FR2614688A1

FR2614688A1 - Heat exchanger of the type having tubes and fins provided with lateral cheeks

Info

Publication number: FR2614688A1
Application number: FR8706174A
Authority: FR
Inventors: Philippe Le Gauyer
Original assignee: Chausson Usines SA
Current assignee: Chausson Usines SA
Priority date: 1987-04-30
Filing date: 1987-04-30
Publication date: 1988-11-04

Abstract

Heat exchanger of the type comprising tubes engaged in fins, the tubes being themselves engaged in at least one collector plate covered by a waterbox and the fins having, at a distance from their lateral edges, notches for inserting tabs formed by lateral cheeks, characterised in that the lateral cheeks are made of two elements 11, 12 which can be assembled together by mutual interlocking, each element forming a support 9a, 10a for the tabs 9, 10 engaged in the notches 6, 7 of the fins 2.

Description

La présente invention concerne les échangeurs de chaleur du type d tubes et ailettes dont les ailettes sont reliées des joues latérales qui assurent la canalisation d'un fluide, notamment de l'air, dans la partie active de l'échangeur de chaleur, c'est-A-dire entre les ailettes et les tubes qui sont engagés dans celles-ci. The present invention relates to heat exchangers of the type of tubes and fins, the fins of which are connected to the side cheeks which ensure the channeling of a fluid, in particular air, in the active part of the heat exchanger, it that is to say between the fins and the tubes which are engaged therein.

Il est connu dans la technique de ménager des encoches près du bord latéral des ailettes d'échangeur de chaleur du type rappelé ci-dessus et de monter des joues de façon que des languettes de celles-ci pénètrent dans les encoches. It is known in the art to provide notches near the lateral edge of the heat exchanger fins of the type mentioned above and to mount the cheeks so that the tongues thereof penetrate into the notches.

Pour engager les joues, il est nécessaire soit de les faire coulisser dans les encoches des ailettes, soit de rabattre les languettes dans les encoches après que les ailettes aient été enfilées sur les tubes. To engage the cheeks, it is necessary either to slide them in the notches of the fins, or to fold the tabs in the notches after the fins have been threaded on the tubes.

Dans le premier cas rappelé ci-dessus, l'op6- ration d'engagement par coulissement est longue et la tenue des joues par rapport aux ailettes est médiocre. In the first case mentioned above, the sliding engagement operation is long and the grip of the cheeks relative to the fins is poor.

Dans le second cas, l'opération est analogue a un sertissage et doit être réalisée mécaniquement, ce qui nécessite un outillage relativement complexe et, en outre, les ailettes sont souvent déformées.In the second case, the operation is analogous to crimping and must be carried out mechanically, which requires relatively complex tools and, moreover, the fins are often deformed.

La présente invention crée une nouvelle disposition qui élimine les inconvénients rappelés ci-dessus et qui permet, le cas échéant, de fabriquer les joues par des moyens simples, par exemple par moulage de matière synthétique ou simplement par pliage de rubans mFtalli- ques prédécoupées. The present invention creates a new arrangement which eliminates the drawbacks mentioned above and which makes it possible, if necessary, to manufacture the cheeks by simple means, for example by molding of synthetic material or simply by folding precut metal strips.

Par ailleurs, l'invention permet d'assurer une liaison très solide entre les joues et les ailettes. Furthermore, the invention ensures a very solid connection between the cheeks and the fins.

L'invention permet, aussi, dans l'un de ses modes de réalisation non seulement d'assurer le support de l'échangeur de chaleur par les joues mais encore de réaliser ce support de manière élastique. The invention also makes it possible, in one of its embodiments, not only to provide support for the heat exchanger by the cheeks but also to produce this support in an elastic manner.

Conformément d l'invention, l'échangeur de chaleur du type comportant des tubes engagés dans des ailettes, les tubes étant eux-mêmes engagés dans au moins une plaque collectrice recouverte par une botte h eau et les ailettes présentant distance de leurs bords latéraux des encoches pour l'introduction de languettes formées par des joues latérales, est caractérisé en ce que les joues latérales sont réalisées en deux éléments assemblables entre eux par embottement mutuel, chaque élément formant un support pour les languettes engagéés dans les encoches des ailettes. In accordance with the invention, the heat exchanger of the type comprising tubes engaged in fins, the tubes themselves being engaged in at least one collecting plate covered by a water boot and the fins having distance from their lateral edges from notches for the introduction of tongues formed by lateral cheeks, is characterized in that the lateral cheeks are produced in two elements which can be assembled together by mutual embedding, each element forming a support for the tongues engaged in the notches of the fins.

Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Various other characteristics of the invention will also emerge from the detailed description which follows.

Des formes de réalisation de l'objet de l'invention sont représentées, d titre d'exemples non limitatifs, au dessin annexé. Embodiments of the subject of the invention are shown, by way of nonlimiting examples, in the accompanying drawing.

La fig.1 est une perspective éclatée partielle d'un échangeur de chaleur faisant application de l'invention. Fig.1 is a partial exploded perspective of a heat exchanger applying the invention.

La fig.2 est une coupe éclatée vue sensiblement suivant la ligne II-II de la fig.1. Fig.2 is an exploded section seen substantially along line II-II of Fig.1.

La fig.3 est une coupe analogue À la fig.2 montrant assemblés les éléments apparaissant A cette figure. Fig.3 is a section similar to Fig.2 showing assembled the elements appearing in this figure.

La fig.4 est une élévation vue suivant la ligne
IV-IV de la fig.2.Fig. 4 is an elevation seen along the line
IV-IV of fig. 2.

La fig.5 est une perspective illustrant une variante de réalisation d'un des éléments apparaissant aux figures précédentes. Fig.5 is a perspective illustrating an alternative embodiment of one of the elements appearing in the previous figures.

La fig.6 est une variante de la réalisation selon la fig.5. Fig.6 is a variant of the embodiment according to Fig.5.

La fig.7 est une coupe transversale d'une modification de la réalisation selon la fig.6. Fig.7 is a cross section of a modification of the embodiment according to Fig.6.

L'échangeur de chaleur représenté A la fig.1 comporte des tubes 1 pour la circulation d'un liquide. The heat exchanger shown in fig.1 includes tubes 1 for the circulation of a liquid.

Les tubes sont engagés dans des ailettes 2 constituant des dissipateurs de chaleur. Les extrémités des tubes sont destinées a être insérées dans des passages de tubes 3 d'au moins une plaque collectrice 4 recouverte par une boite à eau 5.The tubes are engaged in fins 2 constituting heat sinks. The ends of the tubes are intended to be inserted into tube passages 3 of at least one collecting plate 4 covered by a water box 5.

Les ailettes 2 présentent, près de leurs bords latéraux 2a, 2b des encoches 6, 7 opposées l'une A l'autre. Les encoches 6, 7 sont destinées A recevoir des languettes 9, 10 formées par deux éléments 11, 12 constitutifs de joues 13. The fins 2 have, near their lateral edges 2a, 2b notches 6, 7 opposite one another. The notches 6, 7 are intended to receive tongues 9, 10 formed by two elements 11, 12 constituting cheeks 13.

L'un des éléments, par exemple l'élément 11, forme un dos 14 destiné a prendre appui contre le bord latéral 2a de chaque ailette 2 lorsque les languettes 9, 10 sont engagées dans les encoches 6, 7 ainsi que l'illustre la fig.3. One of the elements, for example the element 11, forms a back 14 intended to bear against the lateral edge 2a of each fin 2 when the tongues 9, 10 are engaged in the notches 6, 7 as illustrated by the fig. 3.

Pour maintenir entre-eux les éléments 11, 12, ceux-ci présentent des lumières 15 dans lesquelles sont engagés des crochets 16 formés A. l'extrémité de pattes 17 dont le nombre dépend de la hauteur que doivent présenter les joues 13. To hold the elements 11, 12 together, they have openings 15 in which hooks 16 formed at the end of the legs 17 are engaged, the number of which depends on the height which the cheeks 13 must have.

Pour assurer une bonne liaison entre les joues 13 et les ailettes 2, les parties de support 9a, lOa A partir desquelles sont formées les languettes 9, 10 présentent des dents 18 dont l'espacement correspond a celui des ailettes 2 de manière que chaque ailette soit engagée dans un entredent. To ensure a good connection between the cheeks 13 and the fins 2, the support parts 9a, 10a From which the tongues 9, 10 are formed have teeth 18 whose spacing corresponds to that of the fins 2 so that each fin is engaged in an intermission.

La longueur des pattes 17 est, par ailleurs, choisie pour qu'une pression soit exercée sur les extra mités des ailettes lorsque les crochets 16 sont verrouillés, par déformation élastique, dans les lumières 15. Les lumières 15 prévues A la partie haute et A la partie basse des éléments 11 des joues peuvent être délimitées par une simple encoche comme cela est illustré la fig.l. The length of the legs 17 is, moreover, chosen so that pressure is exerted on the ends of the fins when the hooks 16 are locked, by elastic deformation, in the slots 15. The slots 15 provided at the upper part and at the lower part of the elements 11 of the cheeks can be delimited by a simple notch as illustrated in fig.l.

La hauteur des joues correspond sensiblement A. The height of the cheeks corresponds substantially to A.

la hauteur devant séparer deux plaques collectrices 4 d'un échangeur de chaleur à deux plaques collectrices.the height to separate two collector plates 4 of a heat exchanger with two collector plates.

Ainsi, les joues permettent au moment de l'assemblage des tubes dans les plaques collectrices de définir exactement la distance devant séparer les deux plaques collectrices. Etant donné que les joues 13, 14 sont fixées seulement aux ailettes 2 comme cela est expliqué dans ce qui précède, les tubes 1 peuvent se dilater librement lorsqu'un fluide chaud les parcourt sans qu'il en résulte des inconvénients provenant des joues latérales 13 comme cela pourrait être le cas si les joues latérales étaient fixées aux plaques collectrices 4 étant donné qu'il existerait nécessairement des dilatations différentielles entre les tubes parcourus par un fluide et les joues latérales non chauffées de la même manière.Thus, the cheeks allow when assembling the tubes in the collector plates to define exactly the distance to separate the two collector plates. Since the cheeks 13, 14 are fixed only to the fins 2 as explained above, the tubes 1 can expand freely when a hot fluid flows through them without this resulting in drawbacks from the side cheeks 13 as could be the case if the side cheeks were fixed to the collector plates 4 since there would necessarily be differential expansions between the tubes traversed by a fluid and the side cheeks not heated in the same way.

Les joues décrites dans ce qui précède peuvent aussi être mises en oeuvre dans des échangeurs de chaleur comportant une seule plaque collectrice 4 et dont les tubes de circulation se présentent sous la forme de tubes pliés en épingles. Dans ce qui précède, les tubes sont représentés de section sensiblement rectangulaire mais il est évident que l'invention peut être mise en oeuvre de même façon avec des tubes présentant une autre forme en section et de même, lorsque les tubes sont des tubes pliés en épingle, la botte A eau 5 peut comporter une ou des cloisons de séparation permettant de réaliser une circulation à plusieurs passes. The cheeks described in the foregoing can also be used in heat exchangers comprising a single collecting plate 4 and the circulation tubes of which are in the form of tubes bent into pins. In the foregoing, the tubes are shown to be substantially rectangular in section but it is obvious that the invention can be implemented in the same way with tubes having another shape in section and likewise, when the tubes are tubes bent in pin, the water boot 5 may include one or more partition walls making it possible to carry out a circulation with several passes.

Les joues décrites ci-dessus peuvent aussi ne s'étendre que sur une partie seulement des ailettes 2 qui les portent. Cette réalisation est cependant moins avantageuse que celle évoquée dans ce qui précède dans laquelle les joues s'étendent sur toute la hauteur des ailettes car alors lesdites joues constituent également des déflecteurs servant À canaliser un fluide devant circuler entre les ailettes et entre les tubes. The cheeks described above may also extend only over part of the fins 2 which carry them. This embodiment is however less advantageous than that mentioned in the above in which the cheeks extend over the entire height of the fins because then said cheeks also constitute deflectors serving to channel a fluid which must circulate between the fins and between the tubes.

Comme l'illustre la fig.1, les joues 13 peuvent être munies de supports 19 permettant d'assurer la fixation de l'ensemble de l'échangeur de chaleur par exemple dans la caisse d'un véhioule automobile. As illustrated in FIG. 1, the cheeks 13 may be provided with supports 19 making it possible to secure the assembly of the heat exchanger assembly, for example in the body of an automotive vehicle.

La réalisation, qui est décrite dans ce qui précède, des joues 13, permet de les réaliser d'une manière particulièrement simple en matière moulée, notamment en matière synthétique moulée. The production, which is described in the foregoing, of the cheeks 13, makes it possible to produce them in a particularly simple manner in molded material, in particular in molded synthetic material.

Les fig.5 a 7 illustrent des développements de la réalisation décrite en relation aux fig.l A 4. Figs. 5 to 7 illustrate developments of the embodiment described in relation to fig.l A 4.

A la fig.5, l'élément îla constitutif de la joues 13a présente des lumières 20 et son extrémité latérale opposée à celle formant la languette 9 et son support 9a est rabattue de manière a s'étendre dans une direction sensiblement parallèle audit support 9a mais dans une direction opposée à celui-ci en formant une aile 21 prolongée par un bord tombé 21a. In FIG. 5, the element constituting the cheek 13a has openings 20 and its lateral end opposite to that forming the tongue 9 and its support 9a is folded down so as to extend in a direction substantially parallel to said support 9a but in a direction opposite thereto by forming a wing 21 extended by a fallen edge 21a.

Ainsi, l'élément îîa se présente, en section transversale, sensiblement comme la lettre S. L'élément 12a forme des pattes 22 qui s'étendent, A partir d'un dos 23 parallèle et en appui contre le dos 24 de l'élément pila, a travers les lumières 20 puis lesdites pattes 22 sont repliées pour former des ailes 25 présentant un bord tombé 25a. Thus, the element is presented, in cross section, substantially like the letter S. The element 12a forms legs 22 which extend, from a parallel back 23 and bearing against the back 24 of the pila element, through the openings 20 then said tabs 22 are folded back to form wings 25 having a fallen edge 25a.

Les supports 9a, îOa des languettes 9, 10 présentent avantageusement les mêmes dents 18 destinées A verrouiller les ailettes 2 que celles décrites dans ce qui précède. The supports 9a, îOa of the tongues 9, 10 advantageously have the same teeth 18 intended to lock the fins 2 as those described in the foregoing.

Un élément dilatable 26, par exemple un bloc de caoutchouc comprimé est inséré entre les ailes 21 et 25, cet élément étant retenu par les bords 21a, 25a. An expandable element 26, for example a block of compressed rubber is inserted between the wings 21 and 25, this element being retained by the edges 21a, 25a.

L'effort élastique exercé par l'élément dilatable 26 tend a écarter les ailes 21 et 25 et, par conséquent, a rapprocher les languettes 9, 10 l'une de l'autre comme indiqué par les flèches a la fig.5. Pour mettre en place la joue 13a décrite ci-dessus, il suffit au moyen d'un organe de serrage de comprimer l'organe dilatable 26 en agissant par exemple sur l'extérieur des ailes 21, 25, ce qui permet d'engager les languettes 9, 10 dans les encoches 6 des ailettes et ensuite en libérant les ailes 21, 25 l'élément dilatable 26 fait que les ailettes sont pincées et fermement maintenues par la joue.Des supports, tels que le support 19 décrit en référence h la fig.1, peuvent être prévus soit dans les ailes 21, 24, soit dans l'élément dilatable 26, ce qui permet, étant donné l'élasticité de celui-ci, d'assurer supplémentairement une suspension élastique pour l'échangeur de chaleur. The elastic force exerted by the expandable element 26 tends to spread the wings 21 and 25 and, consequently, to bring the tongues 9, 10 together as indicated by the arrows in fig.5. To set up the cheek 13a described above, it suffices by means of a clamping member to compress the expandable member 26 by acting for example on the outside of the wings 21, 25, which makes it possible to engage the tabs 9, 10 in the notches 6 of the fins and then by releasing the wings 21, 25 the expandable element 26 causes the fins to be pinched and firmly held by the cheek. Supports, such as the support 19 described with reference to the fig.1, can be provided either in the wings 21, 24, or in the expandable element 26, which allows, given the elasticity thereof, to provide additional elastic suspension for the heat exchanger .

I1 est avantageux pour que les dos 23 et 24 des éléments îla et 12a prennent appui simultanément contre le bord latéral 2a de chaque ailette qu'une feuillure 27 soit prévue par exemple dans le dos 24 ainsi que l'illustre la fig.5. It is advantageous for the backs 23 and 24 of the elements 11a and 12a to bear simultaneously against the lateral edge 2a of each fin that a rebate 27 is provided for example in the back 24 as illustrated in FIG. 5.

La fig.6 illustre encore une autre variante selon laquelle les éléments llb, 12b de la joue 13b forment, comme précédemment, les languettes 9, 10 a partir des supports 9a, 10a. Les supports sont formés A partir de jeux de pattes 28, 29 présentent la conformation des dos 23, 24 de la fig.5 et respectivement de l'aile 21 et des pattes 25 de cette même figure 5. Fig.6 illustrates yet another variant according to which the elements llb, 12b of the cheek 13b form, as before, the tongues 9, 10 from the supports 9a, 10a. The supports are formed from sets of legs 28, 29 have the shape of the backs 23, 24 of FIG. 5 and respectively of the wing 21 and the legs 25 of this same FIG. 5.

Un élément dilatable 26 est utilisé pour tendre a rapprocher les languettes 9, 10 afin que celles-ci soient bien serrées dans les encoches 6 des ailettes 2. An expandable element 26 is used to tend to bring the tongues 9, 10 together so that they are well tightened in the notches 6 of the fins 2.

Comme le montre la fig.6, outre les dents 18 assurant le maintien des ailettes, il est possible aussi que le bord libre des languettes 9, 10 présente. des dents 30, ce-qui améliore encore la fixation sur les ailettes. As shown in fig.6, in addition to the teeth 18 ensuring the maintenance of the fins, it is also possible that the free edge of the tongues 9, 10 has. teeth 30, which further improves the attachment to the fins.

La fig.7 illustre encore une autre modification selon laquelle l'élément dilatable 26 est décalé axialement par rapport aux ailettes 2. Cette disposition peut être recherchée pour faciliter la fixation de l'échangeur de chaleur dans un berceau de support en utilisant les languettes 25 ou l'élément dilatable 26 faisant saillie pour être~engagé dans une glissière. Fig.7 illustrates yet another modification according to which the expandable element 26 is axially offset with respect to the fins 2. This arrangement can be sought to facilitate the fixing of the heat exchanger in a support cradle by using the tabs 25 or the expandable member 26 projecting to be ~ engaged in a slide.

Les réalisations suivant les fig.5 A 7 se prêtent également à des fabrications en matière moulée, notamment en résine synthétique moulée mais elles rendent possible aussi une fabrication des joues en métal car elles ne mettent en oeuvre que des moyens de mise en forme simple, notamment des moyens de pliage. The embodiments according to FIGS. 5 to 7 also lend themselves to manufacturing in molded material, in particular in molded synthetic resin, but they also make it possible to manufacture metal cheeks because they use only simple shaping means, in particular folding means.

L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation, représentés et décrits en détail, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. The invention is not limited to the exemplary embodiments, shown and described in detail, since various modifications can be made thereto without departing from its scope.

Claims

1 - Heat exchanger of the type comprising tubes engaged in fins, the tubes themselves being engaged in at least one collecting plate covered by a water box and the fins having, at a distance from their lateral edges, notches for introduction tongues formed by lateral cheeks, characterized in that the lateral cheeks are produced in two elements (11, 12, îîa, 12a, llb, 12b) which can be assembled together by mutual interlocking, each element forming a support (9a, 10a) for the tongues (9, 10) engaged in the notches (6, 7) of the fins (2).

2 - Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the elements form at least one back (14, 23, 24) bearing against the lateral edge (2a) of each fin.

3 - Heat exchanger according to one of claims 1 and 2, characterized in that the supports (9a, 10a) of the tongues (9, 10) have teeth (18) between which are inserted the fins (2).

4 - Heat exchanger according to one of claims 1 to 3, characterized in that, additionally, the tongues (9, 10) have teeth (30).

5 - Heat exchanger according to one of claims 1 to 4, characterized in that the elements (10, 11) constituting each cheek have slots or interlocking notches (15) for hooks (16) formed in the 'leg end (17) ensuring the locking of the two elements (11, 12) between them.

6 - Heat exchanger according to one of claims 1 to 5, characterized in that each element (1 la, 12a) forms a back from which are delimited wings (21, 25) between which an expandable element (26) is arranged to tend to spread said wings by bringing the supports (9a, 10a) and their tongues (9, 10) closer together.

7 - Heat exchanger according to one of claims 1 to 6, characterized in that the wings (25) are formed from legs (22) passed through lights (20) of the back (24) of one of nestable elements constituting a cheeks (13).

8 - Heat exchanger according to one of claims 1 to 7, characterized in that the back (14) of one of the elements (lla, 12a) forms a rebate (27) so that the backs (23, 24 ) of the two elements are aligned and bear against the lateral side (2a) of the fins (2).

9 - Heat exchanger according to one of claims 1 to 8, characterized in that the cheeks (13) have supports (19) for fixing the assembly of the heat exchanger.

10 - Heat exchanger according to one of claims 1 to 9, characterized in that the cheeks extend over all or part of the height of the heat exchanger and constitute deflectors for the fluid having to pass between the fins and tubes of said exchanger.

11 - Heat exchanger according to one of claims 1 d 10, characterized in that the cheek supports are formed from the expandable element produced by a rubber block or the like.

12 - Heat exchanger according to one of claims 1 to 11, characterized in that the expandable element projects outside to be engaged in a slide.