Brevet FR2591728A1 — publié le 19870619

ECHANGEUR THERMIQUE, NOTAMMENT POUR MOTEUR A COMBUSTION INTERNE. La présente invention se rapporte à la conception d' un échangeur thermique utilisable en particulier pour les moteurs à combustion interne. Dans les échangeurs de type connu, le fluide refroidisseur circule à l'intérieur de tubes, ceux-ci formant un faisceau caractérisant le type ou modèle de 1' échangeur. Le fluide à refroidir est canalisé dans la partie externe de ces tubes et généralement, le sens d' écoulement des fluides est croisé pour accroître 1' efficacité thermique. L' efficacité thermique d' un échangeur dépend essentiellement - de la nature, géométrie et disDosition des tubes formant le faisceau ; - de la forme et importance du volume délimité par la partie externe des tubes - et de l' organisation du sens d' écoulement du fluide refroidisseur et fluide à refroidir. un un des buts de la présente invention est précisément d'organiser méthodiquement le sens d' écoulement des fluides afin d'obtenir d' obtenir - une vitesse optimale des fluides, facteur caractérisant la valeur du coefficient d' échange thermique fluide-parois - et une différence de température maximale entre fluide à refroidir et fluide refroidisseur. Généralement, ces deux conditions imposent - un débit important du fluide refroidisseur - et un sens d'écoulement dit "à courant croisé", ce qui amène généralement sur l' ensemble échangeur des orifices entrée et sortie de fluide disposés aux extrémités du faisceau d' échangeur expliquant une modification de leurs implantations dès qu'il y a changement du faisceau d' échangeur imposé notamment par une exigence différente de puissance cie refroidissement. Pour pallier ces exigences, la présente invention présente une solution selon laquelle, suivant une particularité essentielle, - l' ensemble des orifices sortie et entrée des fluides est situé sur une même face ou extrémité de l' échangeur ; - il est possible de modifier la taille du faisceau sans conséquences au niveau des implantations de ces orifices ; - une cloison médiane séDare cet échangeur en deux demi-échangeurs couplés en série pour organiser la circulation des fluides ; - et cette cloison est calorifugée pour éviter un transfert thermique du fluide à refroidir. Suivant une autre particularité de l'invention, cet échangeur thermique comporte un clapet monté sur cette cloison médiane pour éviter à ce fluide à refroidir, toute chute de pression importante. D' autres buts, particularités et avantages de l' invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit de deux modes de réalisation- préférés, donnés à titre d' exemples non limitatifs en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 représente une vue en coupe axiale cl' un échangeur thermique suivant un premier mode de réalisation ; - les figures 2, 3 et 4 représentent trois sections droites respectives de cet échangeur thermique suivant les plans A-A, B-B et C-C de la figure 1 ; - et les figures 5, 6 et 7 représentent trois sections droites respectives d' un second mode de réalisation de cet échangeur, suivant les mêmes plans 4-A, 9-B et C-C. L' ensemble échangeur de la figure l présente un carter externe l et un orifice d'entrée 2 qui permet au fluide refroidisseur d'atteindre un faisceau tubulaire 3. Le nombre de tubes de ce faisceau qui est défini pour claque tyne d' échangeur, est divisé en deux parties égales, une première moitié assurant le passage du fluide de l' entrée 2 vers une partie d' extrémité 4 du faisceau tubulaire.Le fluide refroidisseur ernprunte l' autre moitié des tubes pour etre dirigé vers un orifice de sortie 5. r,e fluide à refroidir pénètre dans l'échangeur par un orifice 6 et se voit diriger vers la partie de l' échangeur (figures 3 et 6, section B-9), délimitée par une cloison médiane 7 du faisceau 3 et le carter externe 1. Ce fluide circule entre les tubes formant la moitié du faisceau ramenant le fluide refroidisseur de la partie 4 vers l'orifice de sortie 5. Pour accélérer et organiser le courant du fluide à refroidir selon l'invention, des cloisons 8 sont disposées de part et d' autre de la cloison médiane 7. Le nombre de ces cloisons est défini pour chaque type d' échangeur. Le passage du fluide à refroidir de la première moitié vers la seconde moitié du faisceau tubulaire se fait au niveau d' un orifice 9 (figures 4 et 7, section C-C). Ensuite, le fluide à refroidir circule entre les tubes formant le demi-faisceau canalisant le fluide refroidisseur de I' orifice d' entrée 2 vers la partie 4. Comme précédemment, des cloisons S assurent une circulation rnéthodique du fluide de l'orifice 9 vers une sortie 10. Une autre particularité de l'invention est obtenue par le mode de réalisation de la cloison médiane 7. Cette dernière est réalisée à l'aide d'iin matériau susceptible d' assurer une isolation thermiaue afin que que le liquide à refroidir ne puisse transférer thermiquement par conduction au travers de la cloison médiane 7. Suivant une autre particularité de l'invention, un clapet Il peut être monté sur la cloison médiane 7. Le rôle de ce clapet est de permettre le by-pass du fluide à refroidir dans le cas où ce dernier étant à basse température présente une viscosité élevée et, par là, entraîne une perte de pression importante par le passage obligé au travers du faisceau tubulaire. REVENDICATIONS 1. Echangeur thermique en particulier pour moteur à combustion interne, du type comprenant un faisceau tubulaire (3) logé à a' l'intérieur d'un carter externe (1) et des orifices d'entrée (2, 6) et de sortie (5, 10) des fluides refroidisseur et à refroidir, caractérisé en ce que ces orifices (2, 5, 6, 10) sont regroupés à une extrémité de l'échangeur pour permettre une évolution du faisceau tubulaire sans incidence sur leurs positions ou implantations, qu' une cloison médiane (7) sépare cet échangeur en deux demi-Pchanneurs couplés en série pour organiser la circulation des fluides, et que cette cloison est calorifugée pour éviter un transfert thermique du fluide à refroidir. 2. Echangeur thermique selon la revendication l, caractérisé en ce qu'il comporte un clapet (lI) monté sur la cloison médiane (7) pour éviter au fluide à refroidir toute chute de pression importante.