[go: up one dir, main page]

WO2019115885A1 - Échangeur thermique, notamment évaporateur, muni d'un dispositif de raccordement pour l'introduction et l'extraction d'un fluide caloporteur - Google Patents

Échangeur thermique, notamment évaporateur, muni d'un dispositif de raccordement pour l'introduction et l'extraction d'un fluide caloporteur Download PDF

Info

Publication number
WO2019115885A1
WO2019115885A1 PCT/FR2017/053527 FR2017053527W WO2019115885A1 WO 2019115885 A1 WO2019115885 A1 WO 2019115885A1 FR 2017053527 W FR2017053527 W FR 2017053527W WO 2019115885 A1 WO2019115885 A1 WO 2019115885A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
heat exchanger
outlet
inlet
transfer fluid
heat transfer
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.)
Ceased
Application number
PCT/FR2017/053527
Other languages
English (en)
Inventor
Frédéric TISON
Sylvain Moreau
Lionel ROBILLON
Aurélie Bellenfant
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 Systemes Thermiques SAS
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques SAS
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 Systemes Thermiques SAS filed Critical Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority to PCT/FR2017/053527 priority Critical patent/WO2019115885A1/fr
Publication of WO2019115885A1 publication Critical patent/WO2019115885A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • F28D1/03—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 plate-like or laminated conduits
    • F28D1/0308—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 plate-like or laminated conduits the conduits being formed by paired plates touching each other
    • F28D1/0325—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 plate-like or laminated conduits the conduits being formed by paired plates touching each other the plates having lateral openings therein for circulation of the heat-exchange medium from one conduit to another
    • F28D1/0333—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 plate-like or laminated conduits the conduits being formed by paired plates touching each other the plates having lateral openings therein for circulation of the heat-exchange medium from one conduit to another the plates having integrated connecting members
    • F28D1/0341—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 plate-like or laminated conduits the conduits being formed by paired plates touching each other the plates having lateral openings therein for circulation of the heat-exchange medium from one conduit to another the plates having integrated connecting members with U-flow or serpentine-flow inside the conduits
    • 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
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/0246—Arrangements for connecting header boxes with flow lines
    • F28F9/0248—Arrangements for sealing connectors to header boxes
    • 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
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/0246—Arrangements for connecting header boxes with flow lines
    • F28F9/0251—Massive connectors, e.g. blocks; Plate-like connectors
    • F28F9/0253—Massive connectors, e.g. blocks; Plate-like connectors with multiple channels, e.g. with combined inflow and outflow channels
    • 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
    • F28D2021/0085—Evaporators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2225/00—Reinforcing means
    • F28F2225/04—Reinforcing means for conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2225/00—Reinforcing means
    • F28F2225/08—Reinforcing means for header boxes

Definitions

  • Heat exchanger in particular an evaporator, provided with a connecting device for the introduction and extraction of a coolant.
  • the invention relates to a heat exchanger, in particular an evaporator, for a motor vehicle air conditioning device, provided with a connection device for introducing and extracting a fluid, for connecting the heat exchanger, in particular the evaporator, to the air conditioning circuit.
  • an evaporator intended for an air conditioning device of the passenger compartment of a vehicle, comprising a beam formed of a stack of plates allowing a heat exchange between a flow of air passing through the beam and a coolant , such a refrigerant, flowing in the beam.
  • the beam is disposed between two end plates.
  • the plates have orifices at one end, the orifices being flanged with flanges so as to form an inlet collecting space and an outlet collecting space when the plates are stacked.
  • One of the end plates of the evaporator comprises in an end region two end-pieces respectively for the entry of the refrigerant into the evaporator and for the outlet of this fluid.
  • These tips protrude from a side face of the evaporator, and are intended to receive connecting pipes for connecting the evaporator to other components of the air conditioning loop, for example a pressure reducer.
  • connection pipes occur in particular when mounting the evaporator in a vehicle.
  • connection between the flanges of the plates disposed near the end plate may possibly be broken.
  • the invention proposes for this purpose a heat exchanger, in particular an evaporator, provided with a connecting device for the introduction and extraction of a coolant, the connecting device comprising a heat transfer fluid inlet port and a heat transfer fluid outlet port disposed at one end of a side face of the heat exchanger and in fluid communication with an inlet manifold pipe and an outlet manifold pipe respectively of the heat exchanger.
  • the input port comprises a mechanical reinforcing element / insert extending in the inlet manifold duct
  • the output port comprises a mechanical reinforcing element / insert extending in the outlet manifold duct. respectively.
  • the present invention thus proposes a heat exchanger, such as a plate evaporator, comprising a connection device which comprises mechanical reinforcing elements inserted into the inlet and outlet manifolds of the exchanger.
  • the mechanical strength of the heat exchanger vis-a-vis a mechanical stress (due to manipulation) of the connection pipes of the exchanger is improved.
  • the top of the exchanger, and in particular the header box comprising the inlet and outlet manifolds, is thus reinforced by the penetration of the connecting device or connector into the collectors.
  • this connector makes it possible to reduce by 65% the maximum stresses during a mechanical stress compared to a heat exchanger without reinforced connector.
  • the approach of the invention does not require modification of the structure of the exchanger or additional part and does not disturb its operation.
  • the heat transfer fluid inlet and outlet ports comprise an inlet and outlet nozzle respectively protruding from said end of said lateral face of the heat exchanger.
  • the heat transfer fluid inlet and outlet ports are carried by at least one base.
  • each reinforcing insert comprises at least a first tubular portion extending from said base and coming into contact with the inner surface of said corresponding collector duct.
  • the first portion is extended by a second portion whose wall is partially tubular.
  • the exchanger comprises heat transfer fluid circulation tubes opening into the inlet manifold duct and the outlet manifold duct through passages, the wall of said second portion coming into contact with the inner surface of said corresponding manifold duct without obstructing the coolant passages.
  • the length of the first portion is chosen so that the wall of the first portion does not obstruct any passage of heat transfer fluid.
  • the length of the second portion is equal to twice the length of the first portion.
  • said connecting device is obtained by molding.
  • said connecting device is obtained by extrusion.
  • said connecting device is soldered to said heat exchanger.
  • the heat exchanger comprises a stack of plates delimiting said inlet manifold duct and said outlet manifold duct in an end portion, and delimiting between them the tubes for circulating a heat transfer fluid communicating with said inlet and outlet manifolds.
  • the plates have a thickness of less than 0.3 mm.
  • the reinforcing inserts extend in said inlet and outlet manifolds opposite at least three tubes.
  • the invention also relates to a device for heating, ventilation and / or air conditioning of a vehicle comprising at least one heat exchanger according to any one of the variants described above.
  • Figure 1 is a partial view, in perspective, of an evaporator and a connecting device according to the invention
  • Figure 2 is an exploded view of the evaporator and the connecting device of Figure 1;
  • Figure 3 is a partial sectional view of the evaporator and the connecting device of Figure 1;
  • Figure 4 is a detail view of Figure 3.
  • the embodiment described hereinafter relates to a heat exchanger of the plate type.
  • Such a heat exchanger can be an evaporator, a condenser or a radiator, and can be implemented in HVAC (Heating, Ventilation and / or Air Conditioning) or HVAC (Heating, Ventilation and Air Conditioning) housings. ) of motor vehicles.
  • HVAC Heating, Ventilation and / or Air Conditioning
  • HVAC Heating, Ventilation and Air Conditioning
  • the invention therefore proposes a solution that makes it possible to improve the mechanical strength of plate heat exchangers in the face of different stresses that may cause deformations, such as manipulations of the connection pipes.
  • the connector of the heat exchanger carries mechanical reinforcing elements which are arranged inside the connected inlet and outlet manifolds.
  • the heat exchanger 1, of the evaporator type, partially illustrated in FIG. 1, is designed for the heat exchange between a flow of air and a refrigerant, in particular for an air conditioning device of the passenger compartment of a motor vehicle. .
  • This heat exchanger 1 comprises, for example, a stack of exchange plates 2 arranged between two end plates 4 (only one here visible).
  • the plates 2 may be grouped in pairs to form a tube 20 (FIG. 4) allowing a flow of refrigerant between the plates 2 of the same pair of plates 2.
  • Each tube 20 is here formed of two plates 2 stamped which are brazed together for sealing along their side edges.
  • the heat exchanger 1 may comprise spacers for increasing the exchange surface with a flow of air passing through the heat exchanger 1 passing between the tubes 20. These spacers may have corrugations defining passages for the flow of air in the direction of the width of the tubes 20.
  • Such spacers may be made of the same material as the plates 2, for example aluminum alloy.
  • the sheet of aluminum alloy forming the plates may have a thickness less than 0.3 mm, preferably between 0.24 and 0.28 min.
  • a sheet of thickness less than or equal to 0.27 mm, for example equal to 0.25 mm.
  • the plates 2 comprise at least one of their end connection means, such as flanges or flanges, 23 which form collectors 21, 22 for passing the cooling fluid from a pair of plates 2 to the other and opening at at least one of the end plates 4.
  • end connection means such as flanges or flanges, 23 which form collectors 21, 22 for passing the cooling fluid from a pair of plates 2 to the other and opening at at least one of the end plates 4.
  • the end plate 14 which is visible in FIGS. 1 and 2 in particular, comprises a fluid inlet opening 41 in the exchanger and an outlet opening 42 for the fluid of the exchanger, communicating here with the collectors 21. , 22.
  • the plates 2 forming the bundle of tubes 20 also comprise identical openings aligned with those of the end plate 4.
  • the openings of the plates 2 aligned with the opening 41 of the end plate 4 define a first duct, called inlet duct 21.
  • the apertures of the plates aligned with the opening 42 of the end plate 4 define a second conduit, said outlet manifold duct 22.
  • the tubes 20 are in fluid communication with the inlet manifold 21 and outlet 22 through passages 201 formed at the edge of the openings of the plates 2.
  • the parallel inlet manifold 21 and outlet 22 of the exchanger 10 are in fluid communication with ports of a pressure reducer (not shown), for example, via a connection device 3 according to the invention. invention.
  • the connecting device 3 is formed by a connection block, that is to say a single piece, which comprises an input port 31 and an output port 32 for the introduction and the extraction of the refrigerant.
  • connection block is disposed at one end (high) of a side face 11 of the heat exchanger 1.
  • a first face 331 of the base 33 carries a tubular inlet endpiece 311 and a tubular outlet endpiece 321 surrounding the bores. They are intended to receive sealed lines 5, 6 for connecting the heat exchanger 1 to other components of the air conditioning loop, for example a pressure reducer.
  • inserts 310, 320 tubular surrounding the bores. They are intended to engage sealingly in the inlet manifold conduits 21 and outlet 22 and to form reinforcing elements. Their outside diameter is slightly less than the inside diameter of the inlet and outlet manifolds 21 and 22.
  • the refrigerant fluid entering the heat exchanger 1 through the conduit 5 and the fluid inlet port 31 is distributed through the inlet manifold conduit 21 in the tubes 20. Once the fluid refrigerant has traveled a tube 20, it is directed to the outlet manifold duct 21 and leaves the heat exchanger 1 through the outlet port 32 and the duct 6.
  • the latter receives heat from an air flow which passes through the heat exchanger 1 through the spaces arranged between the tubes 20.
  • FIGS. 3 and 4 show in greater detail the structure of the connection device 3 and its assembly with the heat exchanger 1.
  • Each reinforcement insert 310, 320 comprises a first hollow cylindrical portion 323 extended by a second partially cylindrical end portion 324 which are engaged in the inlet manifold 21 and outlet duct 22.
  • the first portions 323 are in contact with the edge of the openings 41, 42 of the end plate 4 and the inner edge of the flanges 23 of the first plate 2 adjacent to the end plate 4 (without however closing the tube 20 adjacent to the end plate 4).
  • the wall of the second portions 324 which is here of semicylindrical shape, is disposed upwardly of the inlet manifold 21 and outlet 22, and faces the three passages 201 of coolant adjacent to the plate. end 4 (without closing these passages 201).
  • reinforcing inserts 310, 320 makes it possible to improve the mechanical strength of the heat exchanger 1 at the openings 41, 42 of the end plate 4 without affecting the circulation of the fluid in the heat exchanger 1 and without changing the structure of the latter.
  • the outlet end piece 321 and the reinforcement insert 320 have a common axis of revolution b. It is the same for the outlet tip 311 and the insert 310 of reinforcement. Furthermore, the diameter of the reinforcing inserts 310, 320 is smaller than that of the inlet and outlet tips 311 and 321.
  • the connecting device 3 is, for example, extrusion-molded and then assembled on the heat exchanger 1 before being secured thereto by brazing, while the plates 2 of the heat exchanger 1 are brazed together.
  • the reinforcing inserts 310, 320 are assembled by fitting against the internal walls of the inlet manifold 21 and outlet duct 22.
  • the length of the second portion 324 of each reinforcing insert is equal to twice the length of the first portion 323.
  • the shape of the second portion 324 may also vary (its wall may extend less than 180 ° or more).
  • the dimension of the lower part of the base 33 which is pressed against the end plate 4 is chosen according to the desired mechanical strength.
  • the connecting device 3 is formed by two separate connection blocks and mounted juxtaposed, the first connection block comprising an input port 31 for the introduction of the refrigerant into the heat exchanger 1 and the second connection block comprising an outlet port 32 for extracting the refrigerant.
  • the connecting device 3 can be obtained by the combination of impact and extrusion methods.
  • connection device 3 does not implement endpieces 311, 321.
  • the inlet pipes 5 and 6 can be inserted directly into the bores of the reinforcing inserts of the connecting device 3.
  • the tubes 20 of the bundle of tubes are obtained by extrusion.
  • the plates are arranged in pairs and delimit between them an air flow passage.
  • Interlayers may also be provided in the tubes between two plates. This improves the heat transfer between the air and the refrigerant circulating in the tubes of the heat exchanger.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

L'invention concerne un échangeur thermique (1), notamment évaporateur, muni d'un dispositif de raccordement (3) pour l'introduction et l'extraction d'un fluide caloporteur, ledit dispositif de raccordement (3) comprenant un port d'entrée (31) de fluide caloporteur et un port de sortie (32) de fluide caloporteur disposés à une extrémité d'une face latérale (11) de l'échangeur thermique (1) et en communication fluidique avec un conduit collecteur d'entrée (21) et un conduit collecteur de sortie (22) respectivement de l'échangeur, Selon l'invention, ledit port d'entrée (31) comprend un insert de renfort (310) mécanique s'étendant dans le conduit collecteur d'entrée (21) et ledit port de sortie (32) comprend un insert de renfort (320) mécanique s'étendant dans le conduit collecteur de sortie (22) respectivement.

Description

Echangeur thermique, notamment évaporateur, muni d'un dispositif de raccordement pour l'introduction et l'extraction d'un fluide caloporteur.
1. Domaine de l'invention
L'invention concerne un échangeur thermique, notamment un évaporateur, pour un dispositif de climatisation de véhicule automobile, muni d'un dispositif de raccordement pour l'introduction et l'extraction d'un fluide, permettant de relier l'échangeur thermique, notamment l'évaporateur, au circuit de climatisation.
2. Art antérieur
Il est connu un évaporateur, destiné à un dispositif de climatisation de l'habitacle d'un véhicule, comprenant un faisceau formé d'un empilement de plaques permettant un échange thermique entre un flux d'air passant à travers le faisceau et un fluide caloporteur, tel un liquide frigorigène, circulant dans le faisceau.
Le faisceau est disposé entre deux plaques d'extrémité. Les plaques présentent des orifices à une extrémité, les orifices étant bordés de collerettes de sorte à former un espace collecteur d'entrée et un espace collecteur de sortie lorsque les plaques sont empilées.
Ce type d'évaporateur est bien connu de l'homme du métier.
L'une des plaques d'extrémité de l'évaporateur comprend dans une région d'extrémité deux embouts respectivement pour l'entrée du fluide frigorigène dans l'évaporateur et pour la sortie de ce fluide.
Ces embouts font saillie par rapport à une face latérale de l'évaporateur, et sont destinés à recevoir des tubulures de raccordement servant à relier l'évaporateur à d'autres composants de la boucle de climatisation, par exemple un détendeur.
Cependant, de tels évaporateurs ne bénéficient pas d'une tenue mécanique suffisamment importante pour résister aux différentes sollicitations, notamment les manipulations des tubulures de raccordement.
Ces manipulations des tubulures de raccordement surviennent notamment lors du montage de l'évaporateur dans un véhicule.
Elles peuvent conduire, dans certains cas, à des déformations de la plaque d'extrémité sur laquelle sont montés les embouts d'entrée et de sortie, et éventuellement d'une ou plusieurs plaques adjacentes du faisceau.
La liaison entre les collerettes des plaques disposées à proximité de la plaque d'extrémité peut éventuellement être rompue.
D'une manière générale, quelle que soit l'origine de ces déformations, elles sont néfastes pour l'intégrité et le fonctionnement de l'évaporateur et donc, du véhicule dans son ensemble.
Pour remédier à ce problème, il a été proposé de venir ajouter une plaque de renfort sur une partie de la face supérieure de l'évaporateur, à proximité des embouts.
La mise en œuvre d'une telle solution nécessite toutefois la modification de la structure de l'échangeur et un surcoût de fabrication.
Il existe donc un besoin d'apporter une solution simple, efficace et économique à ce problème.
3. Résumé de l'invention
L'invention propose à cet effet un échangeur thermique, notamment évaporateur, muni d'un dispositif de raccordement pour l'introduction et l'extraction d'un fluide caloporteur, le dispositif de raccordement comprenant un port d'entrée de fluide caloporteur et un port de sortie de fluide caloporteur disposés à une extrémité d'une face latérale de l'échangeur thermique et en communication fluidique avec un conduit collecteur d'entrée et un conduit collecteur de sortie respectivement de l'échangeur. Selon l'invention, le port d'entrée comprend un élément/insert de renfort mécanique s'étendant dans le conduit collecteur d'entrée et le port de sortie comprend un élément/insert de renfort mécanique s'étendant dans le conduit collecteur de sortie respectivement.
La présente invention propose ainsi un échangeur thermique, tel qu'un évaporateur à plaques, comprenant un dispositif de raccordement qui comporte des éléments de renfort mécanique insérés dans les conduits collecteurs d'entrée et de sortie de l'échangeur.
La tenue mécanique de l'échangeur thermique face à une sollicitation mécanique (due à une manipulation) des tubulures de raccordement de l'échangeur est améliorée.
Le haut de l'échangeur, et notamment la tête de boîte collectrice comprenant les conduits collecteurs d'entrée et de sortie, est ainsi renforcé par la pénétration du dispositif de raccordement ou connecteur dans les collecteurs.
L'ajout de ce connecteur permet de diminuer de 65% les contraintes maximales lors d'une sollicitation mécanique par rapport à un échangeur sans connecteur renforcé.
L'approche de l'invention ne nécessite pas de modification de la structure de l'échangeur, ni de pièce additionnelle et ne perturbe pas son fonctionnement.
L'assemblage d'un tel dispositif de raccordement sur un échangeur standard est en outre aisé.
Selon un mode de réalisation de l'invention, les ports d'entrée et de sortie de fluide caloporteur comprennent un embout d'entrée et de sortie respectivement faisant saillie à ladite extrémité de ladite face latérale de l'échangeur thermique.
Dans une variante de l'invention, les ports d'entrée et de sortie de fluide caloporteur sont portés par au moins une embase.
Selon un aspect particulier de l'invention, la au moins une embase est plaquée contre ladite face latérale de l'échangeur thermique. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, chaque insert de renfort comprend au moins une première portion tubulaire s'étendant à partir de ladite embase et venant en contact avec la surface intérieure dudit conduit collecteur correspondant.
Selon un aspect de l'invention, la première portion est prolongée par une deuxième portion dont la paroi est partiellement tubulaire.
Selon une variante de l'invention, l'échangeur comprend des tubes de circulation de fluide caloporteur débouchant dans le conduit collecteur d'entrée et le conduit collecteur de sortie par le biais de passages, la paroi de ladite deuxième portion venant en contact avec la surface intérieure dudit conduit collecteur correspondant sans obstruer les passages de fluide caloporteur.
Selon un aspect particulier de l'invention, la longueur de la première portion est choisie de sorte à ce que la paroi de la première portion n'obstrue aucun passage de fluide caloporteur.
Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, la longueur de la deuxième portion est égale au double de la longueur de la première portion.
Selon une autre variante d'un mode de réalisation de l'invention, ledit dispositif de raccordement est obtenu par moulage.
Dans un mode de réalisation de l'invention ledit dispositif de raccordement est obtenu par extrusion.
Selon un mode de réalisation particulier, ledit dispositif de raccordement est lié par brasage audit échangeur thermique.
Selon un aspect particulier, l'échangeur de chaleur comprend un empilement de plaques délimitant ledit conduit collecteur d'entrée et ledit conduit collecteur de sortie dans une partie d'extrémité, et délimitant entre elles les tubes de circulation d'un fluide caloporteur communiquant avec lesdits conduits collecteurs d'entrée et de sortie.
Dans un autre mode de réalisation de l'invention, les plaques ont une épaisseur inférieure à 0.3 mm. Selon une variante de l'invention, les inserts de renfort s'étendent dans lesdits conduits collecteurs d'entrée et de sortie en regard d'au moins trois tubes.
L'invention concerne également un dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation d'un véhicule comprenant au moins un échangeur thermique selon l'une quelconque des variantes exposées ci-dessus.
4. Liste des figures
D'autres caractéristiques et avantages des échangeurs thermiques à plaques selon l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée suivante d'un mode de réalisation particulier de l'invention, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés, parmi lesquels :
la figure 1 est une vue partielle, en perspective, d'un évaporateur et d'un dispositif de raccordement selon l'invention ;
la figure 2 est une vue éclatée de l'évaporateur et du dispositif de raccordement de la figure 1 ;
la figure 3 est une vue en coupe partielle de l'évaporateur et du dispositif de raccordement de la figure 1 ; et
la figure 4 est une vue de détail de la figure 3.
5. Description détaillée de l'invention
L'exemple de réalisation décrit ci-après concerne un échangeur thermique du type à plaques.
Un tel échangeur thermique peut être un évaporateur, un condenseur ou un radiateur, et peut être mis en œuvre dans des boîtiers CVC (« Chauffage, Ventilation et/ou Climatisation ») ou HVAC (« Heating, Ventilation and Air- Conditioning » en anglais) de véhicules automobiles. 5.1 Principe général de l'invention
L'invention propose donc une solution permettant d'améliorer la tenue mécanique des échangeurs thermiques à plaques face à différentes sollicitations pouvant occasionner des déformations, telles que des manipulations des tubulures de raccordement.
Pour ce faire, le connecteur de l'échangeur thermique porte des éléments de renfort mécaniques qui sont disposés à l'intérieur des conduits collecteurs d'entrée et de sortie reliés.
Ainsi, il n'est pas nécessaire de modifier la structure de l'échangeur thermique afin d'intégrer ces moyens de renfort.
Sur les différentes figures, sauf indication contraire, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence et présentent les mêmes caractéristiques techniques et modes de fonctionnement.
Pour des raisons évidentes de clarté et de compréhension, l'échangeur thermique n'est représenté que partiellement, et ce au niveau des conduits collecteurs d'entrée et de sortie.
5.2 Description d'un mode de réalisation de l'invention
L'échangeur thermique 1, du type évaporateur, illustré partiellement sur la figure 1, est conçu pour l'échange thermique entre un flux d'air et un fluide réfrigérant, notamment pour un dispositif de climatisation de l'habitacle d'un véhicule automobile.
Cet échangeur thermique 1 comprend, par exemple, un empilement de plaques 2 d'échange disposé entre deux plaques d'extrémité 4 (une seule étant ici visible).
Les plaques 2 peuvent être groupées par paires pour former un tube 20 (figure 4) permettant un écoulement de fluide réfrigérant entre les plaques 2 d'une même paire de plaques 2. Chaque tube 20 est ici formé de deux plaques 2 embouties qui sont mutuellement brasées pour l'étanchéité le long de leurs bords latéraux.
Entre deux tubes 20 voisins, l'échangeur thermique 1 pourra comprendre des intercalaires permettant d'augmenter la surface d'échange avec un flux d'air traversant l'échangeur thermique 1 en passant entre les tubes 20. Ces intercalaires peuvent présenter des ondulations définissant des passages pour le flux d'air dans la direction de la largeur des tubes 20.
De tels intercalaires peuvent être réalisés dans le même matériau que les plaques 2, par exemple en alliage d'aluminium.
La tôle en alliage d'aluminium formant les plaques peut présenter une épaisseur inférieure à 0,3 mm, de préférence comprise entre 0,24 et 0,28 mn.
Plus préférablement encore, on met en œuvre une tôle d'épaisseur inférieure ou égale à 0,27 mm, par exemple égale à 0,25 mm.
Les plaques 2 comprennent à au moins l'une de leur extrémité des moyens de connexion, tels que des collerettes ou brides, 23 qui forment des collecteurs 21, 22 permettant de faire passer le fluide réfrigérant d'une paire de plaques 2 à l'autre et débouchant au niveau de l'une au moins des plaques d'extrémité 4.
La plaque d'extrémité 14, qui est visible sur les figures 1 et 2 notamment, comprend une ouverture 41 d'entrée de fluide dans l'échangeur et une ouverture 42 de sortie du fluide de l'échangeur, communiquant ici avec les collecteurs 21, 22.
Les plaques 2 formant le faisceau de tubes 20 comportent également des ouvertures identiques et alignées à celles de la plaque d'extrémité 4.
Les ouvertures des plaques 2 alignées avec l'ouverture 41 de la plaque d'extrémité 4 définissent un premier conduit, dit conduit collecteur d'entrée 21.
Les ouvertures des plaques alignées avec l'ouverture 42 de la plaque d'extrémité 4 définissent un second conduit, dit conduit collecteur de sortie 22. Les tubes 20 sont en communication fluidique avec les conduits collecteurs d'entrée 21 et de sortie 22 par le biais de passages 201 ménagés au bord des ouvertures des plaques 2.
Les conduits collecteurs d'entrée 21 et de sortie 22 parallèles de l'échangeur 10 sont en communication fluidique avec des ports d'un détendeur (non illustré), par exemple, par l'intermédiaire d'un dispositif de raccordement 3 selon l'invention.
Dans le mode de réalisation illustré, le dispositif de raccordement 3 est formé par un bloc de raccordement, c'est-à-dire une pièce unique, qui comprend un port d'entrée 31 et un port de sortie 32 pour l'introduction et l'extraction du fluide réfrigérant.
Plus précisément, il comprend une embase 33 qui est traversée par deux alésages d'axes distincts et parallèles. Le bloc de raccordement est disposé à une extrémité (haute) d'une face latérale 11 de l'échangeur thermique 1.
Une première face 331 de l'embase 33 porte un embout d'entrée 311 tubulaire et un embout de sortie 321 tubulaire entourant les alésages. Ils sont destinés à recevoir de manière étanche des conduites 5, 6 servant à relier l'échangeur thermique 1 à d'autres composants de la boucle de climatisation, par exemple un détendeur.
Sur une deuxième face 332 de l'embase 33, opposée et parallèle à la première face 331, font saillie des inserts 310, 320 tubulaires entourant les alésages. Ils sont destinés à s'engager de manière étanche dans les conduits collecteurs d'entrée 21 et de sortie 22 et à former des éléments de renfort. Leur diamètre extérieur est légèrement inférieur au diamètre intérieur des conduits collecteurs d'entrée 21 et de sortie 22.
Le fluide réfrigérant pénétrant dans l'échangeur thermique 1 par le conduit 5 et le port d'entrée 31 de fluide se répartit par l'intermédiaire du conduit collecteur d'entrée 21 dans les tubes 20. Une fois que le fluide réfrigérant a parcouru un tube 20, il est dirigé vers le conduit collecteur de sortie 21 puis quitte l'échangeur thermique 1 par le port de sortie 32 et la conduite 6.
Lors de la circulation du fluide réfrigérant dans l'échangeur thermique 1, ce dernier reçoit de la chaleur d'un flux d'air qui traverse l'échangeur thermique 1 en passant par les espaces agencés entre les tubes 20.
Les vues en coupe des figures 3 et 4 montrent plus en détail la structure du dispositif de raccordement 3 et son montage avec l'échangeur thermique 1.
Chaque insert 310, 320 de renfort comporte une première portion cylindrique creuse 323 prolongée par une deuxième portion d'extrémité partiellement cylindrique 324 qui sont engagées dans les conduits collecteurs d'entrée 21 et de sortie 22.
Dans le mode de réalisation illustré, les premières portions 323 sont en contact avec le bord des ouvertures 41, 42 de la plaque d'extrémité 4 et le bord intérieur des collerettes 23 de la première plaque 2 adjacente à la plaque d'extrémité 4 (sans toutefois obturer le tube 20 adjacent à la plaque d'extrémité 4).
La paroi des deuxièmes portions 324, qui est ici de forme semi- cylindrique, est disposée vers le haut des conduits collecteurs d'entrée 21 et de sortie 22, et vient en regard des trois passages 201 de fluide réfrigérant adjacents à la plaque d'extrémité 4 (sans obturer ces passages 201).
Par ailleurs, l'embase 33 est plaquée contre la plaque d'extrémité 4.
Cet agencement particulier des inserts 310, 320 de renfort permet d'améliorer la tenue mécanique de l'échangeur thermique 1 au niveau des ouvertures 41, 42 de la plaque d'extrémité 4 sans impacter la circulation du fluide dans l'échangeur thermique 1 et sans modifier la structure de ce dernier.
Comme cela est visible sur la figure 4, l'embout de sortie 321 et l'insert 320 de renfort ont un axe de révolution b commun. Il en est de même pour l'embout de sortie 311 et de l'insert 310 de renfort. Par ailleurs, le diamètre des inserts 310, 320 de renfort est inférieur à celui des embouts d'entrée 311 et de sortie 321.
Le dispositif de raccordement 3 est, par exemple, moulé par extrusion puis assemblé sur l'échangeur thermique 1 avant d'être solidarisé à ce dernier par brasage, en même temps que sont brasés entre elles les plaques 2 de l'échangeur thermique 1.
Les inserts 310, 320 de renfort sont assemblés par encastrement contre les parois internes des conduits collecteurs d'entrée 21 et de sortie 22.
Dans le mode de réalisation illustré, la longueur de la deuxième portion 324 de chaque insert de renfort est égale au double de la longueur de la première portion 323.
On comprend que ces longueurs peuvent varier selon la tenue mécanique souhaitée. La forme de la deuxième portion 324 peut également varier (sa paroi peut s'étendre sur moins de 180° ou plus).
De la même façon, la dimension de la partie inférieure de l'embase 33 qui est plaquée contre la plaque d'extrémité 4 est choisie selon la tenue mécanique souhaitée.
5.3 Autres aspects et variantes
Dans un mode de réalisation particulier, le dispositif de raccordement 3 est formé par deux blocs de raccordement distincts et montés de façon juxtaposée, le premier bloc de raccordement comprenant un port d'entrée 31 pour l'introduction du fluide réfrigérant dans l'échangeur thermique 1 et le deuxième bloc de raccordement comprenant un port de sortie 32 pour l'extraction du fluide réfrigérant.
Dans un mode de réalisation particulier, le dispositif de raccordement 3 peut être obtenu par la combinaison de procédés d'impact et d'extrusion.
Il peut également être envisagé que le dispositif de raccordement 3 ne mette pas en œuvre d'embouts 311, 321. Dans ce cas, les tubulures d'entrée 5 et de sortie 6 peuvent être directement insérées dans les alésages des inserts de renfort du dispositif de raccordement 3.
Dans une variante de réalisation, les tubes 20 du faisceau de tubes sont obtenus par extrusion.
Dans un mode de réalisation, les plaques sont agencées par paires et délimitent entre elles un passage de circulation d'air.
Il est, par ailleurs, possible de disposer des intercalaires ondulés dans chaque passage de circulation d'air. Des intercalaires peuvent également être prévus dans les tubes entre deux plaques. Ceci permet d'améliorer le transfert calorifique entre l'air et le fluide réfrigérant circulant dans les tubes de l'échangeur thermique.

Claims

REVENDICATIONS
1. Echangeur thermique (1), notamment évaporateur, muni d'un dispositif de raccordement (3) pour l'introduction et l'extraction d'un fluide caloporteur, ledit dispositif de raccordement (3) comprenant un port d'entrée (31) de fluide caloporteur et un port de sortie (32) de fluide caloporteur disposés à une extrémité d'une face latérale (11) de l'échangeur thermique (1) et en communication fluidique avec un conduit collecteur d'entrée (21) et un conduit collecteur de sortie (22) respectivement de l'échangeur,
caractérisé en ce que ledit port d'entrée (31) comprend un insert de renfort (310) mécanique s'étendant dans le conduit collecteur d'entrée (21) et ledit port de sortie (32) comprend un insert de renfort (320) mécanique s'étendant dans le conduit collecteur de sortie (22) respectivement.
2. Echangeur thermique (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits ports d'entrée (31) et de sortie (32) de fluide caloporteur comprennent un embout d'entrée (311) et de sortie (321) respectivement faisant saillie à ladite extrémité de ladite face latérale (11) de l'échangeur thermique (1).
3. Echangeur thermique (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits ports d'entrée (31) et de sortie (32) de fluide caloporteur sont portés par au moins une embase (33).
4. Echangeur thermique (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite au moins une embase (33) est plaquée contre ladite face latérale (11) de l'échangeur thermique (1).
5. Echangeur thermique (1) selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que chaque insert de renfort (310, 320) comprend au moins une première portion tubulaire (323) s'étendant à partir de ladite embase (33) et venant en contact avec la surface intérieure dudit conduit collecteur (21, 22) correspondant.
6. Echangeur thermique (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite première portion (323) est prolongée par une deuxième portion (324) dont la paroi est partiellement tubulaire.
7. Echangeur thermique (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend des tubes (20) de circulation de fluide caloporteur débouchant dans le conduit collecteur d'entrée (21) et le conduit collecteur de sortie (22) par le biais de passages (201), la paroi de ladite deuxième portion (324) venant en contact avec la surface intérieure dudit conduit collecteur (21, 22) correspondant sans obstruer les passages (201) de fluide caloporteur.
8. Echangeur thermique (1) selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que la longueur de la première portion (323) est choisie de sorte à ce que la paroi de la première portion n'obstrue aucun passage (201) de fluide caloporteur.
9. Echangeur thermique (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce que la longueur de la deuxième portion (324) est égale au double de la longueur de la première portion (323).
10. Echangeur thermique (1) selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ledit dispositif de raccordement (3) est obtenu par moulage.
11. Echangeur thermique (1) selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit dispositif de raccordement (3) est obtenu par extrusion.
12. Echangeur thermique (1) selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que ledit dispositif de raccordement (3) est lié par brasage audit échangeur thermique (1).
13. Echangeur thermique (1) selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'il comprend un empilement de plaques (2) délimitant ledit conduit collecteur d'entrée (21) et ledit conduit collecteur de sortie (22) dans une partie d'extrémité, et délimitant entre elles les tubes (20) de circulation d'un fluide caloporteur communiquant avec lesdits conduits collecteurs d'entrée et de sortie (21, 22).
14. Echangeur thermique selon la revendication 13, caractérisé en ce que les plaques (2) ont une épaisseur inférieure à 0.3 mm.
15. Echangeur thermique selon l'une quelconque des revendications 1 à 12 et 13 ou 14, caractérisé en ce que lesdits inserts de renfort (310, 320) s'étendent dans lesdits conduits collecteurs d'entrée (21) et de sortie (22) en regard d'au moins trois tubes (20).
16. Dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation d'un véhicule comprenant au moins un échangeur thermique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 15.
PCT/FR2017/053527 2017-12-12 2017-12-12 Échangeur thermique, notamment évaporateur, muni d'un dispositif de raccordement pour l'introduction et l'extraction d'un fluide caloporteur Ceased WO2019115885A1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/FR2017/053527 WO2019115885A1 (fr) 2017-12-12 2017-12-12 Échangeur thermique, notamment évaporateur, muni d'un dispositif de raccordement pour l'introduction et l'extraction d'un fluide caloporteur

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/FR2017/053527 WO2019115885A1 (fr) 2017-12-12 2017-12-12 Échangeur thermique, notamment évaporateur, muni d'un dispositif de raccordement pour l'introduction et l'extraction d'un fluide caloporteur

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019115885A1 true WO2019115885A1 (fr) 2019-06-20

Family

ID=60943048

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2017/053527 Ceased WO2019115885A1 (fr) 2017-12-12 2017-12-12 Échangeur thermique, notamment évaporateur, muni d'un dispositif de raccordement pour l'introduction et l'extraction d'un fluide caloporteur

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2019115885A1 (fr)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007132779A1 (fr) * 2006-05-17 2007-11-22 Calsonic Kansei Corporation Raccord de conduite destiné à un échangeur de chaleur
DE102011075955A1 (de) * 2010-05-17 2011-11-17 Behr Gmbh & Co. Kg Sammelkasten eines Wärmeübertragers
WO2012126687A1 (fr) * 2011-03-23 2012-09-27 Valeo Systemes Thermiques Renfort de liaison entre plaques d'un echangeur de chaleur
WO2013001019A1 (fr) * 2011-06-28 2013-01-03 Valeo Systemes Thermiques Echangeur de chaleur, boitier et circuit de climatisation comprenant un tel echangeur

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007132779A1 (fr) * 2006-05-17 2007-11-22 Calsonic Kansei Corporation Raccord de conduite destiné à un échangeur de chaleur
DE102011075955A1 (de) * 2010-05-17 2011-11-17 Behr Gmbh & Co. Kg Sammelkasten eines Wärmeübertragers
WO2012126687A1 (fr) * 2011-03-23 2012-09-27 Valeo Systemes Thermiques Renfort de liaison entre plaques d'un echangeur de chaleur
WO2013001019A1 (fr) * 2011-06-28 2013-01-03 Valeo Systemes Thermiques Echangeur de chaleur, boitier et circuit de climatisation comprenant un tel echangeur

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2064506B1 (fr) Echangeur de chaleur, en particulier refroidisseur d'air de suralimentation
EP2648862B1 (fr) Ensemble de deux pièces serties l'une sur l'autre
EP2726806A1 (fr) Boitier d'echangeur a plaques empilees et echangeur comprenant un tel boitier
FR2973106A1 (fr) Renfort de liaison entre plaques d'un echangeur de chaleur
WO2016097134A1 (fr) Boite collectrice pour echangeur de chaleur et echangeur de chaleur equipe de ladite boite collectrice
FR2968750A1 (fr) Echangeur de chaleur, notamment pour vehicule automobile
EP1762808A1 (fr) Elément de circuit à tubes plats, et échangeur de chaleur muni de tels éléments de circuit
FR2754888A1 (fr) Echangeur de chaleur a alimentation perfectionnee pour installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation, notamment de vehicule automobile
EP1780490B1 (fr) Boîte collectrice pour échangeur de chaleur, notamment pour évaporateur de climatisation, échangeur comportant une telle boîte
WO2008053090A1 (fr) Échangeur thermique comportant un corps extrudé
EP2633255B1 (fr) Echangeur de chaleur avec alimentation en fluide latérale.
EP1676088B1 (fr) Élément de circuit hydraulique pour échangeur de chaleur , et échangeur de chaleur ainsi obtenu
WO2019115885A1 (fr) Échangeur thermique, notamment évaporateur, muni d'un dispositif de raccordement pour l'introduction et l'extraction d'un fluide caloporteur
FR3060724A1 (fr) Echangeur thermique, notamment evaporateur, muni d'un dispositif de raccordement pour l'introduction et l'extraction d'un fluide caloporteur.
FR2915792A1 (fr) Echangeur de chaleur extrude
FR2992713A1 (fr) Faisceau d'echange de chaleur et echangeur de chaleur comprenant ledit faisceau
EP2372288B1 (fr) Echangeur de chaleur pour un dispositif de climatisation pourvu d'extrémités réduites
WO2020053522A1 (fr) Échangeur thermique et installation de chauffage et/ou ventilation et/ou climatisation correspondante
FR3157922A1 (fr) Echangeur de chaleur, notamment pour véhicule automobile, tube pour un tel échangeur et procédé de fabrication d’un tel tube
FR3086042A1 (fr) Echangeur thermique et installation de chauffage et/ou ventilation et/ou climatisation correspondante
EP4396515A1 (fr) Échangeur de chaleur pour boucle de fluide réfrigérant
WO2020120894A1 (fr) Boîte collectrice pour echangeur de chaleur et echangeur de chaleur comprenant une telle boîte collectrice
FR3089612A1 (fr) Boîte collectrice pour echangeur de chaleur et echangeur de chaleur comprenant une telle boîte collectrice
EP2072936B1 (fr) Echangeur de chaleur unitaire pour un circuit de climatisation
FR2799826A1 (fr) Echangeur de chaleur brase de structure compacte, en particulier pour vehicule automobile

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17826267

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17826267

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1