comprenant une première face d’entrée propre à recevoir de l’air, et une pièce d’interface comprenant une deuxième face d’entrée propre à recevoir de l’air à transférer et une première face de sortie couplée à la première face d’entrée pour l’alimenter en air transféré.
Ce système d’échange de chaleur se caractérise par le fait que :
- son radiateur comprend sur chacun de deux premiers bords parallèles de sa première face d’entrée deux premières nervures parallèles, et
- sa pièce d'interface comprend sur chacun de deux deuxièmes bords parallèles de sa première face de sortie deux secondes nervures parallèles et imbriquées avec les premières nervures correspondantes afin d’offrir une étanchéité.
Cette imbrication sur toute la longueur des premier et deuxième bords sur deux côtés du système permet avantageusement d’obtenir une étanchéité à l’air en double chicane de qualité et supportant les températures élevées, sans avoir besoin d’utiliser une mousse en élastomère.
Le système d’échange de chaleur selon l’invention peut comporter d’autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment :
- les premières nervures de chacun des deux premiers bords peuvent délimiter un premier logement, et les secondes nervures de chacun des deux deuxièmes bords peuvent délimiter un deuxième logement logeant l’une des premières nervures correspondantes et l’une d’entre elles est logée dans le premier logement correspondant, de manière à réaliser l’imbrication ;
- sa pièce d’interface peut comprendre sur un troisième bord, perpendiculaire aux deuxièmes bords et délimitant la première face de sortie, une extension définissant un décrochement et recouvrant partiellement une partie d’une face du radiateur, perpendiculaire à la première face d’entrée, afin de participer à l’étanchéité ;
- son radiateur peut comprendre sur ses premiers bords, au niveau d'une première partie d’extrémité, deux troisièmes logements. Dans ce cas, sa pièce d’interface peut comprendre sur ses deuxièmes bords, au niveau d’une première partie d’extrémité, deux pattes de couplage logées au moins partiellement et respectivement dans les troisièmes logements afin de coupler la première face de sortie à la première face d’entrée ;
- en présence de la dernière option, son radiateur peut comprendre sur au moins l’un de ses premiers bords, au niveau d’une seconde partie d’extrémité opposée à sa première partie d’extrémité, un trou fileté. Dans ce cas, sa pièce d’interface peut comprendre sur au moins l’un de ses deuxièmes bords, au niveau d’une seconde partie d’extrémité opposée à sa première partie d’extrémité, une patte de fixation munie d'un trou traversant traversé par une vis vissée dans le trou fileté afin d’assurer la solidarisation fixe de la pièce d’interface au radiateur ;
- il peut comprendre un convoyeur d’air comprenant une troisième face d’entrée propre à recevoir l’air et une deuxième face de sortie couplée à la deuxième face d’entrée pour l’alimenter en air convoyé issu de la troisième face d’entrée en vue de son transfert vers le radiateur ;
- en présence de la dernière option, la deuxième face de sortie peut être couplée à la deuxième face d’entrée par clippage.
L’invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile, et comprenant un circuit de refroidissement et/ou de chauffage comportant au moins un système d’échange de chaleur du type de celui présenté ci-avant.
Brève description des figures
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés (obtenus pour
certains en CAO/DAO (« Conception Assistée par Ordinateur/Dessin Assisté par Ordinateur »)), sur lesquels :
[Fig. 1] illustre schématiquement, dans une vue en perspective, un exemple de réalisation d’un système d’échange de chaleur selon l’invention, en cours d’assemblage,
[Fig. 2] illustre schématiquement, dans une vue du dessous, le système d’échange de chaleur de la figure 1 , une fois assemblé,
[Fig. 3] illustre schématiquement, dans une vue en coupe dans un plan horizontal, l’imbrication entre les premières nervures d’un premier bord du radiateur de la figure 2 et les secondes nervures d’un deuxième bord de la pièce d’interface de la figure 2,
[Fig. 4] illustre schématiquement, dans une vue en coupe dans un plan vertical, le positionnement de l’extension du troisième bord de la pièce d’interface de la figure 2 par rapport à la face du radiateur de la figure 2, et
[Fig. 5] illustre schématiquement, dans une vue de face du côté de la deuxième face d’entrée de la pièce d’interface, le système d’échange de chaleur de la figure 2, sans son convoyeur d’air.
Description détaillée de l’invention
L’invention a notamment pour but de proposer un système d’échange de chaleur SE dans lequel l’étanchéité entre la première face d’entrée FE1 du radiateur RA et la première face de sortie FS1 de la pièce d’interface PI est assurée notamment par imbrication de nervures N1 et N2.
Dans ce qui suit, on considère, à titre d’exemple non limitatif, que le système d’échange de chaleur SE selon l’invention est destiné à faire partie d’un circuit de refroidissement et/ou de chauffage. Mais l’invention n’est pas limitée à cette application. En effet, un système d’échange de chaleur SE selon l’invention peut être un équipement indépendant chargé de réchauffer et/ou refroidir de l’air.
Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que le circuit de refroidissement et/ou de chauffage est destiné à refroidir (et éventuellement réchauffer) un moteur d’un groupe motopropulseur (ou GMP). Mais l’invention n’est pas limitée à cette application.
De plus, on considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que le circuit de refroidissement et/ou de chauffage est destiné à équiper un véhicule de type automobile, comme par exemple une voiture. Mais l’invention n’est pas limitée à cette application. En effet, le circuit peut équiper tout véhicule (terrestre, maritime (ou fluvial), ou aérien), toute installation (éventuellement industrielle), et tout bâtiment.
On a schématiquement illustré sur les figures 1 et 2 un exemple de réalisation d’un système d’échange de chaleur SE selon l’invention, respectivement en cours d’assemblage et après assemblage.
Comme illustré sur les figures 1 et 2, un système d’échange de chaleur SE, selon l’invention, comprend au moins un radiateur RA et une pièce d’interface (ou échangeur) PL
Le radiateur RA est de type air/air et comprend une première face d’entrée FE1 qui est propre à recevoir de l’air issu de la pièce d’interface PI. De plus, il comprend deux premiers bords B1 parallèles entre eux, participant à la délimitation de sa première face d’entrée FE1 , et sur chacun desquels sont définies deux premières nervures N1 parallèles entre elles (voir figures 2 et 3). La pièce d’interface PI comprend une deuxième face d’entrée FE2 qui est propre à recevoir de l’air devant être transféré vers la première face d’entrée FE1 du radiateur RA, et une première face de sortie FS1 qui est couplée à cette première face d’entrée FE1 pour l’alimenter en air transféré depuis la deuxième face d’entrée FE2. De plus, elle comprend deux deuxièmes bords B2 parallèles entre eux, participant à la délimitation de sa première face de sortie FS1 , et sur chacun desquels sont définies deux secondes nervures N2 parallèles entre elles et imbriquées avec les premières nervures N1 correspondantes afin d’offrir une étanchéité à l’air (voir figures 2 et 3).
On entend ici par « imbrication » le fait que les premières N1 et secondes N2 nervures des premier B1 et deuxième B2 bords qui se correspondent sont sensiblement parallèles entre elles en étant intercalés en se recouvrant partiellement selon une suite de type (N1 , N2, N1 , N2) qui permet de définir une espèce de double chicane, comme illustré sur la figure 3.
Grâce à cette imbrication sur toute la longueur des premier B1 et deuxième B2 bords qui se correspondent sur deux côtés du système SE (ici verticaux), on
obtient une étanchéité à l’air en double chicane de qualité et supportant les températures élevées, sans avoir besoin de recouvrir d’une mousse en élastomère au moins les premiers bords B1 qui délimitent la première face d’entrée FE1 du radiateur RA et les deuxièmes bords B2 qui délimitent la première face de sortie FS1 de la pièce d’interface PL
Par exemple, et comme illustré non limitativement sur les figures 2 et 3, les premières nervures N1 de chacun des deux premiers bords B1 peuvent délimiter un premier logement L1 , et les secondes nervures N2 de chacun des deux deuxièmes bords B2 peuvent délimiter un deuxième logement L2 qui loge l’une des premières nervures N1 correspondantes, alors que dans le même temps l’une de ces secondes nervures N2 se retrouve logée dans le premier logement L1 correspondant. On réalise ainsi l’imbrication qui assure l’étanchéité à l’air en double chicane au moins sur les premier B1 et deuxième B2 bords qui se correspondent sur les deux côtés (verticaux) du système SE. Egalement par exemple, et comme illustré non limitativement sur les figures 1 et 4, la pièce d’interface PI peut comprendre un troisième bord B3, perpendiculaire à ses deuxièmes bords B2 et délimitant la première face de sortie FS1 (ici dans sa partie supérieure). Ce troisième bord B3 comprend une extension EB qui définit un décrochement DE et qui recouvre partiellement une partie de la face (ici supérieure) FR du radiateur RA, laquelle est perpendiculaire à la première face d’entrée FE1 , afin de participer à l’étanchéité à l’air.
On comprendra que ce décrochement DE (ici vers le haut) permet à l’extension EB d’atteindre la première face d’entrée FE1 du radiateur RA un peu en- dessous de la face supérieure FR, puis de recouvrir partiellement cette face supérieure FR (en formant une espèce de « casquette »). En d’autres termes, le décrochement DE définit une espèce de « chicane » qui permet de réduire très notablement la quantité d’air pouvant sortir par le troisième bord B3 de la pièce d’interface PI, à l’interface avec la première face d’entrée FE1 du radiateur RA.
On notera, comme illustré non limitativement sur les figures 1 , 2 et 5, que le radiateur RA peut comprendre sur ses deux premiers bords B1 , au niveau d’une première partie d’extrémité PE11 (ici inférieure), deux troisièmes
logements L3. Dans ce cas, la pièce d’interface PI peut comprendre sur ses deuxièmes bords B2, au niveau d’une première partie d’extrémité PE12 (ici inférieure), deux pattes de couplage PC qui sont logées au moins partiellement et respectivement dans les troisièmes logements L3 afin de coupler la première face de sortie FS1 à la première face d’entrée FE1 et donc la pièce d’interface PI au radiateur RA.
Un tel agencement est particulièrement avantageux lors de l’assemblage du système SE car il permet de commencer par introduire partiellement les deux pattes de couplage PC dans les troisièmes logements L3 par une petite translation en biais (ici de haut en bas), puis d’entraîner en rotation la pièce d’interface PI vers la première face d’entrée FE1 du radiateur RA afin d’imbriquer les premières N1 et secondes N2 nervures des premier B1 et deuxième B2 bords qui se correspondent. Ensuite, on translate légèrement la pièce d’interface PI par rapport au radiateur RA (ici vers le bas), afin de terminer l’introduction des deux pattes de couplage PC dans leurs troisièmes logements L3 et de placer la partie terminale libre de l’extension EB du troisième bord B3 sur la face supérieure FR du radiateur RA (si possible en contact pour optimiser l’étanchéité, mais sans exercer de pression lorsque le radiateur RA comprend de fragiles ailettes (par exemple en aluminium)). Le résultat de l’introduction partielle des deux pattes de couplage PC dans les deux troisièmes logements L3 est illustré sur la figure 1 .
On notera, comme illustré non limitativement et au moins partiellement sur les figures 1 et 5, que le radiateur RA peut aussi comprendre sur au moins l’un de ses premiers bords B1 , au niveau d’une seconde partie d’extrémité PE21 (ici supérieure) opposée à sa première partie d’extrémité PE11 (ici inférieure), un trou fileté TF. Dans ce cas, la pièce d’interface PI peut comprendre sur au moins l’un de ses deuxièmes bords B2, au niveau d’une seconde partie d’extrémité PE22 (ici supérieure) opposée à sa première partie d’extrémité PE12 (ici inférieure), une patte de fixation PF munie d’un trou traversant TT. Ainsi, le trou traversant TT peut être traversé par une vis qui est vissée dans le trou fileté TF du radiateur RA afin d’assurer la solidarisation fixe de la pièce d’interface PI au radiateur RA, et de participer à l’étanchéité du fait du placage engendré par le vissage. On comprendra que ce vissage est réalisé une fois
que la pièce d’interface PI a été correctement et entièrement positionnée par rapport au radiateur RA (et donc ici après l’entraînement en rotation et la translation finale vers le bas).
Dans une variante de réalisation non illustrée, la solidarisation fixe de la pièce d’interface PI au radiateur RA pourrait se faire par clippage grâce à des premiers et seconds moyens de clippage coopérant ensemble et définis respectivement sur la pièce d’interface PI et le radiateur RA.
On notera également, comme illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, que le système SE peut aussi comprendre un convoyeur d’air CA comprenant une troisième face d’entrée FE3, propre à recevoir l’air (destiné au radiateur RA via la pièce d’interface PI), et une deuxième face de sortie FS2, couplée à la deuxième face d’entrée FE2 pour l’alimenter en air convoyé issu de la troisième face d’entrée FE3 en vue de son transfert vers le radiateur RA.
Par exemple, et comme illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, la deuxième face de sortie FS2 du convoyeur d’air CA peut être couplée à la deuxième face d’entrée FE2 de la pièce d’interface PI par clippage. A cet effet la pièce d’interface PI peut comprendre des premiers moyens de clippage répartis sur sa périphérie (par exemple des pattes de clippage) et coopérant avec des seconds moyens de clippage correspondants et définis sur la périphérie de la deuxième face de sortie FS2 du convoyeur d’air CA (par exemple des trous traversants). Dans une variante de réalisation non illustrée, la solidarisation fixe du convoyeur d’air CA à la pièce d’interface PI pourrait se faire par vissage.
On notera également que la pièce d’interface PI et/ou le convoyeur d’air CA peu(ven)t être réalisé(e)(s) par moulage d’une matière plastique ou synthétique. Par exemple, lorsque l’air doit avoir une température élevée, on peut utiliser du PA6 GF35 (Polyamide 6 chargé avec 35 % de fibres de verre).
Claims
1 . Système d’échange de chaleur (SE) comprenant un radiateur (RA) de type air/air et comprenant une première face d’entrée (FE1 ) propre à recevoir de l’air, et une pièce d’interface (PI) comprenant une deuxième face d’entrée (FE2) propre à recevoir de l’air à transférer et une première face de sortie (FS1 ) couplée à ladite première face d’entrée (FE1 ) pour l’alimenter en air transféré, caractérisé en ce que ledit radiateur (RA) comprend sur chacun de deux premiers bords (B1 ) parallèles de ladite première face d’entrée (FE1 ) deux premières nervures (N1 ) parallèles, et en ce que ladite pièce d’interface (PI) comprend sur chacun de deux deuxièmes bords (B2) parallèles de ladite première face de sortie (FS1 ) deux secondes nervures (N2) parallèles et imbriquées avec les premières nervures (N1 ) correspondantes afin d’offrir une étanchéité.
2. Système selon la revendication 1 , caractérisé en ce que lesdites premières nervures (N1 ) de chacun des deux premiers bords (B1 ) délimitent un premier logement (L1 ), et lesdites secondes nervures (N2) de chacun des deux deuxièmes bords (B2) délimitent un deuxième logement (L2) logeant l’une desdites premières nervures (N1 ) correspondantes et l’une d’entre elles (N2) est logée dans ledit premier logement (L1 ) correspondant, de manière à réaliser ladite imbrication.
3. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite pièce d’interface (PI) comprend sur un troisième bord (B3), perpendiculaire auxdits deuxièmes bords (B2) et délimitant ladite première face de sortie (FS1 ), une extension (EB) définissant un décrochement (DE) et recouvrant partiellement une partie d’une face (FR) dudit radiateur (RA), perpendiculaire à ladite première face d’entrée (FE1 ), afin de participer à ladite étanchéité.
4. Système selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit radiateur (RA) comprend sur lesdits premiers bords (B1 ), au niveau d’une première partie d’extrémité (PE11 ), deux troisièmes logements (L3), et en ce que ladite pièce d’interface (PI) comprend sur lesdits deuxièmes bords (B2), au niveau d’une première partie d’extrémité (PE12), deux pattes de couplage (PC) logées au moins partiellement et respectivement dans lesdits troisièmes
logements (L3) afin de coupler ladite première face de sortie (FS1 ) à ladite première face d’entrée (FE1 ).
5. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit radiateur (RA) comprend sur au moins l’un desdits premiers bords (B1 ), au niveau d’une seconde partie d’extrémité (PE21 ) opposée à sa première partie d’extrémité (PE11 ), un trou fileté (TF), et en ce que ladite pièce d’interface (PI) comprend sur au moins l’un desdits deuxièmes bords (B2), au niveau d’une seconde partie d’extrémité (PE22) opposée à sa première partie d’extrémité (PE12), une patte de fixation (PF) munie d’un trou traversant (TT) traversé par une vis vissée dans ledit trou fileté (TF) afin d’assurer la solidarisation fixe de ladite pièce d’interface (PI) audit radiateur (RA).
6. Système selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu’il comprend un convoyeur d’air (CA) comprenant une troisième face d’entrée (FE3) propre à recevoir l’air et une deuxième face de sortie (FS2) couplée à ladite deuxième face d’entrée (FE2) pour l’alimenter en air convoyé issu de ladite troisième face d’entrée (FE3) en vue de son transfert vers ledit radiateur (RA).
7. Système selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite deuxième face de sortie (FS2) est couplée à ladite deuxième face d’entrée (FE2) par clippage.
8. Véhicule comprenant un circuit de refroidissement et/ou de chauffage, caractérisé en ce que ledit circuit comprend au moins un système d’échange de chaleur (SE) selon l’une des revendications précédentes.
9. Véhicule selon la revendication 8, caractérisé en ce qu’il est de type automobile.
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- 2021-08-19 FR FR2108771A patent/FR3126243B1/fr active Active
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2022
- 2022-06-14 EP EP22741332.5A patent/EP4387860A1/fr active Pending
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| Publication number | Publication date |
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| WO2023021246A1 (fr) | 2023-02-23 |
| FR3126243B1 (fr) | 2023-07-07 |
| FR3126243A1 (fr) | 2023-02-24 |
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