FR3066012A1 - Dispositif d'echange de chaleur pour vehicule automobile - Google Patents
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Abstract
Dispositif d'échange de chaleur (1) comprenant au moins un échangeur de chaleur (2) comportant une pluralité de tubes (4) dans lesquels peut circuler un fluide, lesdits tubes (4) étant empilés selon une première direction (Z) et espacés les uns des autres afin de délimiter une pluralité de passages configurés pour être empruntés par un flux d'air (FA), le dispositif d'échange de chaleur (1) comportant un dispositif de protection métallique (3) formant une face d'entrée (14) de l'échangeur de chaleur (2) par laquelle le flux d'air (FA) est apte à entrer dans les passages selon une deuxième direction (X) transversale à la face d'entrée (14) de l'échangeur de chaleur (2), le dispositif de protection métallique (3) étant solidaire de l'échangeur de chaleur (2) en formant avec celui-ci un ensemble monobloc.
Description
DISPOSITIF D’ECHANGE DE CHALEUR POUR VEHICULE AUTOMOBILE
La présente invention selon ses différents aspects concerne le domaine des échangeurs de chaleur et notamment des échangeurs de chaleur placés en face avant d'un véhicule automobile.
Des échangeurs de chaleur interagissent avec une boucle de circulation d’un fluide, afin de générer un échange de calories entre un air extérieur au véhicule dirigé pour passer à travers ces échangeurs de chaleur et le fluide. Il peut s’agir d’un fluide caloporteur, d’un fluide frigorigène, ou encore d’un fluide gazeux tel qu’un flux d’air d’admission pour un moteur à combustion interne.
Ces échangeurs de chaleur peuvent consister en des radiateurs, des condenseurs ou des refroidisseurs d’air suralimenté. Dans ces échangeurs de chaleur, plusieurs tubes sont empilés les uns sur les autres avec des intercalaires agencés entre eux. Le fluide circule à l’intérieur des tubes et transfère ou capte des calories présentes dans l’air extérieur qui traverse les intercalaires de l’échangeur de chaleur.
Ces échangeurs de chaleur sont agencés de façon classique en face avant des véhicules automobiles, pour capter au mieux l’air extérieur, en amont du moteur qui lui est disposé dans le compartiment moteur du véhicule.
La position en face avant de ces échangeurs de chaleur expose l’échangeur de chaleur le plus en avant du véhicule à la projection de débris ou de gravillons pouvant endommager ou même percer les tubes à l'intérieur desquels circule le fluide. Les tubes de cet échangeur de chaleur situé le plus en avant du véhicule sont exposés aux gravillons et projections au niveau de leur bord tourné vers l’avant du véhicule.
Afin de protéger ces échangeurs de chaleur, il est connu de placer au-devant d'eux une grille de protection pouvant retenir les gravillons ou tout autre projectile et éviter ainsi les chocs sur les tubes des échangeurs. Il est par exemple connu du document FR3035956 de disposer une grille de protection en amont du ou des échangeurs de chaleur du véhicule automobile, en clipsant cette grille de protection sur l’échangeur de chaleur.
Si un tel agencement permet une protection appropriée des échangeurs de chaleur, il convient toutefois de noter d’une part que la présence de la grille de protection génère un encombrement longitudinal pénalisant dans cette zone où la place disponible est limitée, et d’autre part, que cette grille de protection est directement au contact des tubes de l’échangeur de chaleur, les chocs subis par cette grille de protection étant alors répercutés sur ces tubes.
Ainsi, un des buts est de proposer une alternative aux dispositifs de protection connus des échangeurs de chaleur, qui permette de réduite l'encombrement total de l’échangeur de chaleur équipé de son dispositif de protection contre les projectiles, une telle combinaison étant par ailleurs facile à fabriquer, fiable et peu coûteuse.
Un aspect de l'invention a pour objet un dispositif d’échange de chaleur comprenant au moins un échangeur de chaleur comportant une pluralité de tubes dans lesquels peut circuler un fluide et empilés selon une première direction, lesdits tubes étant espacés les uns des autres afin de délimiter une pluralité de passages configurés pour être empruntés par un flux d’air, le dispositif d’échange de chaleur comportant un dispositif de protection métallique formant une face d’entrée de l’échangeur de chaleur par laquelle le flux d’air est apte à entrer dans les passages selon une deuxième direction transversale à la face d’entrée de l’échangeur de chaleur, le dispositif de protection métallique étant solidaire de l’échangeur de chaleur en formant avec celui-ci un ensemble monobloc.
Chaque passage destiné à être emprunté par le flux d’air est délimité par deux tubes successifs. On entend par « tubes successifs », deux tubes agencés l’un après l’autre le long de la première direction. Lorsque le dispositif d’échange de chaleur est intégré à un véhicule automobile, la première direction selon laquelle sont empilés les tubes est une direction verticale.
Selon un aspect, la pluralité de tubes de l’échangeur de chaleur comprend des tubes plats qui s’étendent horizontalement, c’est-à-dire perpendiculairement à la première direction selon laquelle sont empilés les tubes.
Le dispositif de protection métallique permet de protéger la pluralité de tubes de l’échangeur de chaleur contre des projectiles, et notamment contre des gravillons. Ce dispositif de protection métallique peut par exemple être une grille métallique.
On entend par « solidaire » le fait que le dispositif de protection est brasé sur l’échangeur de chaleur. A titre d’exemple, le dispositif d’échange de chaleur est réalisé en une unique étape de brasage à la fois des éléments composant l’échangeur de chaleur entre eux et avec le dispositif de protection métallique, l’ensemble de ces pièces formant ainsi un unique composant dit « ensemble monobloc ».
On entend par « monobloc » le fait que l’échangeur de chaleur et le dispositif de protection métallique forment un unique ensemble ne pouvant être séparé sans occasionner de détérioration de l’un ou de l’autre.
Cette réalisation d’un ensemble monobloc facilite le montage du dispositif d’échange de chaleur sur un véhicule automobile en supprimant une étape d’assemblage du dispositif de protection sur l’échangeur de chaleur.
Selon une caractéristique, au moins un élément de dissipation de la chaleur est disposé entre deux tubes successifs, cet élément de dissipation de la chaleur étant configurée pour permettre la circulation du flux d’air dans le passage qu’il occupe. On comprend par ailleurs que des éléments de dissipation de la chaleur sont disposés dans les passages de la pluralité de passages délimitée par les tubes. Au moins un élément de dissipation de la chaleur peut ainsi être disposé dans chacun de ces passages.
Cet au moins un élément de dissipation de la chaleur permet de favoriser les échanges de chaleur en augmentant une surface de contact entre le flux d’air et le tube en contact avec l’élément de dissipation, favorisant ainsi un transfert de calories entre le flux d’air et le fluide circulant dans les tubes de l’échangeur de chaleur.
Selon un exemple de réalisation, l’élément de dissipation de la chaleur est une ailette. Cette ailette prend la forme d’un ruban plié de manière sinusoïdale et pouvant comporter des persiennes.
Selon un mode de réalisation, des intercalaires internes peuvent être insérées dans les tubes de l’échangeur de chaleur. Ces intercalaires internes permettent notamment de perturber l'écoulement du fluide dans les tubes en augmentant ainsi une surface d'échange avec les tubes et consécutivement le flux d’air circulant dans les passages délimités par ces tubes.
Selon un aspect, la deuxième direction est perpendiculaire à la première direction, au moins un élément de dissipation de la chaleur présente une première dimension mesurée selon une droite parallèle à la deuxième direction et au moins un tube de la pluralité de tubes présente une deuxième dimension mesurée selon une droite parallèle à la deuxième direction.
Selon un premier mode de réalisation, la première dimension est supérieure à la deuxième dimension. Avantageusement, chaque élément de dissipation de la chaleur présente une première dimension supérieure à chaque deuxième dimension de chaque tube.
Selon une caractéristique de ce premier mode de réalisation, au moins un élément de dissipation de la chaleur s’étend au-delà d’au moins un tube le long de la deuxième direction, au moins du côté de la face d’entrée de l’échangeur de chaleur, et avantageusement à la fois du côté de la face d’entrée et du côté de la face de sortie de l’échangeur de chaleur.
Selon une autre caractéristique de ce premier mode de réalisation, le dispositif de protection métallique est solidarisé au moins à une tranche d’au moins un élément de dissipation de la chaleur.
Avantageusement le dispositif de protection métallique peut être solidarisé aux tranches de tous les éléments de dissipation de la chaleur. Les tranches des éléments de dissipation s’inscrivent alors dans un plan qui est distinct d’un autre plan dans lequel s’inscrivent les bords des tubes orientés vers la face d’entrée de l’échangeur de chaleur.
On comprend alors que toutes les tranches auxquelles est solidarisé le dispositif de protection métallique s’inscrivent dans un premier plan parallèle à un deuxième plan dans lequel s’inscrit le dispositif de protection métallique, ce premier plan et ce deuxième plan se superposant. Cette solidarisation du dispositif de protection métallique aux éléments de dissipation de la chaleur est rendu possible grâce aux dimensions de ces éléments de dissipation de la chaleur par rapport aux tubes. Le dispositif de protection métallique est ainsi solidarisé à l’échangeur de chaleur à distance des tubes de cet échangeur de chaleur, le dispositif de protection métallique n’étant ainsi pas directement en contact avec ces derniers. Grâce à cette distance, les éventuels chocs subis par le dispositif de protection métallique ne sont pas répercutés sur les tubes de l’échangeur de chaleur.
Selon un deuxième mode de réalisation, la première dimension est égale, ou sensiblement égale, à la deuxième dimension. Selon ce deuxième mode de réalisation, les tranches des éléments de dissipation de la chaleur et les bords des tubes orientés vers la face d’entrée de l’échangeur de chaleur sont alignés et s’inscrivent dans un même plan.
Selon ce deuxième mode de réalisation, le plan dans lequel s’inscrivent les tranches des éléments de dissipation de la chaleur et les bords des tubes de l’échangeur de chaleur est parallèle et distinct du deuxième plan dans lequel s’inscrit la grille de protection.
Selon une caractéristique, le dispositif d’échange de chaleur comprend un espace entre un bord d’au moins un tube de l’échangeur de chaleur et le dispositif de protection métallique. Sans être nécessairement limité au premier mode de réalisation exposé ci-dessus, un tel espace est avantageusement créé dans ce premier mode réalisation où une largeur du tube est inférieure à une largeur de l’élément de dissipation.
Selon ce premier mode de réalisation, cet espace est ainsi lié à la différence de dimensions entre les éléments de dissipation de la chaleur et les tubes et il permet d’améliorer la protection de la pluralité de tubes de l’échangeur de chaleur. En effet, grâce à cet espace, une déformation du dispositif de protection métallique par un projectile, par exemple un gravillon, n’aura pas d’impact sur les tubes de l’échangeur de chaleur, dans la mesure où la déformation de ce dispositif de protection est contenue dans cet espace.
Selon un troisième mode de réalisation, le dispositif de protection métallique est au moins solidarisé à des joues d’extrémité de l’échangeur de chaleur, ce dispositif de protection métallique étant disposé à distance des éléments de dissipation de la chaleur et des tubes de l’échangeur afin de générer l’espace mentionné ci-dessus.
Selon une variante de réalisation, le dispositif de protection métallique comprend au moins une projection s’étendant selon une direction parallèle, ou sensiblement parallèle, à la deuxième direction selon laquelle circule le flux d’air à travers l’échangeur de chaleur.
Cette au moins une projection peut par exemple être un moyen de fixation du dispositif de protection métallique sur l’échangeur de chaleur. Cette projection peut par exemple être formée en pliant une partie du dispositif de protection métallique, cette projection pouvant alors être intercalée soit entre l’une des joues d’extrémité et un élément de dissipation de la chaleur, soit entre l’une des joues d’extrémité et l’un des tubes de l’échangeur de chaleur.
Avantageusement, le dispositif de protection métallique comprend deux projections s’étendant à des extrémités opposées de l’échangeur de chaleur le long de la première direction. Ces projections permettent de solidariser le dispositif de protection métallique sur le dispositif d’échange de chaleur.
Alternativement, le dispositif de protection peut être entièrement plat, et il est alors solidarisé à l’échangeur de chaleur par brasage contre les tranches des éléments de dissipation et/ou contre les bords des tubes.
On comprend que ces variantes de solidarisation peuvent s’appliquer aussi bien au premier mode de réalisation qu’au deuxième mode de réalisation.
Selon un exemple de réalisation, le dispositif de protection métallique est en métal déployé. Il s’agit alors par exemple d’une grille métallique déployée.
Ce métal déployé présente la forme d’une plaque métallique ajourée, et plus précisément d’un maillage métallique. Cette forme spécifique permet notamment de réduire le poids du dispositif de protection tout en offrant une bonne résistance mécanique du fait de sa déformabilité et de son élasticité.
Selon un autre exemple de réalisation, le dispositif de protection métallique est un treillis métallique, par exemple soudé ou tissé. Un treillis soudé est réalisé en soudant des bandes métalliques entre elles, ces bandes métalliques étant agencées selon deux directions perpendiculaires. Par exemple une première portion de ces bandes métalliques s’étend verticalement tandis qu’une deuxième portion de ces bandes métalliques s’étend horizontalement. Ce treillis soudé se distingue de la grille métallique déployée en ce que cette grille métallique déployée est obtenue à partir d’une unique feuille de métal que l’on étire afin d’obtenir ladite grille déployée.
Le dispositif de protection métallique est réalisé en un matériau compatible avec un matériau dans lequel est réalisé l’échangeur de chaleur, afin de permettre le brasage de ces éléments en une seule étape. Par exemple, l’échangeur de chaleur et le dispositif de protection métallique peuvent être réalisés en un alliage d’aluminium. On comprend que ces alliages peuvent être différents dans la mesure où ils permettent la solidarisation du dispositif de protection métallique sur l’échangeur de chaleur.
Un aspect de l’invention concerne également un véhicule automobile comportant en face avant un dispositif d’échange de chaleur selon la présente invention, ce dispositif d’échange de chaleur étant agencé de sorte que le dispositif de protection métallique soit orienté vers l’avant du véhicule. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore au travers de la description qui suit d’une part, et de plusieurs exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins schématiques annexés d’autre part, sur lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d’un dispositif d’échange de chaleur selon la présente invention ; - les figures 2 à 4 sont des représentations schématiques en coupe du dispositif d’échange de chaleur selon différents modes de réalisation de la présente invention.
Sur la figure 1 est illustré un dispositif d’échange de chaleur 1 selon la présente invention. Ce dispositif d’échange de chaleur 1 comprend un échangeur de chaleur 2 auquel est solidarisé un dispositif de protection métallique 3. L’échangeur de chaleur 2 comprend une pluralité de tubes 4 dans lesquels peut circuler un fluide, par exemple un fluide caloporteur tel que de l’eau glycolé quand l’échangeur de chaleur 2 est un radiateur, un fluide frigorigène quand l’échangeur de chaleur 2 est un condenseur ou un refroidisseur de gaz, ou un flux d’air d’admission quand l’échangeur de chaleur 2 est un refroidisseur d’air suralimenté. Ces tubes 4 sont empilés selon une première direction Z et sont espacés les uns des autres afin de générer une pluralité de passages par lesquels peut circuler un flux d’air FA. Ces passages permettent la circulation du flux d’air FA à travers l’échangeur de chaleur 2 selon une deuxième direction X et seront plus amplement décrit dans la suite de la description.
Le dispositif d’échange de chaleur 1 selon la présente invention est destiné à être monté sur un véhicule automobile. Lorsque ce dispositif d’échange de chaleur 1 est monté sur le véhicule automobile, la première direction Z est une direction verticale et la deuxième direction X est une direction horizontale. L’échangeur de chaleur 2 est configuré pour permettre un échange de calories entre le fluide circulant dans les tubes 4 d’un faisceau de l’échangeur de chaleur 2 et le flux d’air FA traversant cet échangeur de chaleur 2 via les passages délimités par lesdits tubes 4. On entend par « faisceau de l’échangeur de chaleur» un ensemble formé par l’empilement alternatifs de tubes 14 et d’éléments de dissipation de la chaleur décrits ci-après.
Afin d’augmenter une surface de contact entre ce flux d’air FA et ce fluide, des éléments de dissipation de la chaleur peuvent être agencés dans les passages délimités par les tubes 4. Ces éléments de dissipation de la chaleur peuvent par exemple prendre la forme d’ailettes et seront plus amplement décrit ci-après, en référence aux figures 2 à 4.
Chaque tube 4 de la pluralité de tubes 4 est plat et s’étend principalement selon une droite d’extension Y, le fluide circulant dans ces tubes 4 le long de cette droite d’extension Y. Tel qu’illustré, cette droite d’extension Y est perpendiculaire à la première direction Z et à la deuxième direction X.
Deux boîtes collectrices 5 du fluide sont respectivement disposées à une extrémité longitudinale des tubes 4 le long de cette droite d’extension Y. L’une de ces boîtes collectrice 5 comprend une bouche d’entrée 5a configurée pour permettre au fluide d’entrer dans les tubes 4 de l’échangeur de chaleur 2, l’autre boîte collectrice 5 comprenant quant à elle une bouche de sortie 5b configurée pour permettre à ce fluide de sortir de l’échangeur de chaleur 2. Ces boîtes collectrices 5 sont configurées pour répartir ou collecter le fluide arrivant ou sortant dans l’échangeur de chaleur 2 dans ou hors des tubes 4 de cet échangeur de chaleur 2.
Lorsque le dispositif d’échange de chaleur 1 est monté sur le véhicule automobile auquel il est destiné, la droite d’extension Y des tubes 4 est une droite horizontale. Les tubes 4 de l’échangeur de chaleur sont donc des tubes plats s’étendant horizontalement.
Le long de la première direction Z, l’échangeur de chaleur 2 est délimité par des joues d’extrémité 6 s’étendant selon des droites parallèles à la droite d’extension Y des tubes 4, et entre les deux boîtes collectrices 5.
Tel que précédemment mentionné, le dispositif d’échange de chaleur 1 selon la présente invention comprend également un dispositif de protection métallique 3 solidarisé à l’échangeur de chaleur 2, ce dispositif de protection métallique 3 formant une face d’entrée 14 de l’échangeur de chaleur 2. On entend par « face d’entrée 14 de l’échangeur de chaleur 2 » une face de cet échangeur de chaleur 2 par laquelle le flux d’air est apte à pénétrer dans le faisceau de l’échangeur de chaleur 2.
Tel qu’illustré, la deuxième direction X selon laquelle le flux d’air FA circule dans l’échangeur de chaleur 2 est transversale, par exemple perpendiculaire, à cette face d’entrée 14.
Selon un exemple illustré sur la figure 1, le dispositif de protection métallique 3 s’étend entre les joues d’extrémités 6 selon la première direction Z et entre les boîtes collectrices 5 selon la droite d’extension Y des tubes 4. Afin de laisser apparaître ces tubes 4, et ainsi faciliter la compréhension de la figure 1, le dispositif de protection métallique 3 est représenté en deux parties, mais on comprend que ce dispositif de protection métallique 3 s’étend de façon continue, sans interruption, entre les deux boîtes de répartition 5, ainsi qu’entre les joues d’extrémité 6.
Selon la présente invention, le dispositif de protection métallique 3 peut être solidarisé à l’échangeur de chaleur 2 par brasage. Les différents éléments composants l’échangeur de chaleur 2, à savoir au moins les tubes 4, les éléments de dissipation de la chaleur 10 et les boîtes collectrices 5, peuvent être solidarisés entre eux par brasage. La solidarisation du dispositif de protection métallique 3 sur l’échangeur de chaleur 2 peut ainsi être intégrée directement au processus de fabrication de l’échangeur de chaleur 2 seul, une unique étape de brasage permettant de solidariser les éléments composant l’échangeur de chaleur 2 entre eux et également de les solidariser avec le dispositif de protection métallique 3.
Avantageusement, on réalise donc une seule étape de brasage pour obtenir le dispositif d’échange de chaleur 1 selon la présente invention.
De plus, ce brasage permet d’obtenir un ensemble monobloc, c’est-à-dire que l’échangeur de chaleur 2 et le dispositif de protection métallique 3 forment un ensemble unitaire dans lequel ni l’échangeur de chaleur 2 ni le dispositif de protection métallique 3 ne peut être désolidarisé sans que l’un ou l’autre ne soit détérioré.
Le dispositif d’échange de chaleur 1 étant formé d’une seule et unique pièce, son intégration dans le véhicule automobile auquel il est destiné est facilitée.
Selon la présente invention, le dispositif de protection métallique 3 peut être brasé en plusieurs points de l’échangeur de chaleur 2. Par exemple le dispositif de protection métallique 3 peut être brasé au niveau des joues d’extrémité 6, au niveau des boîtes collectrices 5 ou encore sur les éléments de dissipation de la chaleur. Ces différents points de solidarisation peuvent être utilisés alternativement les uns des autres ou bien conjointement.
Selon l’exemple illustré sur la figure 1, le dispositif de protection métallique 3 est une grille métallique. Cette grille métallique peut par exemple être réalisée en un métal déployé, cette grille métallique prenant alors la forme d’une plaque ajourée par un maillage. Ces ajours permettent notamment de réduire le poids d’un tel dispositif de protection métallique 3 afin de réduire la consommation du véhicule automobile sur lequel le dispositif d’échange de chaleur 1 est destiné à être intégré.
Selon un autre exemple de réalisation non illustré ici, le dispositif de protection métallique 3 est réalisé par un treillis soudé ou tissé présentant les mêmes avantages qu’une grille en métal déployé.
Les figures 2, 3 et 4 sont des illustrations vues en coupe, du dispositif d’échange de chaleur 1 selon la présente invention, la figure 2 illustrant un premier mode de réalisation de la présente invention, la figure 3 illustrant une variante de ce premier mode de réalisation et la figure 4 illustrant un deuxième mode de réalisation de la présente invention.
On comprend que sur ces figures le dispositif d’échange de chaleur 1 n’est pas intégralement représenté, et qu’afin de faciliter la compréhension de ces figures seules les extrémités au niveau desquelles sont disposées les joues d’extrémité 6 sont illustrées.
Tel que précédemment mentionné, le dispositif d’échange de chaleur 1 comprend l’échangeur de chaleur 2 et le dispositif de protection métallique 3 formant la face d’entrée 14 de cet échangeur de chaleur 2, cet échangeur de chaleur 2 comprenant une pluralité de tubes 4 empilés selon la première direction Z. Ces tubes 4 présentent respectivement deux parois principales 7 reliées entre elles par deux bords 8a, 8b, ces parois principales 7 s’étendant dans un plan XY.
Les tubes 4 délimitent deux à deux des passages configurés pour être empruntés par le flux d’air FA. Autrement dit, deux tubes 4 successifs, c’est-à-dire deux tubes 4 agencés l’un après l’autre le long de la première direction Z, délimitent un passage. Plus précisément, un passage est délimité par l’une des parois principales 7 d’un tube 4 et par l’une des parois principales 7 du tube 4 lui succédant, ces deux parois principales 7 se faisant face.
Chaque paroi principale 7 de chaque tube 4 forme une face d’appui contre laquelle est disposé l’élément de dissipation de la chaleur 10 agencé dans le passage délimité par la paroi principale 7 en question. Les bords 8a, 8b forment respectivement un bord avant 8a du tube 4 et un bord arrière 8b de ce tube 4, le bord avant 8a étant le bord situé le plus proche de la face d’entrée 14 de l’échangeur de chaleur 2 et le bord arrière 8b étant le bord situé le plus proche de la face de sortie de cet échangeur de chaleur 2.
Selon les modes de réalisation illustrés sur les figures 2 à 4, la deuxième direction X selon laquelle le flux d’air FA circule au travers de l’échangeur de chaleur 2 est perpendiculaire à la première direction Z selon laquelle les tubes 4 sont empilés.
Tel que précédemment décrit, des éléments de dissipation de la chaleur 10 peuvent être disposés dans les passages par lesquels passe le flux d’air FA afin d’augmenter la surface d’échange entre ce flux d’air FA et le fluide circulant dans les tubes 4. On comprend que ces éléments de dissipation de la chaleur 10 sont donc configurés pour permettre la circulation du flux d’air FA.
Ces éléments de dissipation de la chaleur 10 peuvent par exemple prendre la forme d’ailettes, ces ailettes présentant la forme d’un ruban plié de manière sinusoïdale et pouvant comporter des persiennes. Ces persiennes forcent le flux d’air FA à changer de direction dans les passages, tandis que le ruban de forme sinusoïdale forme une paroi qui rayonne, en permettant d’augmenter la surface d’échange entre ce flux d’air FA et le fluide qui circule dans les tubes 4 de l’échangeur de chaleur 2.
Comme cela est visible sur les figures 2, 3 et 4, un élément de dissipation de la chaleur 10 est interposé entre le tube 4 de l’échangeur de chaleur 2 et chaque joue d’extrémité 6 de cet échangeur de chaleur 2. On comprend alors que ces joues d’extrémité 6 permettent de protéger ces éléments de dissipation de la chaleur 10 contre d’éventuels chocs qu’ils pourraient subir lors du montage du dispositif d’échange de chaleur 1 dans le véhicule automobile auquel il est destiné, ou encore contre des agressions provenant de l’environnement extérieur de ce véhicule une fois le dispositif d’échange de chaleur 1 monté sur le véhicule automobile.
Un espace 12 peut être ménagé entre les bords avant 8a des tubes 4 et le dispositif de protection métallique 3. Cet espace 12 offre une protection supplémentaire des tubes 4 de l’échangeur de chaleur 2, en ce sens que, grâce à cet espace 12, les chocs subis par le dispositif de protection métallique 3 ne sont pas répercutés sur les tubes 4. En cas de choc important, le dispositif de protection métallique 3 peut ainsi subir une déformation sans que cela n’ait d’impact sur les tubes 4, dans la mesure où cette déformation peut être contenue dans cet espace 12 ménagé entre les tubes 4 et le dispositif de protection métallique 3.
Tel que cela est visible sur les figures 2 à 4, chaque élément de dissipation de la chaleur 10 comprend deux grandes faces s’étendant dans le plan XY, ces deux grandes faces étant parallèles et reliées entre elles par deux tranches 13a, 13b. Chaque élément de dissipation de la chaleur 10 comprend une tranche avant 13a et une tranche arrière 13b, la tranche avant 13a étant la tranche située au plus proche de la face d’entrée 14 de l’échangeur de chaleur 2.
Les éléments de dissipation de la chaleur 10 présente, chacun, une première dimension D1 mesurée entre deux tranches 13a, 13b de l’élément de dissipation de la chaleur 10 concerné et selon une droite parallèle à la deuxième direction X. Les tubes 4 de l’échangeur de chaleur 2 présentent quant à eux, chacun, une deuxième dimension D2 mesurée entre leurs bords 8a, 8b et selon une droite parallèle à la deuxième direction X.
Afin de faciliter la compréhension des figures, la première distance D1 n’est représentée que sur un unique élément de dissipation de la chaleur 10 et la deuxième distance D2 n’est représentée que sur un unique tube 4, étant entendu que cette première distance D1 est sensiblement identique pour tous les éléments de dissipation de la chaleur 10 d’un même échangeur de chaleur 2 et que cette deuxième distance D2 est sensiblement identique pour tous les tubes 4 d’un même échangeur de chaleur 2.
Selon le premier mode de réalisation de la présente invention illustré sur la figure 2, la première dimension D1 des éléments de dissipation de la chaleur 10 est supérieure à la deuxième dimension D2 des tubes 4.
Tel qu’illustré sur cette figure 2, les éléments de dissipation de la chaleur 10 s’étendent au-delà des tubes 4 du côté de la face d’entrée 14 de l’échangeur de chaleur 2, cette face d’entrée 14 étant formée par le dispositif de protection métallique 3 solidarisé à l’échangeur de chaleur 2.
Comme on peut le voir sur cette figure 2, le dispositif de protection métallique 3 est solidarisé à l’échangeur de chaleur 2 au niveau des tranches avant 13a des éléments de dissipation de la chaleur 10, ces tranches avant 13a s’étendant toutes dans un premier plan parallèle à un deuxième plan dans lequel s’inscrit le dispositif de protection métallique 3, ce premier plan et ce deuxième plan se superposant.
Les éléments de dissipation de la chaleur 10 s’étendant au-delà des tubes 4, la solidarisation du dispositif de protection métallique 3 sur les tranches avant 13a de ces éléments de dissipation de la chaleur 10 est un exemple de réalisation de l’espace 12 décrit ci-dessus.
La figure 3 illustre une variante du premier mode de réalisation de la présente invention. Cette variante diffère du premier mode de réalisation en ce que le dispositif de protection métallique 3 comprend deux projections 11 s’étendant selon des directions parallèles, ou sensiblement parallèles, à la deuxième direction X. Ces projections 11 s’étendent respectivement entre un élément de dissipation de la chaleur 10 et une joue d’extrémité 6.
Ces projections 11 permettent de renforcer la solidarisation du dispositif de protection métallique 3 sur l’échangeur de chaleur 2. En effet, selon cette variante de réalisation, le dispositif de protection métallique 3 peut être solidarisé aux tranches avant 13a des éléments de dissipation de la chaleur 10 et/ou aux joues d’extrémité 6, par exemple en venant s’interposer entre une grande face de l’élément de dissipation de la chaleur 10 et la joue d’extrémité 6 adjacente.
Comme précédemment, un espace 12 est créé entre les bords avant 8a des tubes 4 et le dispositif de protection métallique 3 afin de protéger au mieux les tubes 4 de l’échangeur de chaleur 2.
Selon le deuxième mode de réalisation de la présente invention illustré sur la figure 4, la première dimension D1 des éléments de dissipation de la chaleur 10 est égale à la deuxième dimension D2 des tubes 4. Selon ce deuxième mode de réalisation, une troisième dimension D3 de chaque joue d’extrémité est supérieure à cette première dimension D1 et à cette deuxième dimension D2, cette troisième dimension D3 étant mesurée selon une direction parallèle à la deuxième direction X.
Selon ce deuxième mode de réalisation, le dispositif de protection métallique 3 comprend deux projections 11, telles que précédemment décrites en référence à la figure 3. Afin de générer l’espace 12 entre les bords avant 8a des tubes 4 et le dispositif de protection métallique 3, ce dispositif de protection métallique 3 est décalé et solidarisé à l’échangeur de chaleur 2 au niveau des joues d’extrémité 6. Selon ce deuxième mode de réalisation, le premier plan dans lequel s’inscrivent les tranches avant 13a des éléments de dissipation de chaleur 10 est distinct du deuxième plan dans lequel s’inscrit le dispositif de protection métallique 3, ce dernier formant néanmoins la face d’entrée 14 de l’échangeur de chaleur 2.
Selon une variante de ce deuxième mode de réalisation non illustrée ici, le dispositif de protection métallique peut être entièrement plat. Selon cette variante, le dispositif de protection métallique est alors solidarisé à l’échangeur de chaleur par brasage contre les tranches avant des éléments de dissipation et/ou contre les bords avant des tubes.
Selon une autre variante de réalisation de la présente invention non illustré ici, des intercalaires internes peuvent être disposés dans les tubes de l’échangeur de chaleur. Ces intercalaires internes permettent notamment de perturber l'écoulement du fluide dans les tubes en augmentant ainsi les échanges thermiques entre le fluide qui circule dans les tubes et la paroi de ce tube.
On comprend que cette variante de réalisation peut s’appliquer à l’un quelconque des modes de réalisation décrits dans ce document.
Ainsi l’invention propose un dispositif d’échange de chaleur comprenant un échangeur de chaleur dont la pluralité de tubes est protégée par un dispositif de protection métallique solidarisé à cet échangeur de chaleur. En plus de la protection mécanique qu’offre un tel dispositif de protection métallique, un espace est généré entre ce dispositif de protection métallique et la pluralité de tubes afin que les chocs subis par le dispositif de protection métallique ne soient pas répercutés sur la pluralité de tubes.
Bien entendu, les caractéristiques, les variantes et les différentes formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres, selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. On pourra notamment imaginer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites par la suite de manière isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique.
Claims (10)
- REVENDICATIONS1. Dispositif d’échange de chaleur (1) comprenant au moins un échangeur de chaleur (2) comportant une pluralité de tubes (4) dans lesquels peut circuler un fluide, lesdits tubes (4) étant empilés selon une première direction (Z) et espacés les uns des autres afin de délimiter une pluralité de passages configurés pour être empruntés par un flux d’air (FA), caractérisé en ce que le dispositif d’échange de chaleur (1) comporte un dispositif de protection métallique (3) formant une face d’entrée (14) de l’échangeur de chaleur (2) par laquelle le flux d’air (FA) est apte à entrer dans les passages selon une deuxième direction (X) transversale à la face d’entrée (14) de l’échangeur de chaleur (2), le dispositif de protection métallique (3) étant solidaire de l’échangeur de chaleur (2) en formant avec celui-ci un ensemble monobloc.
- 2. Dispositif d’échange de chaleur (1) selon la revendication précédente, dans lequel au moins un élément de dissipation de la chaleur (10) est disposé entre deux tubes (4) successifs, cet élément de dissipation de la chaleur (10) étant configuré pour permettre la circulation du flux d’air (FA) dans le passage qu’il occupe.
- 3. Dispositif d’échange de chaleur (1) selon la revendication précédente, dans lequel la deuxième direction (X) est perpendiculaire à la première direction (Z), dans lequel au moins un élément de dissipation de la chaleur (10) présente une première dimension (D1) mesurée selon une droite parallèle à la deuxième direction (X), dans lequel au moins un tube (4) de la pluralité de tubes (4) présente une deuxième dimension (D2) mesurée selon une droite parallèle à la deuxième direction (X), et dans lequel la première dimension (D1) est supérieure à la deuxième dimension (D2).
- 4. Dispositif d’échange de chaleur (1) selon l’une quelconque des revendications 2 ou 3, dans lequel au moins un élément de dissipation de la chaleur (10) s’étend au-delà d’au moins un tube (14) le long de la deuxième direction (X) au moins du côté de la face d’entrée (14) de l’échangeur de chaleur (2).
- 5. Dispositif d’échange de chaleur (1) selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, dans lequel le dispositif de protection métallique (3) est solidarisé au moins à une tranche (13a, 13b) d’au moins un élément de dissipation de la chaleur (10).
- 6. Dispositif d’échange de chaleur (1) selon la revendication 2, dans lequel la deuxième direction (X) est perpendiculaire à la première direction (Z), dans lequel au moins un élément de dissipation de la chaleur (10) présente une première dimension (D1) mesurée selon une droite parallèle à la deuxième direction (X), dans lequel au moins un tube (4) de la pluralité de tubes (4) présente une deuxième dimension (D2) mesurée selon une droite parallèle à la deuxième direction (X), et dans lequel la première dimension (D1) est égale à la deuxième dimension (D2).
- 7. Dispositif d’échange de chaleur (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant un espace (12) entre un bord (8a, 8b) d’au moins un tube (14) de l’échangeur de chaleur (2) et le dispositif de protection métallique (3).
- 8. Dispositif d’échange de chaleur (1) selon l’une quelconque des revendications 2 à 7, dans lequel le dispositif de protection métallique (3) comprend au moins une projection (11) s’étendant selon une direction parallèle à la deuxième direction (X) selon laquelle circule le flux d’air (FA) à travers l’échangeur de chaleur (2).
- 9. Dispositif d’échange de chaleur (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de protection métallique (3) est une grille en métal déployé ou un treillis métallique.
- 10. Véhicule automobile comportant en face avant un dispositif d’échange de chaleur (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif d’échange de chaleur (1) est agencé de sorte que le dispositif de protection métallique (3) est orienté vers l’avant du véhicule.
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|---|---|---|---|
| FR1753853A FR3066012A1 (fr) | 2017-05-02 | 2017-05-02 | Dispositif d'echange de chaleur pour vehicule automobile |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3066012A1 true FR3066012A1 (fr) | 2018-11-09 |
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|---|---|---|---|
| FR1753853A Withdrawn FR3066012A1 (fr) | 2017-05-02 | 2017-05-02 | Dispositif d'echange de chaleur pour vehicule automobile |
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| FR (1) | FR3066012A1 (fr) |
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