FR3072453B1 - HEAT EXCHANGER WITH DEVICE FOR SHUTTING CIRCULATING CONDUITS OF A GAS TO BE COOLED - Google Patents

HEAT EXCHANGER WITH DEVICE FOR SHUTTING CIRCULATING CONDUITS OF A GAS TO BE COOLED Download PDF

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Abstract

L'invention se rapporte à un échangeur de chaleur (1) comprenant un corps (4) comportant un faisceau de conduits (5) de circulation d'un gaz à refroidir, une boîte collectrice de sortie (2) dans laquelle débouche une embouchure (6) de chaque conduit (5) et un dispositif d'obturation (3) de conduits caractérisé en ce que le dispositif d'obturation (3) comprend au moins un volet (10) monté pivotant entre une position fermée dans laquelle le volet (10) obture au moins une embouchure (6) d'un conduit (5) et une position ouverte, le dispositif d'obturation (3) étant configuré pour obturer un nombre prédéfini d'embouchures (6), inférieur au nombre total d'embouchures (6) de conduits (5) débouchant dans la boîte collectrice (2).The invention relates to a heat exchanger (1) comprising a body (4) comprising a bundle of conduits (5) for circulating a gas to be cooled, an outlet manifold (2) into which a mouth ( 6) of each duct (5) and a shutter device (3) of ducts characterized in that the closure device (3) comprises at least one flap (10) pivotally mounted between a closed position in which the flap ( 10) closes at least one mouth (6) of a duct (5) and an open position, the closure device (3) being configured to close a predefined number of mouths (6), less than the total number of mouths (6) of ducts (5) opening into the header (2).

Description

Echangeur de chaleur avec dispositif d’obturation de conduits de circulation d’un gaz à refroidirHeat exchanger with closure device for gas circulation pipes to be cooled

La description a notamment pour objet un échangeur de chaleur, en particulier un refroidisseur d’air de suralimentation.The description relates in particular to a heat exchanger, in particular a charge air cooler.

Dans le domaine des véhicules automobiles, le gaz de suralimentation à destination du moteur est refroidi par un échangeur de chaleur communément nommé refroidisseur de gaz de suralimentation ou refroidisseur d’air de suralimentation (RAS). Certains de ces refroidisseurs, ci-après nommés RAS à air, sont refroidis par de l’air.In the field of motor vehicles, the charge gas intended for the engine is cooled by a heat exchanger commonly known as charge gas cooler or charge air cooler (RAS). Some of these coolers, hereinafter called RAS air, are cooled by air.

Un RAS à air comprend un faisceau de conduits de circulation d’un gaz de suralimentation et des passages d’air pour de l’air de refroidissement, ces passages d’air étant disposés entre les conduits de circulation du gaz de suralimentation. Les conduits de circulation du gaz de suralimentation débouchent dans une boîte collectrice de sortie reliée fluidiquement au moteur.An air RAS includes a bundle of charge gas circulation ducts and air passages for cooling air, these air passages being arranged between the charge gas circulation ducts. The charge gas circulation conduits open into an outlet manifold fluidly connected to the engine.

Lorsque le moteur d’un véhicule automobile est en fonctionnement, un gaz de suralimentation à refroidir circule dans les conduits et de l’air de refroidissement traverse les passages d’air. Sous certaines conditions de température de l’air de refroidissement, une partie du gaz de suralimentation se condense, créant une accumulation d’eau dans le faisceau de conduits et dans la boîte collectrice de sortie. A l’accélération du véhicule, l’eau issue de la condensation part dans le moteur du véhicule et perturbe son fonctionnement.When the engine of a motor vehicle is running, a charge gas to be cooled circulates in the ducts and cooling air passes through the air passages. Under certain conditions of the cooling air temperature, part of the charge gas condenses, creating an accumulation of water in the duct bundle and in the outlet manifold. When the vehicle accelerates, the water from the condensation leaves the vehicle engine and disrupts its operation.

L’hiver, lorsque le moteur d’un véhicule automobile est à l’arrêt, du givre peut se former au sein de l’échangeur, obstruant de manière incontrôlée les conduits de gaz de recirculation. Au redémarrage du moteur, le gaz de recirculation pour l’admission moteur est en déficit, ce qui crée un dysfonctionnement du moteur. Puis, le givre fond et se transforme en eau qui part dans le moteur, perturbant son fonctionnement.In winter, when the engine of a motor vehicle is stopped, frost may form within the exchanger, uncontrollably obstructing the recirculation gas conduits. When the engine is restarted, the recirculation gas for the engine intake is in deficit, which creates an engine malfunction. Then, the frost melts and turns into water which leaves the engine, disrupting its operation.

L’invention vise donc à résoudre ces problèmes en adaptant la performance thermique de l’échangeur de chaleur au besoin du moteur du véhicule. Si le moteur tourne à faible débit, l’échangeur de chaleur nécessite une performance thermique moindre.The invention therefore aims to solve these problems by adapting the thermal performance of the heat exchanger to the needs of the vehicle engine. If the engine is running at low flow, the heat exchanger requires less thermal performance.

La solution consiste à obturer certains conduits de gaz de recirculation, et en laisser libre d’autres, le nombre de ces conduits libres étant choisi pour obtenir d’une part le drainage de l’eau de condensation pour les faibles débits de gaz moteur et d’autre part pour s’éloigner autant que possible des conditions de température et de pression de condensation du gaz en circulation pour les faibles débits de gaz moteur.The solution consists in closing off certain recirculating gas conduits, and leaving others free, the number of these free conduits being chosen to obtain, on the one hand, the drainage of the condensation water for the low flow rates of engine gas and on the other hand to move as far as possible from the temperature and condensing pressure conditions of the gas in circulation for low engine gas flow rates.

L'invention se rapporte notamment à un échangeur de chaleur comprenant un corps comportant un faisceau de conduits de circulation d’un gaz à refroidir, une boîte collectrice de sortie dans laquelle débouche une embouchure de chaque conduit et un dispositif d’obturation de conduits caractérisé en ce que le dispositif d’obturation comprend au moins un volet monté pivotant entre une position fermée dans laquelle le volet obture au moins une embouchure d’un conduit et une position ouverte, le dispositif d’obturation étant configuré pour obturer un nombre prédéfini d’embouchures, inférieur au nombre total d’embouchures de conduits débouchant dans la boîte collectrice.The invention relates in particular to a heat exchanger comprising a body comprising a bundle of conduits for circulation of a gas to be cooled, an outlet manifold into which opens a mouth of each conduit and a device for closing off conduits characterized in that the closure device comprises at least one flap pivotally mounted between a closed position in which the flap closes at least one mouth of a conduit and an open position, the closure device being configured to close a predefined number d '' mouths, less than the total number of mouths of conduits opening into the manifold.

Selon un aspect de l’invention, le dispositif d’obturation est une pièce distincte de la boîte collectrice.According to one aspect of the invention, the shutter device is a separate part from the manifold.

Ainsi, le dispositif d’obturation ne subit pas les déformations de la boîte collectrice, par exemple causées par une dilatation thermique.Thus, the closure device does not undergo deformations of the manifold, for example caused by thermal expansion.

Selon un aspect de l’invention, le dispositif d’obturation comprend plusieurs volets, chaque volet étant apte à obturer une embouchure de conduit dans sa position fermée.According to one aspect of the invention, the shutter device comprises several flaps, each flap being able to close off a duct mouth in its closed position.

Selon un aspect de l’invention, le dispositif d’obturation comprend des moyens de synchronisation des volets.According to one aspect of the invention, the shutter device comprises means for synchronizing the flaps.

Les moyens de synchronisation des volets permettent un mouvement synchrone des volets les uns par rapport aux autres et également d’éviter les vibrations.The shutter synchronization means allow synchronous movement of the shutters relative to each other and also to avoid vibrations.

Selon un aspect de l’invention, les moyens de synchronisation des volets comprennent une tringle de synchronisation.According to one aspect of the invention, the means for synchronizing the flaps comprise a synchronization rod.

Selon un aspect de l’invention, la boîte collectrice comprend des moyens de maintien du dispositif d’obturation dans la boîte collectrice.According to one aspect of the invention, the manifold comprises means for holding the closure device in the manifold.

Selon un aspect de l’invention, les moyens de maintien du dispositif d’obturation comprennent des languettes d’accueil.According to one aspect of the invention, the means for holding the closure device comprise receiving tabs.

Selon un aspect de l’invention, les moyens de maintien du dispositif d’obturation comprennent des plots de butée.According to one aspect of the invention, the means for holding the closure device comprise stop pads.

Selon un aspect de l’invention, la liaison mécanique entre la boîte collectrice et le dispositif d’obturation est élastique.According to one aspect of the invention, the mechanical connection between the manifold and the closure device is elastic.

Selon un aspect de l’invention, le dispositif d’obturation comprend un cadre comportant deux barrettes longitudinales.According to one aspect of the invention, the shutter device comprises a frame comprising two longitudinal bars.

Selon un aspect de l’invention, le cadre du dispositif d’obturation est une pièce moulée, en matière plastique.According to one aspect of the invention, the frame of the shutter device is a molded part, made of plastic.

Selon un aspect de l’invention, chaque barrette longitudinale comprend un ressort à lamelle.According to one aspect of the invention, each longitudinal bar comprises a leaf spring.

Selon un aspect de l’invention, le ressort à lamelle est de matière avec la barrette longitudinale.According to one aspect of the invention, the leaf spring is made of one piece with the longitudinal bar.

Selon un aspect de l’invention, le ressort à lamelle est contraint contre les moyens de maintien du dispositif d’obturation dans la boîte collectrice.According to one aspect of the invention, the leaf spring is forced against the means for holding the closure device in the manifold.

Selon un aspect de l’invention, le dispositif d’obturation comprend des moyens de maintien élastique apte maintenir en position fermée le au moins un volet lorsque le débit de gaz à refroidir est inférieur à un certain seuil.According to one aspect of the invention, the shutter device comprises elastic holding means able to hold in the closed position the at least one flap when the gas flow rate to be cooled is below a certain threshold.

Selon un aspect de l’invention, le dispositif d’obturation comprend des moyens de précontrainte du moyen de maintien élastique.According to one aspect of the invention, the closure device comprises means for prestressing the elastic holding means.

Selon un aspect de l’invention, les moyens de maintien élastique comprennent un ressort de torsion comprenant deux branches et un enroulement, l’écart angulaire entre les branches du ressort étant réduit d’un angle de précontrainte par rapport à sa position de repos.According to one aspect of the invention, the elastic retaining means comprise a torsion spring comprising two branches and a winding, the angular distance between the branches of the spring being reduced by a prestressing angle relative to its rest position.

La réduction de l’écart angulaire entre les branches du ressort précontraint le ressort. Ainsi, en dessous d’un certain seuil de débit de gaz à refroidir, le ressort de torsion maintient en position fermée le au moins un volet.Reducing the angular distance between the branches of the spring pre-stresses the spring. Thus, below a certain threshold of gas flow rate to be cooled, the torsion spring maintains in the closed position the at least one flap.

Au dessus de ce seuil, la précontrainte du ressort permet l’ouverture progressive du au moins un volet lorsque que le débit de gaz de suralimentation augmente progressivement. Sans cette précontrainte du ressort, le au moins un volet s’ouvrirait rapidement et sans contrôle, ce qui ne permettrait plus d’adapter la performance thermique de l’échangeur en fonction du débit de gaz à refroidir.Above this threshold, the spring preload allows the progressive opening of at least one flap when the charge gas flow rate gradually increases. Without this spring preload, the at least one flap would open quickly and without control, which would no longer allow the thermal performance of the exchanger to be adapted as a function of the gas flow rate to be cooled.

Selon un aspect de l’invention, le ressort de torsion est localisé sur un des volets.According to one aspect of the invention, the torsion spring is located on one of the flaps.

Selon un aspect de l’invention, la raideur du ressort est comprise entre 0,025 N.mm/° et 0,2 N.mm/°, de préférence entre 0,05 N.mm/° et 0,1 N.mm/°.According to one aspect of the invention, the stiffness of the spring is between 0.025 N.mm/° and 0.2 N.mm/°, preferably between 0.05 N.mm/° and 0.1 N.mm/ °.

Selon un aspect de l’invention, le ressort de torsion localisé sur un des volets permet de maintenir élastiquement en position fermée tous les volets lorsque le débit de gaz à refroidir est inférieur à un certain seuil.According to one aspect of the invention, the torsion spring located on one of the flaps makes it possible to keep all the flaps resiliently in the closed position when the flow rate of gas to be cooled is below a certain threshold.

Selon un aspect de l’invention, un ressort de torsion est localisé sur chacun des volets.According to one aspect of the invention, a torsion spring is located on each of the flaps.

Selon un aspect de l’invention, la raideur cumulée des ressorts est comprise entre 0,025 N.mm/° et 0,2 N.mm/°, de préférence entre 0,05 N.mm/°et 0,1 N.mm/°.According to one aspect of the invention, the cumulative stiffness of the springs is between 0.025 N.mm/° and 0.2 N.mm/°, preferably between 0.05 N.mm/° and 0.1 N.mm / °.

Selon un aspect de l’invention, l’angle de précontrainte est compris entre 3 ° et 15 °, de préférence entre 5 ° et 11 °.According to one aspect of the invention, the prestressing angle is between 3 ° and 15 °, preferably between 5 ° and 11 °.

Selon un aspect de l’invention, le dispositif d’obturation est configuré pour obturer un nombre prédéfini d’embouchures compris entre 50% et 90%, de préférence entre 50% et 60% du nombre total d’embouchures de conduits débouchant dans la boîte collectrice.According to one aspect of the invention, the closure device is configured to close a predefined number of mouths between 50% and 90%, preferably between 50% and 60% of the total number of mouths of conduits opening into the manifold.

Ainsi, un correct drainage de l’eau est toujours possible, même dans quand de débit de gaz d’admission du moteur de véhicule est faible.Thus, correct water drainage is always possible, even in when the vehicle engine intake gas flow is low.

Lorsque le débit de gaz d’admission est plus élevé qu’un certain seuil, l’eau issue de la condensation des gaz de suralimentation dans l’échangeur est plus facilement évacuée.When the intake gas flow is higher than a certain threshold, the water from the condensation of the charge gases in the exchanger is more easily evacuated.

D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :Other characteristics and advantages of the invention will appear on reading the description which follows. This is purely illustrative and should be read in conjunction with the accompanying drawings in which:

- la figure 1 représente une vue éclatée et en perspective d’une partie d’un échangeur de chaleur comprenant un dispositif d’obturation selon l’invention,FIG. 1 represents an exploded and perspective view of part of a heat exchanger comprising a closure device according to the invention,

- la figure 2 représente une vue éclatée et en perspective d’un dispositif d’obturation selon l’invention,FIG. 2 represents an exploded and perspective view of a shutter device according to the invention,

- la figure 3 illustre un détail du dispositif d’obturation,- Figure 3 illustrates a detail of the shutter device,

- la figure 4 illustre un mode de réalisation de la liaison élastique entre la boîte collectrice et le dispositif d’obturation,- Figure 4 illustrates an embodiment of the elastic connection between the manifold and the closure device,

- la figure 5A représente une vue en perspective d’un volet,FIG. 5A represents a perspective view of a flap,

- la figure 5B représente une vue en coupe d’un volet,- Figure 5B shows a sectional view of a flap,

- la figure 6a illustre un mode de réalisation d’un moyen de maintien élastique,- Figure 6a illustrates an embodiment of an elastic holding means,

- la figure 6b illustre le moyen de maintien élastique dans un état précontraint,FIG. 6b illustrates the elastic holding means in a prestressed state,

- la figure 7 représente une boîte collectrice,FIG. 7 represents a manifold,

- la figure 8 représente une vue en coupe de la partie d’un échangeur illustrée en figure 1.- Figure 8 shows a sectional view of the part of an exchanger illustrated in Figure 1.

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 élément mentionné dans le cadre d'un mode de réalisation ne concerne que ce même mode de réalisation, ou que des caractéristiques de ce mode de réalisation s'appliquent seulement à ce mode de réalisation.The following embodiments are examples. Although the description refers to one or more embodiments, this does not necessarily mean that each element mentioned within the framework of an embodiment relates only to this same embodiment, or only to characteristics of this embodiment. only apply to this embodiment.

Sur la figure 1, l’échangeur de chaleur 1 comprend une boîte collectrice 2, un corps 4 et un dispositif d’obturation 3.In FIG. 1, the heat exchanger 1 comprises a manifold 2, a body 4 and a closure device 3.

Le corps comprend un faisceau de conduits 5 de circulation d’un gaz à refroidit. Le faisceau de conduits 5 est maintenu par une plaque collectriceThe body comprises a bundle of conduits 5 for the circulation of a gas to be cooled. The bundle of conduits 5 is maintained by a collecting plate

8. La plaque collectrice 8 comporte un fond 9 comportant des orifices pour le passage des conduits 5 et une gorge périphérique 7 permettant la fixation de la boîte collectrice 2 au corps 4, par exemple par sertissage. Les conduits 5 comprennent chacun une embouchure 6 débouchant dans la boîte collectrice 2.8. The collector plate 8 has a bottom 9 comprising orifices for the passage of the conduits 5 and a peripheral groove 7 allowing the collector box 2 to be fixed to the body 4, for example by crimping. The conduits 5 each comprise a mouth 6 opening into the manifold 2.

La boîte collectrice 2 est une boîte collectrice de sortie du gaz à refroidir.The manifold 2 is an outlet manifold for the gas to be cooled.

L’échangeur de chaleur 1 comprend également une boîte collectrice d’entrée du gaz à refroidir qui n’est pas représentée sur la figure 1 et dans laquelle débouche chaque autre extrémité des conduits 5. De manière analogue, la boîte collectrice d’entrée peut-être sertie sur le corps 4 par une autre plaque collectrice. Ainsi, un gaz à refroidir peut circuler depuis la boîte collectrice d’entrée vers la boîte collectrice 2 de sortie, à travers les conduitsThe heat exchanger 1 also comprises an inlet manifold for the gas to be cooled which is not shown in FIG. 1 and into which opens each other end of the conduits 5. Similarly, the inlet manifold can -be crimped on the body 4 by another collector plate. Thus, a gas to be cooled can flow from the inlet manifold to the outlet manifold 2, through the conduits

5.5.

Le dispositif d’obturation 3 comprend au moins un volet 10 monté pivotant entre une position fermée dans laquelle le volet 10 obture au moins une embouchure 6 d’un conduit 5 et une position ouverte, le dispositif d’obturation 3 étant configuré pour obturer un nombre prédéfini d’embouchures 6, inférieur au nombre total d’embouchures 6 de conduits 5 débouchant dans la boîte collectrice 2.The shutter device 3 comprises at least one flap 10 pivotally mounted between a closed position in which the flap 10 closes at least one mouth 6 of a conduit 5 and an open position, the shutter device 3 being configured to close a predefined number of mouths 6, less than the total number of mouths 6 of conduits 5 opening into the manifold 2.

Le dispositif d’obturation 3 est configuré pour obturer un nombre prédéfini d’embouchures 6 compris entre 50% et 90%, de préférence entre 50% etThe shutter device 3 is configured to close a predefined number of mouths 6 between 50% and 90%, preferably between 50% and

60% du nombre total d’embouchures 6 de conduits 5 débouchant dans la boîte collectrice 2.60% of the total number of mouths 6 of conduits 5 opening into the manifold 2.

Par exemple, sur la figure 1, le corps 4 comporte un faisceau de 14 conduits. Le dispositif d’obturation 3 comprend huit volets 10 aptes à obturer huit embouchures 6 de conduits 5, c'est-à-dire environ 57% du nombre total des embouchures 6 des conduits 5 débouchant dans la boîte collectrice 2.For example, in Figure 1, the body 4 has a bundle of 14 conduits. The closure device 3 comprises eight flaps 10 capable of closing eight mouths 6 of conduits 5, that is to say approximately 57% of the total number of mouths 6 of conduits 5 opening into the manifold 2.

Le dispositif d’obturation 3 comprend des volets 10 montés pivotants sur un cadre 35. Les volets 10 sont aptes à obturer des embouchures 6. Chaque volet 10 peut obturer une ou plusieurs embouchures 6.The shutter device 3 comprises flaps 10 pivotally mounted on a frame 35. The flaps 10 are capable of closing the mouths 6. Each shutter 10 can close one or more mouths 6.

De préférence, la rotation des volets est synchronisée, par exemple au moyen d’une tringle de synchronisation 30 telle que représentée sur la figure 1.Preferably, the rotation of the flaps is synchronized, for example by means of a synchronization rod 30 as shown in FIG. 1.

La figure 2 illustre en détail le dispositif d’obturation 3.FIG. 2 illustrates in detail the shutter device 3.

Le dispositif d’obturation 3 comprend un cadre 35 qui permet le montage pivotant de volets 10.The shutter device 3 comprises a frame 35 which allows the pivoting mounting of flaps 10.

Le cadre 35 comprend deux barrettes longitudinales 31 et des barrettes transversales 32.The frame 35 includes two longitudinal bars 31 and transverse bars 32.

Avantageusement, une barrette transversale 32 est disposée de part et d’autre de chaque volet 10. Cela permet de garantir une bonne étanchéité lorsque les volets 11 sont en position fermée ainsi qu’un bon maintien mécanique du cadre 35.Advantageously, a transverse bar 32 is arranged on either side of each flap 10. This makes it possible to guarantee good sealing when the flaps 11 are in the closed position as well as good mechanical retention of the frame 35.

Le cadre 35 est de forme sensiblement rectangulaire. Les barrettes transversales d’extrémité 32 forment les deux petits côtés du cadre 35. Les barrettes longitudinales 31 forment les deux grands côtés du cadre 35.The frame 35 is of substantially rectangular shape. The transverse end bars 32 form the two short sides of the frame 35. The longitudinal bars 31 form the two long sides of the frame 35.

Le cadre 35 est un exemple de structure portante pour les volets 10, d’autres réalisations sont possible telles qu’une plaque, une arche...The frame 35 is an example of a supporting structure for the flaps 10, other embodiments are possible such as a plate, an arch ...

Les volets 10 sont montés pivotant sur le cadre 35 du dispositif d’obturation 3. L’axe de rotation d’un volet 10 est parallèle aux barrettes transversales 32.The flaps 10 are pivotally mounted on the frame 35 of the shutter device 3. The axis of rotation of a flap 10 is parallel to the transverse bars 32.

De préférence, la rotation des volets est synchronisée. Le dispositif d’obturation 3 comprend des moyens de synchronisation des volets 10, par exemple une tringle de synchronisation 30 comme illustré sur la figure 2.Preferably, the rotation of the flaps is synchronized. The shutter device 3 comprises means for synchronizing the flaps 10, for example a synchronization rod 30 as illustrated in FIG. 2.

La tringle de synchronisation 30 est de la forme d’un peigne comprenant des dents 38, chaque dent 38 étant apte à être fixée à un volet 10.The synchronization rod 30 is in the form of a comb comprising teeth 38, each tooth 38 being able to be fixed to a flap 10.

Les volets 10 sont montés pivotant sur le cadre 35.The flaps 10 are pivotally mounted on the frame 35.

Un volet 10 comprend deux tourillons 14 formant axe de rotation.A flap 10 comprises two pins 14 forming an axis of rotation.

Le cadre comprend des logements 40 pour les tourillons 14 dont la figure 3 montre une vue plus détaillée.The frame includes housings 40 for the pins 14 of which FIG. 3 shows a more detailed view.

Les logements 40 sont localisés sur les barrettes longitudinales 31.The housings 40 are located on the longitudinal bars 31.

Un logement 40 comprend une rainure 42 et un trou 41 qui peut être traversant ou borgne. Les trous 41 tels qu’illustrés sur les figures 2 et 3 sont traversants.A housing 40 includes a groove 42 and a hole 41 which can be through or blind. The holes 41 as illustrated in FIGS. 2 and 3 are through.

Un trou 41 est apte à recevoir un tourillon 14.A hole 41 is able to receive a pin 14.

La rainure 42 permet de glisser le tourillon 14 depuis un bord 45 d’une barrette longitudinale 31 jusqu’au trou 41 qui lui est associé.The groove 42 makes it possible to slide the pin 14 from an edge 45 of a longitudinal bar 31 to the hole 41 which is associated with it.

Avantageusement les volets 10 sont montés sur le dispositif d’obturation 3 par le dessous du dispositif d’obturation. Le dessous du dispositif d’obturation 3 est défini comme la partie qui après assemblage est en vis-àvis avec le corps 4. Le dessus du dispositif est défini comme la partie qui après assemblage fait face à la boîte collectrice 2.Advantageously, the flaps 10 are mounted on the shutter device 3 from below the shutter device. The underside of the shutter device 3 is defined as the part which after assembly is in facing with the body 4. The top of the device is defined as the part which after assembly faces the manifold 2.

Ainsi, les volets 10 sont montés de manière à ce qu’ils ne puissent pas être projetés dans la boîte collectrice 2 en se décrochant du cadre 35.Thus, the flaps 10 are mounted in such a way that they cannot be projected into the manifold 2 by unhooking from the frame 35.

La figure 4 illustre un ressort à lamelle 51 localisé sur une barrette longitudinale 31 du cadre 35 du dispositif d’obturation 3, permettant d’assurer une liaison mécanique élastique entre la boîte collectrice 2 et le dispositif d’obturation 3.FIG. 4 illustrates a leaf spring 51 located on a longitudinal strip 31 of the frame 35 of the shutter device 3, making it possible to ensure an elastic mechanical connection between the manifold 2 and the shutter device 3.

Le ressort à lamelle 51 est de préférence fait de matière avec la barrette longitudinale 31, c'est-à-dire fait de la même matière que la barrette longitudinale 31.The leaf spring 51 is preferably made of material with the longitudinal bar 31, that is to say made of the same material as the longitudinal bar 31.

Le ressort à lamelle 51 comprend une lamelle 53 surmontée d’une tête 52, la tête 52 étant saillante du côté de la boîte collectrice par rapport à la lamelle 53.The lamella spring 51 comprises a lamella 53 surmounted by a head 52, the head 52 projecting from the side of the manifold with respect to the lamella 53.

Le ressort à lamelle 51 est un mode de réalisation qui permet d’assurer une liaison mécanique élastique entre la boîte collectrice 2 et le dispositif d’obturation 3, comme décrit plus loin.The leaf spring 51 is an embodiment which ensures an elastic mechanical connection between the manifold 2 and the shutter device 3, as described below.

Les figures 5A et 5B illustrent un volet 10 du dispositif d’obturation 3.FIGS. 5A and 5B illustrate a flap 10 of the shutter device 3.

Le volet 10 comprend une lame 11 comprenant une face d’obturation 12 et une face externe 13.The shutter 10 comprises a blade 11 comprising a shutter face 12 and an outer face 13.

La face d’obturation 12 est apte à obturer une ou plusieurs embouchures 6 de conduits 5.The closure face 12 is capable of closing one or more mouths 6 of conduits 5.

Lorsque le volet 10 est en position fermée, la face d’obturation 12 du volet couvre totalement la surface d’une ou plusieurs embouchures 6 d’un ou plusieurs conduits 5 de manière à obstruer ladite ou lesdites embouchures 6, empêchant alors un gaz à refroidir de sortir du ou desdits conduit 5 obstrués pour entrer dans la boîte collectrice de sortie 2.When the shutter 10 is in the closed position, the shutter face 12 of the shutter completely covers the surface of one or more mouths 6 of one or more conduits 5 so as to obstruct said mouth or mouths 6, thus preventing gas from cool to leave the obstructed conduit (s) 5 to enter the outlet manifold 2.

Le volet 10 représenté sur les figures 5A et 5B est apte à obturer une embouchure 6 d’un conduit 5.The flap 10 shown in FIGS. 5A and 5B is capable of closing a mouth 6 of a conduit 5.

De préférence, la face d’obturation 11 du volet est sensiblement plane et s’étant dans un plan d’extension générale P2.Preferably, the shutter face 11 of the flap is substantially flat and being in a general extension plane P2.

La face externe 13 de la lame 10 est la face opposée à la face d’obturation 12.The outer face 13 of the blade 10 is the face opposite the closure face 12.

La face externe 13 de la lame 10 est comprise dans un plan d’extension générale P1.The outer face 13 of the blade 10 is included in a general extension plane P1.

Par exemple le plan d’extension générale P1 est parallèle au plan d’extension générale P2For example, the general extension plan P1 is parallel to the general extension plan P2

Le volet 10 est pourvu de tourillons 14 en deux de ses extrémités. Les tourillons 14 sont localisés sur l’axe de rotation A-A du volet 11.The flap 10 is provided with pins 14 at two of its ends. The pins 14 are located on the axis of rotation A-A of the flap 11.

L’axe de rotation A-A n’est pas compris dans le plan d’extension générale P1.The axis of rotation A-A is not included in the general extension plan P1.

De préférence l’axe de rotation A-A est déporté par rapport à la lame 11. L’axe de rotation A-A et donc les tourillons 14 ne sont pas localisés sur la lame 11.Preferably the axis of rotation A-A is offset relative to the blade 11. The axis of rotation A-A and therefore the pins 14 are not located on the blade 11.

Les volets 10 peuvent avoir un mouvement synchrone ou asynchrone les uns par rapport aux autres.The flaps 10 can have a synchronous or asynchronous movement with respect to each other.

De préférence, la rotation des volets est synchronisée. Dans ce cas, le dispositif d’obturation 3 comprend des moyens de synchronisation des volets 10, par exemple une tringle de synchronisation 30.Preferably, the rotation of the flaps is synchronized. In this case, the shutter device 3 comprises means for synchronizing the flaps 10, for example a synchronization rod 30.

Ainsi, comme illustré figure 5A, le volet 10 comprend des moyens de fixation 17 pour permettre la fixation des moyens de synchronisation, par exemple d’une tringle de synchronisation 30.Thus, as illustrated in FIG. 5A, the flap 10 comprises fixing means 17 to allow the fixing of the synchronization means, for example of a synchronization rod 30.

Les moyens de fixation 17 sont de préférence configurés pour permettre un encliquetage des moyens de synchronisation, en particulier de la tringle de synchronisation 30 sur tous les volets 10, de manière sensiblement synchrone.The fixing means 17 are preferably configured to allow the synchronization means, in particular the synchronization rod 30 to be snapped onto all the flaps 10, in a substantially synchronous manner.

Le dispositif d’obturation 3 comprend avantageusement des moyens de maintien élastique aptes à maintenir en position fermée le au moins un volet 10 lorsque le débit de gaz à refroidir est inférieur à un certain seuil.The shutter device 3 advantageously comprises elastic holding means able to hold in the closed position the at least one flap 10 when the gas flow rate to be cooled is below a certain threshold.

En dessous d’un certain seuil de débit de gaz à refroidir, le volet 10 est maintenu en position fermée par des moyens de maintien élastiques. Audelà de ce seuil, le volet 10 s’ouvre.Below a certain threshold of gas flow to be cooled, the flap 10 is kept in the closed position by elastic retaining means. Beyond this threshold, shutter 10 opens.

Par exemple, les moyens de maintien élastique 20 comprennent un ressort 25 de torsion comme illustré sur les figures 6a et 6b.For example, the elastic holding means 20 comprise a torsion spring 25 as illustrated in FIGS. 6a and 6b.

Le ressort 25 de torsion comprend deux branches 22, 23 et un enroulement 21.The torsion spring 25 comprises two branches 22, 23 and a winding 21.

Le volet 10 de la figure 5A comprend une griffe 16 permettant le maintien d’une branche 23 du ressort 25 sur le volet.The flap 10 of FIG. 5A comprises a claw 16 allowing the holding of a branch 23 of the spring 25 on the flap.

L’enroulement 21 du ressort 25 peut être disposé autour d’un tourillon 14.The winding 21 of the spring 25 can be arranged around a pin 14.

L’autre branche 22 du ressort 25 peut-être disposée sur le cadre 35 dans une zone de maintien des barrettes longitudinales 31 ou des barrettes transversales 32, ou encore sur une barrette transversale 32.The other branch 22 of the spring 25 may be disposed on the frame 35 in a zone for holding the longitudinal bars 31 or the transverse bars 32, or else on a transverse bar 32.

Afin que l’ouverture des volets 10 soit progressive lorsque le débit de gaz à refroidir augmente progressivement, le dispositif d’obturation 3 comprend des moyens de précontrainte 50 des moyens de maintien élastiques 20.So that the opening of the flaps 10 is gradual when the flow of gas to be cooled increases progressively, the shutter device 3 comprises prestressing means 50 of the elastic retaining means 20.

Les moyens de maintien élastiques comprennent un ressort 25 de torsion.The elastic holding means comprise a torsion spring.

Dans sa position repos, c'est-à-dire avant l’assemblage du ressort 25 sur le dispositif d’obturation 3, les branches 22 et 23 forment un écart angulaire A2, par exemple de 180°.In its rest position, that is to say before the assembly of the spring 25 on the closure device 3, the branches 22 and 23 form an angular distance A2, for example of 180 °.

Un mode de réalisation des moyens de précontrainte 50 est illustré figure 5A.An embodiment of the prestressing means 50 is illustrated in FIG. 5A.

La lame 10 comprend en une de ses extrémités une marche biseautée 15.The blade 10 comprises at one of its ends a bevelled step 15.

La marche biseautée 15 comprend une surface inclinée 18 faisant un angle prédéfini A1 avec le plan d’extension P1 de la lame 10.The beveled step 15 comprises an inclined surface 18 making a predefined angle A1 with the extension plane P1 of the blade 10.

La marche biseautée 15 est destinée à recevoir la branche 23 du ressort 27 de torsion.The beveled step 15 is intended to receive the branch 23 of the torsion spring 27.

Avantageusement, la griffe 16 est localisée sur la marche biseautée 15.Advantageously, the claw 16 is located on the beveled step 15.

Lorsque le ressort 25 de torsion est assemblé sur le volet 10 en position fermée, la branche 23 repose sur la surface inclinée 18 de la marche biseautée 15 et est maintenue par la griffe 16. La branche 22 est disposée sur le cadre 35 dans une zone de maintien des barrettes longitudinales 31 ou des barrettes transversales 32. La branche 22 peut également être disposée sur une barrette transversale. Le ressort 25 de torsion est précontraint. L’angle prédéfini A1 est choisi de manière à ce que l’écart angulaire A2 entre les branches 22 et 23 du ressort 25 soit réduit d’un angle de précontrainte A3 non nul lorsque le volet 10 est en position fermée.When the torsion spring 25 is assembled on the shutter 10 in the closed position, the branch 23 rests on the inclined surface 18 of the beveled step 15 and is held by the claw 16. The branch 22 is disposed on the frame 35 in an area for holding the longitudinal bars 31 or the transverse bars 32. The branch 22 can also be arranged on a transverse bar. The torsion spring 25 is prestressed. The predefined angle A1 is chosen so that the angular difference A2 between the branches 22 and 23 of the spring 25 is reduced by a non-zero prestressing angle A3 when the flap 10 is in the closed position.

Par exemple, comme illustré figure 6a, l’écart angulaire A2 du ressort 25, dans sa position repos, est égal à 180°.For example, as illustrated in FIG. 6a, the angular distance A2 of the spring 25, in its rest position, is equal to 180 °.

La marche biseautée 15 fait un angle prédéfini A1 égal à 8° avec le plan d’extension P1 de la lame 10.The beveled step 15 makes a predefined angle A1 equal to 8 ° with the extension plane P1 of the blade 10.

Lorsque le ressort 25 est assemblé sur le volet 10 et que le volet 10 est en position fermée, l’écart angulaire A2 du ressort est réduit par rapport à sa position de repos d’un angle de précontrainte égal à l’angle prédéfini A2 qui est égal à 8°, c'est-à-dire que l’écart angulaire A2 est égal à 172°.When the spring 25 is assembled on the shutter 10 and the shutter 10 is in the closed position, the angular difference A2 of the spring is reduced with respect to its rest position by a prestressing angle equal to the predefined angle A2 which is equal to 8 °, that is to say that the angular difference A2 is equal to 172 °.

Pour un ressort dont la raideur est comprise entre 0,025 N.mm/° et 0,2 N.mm/°, de préférence entre 0,05 N.mm/° et 0,1 N.mm/°, l’angle de précontrainte A3 est avantageusement compris entre 3° et 15°, de préférence entre 5° et 11 °, par exemple 8°.For a spring whose stiffness is between 0.025 N.mm/° and 0.2 N.mm/°, preferably between 0.05 N.mm/° and 0.1 N.mm/°, the angle of prestressing A3 is advantageously between 3 ° and 15 °, preferably between 5 ° and 11 °, for example 8 °.

Sur la figure 6a, le ressort 25 est dans sa position de repos.In FIG. 6a, the spring 25 is in its rest position.

Sur la figure 6b, le ressort 25 est assemblé sur le volet 10, le volet étant dans sa position fermée. Le ressort 25 est précontraint. La branche 23 du ressort 25 fait un angle A3 par rapport à la position qu’elle occuperait dans sa position de repos.In FIG. 6b, the spring 25 is assembled on the shutter 10, the shutter being in its closed position. The spring 25 is prestressed. The branch 23 of the spring 25 makes an angle A3 with respect to the position it would occupy in its rest position.

La figure 7 illustre un mode de réalisation des moyens de maintien 60 du dispositif d’obturation 3 dans la boîte collectrice 2.FIG. 7 illustrates an embodiment of the holding means 60 of the closure device 3 in the manifold 2.

Le dispositif d’obturation 3 doit être correctement maintenu contre le corps 4 de l’échangeur de chaleur 1 qui comporte le faisceau de conduits 5, en particulier contre les embouchures 6 des conduits 5, pour qu’en position fermée, le ou les volets 11 obturent correctement les embouchures 6 des conduits 5.The closure device 3 must be correctly held against the body 4 of the heat exchanger 1 which comprises the bundle of conduits 5, in particular against the mouths 6 of the conduits 5, so that in the closed position, the flap or flaps 11 correctly seal the mouths 6 of the conduits 5.

Selon un mode de réalisation, le dispositif d’obturation 3 est fixé sur le corps 4, par exemple par sertissage, brasage ou collage à la plaque collectrice 8.According to one embodiment, the closure device 3 is fixed to the body 4, for example by crimping, brazing or bonding to the collector plate 8.

Selon un autre mode de réalisation, la boîte collectrice 2 comprend des moyens de maintien 60 du dispositif d’obturation 3 dans la boîte collectriceAccording to another embodiment, the manifold 2 comprises means 60 for holding the closure device 3 in the manifold

2.2.

Les figures 7 et 8 illustrent des moyens de maintien 60 comprenant des languettes d’accueil 61 aptes à maintenir le dispositif d’obturation 3 dans la boîte collectrice 2.FIGS. 7 and 8 illustrate holding means 60 comprising reception tabs 61 capable of holding the closure device 3 in the manifold 2.

Comme visible sur la figure 8, les languettes d’accueil 61 de la boîte collectrice 2 forment des butées dans la boîte collectrice 2 pour le cadre 35 du dispositif d’obturation 3.As shown in FIG. 8, the receiving tabs 61 of the manifold 2 form stops in the manifold 2 for the frame 35 of the shutter device 3.

De manière avantageuse, les ressorts à lamelle 51 des barrettes longitudinales 31 du cadre 35 du dispositif d’obturation 3, représentés sur la figure 4, assurent une liaison mécanique élastique entre la boîte collectrice 2 et le dispositif d’obturation 3. En effet, les ressorts à lamelle 51 des barrettes longitudinales 31 du cadre 35 du dispositif d’obturation 3 sont en butée contre les languettes d’accueil 61 de la boîte collectrice 2.Advantageously, the leaf springs 51 of the longitudinal bars 31 of the frame 35 of the closure device 3, shown in FIG. 4, provide an elastic mechanical connection between the manifold 2 and the closure device 3. In fact, the leaf springs 51 of the longitudinal bars 31 of the frame 35 of the closure device 3 are in abutment against the receiving tabs 61 of the manifold 2.

Les ressorts à lamelle 51 sont contraints lorsque la boîte collectrice est fixée au corps 4 de l’échangeur de chaleur 1, par exemple lorsque la boîte collectrice est sertie sur la bride 8.The leaf springs 51 are constrained when the manifold is fixed to the body 4 of the heat exchanger 1, for example when the manifold is crimped on the flange 8.

Cela permet de bien plaquer les volets 10 contre les embouchures 6 des tubes 5, afin d’assurer une bonne étanchéité des volets 10 lorsqu’ils sont en position fermée et éviter les vibrations, même si les embouchures 6 des tubes 5 ne sont pas coplanaires avec le fond 9 de la plaque collectrice 8, par exemple si les embouchures 6 sont saillantes dans la boîte collectrice 2. par rapport au fond 9 de la plaque collectrice 8.This allows the flaps 10 to be properly pressed against the mouths 6 of the tubes 5, in order to ensure good sealing of the flaps 10 when they are in the closed position and to avoid vibrations, even if the mouths 6 of the tubes 5 are not coplanar. with the bottom 9 of the collector plate 8, for example if the mouths 6 are protruding in the collector box 2. relative to the bottom 9 of the collector plate 8.

Les languettes d’accueil 61 peuvent être issues de matière avec la boîte collectrice 2. Par exemple, des protubérances sur la paroi interne 63 de la boîte collectrice 2 forment les languettes d’accueil 61.The receiving tabs 61 can be made in one piece with the manifold 2. For example, protrusions on the internal wall 63 of the manifold 2 form the receiving tabs 61.

De manière complémentaire ou alternative, les moyens de maintien 60 peuvent comprendre des plots de butée.In a complementary or alternative manner, the retaining means 60 may comprise abutment pads.

Les moyens de maintien 60 peuvent être des éléments distincts de la boîte collectrice 2. Par exemple, des plots de butée peuvent être vissés, insérés en force ou collés sur la paroi interne 63 de la boite collectrice 2.The retaining means 60 can be separate elements from the manifold 2. For example, stop studs can be screwed, force-fitted or glued to the internal wall 63 of the manifold 2.

Le dispositif d’obturation de l’invention est adaptable à toute référence d’échangeur de chaleur. Le corps 4 de l’échangeur est le corps d’un échangeur de chaleur standard. La boîte collectrice de sortie 2 peut être une boîte standard, à laquelle on ajoute des moyens de maintien du dispositif d’obturation, par exemple des plots de butée, ou bien une boîte collectrice spécifique de même encombrement que la boîte standard pour io permettre une interchangeabilité.The shutter device of the invention is adaptable to any reference heat exchanger. The body 4 of the exchanger is the body of a standard heat exchanger. The outlet manifold 2 can be a standard box, to which is added means for holding the closure device, for example stop pads, or else a specific manifold of the same size as the standard box to allow a interchangeability.

Claims (9)

1. Echangeur de chaleur (1) comprenant un corps (4) comportant un faisceau de conduits (5) de circulation d’un gaz à refroidir, une boîte collectrice de sortie (2) dans laquelle débouche une embouchure (6) de chaque conduit (5) et un dispositif d’obturation (3) de conduits caractérisé en ce que le dispositif d’obturation (3) comprend au moins un volet (10) monté pivotant entre une position fermée dans laquelle le volet (10) obture au moins une embouchure (6) d’un conduit (5) et une position ouverte, le dispositif d’obturation (3) étant configuré pour obturer un nombre prédéfini d’embouchures (6), inférieur au nombre total d’embouchures (6) de conduits (5) débouchant dans la boîte collectrice (2), et caractérisé en ce que le dispositif d’obturation (3) comprend des moyens de synchronisation des volets (10).1. Heat exchanger (1) comprising a body (4) comprising a bundle of conduits (5) for circulation of a gas to be cooled, an outlet manifold box (2) into which opens a mouth (6) of each conduit (5) and a closure device (3) for conduits characterized in that the closure device (3) comprises at least one flap (10) pivotally mounted between a closed position in which the flap (10) closes at least a mouth (6) of a conduit (5) and an open position, the closure device (3) being configured to close a predefined number of mouths (6), less than the total number of mouths (6) of conduits (5) opening into the manifold (2), and characterized in that the closure device (3) comprises means for synchronizing the flaps (10). 2. Echangeur de chaleur (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d’obturation (3) comprend plusieurs volets (10), chaque volet (10) étant apte à obturer une embouchure (6) de conduit (5) dans sa position fermée.2. Heat exchanger (1) according to claim 1, characterized in that the closure device (3) comprises several flaps (10), each flap (10) being able to close a mouth (6) of conduit (5 ) in its closed position. 3. Echangeur de chaleur (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la boîte collectrice (2) comprend des moyens de maintien (60) du dispositif d’obturation (3) dans la boîte collectrice (2).3. Heat exchanger (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the manifold (2) comprises means (60) for holding the closure device (3) in the manifold (2) . 4. Echangeur de chaleur (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la liaison mécanique entre la boîte collectrice (2) et le dispositif d’obturation (3) est élastique.4. Heat exchanger (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the mechanical connection between the manifold (2) and the closure device (3) is elastic. 5. Echangeur de chaleur (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif d’obturation (3) comprend des moyens de maintien élastique (20) apte maintenir en position fermée le au moins un volet (10) lorsque le débit de gaz à refroidir est inférieur à un certain seuil.5. Heat exchanger (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the closure device (3) comprises elastic retaining means (20) capable of maintaining in the closed position the at least one flap (10 ) when the gas flow to be cooled is below a certain threshold. 6. Echangeur de chaleur (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le dispositif d’obturation (3) comprend des moyens de précontrainte (50) du moyen de maintien élastique (20).6. Heat exchanger (1) according to the preceding claim, characterized in that the closure device (3) comprises prestressing means (50) of the elastic holding means (20). 7. Echangeur de chaleur (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les moyens de maintien élastique (20) comprennent un ressort (25) de torsion comprenant deux branches (22, 23) et un enroulement (21), l’écart angulaire (A2) entre les branches (22,23) du ressort (25) étant réduit d’un angle de précontrainte (A3) par rapport à sa position de repos.7. Heat exchanger (1) according to the preceding claim, characterized in that the elastic holding means (20) comprise a torsion spring (25) comprising two branches (22, 23) and a winding (21), the angular difference (A2) between the branches (22,23) of the spring (25) being reduced by a prestressing angle (A3) relative to its rest position. 8. Echangeur de chaleur (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la raideur du ressort (25) de torsion est comprise entre 0,025 N.mm/° et 0,2 N.mm/°, de préférence entre 0,05 N.mm/° et 0,1 N.mm/°, et en ce que l’angle de précontrainte (A3) est compris entre 3° et 15°, de préférence entre 5° et 11 °.8. Heat exchanger (1) according to the preceding claim, characterized in that the stiffness of the torsion spring (25) is between 0.025 N.mm/° and 0.2 N.mm/°, preferably between 0, 05 N.mm/° and 0.1 N.mm/°, and in that the prestressing angle (A3) is between 3 ° and 15 °, preferably between 5 ° and 11 °. 9. Echangeur de chaleur (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif d’obturation (3) est configuré pour obturer un nombre prédéfini d’embouchures (6) compris entre 50% et 90%, de préférence entre 50% et 60% du nombre total d’embouchures (6) de conduits (5) débouchant dans la boîte collectrice (2).9. Heat exchanger (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the closure device (3) is configured to close a predefined number of mouthpieces (6) between 50% and 90%, preferably between 50% and 60% of the total number of mouths (6) of conduits (5) opening into the manifold (2).
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