Brevet FR2472732A1 — publié le 19810703

La présente invention concerne un échangeur de chaleur, en particulier un condenseur a% flux double ou multiple pour installations de climatisation de vé- hicules, équipé de fourches tubulaires en forme de U disposées dans un corps d'échangeur de chaleur, qui sont réunies à leurs extrémités par des coudes tubulai- res à des fourches tubulaires montées a la suite dans le sens de l'écoulement, dans lequel l'arrivée du flui- de d'échange de chaleur est répartie sur deux ou plu- sieurs des premières fourches tubulaires. Des échangeurs de chaleur de ce type, en particulier des condenseurs à réalisation à double flux sont connus (Brevet américain NO 4 063 431). Dans ces modes d'exécution, deux systèmes de canalisations par- courus par le fluide d'échange de chaleur sont prévus parallèles entre eux, dans lesquels les différentes fourches et coudes tubulaires sont disposés dans deux plans parallèles entre eux. Ces modes d'exécution pré- sentent par conséquent sans doute l'avantage que le fluide d'échange de chaleur les traversant subit une chute de pression plus faible par suite de la section d'écoulement plus importante et ainsi de la vitesse d'écoulement plus faible qui y est liée, que dans des condenseurs dans lesquels un seul sens d'écoulement est prévu, mais ils présentent l'inconvénient que leur épaisseur, mesurée dans la direction de l'air les tra- versant, est relativement grande. En particulier en construction automobile o en règle générale seuls de très petits espaces d'installation pour les condenseurs d'installations de climatisation sont disponibles, il en résulte par conséquent très souvent des difficultés d'installation de tels condenseurs à double flux et à deux rangées d'éléments. La présente invention a par conséquent pour objet de réaliser un échangeur de chaleur, en particulier un condenseur pour les installations de climatisation de véhicules, de telle sorte que l'espa- ce d'installation nécessaire puisse être maintenu très petit au moins dans le sens d'écoulement de l'air. Ce problè-me est, selon l'invention, résolu par le fait que les branches de toutes les fourches tubulaires sont disposées les unes par rapport aux au- tres dans un même plan et leurs extrémités sont réu- nies par des tronçons de tube, qui enjambent au moins les deux extrémités des fourches tubulaires adjacentes et s'Èntendent latéralement les unes contre les autres. Cette réalisation présente l'avantage majeur que le nouveau condenseur peut être réalisé très mince à pro- ximité de sa surface d'échange de chaleur, dans la di- rection de l'écoulement de l'air tout en conservant les avantages du système à double flux. Des condenseurs réalisés selon l'invention peuvent par conséquent être installés très facilement dans la région du véhicule devant le radiateur du moteur se trouvant à l'avant, car il ne nécessite que-très peu de place, mesurée dans le sens longitudinal du véhicule, ou dans le sens de l'écoulement de l'air. Il est avantageux que les tronçons de tube soient courbés dans un plan de manière en soi connue, mais avec leurs parties de coude disposées dans diffé- rentes directions. Les coudes peuvent alors s'étendre les uns contre les autres de façon simple et se tra- duisent dans cette région se trouvant en règle généra- le sur le côté par une épaisseur accrue du corps que dans la zone de la surface d'échange de chaleur; à proximité de ces bords latéraux, qui peuvent également être réalisés au-delà de la région des bords latéraux du radiateur du moteur, existe cependant dans les véhi- cules en général suffisamment de place0 Il est en outre avantageux que tous les tronçons de tube soient réali- sés de façon identique, de sorte que des quantités de pièces suffisamment grandes soient disponibles pour la fabrication. Il est en outre avantageux que le con- denseur selon l'invention n'exige aucune modification à des condenseurs de série, qui n'étaient-réalisés qu'à simple flux. Le nouveau corps de condenseur est réalisé uniquement par échange de coudes classiques par les bouveaux coudes enjambant au moins deux extrémités de raccordement adjacentes. Pour des réalisations à double flux de condenseurs, existe une possibilité de réalisation avantageuse, si tous les tronçons de tubes sont dispo- sés avec leurs parties coudées dans un plan perpendicu- laire à celui dans lequel se trouvent les branches des fourches tubulaires. Dans cette réalisation, les tronçons de tube peuvent posséder sensiblement la for- me d'un V, dont les branches font entre elles un angle obtus, et il s'est avéré que de tels coudes peuvent être fabriqués très facilement, mais présentent cepen- dant l'avantage qu'ils peuvent être disposés avec leurs branches parallèles aux branches de coudes adjacents, de sorte qu'il en résulte également une disposition compacte sur le c6té du condenseur. En outre, de ma- nière avantageuse, la disposition à double flux des fourches tubulaires peut être prévue uniquement sur environ 60%o à 70/4 de la hauteur de la surface d'échan- ge de chaleur, une disposition à flux simple étant adoptée-ensuite. Cette réalisation peut être obtenue simplement avec des moyens classiques. Elle est possi- ble car dans cette zone terminale du condenseur, la plus grande partie du fluide d'échange de chaleur est déjà passée à l'état liquide et par suite présente un volume sensiblement plus faible que dans la zone dans laquelle le fluide d'échange de chaleur pénètre dans le condenseur. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation de l'invention, qui est représenté sur lm dessins annexés. - La figure 1 est une élévation schémati- que, partiellement découpée d'un nouveau condenseur pour une installation de climatisation d'un véhicule. - la figure 2 est une élévation du conden- seur selon la figure 1 dans le sens de la flèche II de cette figure. Sur la figure 1 est représenté le corps d'échangeur de chaleur d'un condenseur pour l'installa- tion de climatisation d'un véhicule, qui se compose essentiellement de deux supports latéraux 1 et 2 pour plusieurs fourches tubulaires 3, qui sont passées de façon en soi connue à travers des alésages dans les supports 1 et 2 et sont munies chacune d'ailettes d'échange de chaleur, qui sont glissées sous forme de lamelles sur les branches des fourches tubulaires 3 et sont fixées en position de façon en soi connue. Les coudes 3a des différentes fourches tubulaires débor- dent de la paroi latérale droite 1. Les extrémités li- bres des branches 4 des fourches tubulaires 3 sont élargies, de manière également connue, en tulipes 5, dans lesquelles sont ensuite introduits les tronçons de tube de liaison 6, qui complètent le trajet d'écou- lement pour le fluide d'échange de chaleur. Les parois latérales 1 et 2 sont courbées à leurs extrémités en attaches de fixation 7, sur lesquelles peuvent être ensuite disposés, de manière non représentée, un cou- vercle et un fond de fermeture et éventuellement encore une équerre de raccordement, à l'aide de laquelle le corps d'échangeur de chaleur peut être mis en place dans le véhicule, de préférence devant le radiateur du moteur. La paroi latérale gauche 2 possède dans ce but une autre attache 8. Ainsi qu'il ressort des figures, le flui- de d'échange de chaleur est amené par la canalisation 9 au condenseur et se répartit ensuite par l'intermé- diaire des deux tronçons de tube de raccordement 10 et 11 sur deux systèmes de canalisations parcourus simultanément par le fluide d'échange de chaleur, qui constituent un condenseur a double flux. Ainsi qu'il ressort de la figure 1, le tronçon de tube 10 est raccordé à la tulipe 5 de la branche supérieure de la première fourche tubulaire 31' dont la seconde branche débouche sur la tulipe 51 et par l'intermédiaire du tronçon de tube 6a est amené à la tulipe 51, qui con- duit à la seconde fourche tubulaire 31'? qui à son tour est reliée à son extrémité, vue dans le sens d'écoulement, par l'intermédiaire du tronçon de tube 6a à la fourche tubulaire immédiatement suivante de ce trajet d'écoulement. Le second tronçon de raccordement 11 con- duit à la tulipe 52 de la première fourche tubulaire 32 du second trajet d'écoulement pour le fluide d'é- change de chaleur. La tulipe 52 se trouvant à l'extré- mité de cette fourche tubulaire 32 est raccordée par l'intermédiaire du tronçon de tube 6b à la tulipe 52' de la seconde fourche tubulaire 32' de ce trajet d'é- coulement, qui est à son tour reliée par l'intermé- diaire du tronçon de tube 6b' à la fourche tubulaire suivante du second trajet d'écoulement. De cette fa- çon, on réalise un condenseur avec un système d'écou- lement à double flux, dans lequel cependant les axes de toutes les branches 4 des fourches tubulaires des deux systèmes d'écoulement, ainsi qu'il ressort de la figure 2, sont disposés entre eux dans un unique plan 12. Ainsi qu'il ressort en outre de la figure 2, les tronçons de tube 6a, 6b; 6a' et 6b' et tous les tron- çons de tube correspondants suivants s'étendent laté- ralement les uns contre les autres, ce qui est obtenu par le fait que ces tronçons de tube 6a et 6b, qui sont réalisés de façon identique entre eux, mais sont dis- posés tournés de 1,800 les uns par rapport aux autres, possèdent la forme d'un V, dont les deux branches 13, comme il est indiqué en pointillés sur la figure 2, font entre elles un angle obtus a. On obtient ainsi la possibilité avantageuse que les branches 13 des diffé- rents tronçons de tube 6a, 6b peuvent être disposés parallèles entre eux sur un certain trajet et, ainsi qu'il ressort de la figure 1, peuvent se trouver avec leurs axes à nouveau dans un plan commun 14, qui s'étend perpendiculairement au plan 12, dans lequel sont dis- posées les branches 4 des différentes fourches 31i 32- etc.. La forme en V des tronçons de tube 6a, 6b pré- sente également l'avantage de la possibilité d'une fa- brication relativement simple, car les tronçons de tu- be ainsi réalisés doivent uniquement être courbés aux coudes de changement de direction sur les tulipes 51' 52 et autour de l'angle a. Il serait naturellement également possible de ne pas courber les branches 13 en une forme en V, mais de remplacer le coude (autour de l'angle a) par deux coudes avec un tronçon intermédiai- re rectiligne, de sorte que les tronçons de tube 6a, 6b présenteraient sensiblement une forme trapézoïdale dans la vue de dessus de la figure 2, mais une telle réali- sation demanderait un coût de fabrication accru. 1-'uni- que avantage serait oue l'écart mesuré perpendiculaire- ment au plan 12 des extrémités extérieures des coudes des tronçons de tube 6A et 6b pourrait être plus petit. Ainsi qu'il ressort en outre des figures, la disposition à double flux se transforme approxima- tivement après 60%/o à 7î/% de la hauteur H du condenseur total en une réalisation à simple flux, qui commence par le fait que l'extrémité du second trajet d'écoule- ment, â savoir la tulipe 52VI est reliée par l'inter- médiaire de l'élément de liaison 15 au premier trajet d'écoulement, à savoir au tronçon de tube 6a peu avant le débouché de celui-ci dans la tulipe 51VII De la branche s'éloignant de la tulipe 51II de la fourche tubulaire, le fluide d'échange de chaleur s'écoule en- suite en un flux simple et aux coudes 3a débordant de la paroi latérale I sont associés sur le côté gauche des coudes 16, débordant de la paroi latérale 2, qui sont identiques aux coudes 3a. La nouvelle réalisation présente, comme on peut le déduire de façon simple des dessins, l'avantage majeur que le nouveau corps de condenseur présente sur toute sa surface d'échange de chaleur, c'est-à-dire sur toute la région entre les parois latérales 1 et 2, uniquement une très petite largeur B, qui permet d'ins- taller de tels corps de condenseur même dans le cas de conditions d'espace resserrées devant le radiateur de moteur dans des véhicules. Le corps de condenseur pos- sède une plus grande profondeur uniquement sur le côté débordant de la paroi latérale 2, mais ceci ne cause aucun problème d'installation. L'invention, qui est décrite dans l'exem- ple de réalisation à l'aide d'un condenseur à double flux, peut être mise en oeuvre non seulement dans des dispositions & double flux, mais également dans des dispositions à flux multiples. Ainsi, il serait par exemple possible de façon simple, dans le cas d'une réalisation & triple flux et avec la même disposition des fourches tubulaires 31, 32, etc..., d'en venir à une réalisation & triple flux, si au lieu des tronçons de tube prévus 6a, 6b, qui enjambent deux extrémités de raccordement successives des fourches tutulaires appartenant & l'autre ensemble (par le tronçon de tube 6b qui enjambe les tulipes 51' et 51'), de tels tron- çons de tube seraient prévus qui enjambent non seule- ment deux mais également quatre points de raccordement de fourches tubulaires adjacentes, deux de ces extré- mités enjambées appartenant à un ensemble du système à flux multiples. Ces tronçons de tube de liaison pour- raient 9tre disposés les uns contre les autres dans trois plans séparés indépendamment les uns des autres. REVENDICATIONB 1) Echangeur de chaleur, en particulier condenseur à flux double ou multiple pour installations de climatisation de véhicules, équipé de fourches tubu- laires en forme de U disposées dans un corps d'échangeur de chaleur, qui sont réunies à leurs extrémités par des coudes à des fourches tubulaires montées à la suite dans le sens de l'écoulement, dans lequel l'arrivée du fluide d'échange de chaleur est répartie sur deux ou plusieurs des premières fourches tubulaires, caracté- risé en ce que les branches (4) de toutes les fourches tubulaires (3) sont disposées dans un plan (12) et leurs extrémités (51, 52) sont reliées par des tronçons de tube (6), qui enjambent au moins les deux extrémités (par exemple 5'1 et 5"2) des fourches tubulaires adja- centes et s'étendent latéralement les unes contre les autres, 2) Echangeur de chaleur selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que les tronçons de tube (6a, 6b) sont disposés avec leurs parties de coude (6c) dans différentes directions. 3) Echangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que tous les tronçons de tube (6a, 6b) sont réalisés de façon iden- tique. 4) Echangeur de chaleur selon une des revendications I à 3 pour des réalisations à double flux, caractérisé en ce que tous les tronçons de tube (6a, 6b) sont disposés avec leurs parties de coude (6c) dans un plan (14) orthogonal au plan (12), dans lequel s'étendent les branches (4) des fourches tubulaires (31, 32) ) Echangeur de chaleur selon la revendi- cation 4, caractérisé en ce que les parties de coude (6c) possèdent sensiblement la forme d'un V, dont les branches (13) font entre elles un angle obtus (î). 6) Echangeur de chaleur selon la revendi- cation 5, caractérisé en ce que les tronçons de tube (6, 6b) présentent trois rayons de courbure, dont le rayon médian se trouve entre les branches (13) et les deux autres forment la transition des branches (13) des parties de coude (6c) aux extrémités (51, 52) des fourches tubulaires (3). 7) Echangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la disposi- tion à double flux des fourches tubulaires (31 32) est prévue seulement sur environ 601o à 70% de la hau- teur H de la surface d'échange de chaleur et en ce qu'ensuite est adoptée une disposition à simple fluxo