Brevet FR2269054A1 — publié le 19751121

Ltinvention est relative à des échangeurs dealeur, nata-et a des radiateurs pour véhicuLes, qui comprennent un bloc formé de tubes à fluide qui sont raccordés à des caisses à eau et d'ailettes disposées à peu près perpendiculairement aux tubes, des promoteurs de turbulence étant logés dans les tubes. On sait que, pour assurer une meilleure transmission de la chaleur, les tubes d'échangeurs de chaleur sont avantageusement munis de promoteurs de turbulence qui agissent sur la surface intérieure des tubes. Ces promoteurs de turbulence devraient posséder un certain jeu vis-à-vis de la paroi intérieure des tubes pour faciliter leur insertion dans ceux-ci. Le jeu ainsi ménagé entraîne toutefois l'inconvnient, qu'en fonctionnement, les promoteurs de turbulence risquent d'être emportés par le courant du fluide d'échange thermique. L'invention a donc pour but d'agencer un échangeur de chaleur, du genre défini au préambule, de telle façon que les promoteurs de turbulence soient fixés, sans gêner les conditions d'écoulement du fluide, de manière à empêcher les promoteurs de turbulence d'être emportés par le courant de ce fluide. Selon l'invention, ce but est atteint, dans un échangeur de chaleur du genre en question, essentiellement grâce au fait que les couvercles de caisse à eau sont munis, pour les promoteurs de turbulence, de moyens de retenue qui recouvrent partiellement les ouvertures des tubes, au moins en projection géositrique. Selon un mode de réalisation préfré de l'invention1 les mo- yens de retenue s-nt constitués par des barres qùi sont formées à la surface intérieure du couvercle et dont lesdiiensions transversales sont plus petites que le diamètre intérieur des tubes L'agencement peut alors avantageusement être tel que les ex trématés libres des barres se trouvent à une certaine-distance des extrémités des tubes. Mais il est aussi possible, selon une variante, de faire pénétrer les barres partiellement dans les tubes. Dans ce cas, les-barres peuvent avoir une section circulaire ou être agencées sous forme de croix ou d'étoiles. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, les moyens de retenue sont constitués par des saillies en forme de coupelles qui sont formées a' la surface intérieure du couvercle et qui sont placées vis-à-vis des ouvertures des tubes, le diamètre intérieur libre de ces saillies étant supérieur à celui des tubes et les promoteurs de turbulence pénétrant dans la cavité des saillies en forme de coupelles. Selon encore un autre mode de réalisation de l'invention, une garniture d'étanchéité tenue par le couvercle de caisse à eau est munie de branches qui traversent les ouvertures des tubes. Dans ce cas, les branches de la garniture pincée entre le fond de-la caisse à eau et son couvercle peuvent être prolongées jusqu'au tube voisin du tube considéré ou être agencées en réseau. Avec une disposition en réseau, il est avantageux que les branches soient ajourées à la manière d'un grillage au niveau des ouvertures des tubes Selon une variante de ce mode de réalisation, les branches sont formées de bandes étroites qui se croisent au niveau des ouvertures des tubes. Mais il est aussi possible qu'au niveau de chaque ouverture du tube, trois branches se rencontrent en T ou en étoile. Les branches de la garniture peuvent être orientées parallèlement aux bords de la caisse à eau (ou être disposées obliquement ou en zig-zag). D'autres avantages et caractéristiques de l'invention vont être expliqués plus en détail à l'aide des dessins annexés qui illustrent schématiquement divers modes de réalisation de l'invention. La fig.1 de ces dessins montre en coupe un premier mode de réalisation. Les fig.2a, 2b et 2c sont des coupes partielles selon la ligne II-II de la fig.1. Les fig.3 et 4 montrent en coupe un deuxième et un troisième modes de réalisation. Les fig.5a et 5b illustrent deux possibilités pour le mode de réalisation de la fig.4. La fig.1 représente en coupe une partie d'un échangeur de chaleur conforme à l'invention. De tels échangeurs de chaleur sont constitués par un bloc de tubes 3 a ailettes de refroidissement 4. Les tubes 3y traversent un fond de caisse à eau 1 et sont fixés à ce fond de manière appropriée. Le fond 1 est relié au couvercle de caisse à eau 2 avec interposition d'une garniture d'étanchéité 5 Des promoteurs de turbulence 6 sont logés dans les tubes 3. Pour empêcher que le fluide circulant dans les tubes 3 n'entraîne les promoteurs de turbulence 6 hors de ces tubes, le couvercle 2 de la caisse à eau possède, selon l'invention, des barres 7 qui sont placées en regard des ouvertures des tubes 3. Les barres 7 peuvent avoir une longueur telle qu'elles s'arrêtent juste au-dessus des ou schematquement vertures des tubes 3 ou, comme le montre a fig.i, qutelles pénè- trent légèrement dans les tubes 3. L'agencement conforme à l'invention est indépendant du profil des tubes 3 et de la nature tant des tôles ou ailettes 4 que de la fixation des tubes 3 au fond 1 de la caisse à eau. Les fig.2a,2b et 2c représentent divers profils parmi ceux que l'on peut donner aux barres 7. Selon la fig.2a, ces barres peuvent être cylindriques à section circulaire 8. Elles peuvent aussi avoir une forme conique ou tronconique. La section des barres 7 peut aussi être constituée d'ailes 9 en croix (fig.2b) ou avoir une forme en étoile comme montré en 10 à la fig.2c. Selon le mode de réalisation représenté à laig.3, les moyens de retenue sont constitués de saillies 11 en forme de coupelles ou cuvettes qui sont ménagées sur la face intérieure du couvercle 2 et qui font face aux ouvertures des tubes 3. Le diamètre intérieur de ces saillies 11 est supérieur à la largeur intérieure (ou diamètre intérieur) que les tubes 3 offrent aux promoteurs de turbulence 6. La paroi des saillies 11 peut être relativement courte en sorte que le bord inférieur 12 des coupelles est situé à faible distance du couvercle 2 de la caisse à eau. Ceci sgnifie que les promoteurs de turbulence 6 doivent être plus longs que les tubes 3. On peut également allonger les saillies il de façon à rapprocher leurs bords 12 du fond I de la caisse à eau. Le fond intérieur des saillies 11 peut être situé à peu près dans le plan de la surface intérieure du couvercle 2 de la caisse à eau ou à une certaine distance de ce plan. La fig.4 représente un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention dans lequel une garniture d'étanchéité 5, placée entre le fond 1 et le couvercle 2 de la caisse à eau, est munie de branches 13 qui font au moins partiellement saillie au travers des ouvertures des tubes 3 et empêchent ainsi les promoteurs de turbulence 6 d'être entraînés vers le haut par le courant de fluide. L'agencement peut être tel qu'une seule branche 13 parte du bord de la caisse à eau, au voisinage d'un tube 3, pour atteindre à peu près le centre du tube. Cependant, selon des modes de réalisation préférés de l'invention, les branches 13 sont agencées en un réseau qui est réalisé en une seule pièce avec la garniture 5 qui fait le tour du fond 1 de la caisse à eau. Les branches 13 peuvent alors franchir diamétralement les centres des tubes 3; elles peuvent aussi traverser à la manière de sécantes les sections des ouvertures des tubes 3 ou, lorsque ceux-ci sont aplatis, avoir toute autre forme appropriée. Selon les modes de réalisation illustrés aux fig.5a et Sb, l'agencement est tel qu'au niveau des tubes 3, trois branches se rencontrent en croix et forment un point de croisement 14. Les branches peuvent aussi se rencontrer en T, comme on l'a montré en 15 à la fig.5a. L'agencement peut aussi être tel que (voir fig.5b) trois branches 13 se rencontrent en étoile, comme montré en 16, au-dessus des tubes 3. Dans tous les cas, les-diverses branches 13 de la garniture 5 peuvent être réalisées en une seule piece avec celle-ci. A l'intérieur de la caisse à eau d'un échangeur de chaleur, les branches 13 peuvent être orientées à peu près parallèlement aux bords de la caisse à eau, mais elles peuvent aussi être disposées obliquement ou en zig-zag ou être ajourées à la manière d'un crible. Il est toutefois essentiel que l'ouverture de chaque tube 3 soit traversée par une branche de façon telle que les promoteurs de turbulence 6 soient tenus ou retenus dans les tubes. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation représentés et décrits mais en embrasse toutes les variantes à la portée des spécialistes. RRVENDICATIONS 1 - Echangeur de chaleur, notaient radiateur pour véhicules, qui comprend un bloc formé de tubes à fluide qui sont raccordés à des caisses à eau et d' ailettes disposées à peu près perpendiculairement aux tubes, des promoteurs de turbulence étant logés dans les tubes, caractérisé par le fait que les couvercles (2) de caisse à eau sont munis, pour les promoteurs de turbulence (6), de moyens de retenue (7,11,13) qui recouvrent partiellement les ouvertures des tubes (3), au moins en projection géométrique. 2 2 - Echangeur de chaleur selon la-revendication 1, caracté- risé par le fait que les moyens de retenue sont constitués par des barres (7) qui sont formées à la surface intérieure du couvercle et dont les dimensions transversales sont plus petites que le diamètre intérieur des tubes (3). 3 - Echangeur de chaleur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les extrémités libres des barres (7) se trouvent à une certaine distance des extrémités des tubes. -4 - Echangeur de chaleur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les barres (7) pénètrent partiellement dans les tubes (3). 5 - Echangeur de chaleur selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait que les barres (7) ont une section circulaire (8 > . 6 --Echangeur dc chaleur selon ltune quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait que les barres (7) sont agencées sous forme de croix (9) ou d'étoiles (10). 7 - Echangeur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens de retenue sont constitués par des saillies (11) en forme de coupelles qui sont formées à la surface intérieure du couvercle et qui sont placées vis-à-vis des ouvertures des tubes (3) le diamètre intérieur libre de ces saillies étant supérieur à celui des tubes (3) et les promoteurs de tur (1 bulence (6) pénétrant dans la cavité des saillies en forme de coupelles. 8 - Echangeur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'une garniture d'étanchéité (5), tenue par le couvercle de caisse à eau (2),est munie de branches (13) qui traversent les ouvertures des tubes (3). 9 - Echangeur de chaleur selon la revendication 8, caractérisé par le fait que les branches (13) sont agencées en réseau. 10 - Echangeur de chaleur selon l'une des revendications 8 et 9, caractérisé par le fait que les branches (13) sont ajourées à la manière d'un grillage au niveau des ouvertures des tubes (3). 11 - Echangeur de chaleur selon la revendication 10, carac térisé par le fait que les branches (13) sont agencées en croix (14) au niveau des ouvertures des tubes (3). 12 - Echangeur de chaleur selon l'une des revendications 8 et 9, caractérisé par le fait qu'au niveau de chaque ouverture de tube, trois branches se rencontrent en T (15) ou en étoile (16).