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EP1128149B1 - Module d'échange de chaleur, notamment pour véhicule automobile - Google Patents

Module d'échange de chaleur, notamment pour véhicule automobile Download PDF

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Publication number
EP1128149B1
EP1128149B1 EP01104627A EP01104627A EP1128149B1 EP 1128149 B1 EP1128149 B1 EP 1128149B1 EP 01104627 A EP01104627 A EP 01104627A EP 01104627 A EP01104627 A EP 01104627A EP 1128149 B1 EP1128149 B1 EP 1128149B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
exchanger
fins
heat
exchange module
module according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP01104627A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP1128149A1 (fr
Inventor
Carlos Martins
Gérard Gille
Stéphane Avequin
Michel Potier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Thermique Moteur SA
Original Assignee
Valeo Thermique Moteur SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Thermique Moteur SA filed Critical Valeo Thermique Moteur SA
Publication of EP1128149A1 publication Critical patent/EP1128149A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP1128149B1 publication Critical patent/EP1128149B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/24—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely
    • F28F1/32—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely the means having portions engaging further tubular elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/0408—Multi-circuit heat exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat exchangers for more than two fluids
    • F28D1/0426—Multi-circuit heat exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat exchangers for more than two fluids with units having particular arrangement relative to the large body of fluid, e.g. with interleaved units or with adjacent heat exchange units in common air flow or with units extending at an angle to each other or with units arranged around a central element
    • F28D1/0435—Combination of units extending one behind the other
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/008—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for vehicles
    • F28D2021/0084—Condensers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/008—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for vehicles
    • F28D2021/0091—Radiators
    • F28D2021/0094—Radiators for recooling the engine coolant
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/001—Casings in the form of plate-like arrangements; Frames enclosing a heat exchange core
    • F28F2009/004—Common frame elements for multiple cores
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2215/00—Fins
    • F28F2215/02—Arrangements of fins common to different heat exchange sections, the fins being in contact with different heat exchange media
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2215/00—Fins
    • F28F2215/12—Fins with U-shaped slots for laterally inserting conduits

Definitions

  • the invention relates to a heat exchange module, and more particularly such a module comprising an exchanger main and at least one secondary heat exchanger each a generally flat body with circulation tubes fluid in which a fluid can be dispensed by at least one slip box connected to said body, and further comprising fins of cooling, the secondary exchanger being fixed on the main exchanger so that a single airflow can through the respective bodies of said exchangers.
  • Such exchangers are generally in the form of a body provided with fluid circulation tubes and fins heat exchange with the external environment. This body is connected to at least one collector box which distributes the fluid in the circulation tubes.
  • FR-A-2,770,633 shows for example such a heat exchanger.
  • the assembly of the secondary heat exchanger (s) on the heat exchanger principal is usually obtained through legs secured to the secondary exchanger and screws introduced into the collector boxes of the exchanger main. Assembly systems have also been proposed by interlocking or snapping collector boxes.
  • the connecting elements between the exchangers main and secondary occupy a certain volume that night the compactness of the module.
  • FR-A-1,521,637 shows a heat exchanger with two conduits, said ducts being associated with common fins.
  • the present invention aims to overcome these disadvantages.
  • the invention aims to provide a heat exchange module whose realization, and in particular editing operations, as simple as possible.
  • the invention also aims to provide such a module of heat exchange which, as far as possible, has no assembly parts between the exchangers main and secondary.
  • the invention also aims to provide a method for producing a heat exchange module that does not require operation assembly or, where this is impossible, in with a minimum.
  • the invention also aims to provide such a module heat exchange of lesser thickness than those of art prior.
  • the invention also aims to provide a module heat exchange having exchange characteristics thermal improvements.
  • the invention firstly relates to a module heat exchanger, comprising a main heat exchanger and minus a secondary exchanger each having a body generally plane provided with fluid circulation tubes, and further comprising cooling fins, the exchanger secondary being attached to the main exchanger so that the same flow of air can cross the respective bodies said exchangers.
  • the module comprises a game of fins common to the main exchanger and at least one secondary exchanger, said fins being mounted on the fluid circulation tubes of the main exchanger and protruding from this exchanger substantially perpendicularly on the plane of the latter, the parts of the fins protruding from the main exchanger with cutouts for receiving the fluid circulation tubes of the exchanger secondary, and locking means being provided for block the secondary heat exchanger in the position where its tubes fluid circulation are engaged in said cutouts.
  • the exchangers are thus assembled by their body, by through their fluid circulation tubes and the common set of cooling fins.
  • the module can also have smaller dimensions important. Indeed, no assembly member overflows on the cross section of the exchangers. In addition, bodies can be as close together as desired.
  • the fins of cooling protrude from the main exchanger of a side of the latter to assemble a secondary heat exchanger and the main exchanger.
  • cooling fins protrude from the main exchanger of the two sides of the latter to assemble two secondary exchangers and the main exchanger.
  • the cutouts of the fins are open in direction of the secondary heat exchanger.
  • blocking means intends to encompass in general mechanical means able to immobilize the secondary heat exchanger (s) compared to the main exchanger.
  • the means for blocking include a force-fitting tubes of the secondary exchanger in the cutouts of the fins.
  • the blocking means comprise means of cooperation of form.
  • These locking means may comprise notches aligned in one of the sides, perpendicular to the planes of the exchangers, the projecting part of the fins and a blocking member derived from the secondary exchanger and clean to engage in the said notches.
  • the locking member comprises at least one recess provided on at least one cheek the secondary heat exchanger.
  • the blocking member comprises at least one leg coming from at least one side of a collector box of the secondary exchanger.
  • the locking means may also comprise notches aligned in one of the sides, perpendicular to the planes of the exchangers, the projecting part of the fins and a blocking device reported and fit to engage in the said notches.
  • this blocking member reported is a strip provided with a rib arranged for engage in said notches, and locking means are provided for securing the locking member to the secondary heat exchanger.
  • the locking means comprise crimping legs integral with a cheek mounted on the secondary exchanger for crimping the locking member on the secondary heat exchanger.
  • the blocking means may comprise at least one cross section with a U-shaped cross section that presents two opposite edges fit to bear on two sides opposed fins and which has a tab clean to engage in a notch provided in a collector box of the secondary heat exchanger.
  • the subject of the invention is also a method of producing a heat exchange module comprising an exchanger main and at least one secondary heat exchanger each a body provided with fluid circulation tubes, and further comprising cooling fins, and in which secondary exchanger is attached to the exchanger principal so that a single flow of air can pass through respective bodies of said exchangers.
  • the method comprises the steps consisting in producing the main exchanger with fins protruding from this exchanger substantially perpendicularly on the plane of the latter, the parts of the fins protruding with receiving cutouts of the tubes of fluid circulation of the secondary exchanger, realize the secondary heat exchanger without cooling fins, position the secondary heat exchanger by engaging its tubes of fluid circulation in said cutouts, and blocking the secondary heat exchanger in this position.
  • the heat exchange module of FIG. a radiator 1 for cooling a vehicle engine automobile and a 2 air conditioning condenser, these two exchangers being generally planes.
  • the radiator 1 is constituted in a known manner of a body 3 made from a bundle of vertical circulation tubes of fluid and mounted between two collector boxes 4 and 5, the collector boxes being arranged along two parallel sides of the body and provided with inlet pipes 6 and coolant outlet.
  • the condenser 2 also consists of a body 7 made from a bundle of vertical circulation tubes fluid and mounted between two collector boxes 8 and 9, the collector boxes being arranged along two sides parallel to the body and provided with inlet and refrigerant outlet.
  • heat exchangers 1 and 2 are assembled by their bodies 3 and 7 respectively, via fins 11 common to both exchangers.
  • These fins 11, better represented in FIGS. 2 and 3, are mounted in a conventional manner on the tubes 22 of the body 3 heat exchanger 1.
  • the extensions 12 comprise cutouts 13 open in direction of the exchanger 2. These cuts have a shape corresponding to the cross section of the tubes 23 of the exchanger 2, which are here flat tubes, and the same not than these tubes, so as to receive these tubes (Figure 3).
  • the tubes 23 of the secondary exchanger 12 are assembled by force in the cutouts 13 of the fins. This ensures a friction lock between the walls of the tubes 23 and the edges of the cuts 13.
  • the exchanger 2 also comprises two lateral cheeks 15 along its sides perpendicular to the collector boxes 8 and 9 ( Figure 2). These cheeks may take support in force against the sides of the fins to contribute maintaining the secondary heat exchanger.
  • the assembly of the exchanger 1 with its fins 11 with the exchanger 2 devoid of fins then takes place from the following way.
  • the exchanger 2 is simply pressed against the exchanger 1 by engaging in force the tubes 23 of the exchanger 2 in the cutouts 13 of the extensions 12 of the fins, which ensures the blocking of the exchanger 2.
  • each extension 12 of the fins comprises by elsewhere a notch 14 formed in each of its sides perpendicular to the planes of the exchangers ( Figure 5).
  • the notches 14 are aligned so as to form in the block of fins two opposite vertical grooves.
  • the secondary exchanger 2 has two lateral cheeks 15 similar to those of the embodiment of FIGS. to 3. However, at least one of the cheeks 15 includes 24, here three in number ( Figure 4), which are directed towards the fins and intended to engage form cooperation in the notch 14. So the blockage is provided here by an organ from the secondary heat exchanger.
  • the assembly of the module is carried out by plating the exchanger 2 against the exchanger 1 (FIGS. 5 and 6) so as to engage the tubes 23 of the exchanger 2 in the cutouts 13 of the extensions 12 of the fins. Then the depressions 24, which are preferably pre-cut, are deformed in the direction of the notch 14 to ensure the blockage.
  • the heat exchange module of FIGS. 7 and 8 is similar to to that of Figures 4 to 6 and blocking the secondary heat exchanger 2 with respect to the main exchanger 1 is carried out also by means of form cooperation.
  • the extension 12 of the fins here comprises two notches 14, similar to those of the embodiment of the figures 4 to 6, so as to form in the block of blades two opposite vertical grooves.
  • the exchanger 2 comprises a locking member which is formed at least one leg 25 from at least one side of a box collector 8 of the heat exchanger 2.
  • the two collector boxes 8 and 9 of the exchanger 2 are provided each of two legs 25 which provides four legs in all.
  • the assembly of the module is carried out by plating the exchanger 2 against the exchanger 1 (FIGS. 7 and 8) so as to engage the tubes 23 of the exchanger 2 in the cutouts 13 of the extensions 12 of the fins. Then each leg 25 is folded so as to engage in a notch 14 for secure the blockage.
  • the heat exchange module of FIGS. 9 to 13 is similar to to that of Figures 4 to 6 and to that of Figures 7 and 8, in this sense that blocking the secondary heat exchanger 2 by the main exchanger 1 is also carried out by means of means of form cooperation.
  • the extension 12 of the fins also has two notches 14 (Figure 11) similar to those described above.
  • the cheeks 15 of the exchanger 2 each comprise two flanges 16 protruding towards the outside of the exchanger, these flanges 16 being themselves extended by crimping tabs 17 ( Figures 11 to 13).
  • a locking strip 18, consisting for example of a section of plastic profile, is furthermore to cooperate with each of the cheeks 15.
  • This slide constitutes a blocking device that is reported, and not from the exchanger 2.
  • Each strip has a section substantially T-shaped. It includes a body 19 of a width substantially equal to the distance between the two flanges 16, and a thickness substantially equal to the height ledges 16.
  • the dimensions of the ruler 18 are such that it can engage between the ledges 16 with the rib 20 in the notches 14.
  • the cheeks 15 have a slot 21 allowing the passage of the rib 20.
  • the exchanger 2 is first pressed against the exchanger 1 in engaging the tubes 23 of the exchanger 2 in the cutouts 13 extensions 12 of the fins. In this position, the slot 21 is opposite the notches 14 ( Figure 12).
  • the strip 18 is then placed between the flanges 16 and in the slot 21 and the notches 14.
  • These locking means comprise at least one cross member 26 to U-shaped cross section that has a core 27 generally flat between two opposite edges 28. These edges are fit to bear against two opposite sides 29 and 30 fins which respectively constitute the two main faces of the module.
  • the module includes two sleepers 26.
  • Each crosspiece here comprises two lugs 31 and 32, suitable for each engage a notch 33, respectively 34, provided in the collector box 8, respectively 9, of the heat exchanger secondary.
  • the invention is not limited to the embodiments previously described and extends to other variants. So although only one secondary exchanger is planned here, it would be possible, however, to adopting the same arrangement as described above on the opposite to that of exchanger 2. It would suffice for that to extend the fins 11 on the other side of the plane of the exchanger 1.
  • the beam of the exchanger 1 can be made from any type of tube, flat or circular section. he can also be at one or more tablecloths.

Landscapes

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Geometry (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Description

L'invention concerne un module d'échange de chaleur, et plus particulièrement un tel module comprenant un échangeur principal et au moins un échangeur secondaire comportant chacun un corps généralement plan muni de tubes de circulation de fluide dans lesquels un fluide peut être distribué par au moins une boíte collectrice reliée audit corps, et comprenant en outre des ailettes de refroidissement, l'échangeur secondaire étant fixé sur l'échangeur principal de sorte qu'un même flux d'air puisse traverser les corps respectifs desdits échangeurs.
De tels échangeurs se présentent généralement sous la forme d'un corps muni dé tubes de circulation de fluide et d'ailettes d'échange de chaleur avec le milieu extérieur. Ce corps est relié à au moins une boíte collectrice qui distribue le fluide dans les tubes de circulation. FR-A-2 770 633 montre par example un tel échangeur de chaleur.
Il est connu d'assembler sur un échangeur principal, tel qu'un radiateur de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile, un ou plusieurs échangeurs secondaires afin de constituer un ensemble, appelé encore module, prêt à être installé dans le véhicule. Cet échangeur secondaire est constitué le plus souvent d'un refroidisseur d'air de suralimentation du moteur, d'un condenseur de climatisation ou d'un radiateur d'huile.
L'assemblage du ou des échangeurs secondaires sur l'échangeur principal est obtenu généralement par l'intermédiaire de pattes solidaires de l'échangeur secondaire et de vis introduites dans les boítes collectrices de l'échangeur principal. On a également proposé des systèmes d'assemblage par emboítement ou encliquetage des boítes collectrices.
Ces assemblages connus d'échangeurs primaires et secondaires présentent l'inconvénient de nécessiter des opérations coûteuses en temps et en outillage.
D'autre part, les organes de liaison entre les échangeurs principaux et secondaires occupent un certain volume qui nuit à la compacité du module.
En outre, ces organes de liaison présentent un certain encombrement transversal et ne permettent donc pas de disposer de la même surface d'échange pour les échangeurs principaux et secondaires.
FR-A-1 521 637 montre un échangeur de chaleur avec deux conduits, lesdits conduits étant associés à des ailettes communs.
La présente invention vise à pallier ces inconvénients.
Plus particulièrement, l'invention a pour but de fournir un module d'échange de chaleur dont la réalisation, et notamment les opérations de montage, soit le plus simple possible.
L'invention a également pour but de fournir un tel module d'échange de chaleur qui, dans la mesure du possible, ne comporte pas de pièces d'assemblage entre les échangeurs principaux et secondaires.
L'invention vise en outre à fournir un procédé de réalisation d'un module d'échange de chaleur ne nécessitant pas d'opération d'assemblage ou, lorsque cela est impossible, en comportant un minimum.
L'invention a également pour but de fournir un tel module d'échange de chaleur de moindre épaisseur que ceux de l'art antérieur.
L'invention a également pour but de fournir un module d'échange de chaleur présentant des caractéristiques d'échange thermique améliorées.
A cet effet, l'invention a tout d'abord pour objet un module d'échange de chaleur, comprenant un échangeur principal et au moins un échangeur secondaire comportant chacun un corps généralement plan muni de tubes de circulation de fluide, et comprenant en outre des ailettes de refroidissement, l'échangeur secondaire étant fixé sur l'échangeur principal de sorte qu'un même flux d'air puisse traverser les corps respectifs desdits échangeurs.
Conformément à l'invention, le module comporte un jeu d'ailettes commun à l'échangeur principal et à au moins un échangeur secondaire, lesdites ailettes étant montées sur les tubes de circulation de fluide de l'échangeur principal et faisant saillie de cet échangeur sensiblement perpendiculairement au plan de ce dernier, les parties des ailettes en saillie de l'échangeur principal comportant des découpes de réception des tubes de circulation de fluide de l'échangeur secondaire, et des moyens de blocage étant prévus pour bloquer l'échangeur secondaire dans la position où ses tubes de circulation de fluide sont engagés dans lesdites découpes.
Les échangeurs sont donc assemblés par leur corps, par l'intermédiaire de leurs tubes de circulation de fluide et du jeu commun d'ailettes de refroidissement.
Il en résulte une simplification du montage du module d'échange de chaleur.
Le module peut en outre présenter des dimensions moins importantes. En effet, aucun organe d'assemblage ne déborde sur la section transversale des échangeurs. En outre, les corps peuvent être aussi rapprochés qu'on le souhaite.
Il en résulte donc également une épaisseur inférieure pour le module, et une possibilité de disposer pour chaque échangeur d'une surface d'échange maximale.
Dans un mode de réalisation particulier, les ailettes de refroidissement font saillie de l'échangeur principal d'un côté de ce dernier pour assembler un échangeur secondaire et l'échangeur principal.
Dans un autre mode de réalisation, les ailettes de refroidissement font saillie de l'échangeur principal des deux côtés de ce dernier pour assembler deux échangeurs secondaires et l'échangeur principal.
Avantageusement, les découpes des ailettes sont ouvertes en direction de l'échangeur secondaire.
L'expression "moyens de blocage" telle qu'utilisée présentement entend englober de manière générale des moyens mécaniques propres à immobiliser le ou les échangeurs secondaires par rapport à l'échangeur principal.
Dans une forme de réalisation de l'invention, les moyens de blocage comprennent un assemblage à force des tubes de l'échangeur secondaire dans les découpes des ailettes.
Dans une autre forme de réalisation de l'invention, les moyens de blocage comprennent des moyens de coopération de forme.
Ces moyens de blocage peuvent comprendre des encoches alignées formées dans un des côtés, perpendiculaires aux plans des échangeurs, de la partie en saillie des ailettes et un organe de blocage issu de l'échangeur secondaire et propre à s'engager dans les dites encoches.
Dans un exemple de réalisation, l'organe de blocage comprend au moins un enfoncement prévu sur au moins une joue de l'échangeur secondaire.
Dans un autre exemple de réalisation, l'organe de blocage comprend au moins une patte issue d'au moins un côté d'une boíte collectrice de l'échangeur secondaire.
Les moyens de blocage peuvent comprendre aussi des encoches alignées formées dans un des côtés, perpendiculaires aux plans des échangeurs, de la partie en saillie des ailettes et un organe de blocage rapporté et propre à s'engager dans les dites encoches.
Dans un exemple de réalisation, cet organe de blocage rapporté est une réglette munie d'une nervure agencée pour s'engager dans lesdites encoches, et des moyens de verrouillage sont prévus pour solidariser l'organe de blocage à l'échangeur secondaire.
Avantageusement, les moyens de verrouillage comprennent des pattes de sertissage solidaires d'une joue montée sur l'échangeur secondaire pour sertir l'organe de blocage sur l'échangeur secondaire.
Les moyens de blocage peuvent comprendre au moins une traverse à section transversale en forme de U qui présente deux bords opposés propres à venir en appui sur deux faces opposées des ailettes et qui comporte une patte propre à s'engager dans une encoche prévue dans une boíte collectrice de l'échangeur secondaire.
L'invention a également pour objet un procédé de réalisation d'un module d'échange de chaleur comprenant un échangeur principal et au moins un échangeur secondaire comportant chacun un corps muni de tubes de circulation de fluide, et comprenant en outre des ailettes de refroidissement, et dans lequel l'échangeur secondaire est fixé sur l'échangeur principal de sorte qu'un même flux d'air puisse traverser les corps respectifs desdits échangeurs.
Conformément à l'invention, le procédé comprend les étapes consistant à réaliser l'échangeur principal avec des ailettes faisant saillie de cet échangeur sensiblement perpendiclairement au plan de ce dernier, les parties des ailettes en saillie comportant des découpes de réception des tubes de circulation de fluide de l'échangeur secondaire, réaliser l'échangeur secondaire sans ailettes de refroidissement, positionner l'échangeur secondaire en engageant ses tubes de circulation de fluide dans lesdites découpes, et bloquer l'échangeur secondaire dans cette position.
On décrira maintenant, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs formes de réalisation particulières de l'invention, en référence aux dessins schématiques annexés, sur lesquels:
  • la figure 1 est une vue en perspective d'un module d'échange de chaleur selon une première forme de réalisation de l'invention ;
  • la figure 2 est une vue en perspective éclatée à plus grande échelle d'une partie du module de la figure 1 avant assemblage ;
  • la figure 3 est une vue partielle montrant les tubes de l'échangeur secondaire engagés dans les encoches des ailettes après assemblage ;
  • la figure 4 est une vue partielle en perspective d'un module d'échange de chaleur selon une deuxième forme de réalisation de l'invention ;
  • les figures 5 et 6 sont deux vues partielles en perspective illustrant l'assemblage du module de la figure 4 ;
  • les figures 7 et 8 sont deux vues partielles en perspective illustrant l'assemblage d'un module selon une troisième forme de réalisation de l'invention ;
  • les figures 9 et 10 sont deux vues en perspective illustrant l'assemblage d'un module selon une quatrième forme de réalisation de l'invention ;
  • la figure 11 est une vue en perspective éclatée à plus grande échelle d'une partie du module des figures 9 et 10, avant assemblage ;
  • la figure 12 est une vue similaire à la figure 11 montrant le module en cours d'assemblage ;
  • la figure 13 une vue similaire à la figure 11 montrant le module assemblé ; et
  • la figure 14 est une vue partielle en perspective d'un module d'échange de chaleur selon une cinquième forme de réalisation de l'invention.
Le module d'échange de chaleur de la figure 1 est composé d'un radiateur 1 de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile et d'un condenseur 2 de climatisation, ces deux échangeurs étant généralement plans.
Le radiateur 1 est constitué de façon connue d'un corps 3 réalisé à partir d'un faisceau de tubes verticaux de circulation de fluide et monté entre deux boítes collectrices 4 et 5, les boítes collectrices étant disposées le long de deux côtés parallèles du corps et munies de tubulures 6 d'entrée et de sortie de fluide de refroidissement.
Le condenseur 2 est également constitué d'un corps 7 réalisé à partir d'un faisceau de tubes verticaux de circulation de fluide et monté entre deux boítes collectrices 8 et 9, les boítes collectrices étant disposées le long de deux côtés parallèles du corps et munies de tubulures 10 d'entrée et de sortie de fluide réfrigérant.
On va voir ci-après que les échangeurs de chaleur 1 et 2 sont assemblés par leur corps 3 et 7 respectivement, par l'intermédiaire d'ailettes 11 communes aux deux échangeurs.
Ces ailettes 11, mieux représentées aux figures 2 et 3, sont montées de façon conventionnelle sur les tubes 22 du corps 3 de l'échangeur de chaleur 1.
Elles comportent toutefois la particularité de comporter des prolongements 12 en saillie, perpendiculairement au plan des échangeurs, du côté de l'échangeur de chaleur 2.
Les prolongements 12 comportent des découpes 13 ouvertes en direction de l'échangeur 2. Ces découpes ont une forme correspondant à la section transversale des tubes 23 de l'échangeur 2, qui sont ici des tubes plats, et un même pas que ces tubes, de manière à recevoir ces tubes (figure 3).
Dans la forme de réalisation des figures 1 à 3, les tubes 23 de l'échangeur secondaire 12 sont assemblés à force dans les découpes 13 des ailettes. Ceci assure un blocage par friction entre les parois des tubes 23 et les bords des découpes 13.
L'échangeur 2 comprend d'autre part deux joues latérales 15 le long de ses côtés perpendiculaires aux boítes collectrices 8 et 9 (figure 2). Ces joues peuvent le cas échéant prendre appui en force contre les côtés des ailettes pour contribuer au maintien de l'échangeur secondaire.
L'assemblage de l'échangeur 1 muni de ses ailettes 11 avec l'échangeur 2 dépourvu d'ailettes s'effectue alors de la manière suivante. L'échangeur 2 est simplement plaqué contre l'échangeur 1 en engageant en force les tubes 23 de l'échangeur 2 dans les découpes 13 des prolongements 12 des ailettes, ce qui assure le blocage de l'échangeur 2.
Le module d'échange de chaleur des figures 4 à 6 s'apparente à celui des figures 1 à 3. Toutefois, le blocage de l'échangeur secondaire 2 par rapport à l'échangeur principal 1 s'effectue ici par des moyens de coopération de forme. A cet effet, chaque prolongement 12 des ailettes comporte par ailleurs une encoche 14 formée dans chacun de ses côtés perpendiculaires aux plans des échangeurs (figure 5). Les encoches 14 sont alignées de manière à former dans le bloc d'ailettes deux rainures verticales opposées.
L'échangeur secondaire 2 comporte deux joues latérales 15 analogues à celles de la forme de réalisation des figures 1 à 3. Toutefois l'une au moins des joues 15 comprend des enfoncements 24, ici au nombre de trois (figure 4), qui sont dirigés du côté des ailettes et prévus pour s'engager par coopération de forme dans l'encoche 14. Ainsi le blocage est assuré ici par un organe issu de l'échangeur secondaire.
L'assemblage du module s'effectue en plaquant l'échangeur 2 contre l'échangeur 1 (figures 5 et 6) de manière à engager les tubes 23 de l'échangeur 2 dans les découpes 13 des prolongements 12 des ailettes. Ensuite les enfoncements 24, qui sont de préférence prédécoupés, sont déformés en direction de l'encoche 14 pour assurer le blocage.
Le module d'échange de chaleur des figures 7 et 8 s'apparente à celui des figures 4 à 6 et le blocage de l'échangeur secondaire 2 par rapport à l'échangeur principal 1 s'effectue aussi par des moyens de coopération de forme.
Le prolongement 12 des ailettes comporte ici deux encoches 14, analogues à celles de la forme de réalisation des figures 4 à 6, de manière à former dans le bloc d'ailettes deux rainures verticales opposées.
L'échangeur 2 comprend un organe de blocage qui est formé d'au moins une patte 25 issue d'au moins un côté d'une boíte collectrice 8 de l'échangeur de chaleur 2. De préférence, les deux boítes collectrices 8 et 9 de l'échangeur 2 sont munies chacune de deux pattes 25 ce qui procure quatre pattes en tout.
L'assemblage du module s'effectue en plaquant l'échangeur 2 contre l'échangeur 1 (figures 7 et 8) de manière à engager les tubes 23 de l'échangeur 2 dans les découpes 13 des prolongements 12 des ailettes. Ensuite chacune des pattes 25 est pliée de manière à s'engager dans une encoche 14 pour assurer le blocage.
Le module d'échange de chaleur des figures 9 à 13 s'apparente à celui des figures 4 à 6 et à celui des figures 7 et 8, en ce sens que le blocage de l'échangeur secondaire 2 par rapport à l'échangeur principal 1 s'effectue aussi par des moyens de coopération de forme.
Le prolongement 12 des ailettes comporte aussi deux encoches 14 (figure 11) analogues à celles décrites précédemment.
Les joues 15 de l'échangeur 2 comportent chacune deux rebords 16 en saillie vers l'extérieur de l'échangeur, ces rebords 16 étant eux-mêmes prolongés par des pattes de sertissage 17 (figures 11 à 13).
Une réglette de blocage 18, constituée par exemple d'un tronçon de profilé en matière plastique, est en outre prévue pour coopérer avec chacune des joues 15. Cette réglette constitue un organe de blocage qui est rapporté, et non pas issu de l'échangeur 2. Chaque réglette a une section sensiblement en forme de T. Elle comprend un corps 19 d'une largeur sensiblement égale à la distance entre les deux rebords 16, et une épaisseur sensiblement égale à la hauteur des rebords 16.
Elle comprend de plus une nervure 20 de même section transversale que les encoches 14. Les dimensions de la réglette 18 sont telles qu'elle peut s'engager entre les rebords 16 avec la nervure 20 dans les encoches 14. A cet effet, les joues 15 comportent une fente 21 permettant le passage de la nervure 20.
L'assemblage de l'échangeur 1 muni de ses ailettes 11 avec l'échangeur 2 dépourvu d'ailette s'effectue alors de la manière suivante.
L'échangeur 2 est tout d'abord plaqué contre l'échangeur 1 en engageant les tubes 23 de l'échangeur 2 dans les découpes 13 des prolongements 12 des ailettes. Dans cette position, la fente 21 se trouve en vis-à-vis des encoches 14 (figure 12).
La réglette 18 est ensuite mise en place entre les rebords 16 et dans la fente 21 et les encoches 14.
Enfin, les pattes 17 sont serties sur la réglette 18 de manière à l'immobiliser (figures 10 et 13). L'échangeur 2 est ainsi solidarisé à l'échangeur 1.
Dans le module d'échange de chaleur de la figure 14, le blocage de l'échangeur secondaire 2 par rapport à l'échangeur principal 1 s'effectue aussi par des moyens à coopération de forme.
Ces moyens de blocage comprennent au moins une traverse 26 à section transversale en forme de U qui présente une âme 27 généralement plane comprise entre deux bords opposés 28. Ces bords sont propres à venir en appui contre deux faces opposées 29 et 30 des ailettes qui constituent respectivement les deux faces principales du module. De préférence le module comprend deux traverses 26.
Chaque traverse comporte ici deux pattes 31 et 32, propres à s'engager chacune une encoche 33, respectivement 34, prévue dans la boíte collectrice 8, respectivement 9, de l'échangeur secondaire.
L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits précédemment et s'étend à d'autres variantes. Ainsi bien qu'un seul échangeur secondaire soit ici prévu, il serait toutefois possible d'en prévoir un deuxième en adoptant le même agencement que décrit ci-dessus du côté opposé à celui de l'échangeur 2. Il suffirait pour cela de prolonger les ailettes 11 de l'autre côté du plan de l'échangeur 1.
Le faisceau de l'échangeur 1 peut être réalisé à partir de tout type de tubes, plats ou à section circulaire. Il peut également être à une ou plusieurs nappes.

Claims (17)

  1. Module d'échange de chaleur, comprenant un échangeur principal (1) et au moins un échangeur secondaire (2) comportant chacun un corps (3, 7), ledit corps de chacun desdits échangeurs (1, 2) étant généralement plan et muni de plusieurs tubes de circulation de fluide (22, 23) dans lesquels un fluide peut être distribué par au moins une boíte collectrice (4, 5, 8, 9) reliée audit corps, et comprenant en outre des ailettes de refroidissement (11), l'échangeur secondaire étant fixé sur l'échangeur principal de sorte qu'un même flux d'air puisse traverser les corps respectifs desdits échangeurs,
    caractérisé en ce que le module comporte un jeu d'ailettes (11) commun à l'échangeur principal (1) et à au moins un échangeur secondaire (2),
    lesdites ailettes étant montées sur les tubes de circulation de fluide de l'échangeur principal et faisant saillie de cet échangeur sensiblement perpendiculairement au plan de ce dernier,
    les parties (12) des ailettes en saillie de l'échangeur principal comportant des découpes (13) de réception des tubes de circulation de fluide de l'échangeur secondaire (2), et
    des moyens de blocage (23, 13 ; 14, 24 ; 14, 25 ; 14, 18 ; 26) étant prévus pour bloquer l'échangeur secondaire dans la position où ses tubes de circulation de fluide sont engagés dans lesdites découpes.
  2. Module d'échange de chaleur selon la revendication 1, dans lequel les découpes (13) de réception des tubes de circulation de fluide de l'échangeur secondaire (2) sont ouvertes tandis que la partie des ailettes montée sur les tubes de circulation de fluide (22) de l'échangeur principal (1) comporte des découpes fermées pour la réception desdits tubes (22).
  3. Module d'échange de chaleur selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les ailettes de refroidissement (11) font saillie de l'échangeur principal (1) d'un côté de ce dernier pour assembler un échangeur secondaire (2) et l'échangeur principal (1).
  4. Module d'échange de chaleur selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les ailettes de refroidissement (11) font saillie de l'échangeur principal (1) des deux côtés de ce dernier pour assembler deux échangeurs secondaires (2) et l'échangeur principal (1).
  5. Module d'échange de chaleur selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel l'échangeur principal (1) est constitué par un radiateur de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile.
  6. Module d'échange de chaleur selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel au moins un échangeur secondaire (2) est constitué par un refroidisseur d'air de suralimentation, d'un condenseur de climatisation ou d'un radiateur d'huile.
  7. Module d'échange de chaleur selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel les découpes ouvertes (13) des ailettes sont ouvertes en direction de l'échangeur secondaire (2).
  8. Module d'échange de chaleur selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel les moyens de blocage comprennent un assemblage à force des tubes (23) de l'échangeur secondaire (2) dans les découpes ouvertes (13) des ailettes.
  9. Module d'échange de chaleur selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel les moyens de blocage comprennent des moyens de coopération de forme.
  10. Module d'échange de chaleur selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel les moyens de blocage comprennent des encoches (14) alignées formées dans un des côtés, perpendiculaires aux plans des échangeurs, de la partie en saillie des ailettes et un organe de blocage (24 ; 25) issu de l'échangeur secondaire (2) et propre à s'engager dans les dites encoches.
  11. Module d'échange de chaleur selon la revendication 10, dans lequel l'organe de blocage comprend au moins un enfoncement (24) prévu sur au moins une joue (15) de l'échangeur secondaire (2).
  12. Module d'échange de chaleur selon la revendication 10, dans lequel l'organe de blocage comprend au moins une patte (25) issue d'au moins un côté d'une boíte collectrice (8, 9) de l'échangeur secondaire (2).
  13. Module d'échange de chaleur selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel les moyens de blocage comprennent des encoches (14) alignées formées dans un des côtés perpendiculaires aux plans des échangeurs de la partie en saillie des ailettes et un organe de blocage (18) rapporté et propre à s'engager dans les dites encoches.
  14. Module d'échange de chaleur selon la revendication 13, dans lequel l'organe de blocage rapporté est une réglette (18) munie d'une nervure (20) agencée pour s'engager dans lesdites encoches, des moyens de verrouillage (17) étant prévus pour solidariser l'organe de blocage à l'échangeur secondaire (2)
  15. Module d'échange de chaleur selon la revendication 14, dans lequel les moyens de verrouillage comprennent des pattes de sertissage (17) solidaires d'une joue (15) montée sur l'échangeur secondaire (2) pour sertir l'organe de blocage (18) sur l'échangeur secondaire (2).
  16. Module d'échange de chaleur selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel les moyens de blocage comprennent au moins une traverse (26) à section transversale en forme de U qui présente deux bords opposés (28) propres à venir en appui sur deux faces opposées (29, 30) des ailettes (1) et qui comporte une patte (31, 32) propre à s'engager dans une encoche (33, 34) prévue dans une boíte collectrice (8, 9) de l'échangeur secondaire (2).
  17. Procédé de réalisation d'un module d'échange de chaleur selon l'une des revendications 1 à 16, comprenant un échangeur principal (1) et au moins un échangeur secondaire (2) comportant chacun un corps (3, 7) muni de tubes de circulation de fluide, et comprenant en outre des ailettes de refroidissement (11) et dans lequel l'échangeur secondaire est fixé sur l'échangeur principal de sorte qu'un même flux d'air puisse traverser les corps respectifs desdits échangeurs, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à réaliser l'échangeur principal (1) avec des ailettes (11) faisant saillie de cet échangeur sensiblement perpendiculairement au plan de ce dernier, les parties (12) des ailettes en saillie comportant des découpes ouvertes (13) de réception des tubes de circulation de fluide de l'échangeur secondaire, réaliser l'échangeur secondaire (2) sans ailettes de refroidissement, positionner l'échangeur secondaire en engageant ses tubes de circulation de fluide dans lesdites découpes ouvertes, et bloquer l'échangeur secondaire dans cette position.
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