[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

FR3144862A1 - Echangeur thermique comportant des moyens de connexion à un dispositif de détente - Google Patents

Echangeur thermique comportant des moyens de connexion à un dispositif de détente Download PDF

Info

Publication number
FR3144862A1
FR3144862A1 FR2300206A FR2300206A FR3144862A1 FR 3144862 A1 FR3144862 A1 FR 3144862A1 FR 2300206 A FR2300206 A FR 2300206A FR 2300206 A FR2300206 A FR 2300206A FR 3144862 A1 FR3144862 A1 FR 3144862A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
heat exchanger
cheek
expansion device
refrigerant fluid
outlet
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.)
Pending
Application number
FR2300206A
Other languages
English (en)
Inventor
Christophe DENOUAL
Frederic Tison
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 FR2300206A priority Critical patent/FR3144862A1/fr
Priority to PCT/EP2024/050010 priority patent/WO2024149629A1/fr
Publication of FR3144862A1 publication Critical patent/FR3144862A1/fr
Pending 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
    • F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0031—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other
    • F28D9/0043—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another
    • F28D9/005—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another the plates having openings therein for both heat-exchange media
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B39/00—Evaporators; Condensers
    • F25B39/02—Evaporators
    • F25B39/022—Evaporators with plate-like or laminated elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B39/00—Evaporators; Condensers
    • F25B39/02—Evaporators
    • F25B39/028—Evaporators having distributing means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F27/00—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus
    • F28F27/02—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus for controlling the distribution of heat-exchange media between different channels
    • 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
    • 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
    • F28F9/026—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits
    • F28F9/027—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits in the form of distribution pipes
    • 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
    • F28D2021/0068—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for refrigerant cycles
    • F28D2021/0071—Evaporators
    • 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
    • F28F2280/00—Mounting arrangements; Arrangements for facilitating assembling or disassembling of heat exchanger parts
    • F28F2280/06—Adapter frames, e.g. for mounting heat exchanger cores on other structure and for allowing fluidic connections

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)
  • Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)

Abstract

Echangeur thermique comportant des moyens de connexion à un dispositif de détente La présente invention concerne un échangeur thermique (2) comportant :- un faisceau de plaques (4), une joue (6) bordant le faisceau de plaques (4) et comportant une entrée ou sortie de liquide caloporteur, un orifice d’entrée (64) et un orifice de sortie (62) de fluide réfrigérant, - des moyens de connexion fluidique (14) à un dispositif de détente (8), comportant un premier conduit destiné à relier l’orifice de sortie (62) à une entrée (82) du dispositif de détente (8), et un deuxième conduit destiné à relier l’orifice d’entrée (64) à une sortie (84) du dispositif de détente (8), les premier et deuxième conduits comportant chacun, latéralement à la joue (6), une bouche de connexion au dispositif de détente (8) et étant réalisés dans un ensemble métallique brasé ou soudé à la joue (6). (Figure 1)

Description

Echangeur thermique comportant des moyens de connexion à un dispositif de détente
La présente invention se rapporte au domaine des circuits de refroidissement notamment pour véhicules automobiles, et concerne plus précisément un échangeur thermique et un dispositif de refroidissement aptes à être intégrés dans un tel circuit de refroidissement.
Les échangeurs thermiques équipant les boucles de climatisation des véhicules sont agencés pour permettre la circulation adjacente en deux espaces séparés de deux fluides, de manière à réaliser un échange de chaleur entre ces fluides, sans les mélanger. Au sein des échangeurs thermiques et des circuits thermodynamiques auxquels ils appartiennent, les fluides circulent sous pression. De ce fait les échangeurs thermiques doivent présenter une bonne résistance mécanique et sont souvent conçus en matière métallique, par exemple en alliage d’aluminium.
Par exemple, les échangeurs thermiques à plaques sont réalisés par brasage d’un empilement de plaques en alliage d’aluminium, ces plaques étant configurées pour délimiter, dans cet empilement de plaques, des canaux de circulation d’un liquide caloporteur d’une part, et des canaux de circulation d’un fluide réfrigérant d’autre part. L’empilement de plaques est bordé par au moins une plaque d’extrémité appelée joue, donnant accès à des collecteurs d’entrée et de sortie du liquide caloporteur et du fluide réfrigérant. Un tel échangeur thermique ayant vocation à être intégré dans un circuit de refroidissement monté dans un compartiment moteur d’un véhicule, les contraintes de compacité imposées dès la conception du véhicule imposent d’optimiser la taille des connexions fluidiques en entrée et en sortie de l’échangeur thermique. Ces contraintes de compacité sont d’autant plus importantes pour un véhicule hybride dont le compartiment moteur comporte à la fois un moteur thermique et un moteur électrique.
De ce fait, certains échangeurs thermiques à plaques présentent toutes leurs connexions fluidiques sur une même joue, de sorte à intégrer par exemple du côté opposé un autre élément du circuit de refroidissement, tel qu’un échangeur de chaleur interne. De plus, il peut être avantageux de positionner au plus près d’une entrée et d’une sortie de liquide caloporteur, réalisées par exemple sous forme de tubulures sur la joue d’un tel échangeur thermique, un organe de distribution de fluide caloporteur en vis-à-vis de cette joue. Or, dans un tel cas, la présence de cet organe de distribution de fluide caloporteur rend très difficile l’accès aux collecteurs d’entrée et de sortie de fluide réfrigérant de l’échangeur thermique. D’autre part, il est souhaitable de standardiser les configurations possibles des entrées et sorties fluidiques des échangeurs thermiques, une adaptation de ces configurations à la diversité de conceptions de circuits de refroidissement propres à chaque type de véhicule étant trop onéreuse.
Il existe donc un besoin d’un échangeur thermique peu coûteux, intégrable dans différentes configurations compactes de circuits de refroidissement, sans modification substantielle d’un circuit de refroidissement à un autre.
La présente invention remédie au moins en partie aux inconvénients de la technique, en fournissant d’une part un échangeur thermique dont les connexions fluidiques sont disposées sur une même joue de l’échangeur thermique et sont raccordables de manière compacte à un organe de distribution de fluide caloporteur et à un élément de circuit de fluide réfrigérant, et d’autre part un dispositif de refroidissement intégrant cet échangeur thermique.
A cette fin, l’invention propose un échangeur thermique comportant :
- un faisceau de plaques et au moins une joue bordant le faisceau de plaques, la joue comportant au moins un accès à un collecteur d’entrée ou de sortie de liquide caloporteur agencé dans le faisceau de plaques, un orifice d’entrée de fluide réfrigérant et un orifice de sortie de fluide réfrigérant,
- des moyens de connexion fluidique à un dispositif de détente, comportant un premier conduit destiné à relier l’orifice de sortie de fluide réfrigérant à une entrée du dispositif de détente, et un deuxième conduit destiné à relier l’orifice d’entrée de fluide réfrigérant à une sortie du dispositif de détente,
l’échangeur thermique étant caractérisé en ce que les premier et deuxième conduits comportent chacun, latéralement à la joue, une bouche de connexion au dispositif de détente s’ouvrant orthogonalement à un plan d’extension principal de la joue, du côté du faisceau de plaques de l’échangeur thermique, les premier et deuxième conduits étant réalisés dans un ensemble métallique brasé ou soudé à la joue. Les moyens de connexion fluidique constituent par exemple cet ensemble métallique.
Grâce à l’invention, les moyens de connexion fluidique prennent très peu de place en vis-à-vis de la joue, du fait du déport des bouches de connexion latéralement à la joue. De ce fait, il est envisageable de solidariser latéralement le dispositif de détente à l’échangeur thermique, tout en raccordant l’organe de distribution de fluide caloporteur en vis-à-vis de la joue, celle-ci n’étant séparée de l’organe de distribution de fluide caloporteur que par des tubulures raccordant les collecteurs d’entrée et de sortie de l’échangeur thermique à l’organe de distribution de fluide caloporteur. La joue de l’échangeur thermique comporte en effet au moins un accès à un collecteur d’entrée ou de sortie de liquide caloporteur, donc au moins une connexion d’entrée ou de sortie de liquide caloporteur.
Il est à noter que le dispositif de détente peut comporter une unique entrée ou plusieurs entrées et une unique sortie ou plusieurs sorties, en fonction de la configuration d’un circuit de refroidissement auquel il est connecté. Ces entrées et sorties ne concernent bien sûr que le fluide réfrigérant. Le circuit de refroidissement est un circuit de fluide réfrigérant.
Selon un premier exemple, le dispositif de détente peut ne comporter qu’une unique entrée de fluide réfrigérant et qu’une unique sortie de fluide réfrigérant, en étant connecté uniquement à l’échangeur thermique selon l’invention. Dans ce cas, il comporte une valve de détente connectée entre cette entrée et cette sortie de fluide réfrigérant, l’échangeur thermique étant alors connecté au circuit de refroidissement par exemple par des ouvertures dans une plaque d’extrémité de l’échangeur thermique, cette plaque d’extrémité étant par exemple située du côté opposé à la joue.
Dans une autre configuration, le dispositif de détente comporte une première entrée et une première sortie, disposées de préférence sur une même première face du dispositif de détente, ainsi qu’une première ouverture et une deuxième ouverture, disposées sur une même deuxième face du dispositif de détente, par exemple opposée à la première face de ce dispositif de détente. Le dispositif de détente est connecté, dans cette autre configuration, d’une part à l’échangeur thermique au moyen de la première entrée du dispositif de détente, et d’autre part au circuit de refroidissement par la deuxième ouverture du dispositif de détente. De même, dans cette autre configuration, le dispositif de détente est connecté d’une part à l’échangeur thermique au moyen de la première sortie de fluide réfrigérant, et d’autre part au circuit de refroidissement par la deuxième ouverture du dispositif de détente. Celui-ci comporte au moins une valve de détente, disposée entre la première sortie de fluide réfrigérant et la deuxième ouverture de fluide réfrigérant.
En outre, l’invention permet de réutiliser un faisceau de plaques classique dont les entrées et sorties des collecteurs débouchent sur une même joue de l’échangeur thermique. Ainsi, les moyens de connexion fluidique seuls sont modifiés en fonction des configurations de circuits de refroidissement dans lesquelles se trouvent intégrés l’échangeur thermique selon l’invention, ce qui procure de la flexibilité dans leur adaptation à ces différents circuits.
De plus, l’utilisation d’un ensemble métallique brasé ou soudé à la joue a l’avantage de permettre un assemblage en une seule étape de brasage de l’ensemble faisceau de plaques, joues et ensemble métallique rapporté sur la joue.
Les moyens de connexion fluidique sont par exemple formés de plaques métalliques, par exemple en alliage d’aluminium. En variante, les moyens de connexion fluidique sont un bloc de connexion en forme de L, d’un seul tenant ou en plusieurs morceaux, réalisé par exemple en alliage d’aluminium et brasé ou soudé sur la joue. Dans ce cas, la base du L dépasse latéralement de la joue vers le faisceau de plaques et comporte des trous de réception de durites ou de tuyaux, par exemple sous forme de perçages cylindriques, formant les bouches de connexion des moyens de connexion fluidique.
En vis-à-vis de la joue, notamment face aux orifices d’entrée et de sortie de fluide réfrigérant, les premier et deuxième conduits sont peu larges car ils ne comportent pas de section cylindrique. En effet, selon une direction s’étendant orthogonalement à la joue, les premier et deuxième conduits sont formés par exemple par des rainures dans un bloc de connexion lorsque les moyens de connexion fluidique sont réalisés par usinage d’un bloc de connexion, ou par des nervures lorsque les moyens de connexion fluidique sont réalisés par des plaques métalliques assemblées l’une contre l’autre. Les rainures sont par exemple des perçages cylindriques réalisés dans le bloc de connexion parallèlement au plan d’extension principal de la joue. Les nervures sont faites par exemple par emboutissage sur une des plaques métalliques.
Selon une caractéristique avantageuse de l’échangeur thermique selon l’invention, les moyens de connexion fluidique comportent une portion faisant saillie parallèlement au plan d’extension principal de la joue et comportant les bouches de connexion des premier et deuxième conduits. Autrement dit, la portion fait saillie du côté du faisceau de plaques, les bouches de connexion des premier et deuxième conduits se trouvant à l’aplomb du faisceau de plaques.
Dans un mode de réalisation de l’invention, les moyens de connexion fluidique comportent :
- d’une part, une plaque de base comportant une portion principale solidarisée à la joue et comportant une première ouverture en communication avec l’orifice de sortie de fluide réfrigérant et une deuxième ouverture en communication avec l’orifice d’entrée de fluide réfrigérant, la plaque de base comportant en outre, dans la portion faisant saillie, une portion d’extension comportant un premier embout formant la bouche de connexion du premier conduit et un deuxième embout formant la bouche de connexion du deuxième conduit,
- et d’autre part, une plaque de distribution solidarisée à la plaque de base et comportant une première nervure s’étendant de la première ouverture jusqu’au premier embout, et une deuxième nervure s’étendant de la deuxième ouverture jusqu’au deuxième embout.
Cette réalisation de l’invention a l’avantage d’utiliser moins de matière et d’être moins coûteuse qu’une réalisation avec un bloc de connexion usiné. Les moyens de connexion fluidique sont brasés ou soudés à la joue. La plaque de base notamment est brasée ou soudée à la joue. Le premier conduit comporte la première nervure et le deuxième conduit comporte la deuxième nervure. Les premier et deuxième embouts ont chacun une base opposée aux bouches de connexion des moyens de connexion fluidique, la base étant sensiblement dans le plan d’extension principal de la joue. De même, dans la variante où les moyens de connexion fluidique sont un bloc de connexion usiné et où les bouches de connexion sont des extrémités de perçages cylindriques, les extrémités opposées de ces perçages sont sensiblement dans le plan d’extension principal de la joue. Dans cette demande, « sensiblement » signifie à un ou deux millimètres près, suivant les tolérances de fabrication, notamment.
Dans le mode de réalisation de l’invention utilisant les plaques de base et de distribution, la première nervure s’étend en regard de la première ouverture et en regard du premier embout et la deuxième nervure s’étend en regard de la deuxième ouverture et en regard du deuxième embout. De plus, la dimension des moyens de connexion fluidique dans une direction orthogonale au plan d’extension principal de la joue est bornée par un sommet de la première ou de la deuxième nervure. La distance entre la joue et une plaque de distribution de fluide caloporteur peut donc être très courte.
Préférentiellement, au moins une surface de contour des première et deuxième nervures sur la plaque de distribution est brasée ou soudée à une surface de la plaque de base. Ce brasage ou cette soudure permettent l’étanchéité d’une des nervures par rapport à l’autre.
Dans ce mode de réalisation de l’invention, les embouts sont par exemple des tubulures mâles aptes à s’insérer dans le dispositif de détente. Dans ce cas, le dispositif de détente est par exemple muni de joints annulaires d’étanchéité, contre lesquels sont comprimés les tubulures mâles une fois insérées dans le dispositif de détente.
En variante, dans ce mode de réalisation de l’invention, les embouts sont des tubulures femelles aptes à recevoir des tubulures du dispositif de détente. Des anneaux de blocage permettent par exemple de relier ces tubulures femelles à des tubulures mâles du dispositif de détente.
Par ailleurs, la plaque de base ou la plaque de distribution comportent éventuellement des inserts configurés pour solidariser le dispositif de détente contre les moyens de connexion fluidique. Ces inserts de fixation sont par exemple des inserts filetés. Ils sont brasés sur la plaque de base ou sur la plaque de distribution et se logent par exemple dans des trous respectivement de la plaque de distribution ou de la plaque de base. Ainsi, les inserts peuvent servir d’éléments d’indexage de la plaque de distribution sur la plaque de base. D’autres éléments d’indexage sont éventuellement réalisés sur la plaque de base, la plaque de distribution ou la joue, permettant leurs positionnements respectifs avant brasage ou soudage. En variante, les inserts sont venus de matière avec la plaque de base ou avec la plaque de distribution. Ces inserts ne sont généralement pas nécessaires lorsque les embouts sont des tubulures femelles, le dispositif de détente étant dans ce cas généralement fixé à un autre composant d’un circuit de refroidissement intégrant l’échangeur thermique.
Selon une autre caractéristique avantageuse de l’échangeur thermique selon l’invention, la portion des moyens de connexion fluidique faisant saillie est du côté de l’orifice de sortie de fluide réfrigérant. Cette configuration permet de limiter les pertes de charge. D’autres configurations sont envisageables, dans lesquelles la portion fait saillie du côté de l’entrée de fluide réfrigérant de l’échangeur thermique, ou bien dans lesquelles la portion fait saillie du côté du faisceau de plaques en vis-à-vis de la plus petite dimension du faisceau de plaques.
L’invention concerne aussi un dispositif de refroidissement comportant un échangeur thermique selon l’invention et le dispositif de détente dont l’entrée est reliée à l’orifice de sortie de fluide réfrigérant de l’échangeur thermique et dont la sortie est reliée à l’orifice d’entrée de fluide réfrigérant de l’échangeur thermique.
Le dispositif de refroidissement selon l’invention a l’avantage d’être très compact. Le dispositif de refroidissement selon l’invention comporte éventuellement, en plus du dispositif de détente, l’organe de distribution de fluide caloporteur.
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 :
illustre en perspective éclatée un échangeur thermique selon l’invention, dans un mode de réalisation de l’invention,
illustre en perspective l’échangeur thermique de la , une fois cet échangeur thermique assemblé, et un dispositif de détente, l’ensemble échangeur thermique et dispositif de détente formant un dispositif de refroidissement selon l’invention,
illustre en perspective un échangeur thermique selon l’invention, selon une variante de réalisation du mode de réalisation de l’invention de la ,
illustre en perspective éclatée des moyens de connexion fluidique de l’échangeur thermique de la , et
illustre l’échangeur thermique des figures 1 et 2 connecté à un organe de distribution de liquide caloporteur.
Selon un mode de réalisation de l’invention, un échangeur thermique 2 selon l’invention, représenté figures 1 et 2, est un échangeur à plaques. Il comporte de manière connue, un faisceau de plaques 4 et une joue 6 bordant le faisceau de plaques 4. Les plaques du faisceau de plaques 4 forment des canaux de circulation de liquide caloporteur d’une part, et des canaux de circulation d’un fluide réfrigérant, d’autre part. Des trous dans les plaques délimitent un collecteur d’entrée de liquide caloporteur desservant les canaux de circulation de liquide caloporteur et un collecteur de sortie de liquide caloporteur amenant celui-ci vers une sortie de liquide caloporteur de l’échangeur thermique 2, agencée sur la joue 6. La joue 6 comporte également une entrée de liquide caloporteur permettant d’accéder au collecteur d’entrée de liquide caloporteur, une tubulure 10 sensiblement orthogonale au plan d’extension principal de la joue 6 étant par exemple brasée autour de cette entrée et étant destinée à être raccordée à un organe de distribution de fluide caloporteur 9 (visible ). La joue 6 comporte également une tubulure 12 sensiblement orthogonale au plan d’extension principal de la joue 6, par exemple brasée sur la joue 6, autour de la sortie de liquide caloporteur de l’échangeur thermique 2 et destinée à être raccordée à l’organe de distribution de fluide caloporteur 9.
La joue 6 comporte de plus un orifice d’entrée 64 de fluide réfrigérant et un orifice de sortie 62 de fluide réfrigérant.
L’échangeur thermique 2 comporte des moyens de connexion fluidique 14 permettant de relier d’une part l’orifice de sortie 62 de fluide réfrigérant à une entrée 82 d’un dispositif de détente 8, comportant par exemple une valve d’expansion commandée thermiquement par une capsule thermostatique 89, et d’autre part l’orifice d’entrée 64 de fluide réfrigérant à une sortie 84 du dispositif de détente 8. Comme représenté plus spécifiquement en , le dispositif de détente 8 comprend une première ouverture 85, opposée à la sortie 84 sur le dispositif de détente 8. Cette première ouverture 85 reçoit un fluide réfrigérant FR haute pression issu d’un circuit de refroidissement, non représenté. Une fois ce fluide réfrigérant FR détendu dans le dispositif de détente 8, le fluide réfrigérant FR sort à basse pression par la sortie 84 du dispositif de détente 8 et se dirige vers l’orifice d’entrée 64 de fluide réfrigérant de l’échangeur thermique 2. Le fluide réfrigérant FR basse pression circule alors au sein de l’échangeur thermique 2 pour finalement rejoindre l’orifice de sortie 62 de fluide réfrigérant de l’échangeur thermique 2, puis l’entrée 82 du dispositif de détente 8. Cette entrée 82 du dispositif de détente 8 communique directement avec une deuxième ouverture 87 du dispositif de détente 8, située à l’opposé de l’entrée 82 du dispositif de détente 8. Le fluide réfrigérant passe par cette deuxième ouverture 87 pour rejoindre le circuit de refroidissement.
Dans cette configuration, l’organe de détente 8 comprend deux entrées et deux sorties.
Dans ce mode de réalisation de l’invention, les moyens de connexion fluidique 14 sont réalisés par brasage d’une plaque de base 20, par exemple en alliage d’aluminium, sur la joue 6 de l’échangeur thermique 2, et par brasage d’une plaque de distribution 30 sur la plaque de base 20.
La plaque de base 20 comporte une portion principale sensiblement plane, brasée à la joue 6, et comportant une première ouverture 24 superposée à l’orifice de sortie 62 de fluide réfrigérant sur la joue 6, et une deuxième ouverture 22 superposée à l’orifice de d’entrée 64 de fluide réfrigérant sur la joue 6.
La portion principale de la plaque de base 20 est prolongée par une portion d’extension faisant saillie de la joue 6 du côté de l’orifice de sortie 62 de fluide réfrigérant. Cette portion d’extension prolonge donc le plan d’extension principal de la joue 6 à l’épaisseur de la plaque de base 20 près.
Un premier embout 26 cylindrique et un deuxième embout 28 cylindrique sont brasés ou venus de matière avec la plaque de base 20, sur cette portion d’extension, et s’étendent chacun à l’orthogonale de la plaque de base 20, du côté du faisceau de plaques 4. Le premier embout 26 est une tubulure mâle destinée à s’insérer dans l’entrée 82 du dispositif de détente 8, et le deuxième embout 28 est une tubulure mâle destinée à s’insérer dans la sortie 84 du dispositif de détente 8. La plaque de base 20 est donc ajourée en vis-à-vis des premier et deuxième embouts 26 et 28.
La plaque de distribution 30 comporte une première nervure 32 s’étendant de la première ouverture 24 jusqu’au premier embout 26, et une deuxième nervure 34 s’étendant de la deuxième ouverture 22 jusqu’au deuxième embout 28. Plus précisément, la première nervure 32 comporte une première extrémité superposée à l’orifice de sortie 62 de fluide réfrigérant de l’échangeur thermique 2 et une deuxième extrémité opposée à la première extrémité, la deuxième extrémité étant superposée à l’entrée 82 de fluide réfrigérant du dispositif de détente 8. De même, la deuxième nervure 34 comporte une première extrémité superposée à l’orifice d’entrée 64 de fluide réfrigérant de l’échangeur thermique 2, et une deuxième extrémité opposée à la première extrémité, la deuxième extrémité étant superposée à la sortie 84 de fluide réfrigérant du dispositif de détente 8. Cette superposition s’effectue selon un axe orthogonal au plan d’extension principal de la joue 6.
L’utilisation de nervures formées par emboutissage de la plaque de distribution 30, permet une diversité de forme de ces nervures. Ainsi, la première nervure 32 est droite et courte par rapport à la deuxième nervure 34, qui est plus allongée et étroite. La deuxième nervure 34 forme un léger coude, dans un plan parallèle au plan d’extension principal de la joue 6, pour relier l’orifice d’entrée 64 de fluide réfrigérant à la sortie 84 du dispositif de détente 8, de manière à contourner la première nervure 32.
Ainsi, par brasage d’au moins les contours de ces nervures sur la plaque de base 20, on obtient :
- d’une part un premier conduit raccordant de manière étanche l’orifice de sortie 62 de fluide réfrigérant à l’entrée 82 du dispositif de détente 8, ce premier conduit comportant la première nervure 32 et le premier embout 26, et
- d’autre part un deuxième conduit raccordant de manière étanche l’orifice d’entrée 64 de fluide réfrigérant à la sortie 84 du dispositif de détente 8, ce deuxième conduit comportant la deuxième nervure 34 et le deuxième embout 28. Les premier et deuxième embouts 26 et 28 forment des bouches de connexion respectivement des premier et deuxième conduits.
La plaque de base 20, la plaque de distribution 30, le premier embout 26 et le deuxième embout 28 forment donc un ensemble métallique brasé ou soudé à la joue 6.
La plaque de distribution 30 étant sensiblement plane sauf au niveau des première et deuxième nervures 32 et 34, elle ne s’étend que très peu orthogonalement au plan d’extension principal de la joue 6, du côté opposé au faisceau de plaques 4. De plus, étant donné que les première et deuxième nervures 32 et 34 s’étendent en vis-à-vis respectivement des premier et deuxième embouts 26 et 28, la plaque de distribution 30 comporte également une portion faisant saillie de la joue 6, superposée à la portion d’extension de la plaque de base 20. Ces deux portions superposées, ainsi que les premier et deuxième embouts 26 et 28, constituent donc une portion saillante 142 des moyens de connexion fluidique 14 apte à être fixée au dispositif de détente 8. De préférence, la plaque de distribution 30 et la plaque de base 20 ne s’étendent au-delà de la joue 6 que par cette portion saillante 142. De plus, ces plaques de base 20 et de distribution 30 étant de forme globalement rectangulaire, la largeur et la longueur de cette forme sont préférentiellement plus petites respectivement que la largeur et la longueur de la joue 6, de sorte à limiter leur encombrement.
Pour permettre cette fixation, le dispositif de détente 8 comporte deux vis traversantes 16 aptes à être vissées dans des inserts filetés 18. Ces inserts 18 sont par exemple brasés sur la plaque de distribution 30 lors du brasage de l’échangeur thermique 2 ou sont sertis sur la plaque de distribution 30, après ce brasage. Des trous correspondants 25 sont agencés dans la plaque de base 20 pour permettre aux vis 16 d’accéder aux inserts 18. Dans ce mode de réalisation de l’invention, les inserts 18 font saillie de la plaque de distribution 30 du côté opposé au faisceau de plaques 4. En variante, les inserts font saillie du côté du faisceau de plaques 4.
Le dispositif de détente 8 et l’échangeur thermique 2 forment un dispositif de refroidissement 1 selon l’invention.
Les figures 3 et 4 présentent une variante de ce mode de réalisation, dans laquelle un échangeur thermique 5 selon l’invention comporte également le faisceau de plaques 4, la joue 6 bordant le faisceau de plaques 4, les tubulures 10 et 12 d’entrée et de sortie de liquide caloporteur ainsi que l’orifice d’entrée 64 de fluide réfrigérant sur la joue 6, et l’orifice de sortie 62 de fluide réfrigérant sur la joue 6.
Dans cette variante de réalisation de l’invention, l’échangeur thermique 5 comporte, comme dans la variante principale de réalisation de l’invention, des moyens de connexion fluidique 54 aptes à relier les orifices d’entrée 64 et de sortie 62 de fluide réfrigérant au dispositif de détente 8, disposé latéralement au faisceau de plaques 4. Ces moyens de connexion fluidique 54 sont très similaires aux moyens de connexion fluidique 14 et ne sont donc pas détaillés outre mesure.
Ils comportent notamment une plaque de base 50 comportant une portion principale brasée à la joue 6, cette portion principale comportant une première ouverture 56 en regard de l’orifice de sortie 62 de fluide réfrigérant, et une deuxième ouverture 52 en regard de l’orifice d’entrée 64 de fluide réfrigérant. La plaque de base 50 comporte également une portion d’extension prolongeant la portion principale au-delà de la joue 6 et comportant des trous autour desquels sont brasés un premier embout 53 et un deuxième embout 57. Le premier embout 53 et le deuxième embout 57 sont des tubulures femelles, destinées à coopérer avec des tubulures mâles respectivement d’entrée 86 et de sortie 88 du dispositif de détente 8. Des anneaux de blocage respectivement 81 et 83 permettent de raccorder de manière étanche les embouts 53 et 57 à ces tubulures mâles du dispositif de détente 8.
Les moyens de connexion fluidique 54 comportent également une plaque de distribution 51 brasée sur la plaque de base 50 et comportant une première nervure 55 permettant de faire circuler de manière étanche un fluide réfrigérant depuis la première ouverture 56 jusqu’au premier embout 53, et une deuxième nervure 59 permettant de faire circuler de manière étanche un fluide réfrigérant depuis la deuxième ouverture 52 jusqu’au deuxième embout 57. La plaque de distribution 51 comporte donc, comme dans la variante principale de réalisation de l’invention, une portion superposée à la portion d’extension de la plaque de base 50. Ces deux portions superposées ainsi que les premier et deuxième embouts 53 et 57 forment une portion saillante 542 des moyens de connexion fluidique 54, par rapport à la joue 6, cette portion saillante ne dépassant que très peu de la joue 6 dans la direction orthogonale au plan d’extension principal de la joue 6, du côté opposé au faisceau de plaques 4.
Au contraire de la variante principale de réalisation de l’invention, la plaque de distribution 51 ne comporte pas d’inserts. Le dispositif de détente 8 est en effet fixé à un autre composant que l’échangeur thermique 5, dans un circuit de refroidissement intégrant cet échangeur thermique 5.
Enfin, la montre l’échangeur thermique 2 de la variante principale de réalisation de l’invention, partiellement intégré dans un circuit de refroidissement d’un véhicule.
Il est visible sur cette , que le liquide caloporteur circulant dans l’échangeur thermique 2 provient d’un organe de distribution 9 de fluide caloporteur. Ce liquide caloporteur circule donc entre une sortie de l’échangeur thermique 2 et cet organe de distribution 9. Celui-ci est par exemple utilisé pour canaliser du fluide caloporteur vers ou depuis des composants électriques du véhicule. L’organe de distribution 9 est disposé parallèlement au plan d’extension principal de la joue 6, en vis-à-vis de celle-ci, en n’étant séparé de la joue 6 que de la longueur des tubulures 10, 12. Cette disposition est obtenue grâce à la localisation du dispositif de détente sur le côté latéral de l’échangeur thermique 2 selon l’invention.
Bien sûr, l’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l’invention. Notamment les caractéristiques des différents modes ou variantes de réalisation de l’invention envisagés dans cette demande, peuvent être combinés pour réaliser l’invention, dans la mesure où ces modes ou variantes ne sont pas incompatibles entre eux.

Claims (10)

  1. Echangeur thermique (2, 5) comportant :
    - un faisceau de plaques (4) et au moins une joue (6) bordant le faisceau de plaques (4), la joue (6) comportant au moins un accès à un collecteur d’entrée ou de sortie de liquide caloporteur agencé dans le faisceau de plaques (4), un orifice d’entrée (64) de fluide réfrigérant (FR) et un orifice de sortie (62) de fluide réfrigérant (FR),
    - des moyens de connexion fluidique (14, 54) à un dispositif de détente (8), comportant un premier conduit destiné à relier l’orifice de sortie (62) de fluide réfrigérant (FR) à une entrée (82) du dispositif de détente (8), et un deuxième conduit destiné à relier l’orifice d’entrée (64) de fluide réfrigérant (FR) à une sortie (84) du dispositif de détente (8),
    l’échangeur thermique (2, 5) étant caractérisé en ce que les premier et deuxième conduits comportent chacun, latéralement à la joue (6), une bouche de connexion au dispositif de détente (8) s’ouvrant orthogonalement à un plan d’extension principal de la joue (6), du côté du faisceau de plaques (4) de l’échangeur thermique (2, 5), les premier et deuxième conduits étant réalisés dans un ensemble métallique brasé ou soudé à la joue (6).
  2. Echangeur thermique (2, 5) selon la revendication 1, dans lequel les moyens de connexion fluidique (14, 54) comportent une portion (142, 542) faisant saillie parallèlement au plan d’extension principal de la joue (6) et comportant les bouches de connexion des premier et deuxième conduits.
  3. Echangeur thermique (2, 5) selon la revendication 2, dans lequel les moyens de connexion fluidique (14, 54) comportent :
    - d’une part une plaque de base (20, 50) comportant une portion principale solidarisée à la joue et comportant une première ouverture (24, 56) en communication avec l’orifice de sortie (62) de fluide réfrigérant (FR) et une deuxième ouverture (22, 52) en communication avec l’orifice d’entrée (64) de fluide réfrigérant (FR), la plaque de base (20, 50) comportant en outre, dans la portion (142, 542) faisant saillie, une portion d’extension comportant un premier embout (26, 53) formant la bouche de connexion du premier conduit et un deuxième embout (28, 57) formant la bouche de connexion du deuxième conduit,
    - et d’autre part, une plaque de distribution (30, 51) solidarisée à la plaque de base (20, 50) et comportant une première nervure (32, 55) s’étendant de la première ouverture (24, 56) jusqu’au premier embout (26, 53), et une deuxième nervure (34, 59) s’étendant de la deuxième ouverture (22, 52) jusqu’au deuxième embout (28, 57).
  4. Echangeur thermique (2, 5) selon la revendication 3, dans lequel la dimension des moyens de connexion fluidique (14, 54) dans une direction orthogonale au plan d’extension principal de la joue est bornée par une crête de la première ou de la deuxième nervure (32, 34, 55, 59).
  5. Echangeur thermique (2, 5) selon l’une quelconque des revendications 3 à 4, dans lequel au moins une surface de contour des première et deuxième nervures (32, 55, 34, 59) sur la plaque de distribution (30, 51) est brasée ou soudée à une surface de la plaque de base (20, 50).
  6. Echangeur thermique (2) selon l’une quelconque des revendications 3 à 5, dans lequel les embouts (26, 28) sont des tubulures mâles aptes à s’insérer dans le dispositif de détente (8).
  7. Echangeur thermique (5) selon l’une quelconque des revendications 3 à 5, dans lequel les embouts (53, 57) sont des tubulures femelles aptes à recevoir des tubulures du dispositif de détente (8).
  8. Echangeur thermique (2) l’une quelconque des revendications 3 à 6, dans lequel la plaque de base (20) ou la plaque de distribution (30) comportent des inserts (18) configurés pour fixer le dispositif de détente (8).
  9. Echangeur thermique (2, 5) selon l’une quelconque des revendications 2 à 8, dans lequel la portion (142, 542) faisant saillie est du côté de l’orifice de sortie (62) de fluide réfrigérant (FR).
  10. Dispositif de refroidissement comportant un échangeur thermique (2, 5) selon l’une quelconque des revendications précédentes et le dispositif de détente (8) dont l’entrée (82) est reliée à l’orifice de sortie (62) de fluide réfrigérant de l’échangeur thermique (2, 5) et dont la sortie (84) est reliée à l’orifice d’entrée (64) de fluide réfrigérant de l’échangeur thermique (2, 5).
FR2300206A 2023-01-09 2023-01-09 Echangeur thermique comportant des moyens de connexion à un dispositif de détente Pending FR3144862A1 (fr)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2300206A FR3144862A1 (fr) 2023-01-09 2023-01-09 Echangeur thermique comportant des moyens de connexion à un dispositif de détente
PCT/EP2024/050010 WO2024149629A1 (fr) 2023-01-09 2024-01-02 Echangeur thermique comportant des moyens de connexion à un dispositif de detente

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2300206 2023-01-09
FR2300206A FR3144862A1 (fr) 2023-01-09 2023-01-09 Echangeur thermique comportant des moyens de connexion à un dispositif de détente

Publications (1)

Publication Number Publication Date
FR3144862A1 true FR3144862A1 (fr) 2024-07-12

Family

ID=85685769

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR2300206A Pending FR3144862A1 (fr) 2023-01-09 2023-01-09 Echangeur thermique comportant des moyens de connexion à un dispositif de détente

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR3144862A1 (fr)
WO (1) WO2024149629A1 (fr)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0882457A (ja) * 1994-09-09 1996-03-26 Zexel Corp 積層型熱交換器
EP1295072B1 (fr) * 2000-06-28 2007-03-21 Alfa Laval Corporate AB Echangeur de chaleur et ensemble echangeur de chaleur/vanne de detente
WO2014048219A1 (fr) * 2012-09-29 2014-04-03 杭州三花研究院有限公司 Ensemble intégré d'échangeur de chaleur et son procédé de fabrication
US20190107345A1 (en) * 2012-05-31 2019-04-11 Dana Canada Corporation Heat exchanger assemblies with integrated valve
EP3096106B1 (fr) * 2015-05-06 2019-05-15 Hyundai Motor Company Échangeur de chaleur
WO2021136150A1 (fr) * 2020-01-03 2021-07-08 浙江三花汽车零部件有限公司 Ensemble d'échange de chaleur
WO2021213784A1 (fr) * 2020-04-23 2021-10-28 Alfa Laval Corporate Ab Échangeur de chaleur comprenant un bloc de plaques et un collecteur creux
WO2022071739A1 (fr) * 2020-09-29 2022-04-07 에스트라오토모티브시스템 주식회사 Échangeur thermique destiné à un véhicule

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0882457A (ja) * 1994-09-09 1996-03-26 Zexel Corp 積層型熱交換器
EP1295072B1 (fr) * 2000-06-28 2007-03-21 Alfa Laval Corporate AB Echangeur de chaleur et ensemble echangeur de chaleur/vanne de detente
US20190107345A1 (en) * 2012-05-31 2019-04-11 Dana Canada Corporation Heat exchanger assemblies with integrated valve
WO2014048219A1 (fr) * 2012-09-29 2014-04-03 杭州三花研究院有限公司 Ensemble intégré d'échangeur de chaleur et son procédé de fabrication
EP3096106B1 (fr) * 2015-05-06 2019-05-15 Hyundai Motor Company Échangeur de chaleur
WO2021136150A1 (fr) * 2020-01-03 2021-07-08 浙江三花汽车零部件有限公司 Ensemble d'échange de chaleur
WO2021213784A1 (fr) * 2020-04-23 2021-10-28 Alfa Laval Corporate Ab Échangeur de chaleur comprenant un bloc de plaques et un collecteur creux
WO2022071739A1 (fr) * 2020-09-29 2022-04-07 에스트라오토모티브시스템 주식회사 Échangeur thermique destiné à un véhicule

Also Published As

Publication number Publication date
WO2024149629A1 (fr) 2024-07-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1646780B1 (fr) Module de refroidissement de l`air de suralimentation et des gaz d`echappement recircules d`un moteur a combustion interne de vehicule automobile
EP2137477B1 (fr) Échangeur de chaleur pour gaz
EP2726806A1 (fr) Boitier d'echangeur a plaques empilees et echangeur comprenant un tel boitier
EP2972049B1 (fr) Echangeur thermique, en particulier refroidisseur d'air de suralimentation
EP0430752A1 (fr) Echangeur de chaleur à écoulement circonférentiel
WO2008113714A1 (fr) Echangeur de chaleur et ensemble intégré incorporant un tel échangeur
FR2906017A1 (fr) Echangeur de chaleur, en particulier refroidisseur d'air de suralimentation.
FR2712967A1 (fr) Echangeur de chaleur à lames, en particulier radiateur d'huile pour véhicule automobile.
FR3081983A1 (fr) Dispositif d’échange de chaleur
WO2003102396A1 (fr) Module d'echange de chaleur conforme pour envelopper un moteur de vehicule automobile
FR3144862A1 (fr) Echangeur thermique comportant des moyens de connexion à un dispositif de détente
EP1985945B1 (fr) Echangeur thermique interne pour circuit de climatisation de véhicule automobile, un tel circuit et procédé de raccordement de deux connecteurs à cet échangeur
FR2936043A1 (fr) Echangeur de chaleur a tubes
FR2807507A1 (fr) Echangeur de chaleur a structure de raccordement de tuyaux amelioree
FR2915792A1 (fr) Echangeur de chaleur extrude
WO2005116415A1 (fr) Refroidisseur d’air d’admission pour moteur thermique dote d’un turbocompresseur
WO2003046459A1 (fr) Echangeur de chaleur pour un circuit de fluide de refroidissement, notamment pour vehicule automobile
WO2014095580A1 (fr) Echangeur de chaleur entre un liquide caloporteur et un fluide refrigerant, notamment pour vehicule automobile
EP2171247A1 (fr) Vanne de régulation reliée à un échangeur par un pont thermique et dispositif d'échange thermique correspondant
EP2463610B1 (fr) Échangeur de chaleur notamment pour véhicule automobile
WO2014064079A1 (fr) Boite collectrice pour échangeur de chaleur, notamment refroidisseur d'air de suralimentation de moteur de véhicule automobile
EP2372288B1 (fr) Echangeur de chaleur pour un dispositif de climatisation pourvu d'extrémités réduites
EP2469209B1 (fr) Boîtier d'échangeur de chaleur, échangeur de chaleur muni d'un tel boîtier et module d'admission équipé d'un tel échangeur
FR3141516A1 (fr) Bloc de connexion pour échangeur thermique et dispositif de refroidissement les comportant
FR2969271A1 (fr) Boitier d'echangeur de chaleur, echangeur de chaleur muni d'un tel boitier et module d'admission equipe d'un tel echangeur

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 2

PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20240712