Brevet FR2124223A1 — publié le 19720922

'invention concerne un échangeur de chaleur dont la forme extérieure est celle d'un cylindre allongé. Pour des utilisations particulières, un échangeur de chaleur ayant la forme mentionnée ci-dessus est spécialement avantageux. C'est ainsi, par exemple, que dans le cas de moteurs à combustion à pistons à course linéaire, il est nécessaire de prévoir des réfrigérants d'air d'alimentation, d'huile ou d'eau, qui sont, le cas échéant, disposés dans l'espace en V entre les deux rangées de cylindre, et qui s'étendent sur toute la longueur de la machine. Les échangeurs de chaleur connus à ce jour ayant cette forme, sont constitués comme deb réfrigérants tubulaires. Leur inconvénient réside dans leur rendement, faible par rapport à leur volume de construction, de sorte que l'empla cement disponible n'est pas suffisant pour obtenir l'échange de chaleur nécessaire. Lors de l'emploi d'un tel échangeur de chaleur avec un moteur à combustion interne à pistons à course linéaire, l'air d'alimentation ainsi que l'huile de refroidissement et également l'eau de refroidissement, ne sont pas suffisamment refroidis, ou bien les pertes de pression deviennent d'importance inadmissible. L'invention a pour but dans un moteur à combustion à pistonsslinéaire de construction en V, de disposer entre les rangées de cylindres, un échangeur de chaleur ayant un débit aussi grand que possible. Ceci est obtenu, conformément à l'invention, par un échangeur de chaleur du type mentionné, caractérisé en ce que, dans un carter cylindrique, sont montés, disposés l'un derrière l'autre et espacés, en direction de l'axe longitudinal du carter, des éléments échangeurs de chaleur à section transversale quadrangulaire, de telle sorte que leurs arêtes longitudinales situées à leurs angles sont reliées directement ou indirectement avec le carter, de façon étanche avec les c8- tés et les espaces disponibles entre le carter et les parois extérieures des éléments échangeurs de chaleur sont constitués comme des parties de canaux par la disposition de cloisons de liaison entre les éléments, ces canaux servant à l'amenée et à la sortie de deux fluides entre lesquels on désire produire un échange de chaleur. Par l'expression "réfrigérant en bloc" on entend des réfrigérants dits également à nids d'abeilles, qui ont l'avantage de posséder une grande surface d'échange par rapport à leur volume de construction. L'échangeur, suivant l'invention, permet de mettre à profit l'avantage des réfrigérants en bloc, bien qu'il en diffère en ce qu'il est traversé par le courant directement sur une grande longueur, lorsque, suivant une caractéristique de l'invention, les éléments échangeurs de chaleur en forme de blocs sont disposés parallèles entre eux par rapport au trajet d'écoulement des deux fluides. Pour l'emploi de l'échangeur de chaleur dans le cas d'un moteur à combustion interne de type en V, dans lequel l'échangeur est disposé entre les rangées de cylin dra, il est prévu avantageusement que l'échangeur est entouré par le carter du moteur qui forme lui-même les canaux d'amenée et de départ, non seulement on obtient ainsi une économie d'espace importante, mais on dispose ainsi de liaisons particulièrement simples pour les fluides participant à l'échange de chaleur, qui sont, généralement, canalisés dans des canaux du carter de moteur. Les dessins représentent un exemple de réalisation de l'invention. - la figure 1 montre une coupe transversale à travers un échangeur de chaleur cylindrique, - la figure 2 est une coupe longitudinale suivant la ligne II-II de la figure 1, - la figure 3 est une coupe longitudlnale suivant la ligne III-III de la figure 1. - la figure 4 est une vue en coupe transversale partielle d'un moteur à pistons à course linéaire du type en V, avec un échangeur de chaleur monté dans le carter de moteur entre les rangées de cylindres. La figure 1 représente un élément échangeur de chaleur en nids d'abeilles de forme cubique 1, qui est entouré par un carter cylindrique 2. Le carter cylindrique 2 entoure l'élément échangeur de chaleur 1, d'une manière telle qutil forme le cercle circonscrit à sa section transversale cubique. Les quatre canaux en forme de segments de cercle 3, 4 ainsi formés sont étanches l'un par rapport à l'autre, pour servir d'amenée et de sortie des fluides nécessaires pour l'échangeur de chaleur. Dans la coupe longitudinale horizontale de la figure 2, sont représentés les divers éléments d'échange de chaleur 1, en forme de dés ou de blocs, tels outils sont disposés l'un derrière l'autre dans l'enveloppe cylindrique 2. A travers les canaux 4 s1 écoule vers le haut et vers le bas, l'un des fluides participant à l'échange de chaleur. La direction d'écoulement est indiquée par des flèches. Grâce aux cloisons intermédiaires 5, on obtient une disposition en parallèle du point de vue de l'alimentation pour les éléments d'échangeur de chaleur 1. D'après la vue en coupe longitudinale verticale de la figure 3, on voit, également, l'écoulement en parallèle dans les divers éléments d'échange de chaleur disposés l'un derrière l'autre dans l'espace. La direction d'écoulement, ainsi que l'arrivée et le départ du fluide participant à l'échan- ge de chaleur, est indiquée par des flèches dans les canaux 3. Les cloisons intermédiaires 6 entre les éléments d'échange de chaleur individuels, forment une partie des canaux 3. Sur les faces frontales, non représentées, de l'échangeur de chaleur, peuvent être disposés les raccords séparés d'entrée et de sortie des fluides participant à l'échange de chaleur. En variante de la représentation cidessus, les éléments d'échange de chaleur peuvent être modifiés dans leur forme suivant les fluides employés, la voie d'écoulement pouvant être prévue plus ou moins longue suivant la résistance à l'écoulement. De même, en fonction des fluides employés, la section transversale des canaux peut être modifiée en adoptant pour les éléments d'échange de chaleur, une section rectangulaire au lieu d'une section carrée. Une section carrée des éléments d'échange de chaleur nettement inférieure à celle du cercle circonscrit de l'enveloppe cylindrique, pourrait donner des sections de canaux particulièrement grandes, au moyen de cloisons séparatrices en forme de Z partant radialement des angles du carré. La figure 4 représente un échangeur de chaleur monté dans le carter 7 d'un moteur à pistons de type en V. Les canaux d'arrivée et de départ 3 pour le fluide de refroidissement liquide, sont formés par le carter de moteur 7. On obtient ainsi pour la répartition du fluide de refroidissement dans le carter, des jonctions 8 particulièrement courtes-et placées favorablement par rapport aux surfaces cylindriques à re froidir. La forme cylindrique de l'échangeur de chaleur permet d'utiliser, de manière avantageuse, avec de bonnes possibilités d'étanchéité entre les fluides de refroidissement à séparer, un alésage cylindrique à réaliser dans le carter de moteur. En variante à la représentation cidessus, l'échangeur de chaleur monté dans le carter peut être utilisé, également, avec économie de place, pour le refroidissement de l'huile de graissage ou de l'air d'alimentation. Pour cela, les canaux d'arrivée et de départ des fluides, participant à lté- changeur de chaleur, sont disposés d'une manière différente de celle du dessin, pour obtenir des liaisons plus courtes. L'invention s'applique, en particulier, aux échangeurs de chaleur équipant les moteurs à combustion interne du type en V. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENI > lCAT iONS 1.- Echangeur de chaleur, dont la forme extérieure correspond à un cylindre allongé, échangeur caractérisé en ce que, dans un carter cylindrique,sont montés plusieurs éléments échangeurs de chaleur, en forme de blocs à section quadrangulaire, espacés entre eux et disposés l'un derrière l'autre en direction de l'axe longitudinal médian du carter, de telle sorte que leurs bords longitudinaux, aux angles, soient reliés de manière étanche au carter, des espaces libres étant formés, entre le carter et les parois extérieures des éléments d'échange de chaleur, par la disposition de cloisons de liaison entre les éléments, pour constituer des parties de canaux,pour l'amenée et le départ de deux fluides7entre lesquels doit se produire un échange de chaleur. 2.- Echangeur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les cloisons de liaison sont disposées de telle sorte que les éléments échangeurs de chaleur en forme de blocs sont traversés en parallèle par les deux fluides. 3.- Echangeur suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'entrée et la sortie des deux fluides a lieu à travers la paroi du carter. 4.- Echangeur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les éléments d'échange de chaleur ont une section transversale rectangulaire. 5.- Echangeur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, disposé sur un moteur à combustion interne à pistons du type en V, entre les rangées de cylindres, échangeur caractérisé en ce qu'il est entouré par le carter du moteur, les canaux d'arrivée et de départ des fluides étant formés par le carter de moteur.