Brevet FR2608263A1 — publié le 19880617

La présente invention concerne un échangeur de chaleur à écoulement transversal réglable de calo- porteur, comportant deux surfaces chauffantes pour chauffer individuellement la moitié de gauche et la moitié de droite de l'habitacle d'un véhicule automobile, se composant de collecteurs extérieurs de renvoi et d'une zone centrale de renvoi, divisée par une paroi séparatri- ce en une région de gauche et une région de droite, ainsi que des conduits inférieurs d'admission et supérieurs de retour branchés du côté des collecteurs de renvoi. Un échangeur de chaleur de ce genre, comportant une disposition symétrique des zones chauffantes et des raccords, chaque collecteur extérieur de renvoi étant relié à un conduit d'admission et à un conduit de retour, peut être considéré comme connu d'après la demande de brevet allemand n 20 25 207. Du fait que les conduits d'admission et de retour doivent être reliés au circuit d'eau de refroidissement du moteur à combustion interne et du fait qu'il se produit dans une zone de passage de conduits une accumulation de composants et de voies d'alimentation, on obtient, à cause des parcours prédéter- minés des conduits, un ensemble de canalisations très difficiles à passer et à monter. L'invention a pour but, tout en conservant une répartition de zones, facile à régler, de l'échangeur de chaleur compact, d'obtenir une réduction des raccords et simultanément une disposition optimisée des raccords adaptables aux conditions existantes et permettant d'obtenir une simplicité de passage des canalisations. Ce problème est résolu conformément à l'invention, en prévoyant que la paroi séparatrice est pourvue, en vue d'un guidage désiré de l'écoulement du caloporteur, par l'intermédiaire de tubes intégrés d'admission et de retour, depuis un collecteur extérieur de renvoi jusqu'à une surface chauffante respectivement opposée localement d'évidements séparant encore pour le caloporteur les deux régions de la zone de renvoi; il est prévu seulement un conduit d'admission relié à un collecteur extérieur de renvoi et les deux conduits de retour partent, séparément l'un de l'autre Dour le caloporteur, du même collecteur de renvoi. Dans un exemple avantageux de réalisation de l'invention, le conduit d'admission et les conduits de retour sont reliés au même collecteur de renvoi,de sorte que l'autre collecteur de renvoi est exempt de raccords. Une répartition de l'écoulement de calo- porteur dans le collecteur de renvoi recevant le conduit d'admission est obtenue lorsque le tube d'admission part d'un fond extérieur à tubeset se termine dans une région de la zone de renvoi qui est reliée à l'évidement. Pour que les deux surfaces chauffantesaient une même puissance calorifique pour une même position de registre, le collecteur de renvoi recevant le conduit d'admission est pourvu d'un dispositif déflecteur, qui peut être agencé sous la forme d'un diaphragme ou d'une nervure dirigée ves le haut. Dans un autre exemple de réalisation de l'inven- tion, le conduit d'admission rejoint directement le tube d'admission et celui-ci se termine dans une région de la zone de renvoi qui est reliée à l'évidement de telle sorte que la répartition de l'écoulement du calo- porteur s'effectue dans la zone de renvoi située au centre. Pour obtenir également à cet égard les mêmes puissances calorifique pourles deux surfaces chauffantes, le tube d'admission est pourvu d'au moins une ouverture ayant une dimension intérieure prédéterminée, par l'intermédiaire de laquelle s'effectue une transmission du caloporteur à une région de la zone de renvoi située en amont de l'évidement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 représente de façon simplifiée un échangeur de chaleur à écoulement transversal conforme à l'inven- tion, comportant des conduits d'admission et de retour qui sont reliés à un collecteur de renvoi, la figure 2 est une vue en coupe faite selon la ligne II-II de la figure 1, la figure 3 représente un raccord d'admission qui est relié directement à un tube d'admission, la figure 4 représente un autre échangeur de chaleur à écoulement transversal comportant un tube d'admission et de retour reliant entre eux les deux collecteurs de renvoi, la figure 5 est une vue partielle en élévation faite dans la direction de la flèche "X" de la figure 4, et la figure 6 est une vue en coupe faite selon la ligne VI-VI de la figure 4. L'échangeur de chaleur à écoulement transversal 1 représenté sur les figures 1 et 2 comporte un collecteur de renvoi 2 de gauche, une zone de renvoi 3 centrale et un collecteur de renvoi 4 de droite, ce dernier étant relié à un conduit d'admission 5 placé au centre et en bas. Du côté supérieur du collecteur de renvoi 4 de droite partent - comme le montre notamment la figure 2 - deux conduits de retour 6 et 7, qui sont séparés l'un de l'autre du côté eau. D'une manière non représentée, il est prévu dans chaque conduit de retour 6 ou 7 un dispositif de régulation quantitative, par exemple sous la forme d'une synchro-valve. L'écoulement du caloporteur pénétrant, conformément à la figure 1, par l'intermédiaire du conduit d'admission 5 dans le collecteur de renvoi 4 est divisé quantitativement autant que possible en deux moitiés, auquel cas une partie passe dans un tube d'admission 8, qui part du collecteur de renvoi 4 et parvient, par l'inter- médiaire d'un évidement 9 ménagé dans une paroi séparatri- ce 10 divisant la zone de renvoi 3, dans la région de gauche 11 de la zone de renvoi 3,tandis qu'une autre partie de l'écoulement est déchargée, par l'intermédiaire d'un dispositif déflecteur 12 se présentant sous la forme d'un diaphragme 13,en direction de la première rangée de tubes ailetés 14, qui part d'un fond extérieur à tubes 15. Cette rangée de tubes ailetés 14 se termine dans la région de droite 16 de la zone de renvoi 3, o il se produit un renvoi qui dévie un écoulement de retour en direction du conducteur de renvoi 4. Ce processus se répète plusieurs fois dans des rangées de tubes ailetés disposées l'une au-dessus de l'autre, jusqu'à ce que l'écoulement de support de chaleur de la figure 2 pénètre, par l'intermédiaire d'une ouverture 17 ménagée dans une cloison séparatrice 18, orientée à peu près perpendiculai- rement à la paroi séparatrice 10, dans un puits 19, qui est relié au conduit de retour 7 par l'intermédiaire de la rangée de tubes 20 placée complètement en haut. L'écoulement de caloporteur parvenant par l'intermédiaire du tube d'admission 8 dans la région de gauche 11 de la zone de renvoi 3 pénètre dans une rangée inférieure de tubes ailetés 21 et parvient dans le collec- teur de renvoi 2 à partir duquel il est canalisé, par d'autres rangées de tubes ailetés disposées l'une au- dessus de l'autre et avec des changements alternés de directions, finalement dans une partie supérieure de la région de gauche 11 de la zone de renvoi 3 pour pénétrer ensuite dans un tube de retour 22, qui traverse un évide- ment 23 de la paroi séparatrice 10 et aboutit au conduit de retour 6. De cette manière, deux surfaces de chauffe 24 et réglables individuellement, sont créées, ce qui permet d'obtenir d'une manière simple, du fait que l'échangeur de chaleur à écoulement transversal 1 est disposé verti- calement ou en inclinaison et est relié à une canalisation branchée en aval (non représentée', une répartition stratifiée agréable de la température, qui diminue vers le haut. Dans l'exemple de réalisation de la figure 3, dont le reste de la structure correspond dans une large mesure à celle des figures 1 et 2 et o on a utilisé pour désigner des parties semblables également des références -numériques semblables, la répartition de l'écoulement de caloporteur arrivant par l'intermédiaire du conduit d'admission 5 est effectuée dans la zone de renvoi 3. Dans ce but, le conduit d'admission 5 débouche dans le tube de renvoi 8,qui traverse l'évidement 9 ménagé dans la paroi séparatrice 10 et qui débouche lui-même dans la région de droite 16 de la zone de renvoi 3. Pour qu'également la région de gauche 11 reçoive une partie de l'écoulement chaud de caloporteur, le tube d'admission 8 est pourvu du côté de son extrémité d'au moins une ouverture 26. Dans la variante de réalisation des figures 4 à 6, o on a utilisé les mêmes références numériques pour désigner des parties identiques à celles de la réalisation des figures 1 et 2, on a mis en évidence sur la figure 4, en ce qui concerne la zone de renvoi 3, deux possibilités de renvoi. Dans une partie inférieure, les rangées infé- rieures de tubes ailetés 14 et 21,et les rangées de tubes ailetés placées respectivement au-dessus ainsi que les rangées de tubes ailetés placées à la suite par paires sont reliées entre elles par des coudes tubulaires 27 et sont maintenues à distance par la paroi séparatrice 10. Dans une partie supérieure, la paroi séparatrice 10 est élargie en direction des chambres de renvoi 28 qui sont chacune associées à une paire de rangées de tubes ailetés. Le conduit d'admission 5 débouche dans le collecteur de renvoi 2 de gauche, dans lequel il est prévu comme dispositif déflecteur 12 une nervure 29. Le tube d'admission 8 part du fond à tubes 15 de gauche, il traverse la paroi séparatrice centrale 10 dans la zone de l'évidement 9 et sort à nouveau au travers du fond à tubes 15 de droite. Le tube de retour 22, qui traverse la paroi séparatrice 10 dans la zone de l'évidement 23, a le même profil longitudinal. En fonction de la transmission de chaleur désirée, le tube d'admission 8 et le tube de retour 22 peuvent, dans toutes les variantes de réalisa- tion, être pourvus d'ailettes ou également être sans ailettes. Lorsque, dans une partie déterminée, aucune fourniture de chaleur n'est souhaitée, on peut prévoir une isolation tubulaire. REVENDICATIONS 1. Echangeur de chaleur à écoulement transversal réglable de caloporteur, comportant deux surfaces chauffantes pour chauffer individuellement la moitié de gauche et la moitié de droite de l'habitacle d'un véhicule automobile, se composant de collecteurs extérieurs de renvoi et d'une zone centrale de renvoi, divisée par une paroi séparatrice en une région de gauche et une région de droite, ainsi que des conduits inférieurs d'admission et supérieurs de retour branchés du c8té des collecteurs de renvoi, caractérisé en ce que la paroi séparatrice (10) est pourvue, en vue d'un guidage désiré de l'écoulement du caloporteur, par l'intermé- diaire de tubes intégrés d'admission et de retour (8, 22), depuis un collecteur extérieur de renvoi ( 2 ou 4) jusqu'à une surface chauffante respectivement opposée (25 ou 24),localement d'évidements (9, 23) séparant encore pour le caloporteur les deux régions (11, 16) de la zone de renvoi (3), en ce qu'il est prévu seulement un conduit d'admission (5) relié à un collecteur extérieur de renvoi (2 ou 4),et en ce que les deux conduits de retour (6, 7) partent, séparément l'un de l'autre pour le caloporteur, du même collecteur de renvoi (2 ou 4). 2. Echangeur de chaleur à écoulement transversal selon la revendication 1, caractérisé en ce que le conduit d'admission (5) et les conduits de retour (6,-7) sont reliés au même collecteur de renvoi (2 ou 4). 3. Echangeur de chaleur à écoulement transversal selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le tube d'admission (8) part d'un fond extérieur à tubes (15), et se termine dans une région (11 ou 16) de la zone de renvoi (3) qui est reliée à l'évidement (9). 4. Echangeur de chaleur à écoulement transversal selon une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le collecteur de renvoi (2 ou 4) recevant le conduit d'admission (5) est pourvu d'un dispositif déflec- teur (12). 5. Echangeur de chaleur à écoulement transversal selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispo- sitif déflecteur (12) est agencé sous forme d'un diaphrag- me (13). 6. Echangeur de chaleur à écoulement transversal selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispo- sitif déflecteur (12) est constitué par une nervure (29) dirigée vers le haut. 7. Echangeur de chaleur à écoulement transversal selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le conduit d'admission (5) rejoint directement le tube d'admission (8) et que celui-ci se termine dans une région ( 11 ou 16) de la zone de renvoi (3) reliée à l'évidement (9). 8. Echangeur de chaleur à écoulement transversal selon la revendication 7, caractérisé en ce que le tube d'admission (8) est pourvu d'au moins une ouverture (26) d'une dimension intérieure prédéterminée, par l'intermé- diaire de laquelle s'effectue une transmission calo- porteur en direction de la région (11) de la zone de renvoi (3) qui est située en amont de l'évidement (9).