Échangeur de chaleur muni de déflecteur La présente invention concerne un échangeur de chaleur muni d'un ou plusieurs déflecteurs de guidage du flux de refroidissement pour obtenir un échange optimal de chaleur entre fluide de refroidissement et fluide refroidi.

Contexte de l'invention

On connaît dans le secteur automobile les échangeurs de chaleur qui comprennent :

• au moins une colonne de tubes parallèles de section rectangulaire disposés en empilement qui définissent une direction longitudinale ;

· un boîtier à l'intérieur duquel se logent les tubes, les tubes étant munis sur leurs côtés supérieur et inférieur de protubérances destinées à maintenir les tubes assemblés entre eux et avec le boîtier avec une séparation de façon à configurer un canal de passage de fluide de refroidissement constitué par : o des sections de passage entre tubes contigus dans la direction de l'empilement ;

o des sections de passage entre tubes et boîtier.

Par conséquent, le fluide de refroidissement est forcé de passer par lesdites sections de passage, en contact avec la surface externe des tubes, de sorte que se produit un échange de chaleur entre le fluide à refroidir qui passe par l'intérieur des tubes et le fluide de refroidissement.

En général, pour des questions d'espace, il y a peu de possibilités pour disposer les entrées et sorties tant du fluide refroidi, qui s'introduit par une extrémité des tubes et sort par l'autre extrémité, c'est-à-dire qui parcourt l'échangeur de chaleur suivant la direction longitudinale, que du fluide de refroidissement, qui s'introduit à la partie supérieure par l'avant de l'échangeur, pour sortir par la partie arrière, de préférence sur le côté. Cette configuration, qui peut faire l'objet de nombreuses variantes, ne permet qu'un contrôle limité de la configuration des gradients thermiques entre les deux fluides, car il est possible que subsistent des zones de l'échangeur, en particulier les coins éloignés des entrées et sorties de fluide de refroidissement, appelées aussi zones de stagnation, dans lesquelles le flux de fluide de refroidissement est moindre et, par conséquent, où l'efficacité de refroidissement se voit compromise.

Pour réduire les zones de stagnation, on connaît l'utilisation de déflecteurs du fluide de refroidissement, qui consistent en obstacles que l'on dispose dans les sections de passage dans le but de configurer le flux de manière plus efficace.

Néanmoins, il n'existe pas au jour d'aujourd'hui de solution polyvalente qui soit compatible avec un procédé d'assemblage de tubes et déflecteurs.

Description de l'invention

Pour combler ce manque, on propose un échangeur de chaleur qui comprend :

• au moins une colonne de tubes parallèles disposés en empilement qui définissent une direction longitudinale ;

• un boîtier à l'intérieur duquel se logent les tubes, les tubes étant séparés entre eux, de façon à configurer un canal de passage de fluide de refroidissement constitué par : o des sections de passage entre tubes contigus dans la direction de l'empilement ;

o des sections de passage entre tubes et boîtier ; et

• des déflecteurs du fluide de refroidissement et qui est caractérisé en ce que les déflecteurs sont au moins deux corps lamellaires d'une seule pièce disposés dans un plan perpendiculaire à la direction longitudinale et découpés de façon à ce que chacun ait :

- une première section apte à obstruer partiellement une section de passage entre tubes et boîtier,

- des extensions qui s'étendent à partir de ladite première section perpendiculairement à celle-ci et qui sont aptes à obstruer des sections de passage entre tubes contigus dans la direction de l'empilement, la longueur des extensions de chacun des corps lamellaires étant telle que les extensions d'un des corps lamellaires se chevauchent avec les extensions de l'autre corps lamellaire, de sorte que chaque corps lamellaire peut être introduit latéralement par rapport aux tubes et constituer un déflecteur du fluide de refroidissement.

De préférence, les tubes sont munis sur leurs côtés supérieur et inférieur de protubérances destinées à maintenir les tubes assemblés entre eux et avec le boîtier.

De préférence, les tubes sont de section rectangulaire.

Avantageusement, l'échangeur comprend deux colonnes contiguës de tubes parallèles de section rectangulaire disposés en empilement.

De préférence, chaque corps lamellaire comprend une section terminale parallèle aux extensions et qui obstrue la section de passage de fluide de refroidissement entre le boîtier et le tube inférieur ou supérieur de l'empilement. Avantageusement, la section terminale des corps lamellaires comprend des découpes aptes à coopérer avec les protubérances du boîtier.

De façon plus avantageuse, l'échangeur comprend une entrée de fluide de refroidissement frontale supérieure et une sortie de fluide de refroidissement postérieure latérale, deux corps lamellaires disposés pour obstruer la section de passage de fluide de refroidissement par la partie supérieure immédiatement en aval de l'entrée de fluide de refroidissement frontale supérieure et deux corps lamellaires disposés pour obstruer la section de passage de fluide de refroidissement par la partie inférieure immédiatement en amont de la sortie de fluide de refroidissement postérieure latérale.

Finalement, chacune des premières sections comprend des joues qui s'étendent perpendiculairement depuis leur bord de contact avec les tubes, de sorte qu'elles constituent des plaques de fixation aux tubes. Brève description des figures

Pour une meilleure compréhension de ce qui a été exposé, des dessins sont joints dans lesquels on représente, schématiquement et seulement à titre d'exemple non limitatif, un cas pratique de réalisation de l'échangeur selon l'invention.

La figure 1 est une section en élévation de l'échangeur selon l'invention.

La figure 2 est une vue en perspective éclatée de l'échangeur selon l'invention.

La figure 3 est une vue de face.

Les figures 4 et 5 sont des vues en élévation de côté et de face d'une des pièces unitaires qui constituent les moyens déflecteurs.

La figure 6 est une vue en perspective éclatée d'un ensemble de tubes et de deux paires de pièces déflectrices.

Description d'un mode de réalisation préféré

Comme on peut le voir sur les figures, l'invention concerne un échangeur de chaleur 1 qui comprend :

• au moins une colonne de tubes parallèles 2, de manière très préférée de section rectangulaire, disposés en empilement qui définissent une direction longitudinale ;

• un boîtier 3 à l'intérieur duquel se logent les tubes 2, les tubes 2 étant séparés entre eux, de façon à configurer un canal de passage de fluide de refroidissement constitué par : o des sections 4 de passage entre tubes 2 contigus dans la direction de l'empilement ;

o des sections 5 de passage entre tubes et boîtier 3 ; et

• des déflecteurs 6, 7 du fluide de refroidissement et qui est caractérisé en ce que les déflecteurs sont au moins deux corps lamellaires 6, 7 d'une seule pièce disposés dans un plan perpendiculaire à la direction longitudinale et découpés de façon à ce que chacun ait :

- une première section 8 apte à obstruer partiellement une section 5 de passage entre tubes et boîtier 3,

- des extensions 9 qui s'étendent à partir de ladite première section 8 perpendiculairement à celle-ci et qui sont aptes à obstruer des sections 4 de passage entre tubes 2 contigus dans la direction de l'empilement, la longueur des extensions 9 de chacun des corps lamellaires 6, 7 étant telle que les extensions 9 d'un des corps lamellaires 6 se chevauchent avec les extensions 9 de l'autre corps lamellaire 7, de sorte que chaque corps lamellaire 6, 7 peut être introduit latéralement par rapport aux tubes 2 et constituer un déflecteur du fluide de refroidissement. Par conséquent, en d'autres termes, les déflecteurs sont constitués de deux pièces qui ont une forme de peigne et qu'on assemble par les côtés en introduisant les dents du peigne entre les tubes 2. Les extrémités de ces « peignes » se superposent pour constituer l'équivalent d'une pièce monobloc. Le fait que l'assemblage soit effectué par le côté perpendiculairement par contraste avec l'assemblage en parallèle, c'est-à-dire au moyen d'une introduction dans la direction longitudinale, évite de devoir prévoir des découpes en correspondance des protubérances d'union sur les pièces qui constituent le déflecteur. Ces découpes seraient nombreuses et par conséquent cela impliquerait des passages de choix indésirables pour le fluide de refroidissement.

Comme on peut le voir sur les figures, les tubes 2 sont munis sur leurs côtés supérieur et inférieur de protubérances P destinées à maintenir les tubes 2 assemblés entre eux et avec le boîtier 3.

Comme on peut le voir sur les figures, selon un mode de réalisation préféré, l'échangeur comprend deux colonnes contiguës de tubes parallèles 2 de section rectangulaire disposés en empilement. Dans ce cas, évidemment, la section de passage entre tubes contigus suivant la direction horizontale n'est pas bouché par les pièces ou « peignes », mais il s'agit d'une section de peu d'importance. Chaque corps lamellaire 6, 7 comprend une section terminale 10 parallèle aux extensions 9 et qui obstrue la section de passage de fluide de refroidissement entre le boîtier 3 et le tube inférieur ou supérieur de l'empilement. On peut assembler par soudure cette section terminale 10 à la surface supérieure (inférieure) du tube supérieur (inférieur), pour contribuer à fixer les déflecteurs aux tubes.

L'échangeur comprend une entrée frontale supérieure 1 1 de fluide de refroidissement et une sortie postérieure latérale 12 de fluide de refroidissement, deux corps lamellaires 6, 7 disposés pour obstruer la section de passage de fluide de refroidissement par la partie supérieure immédiatement en aval de l'entrée frontale supérieure 1 1 de fluide de refroidissement et deux corps lamellaires 6', 7' disposés pour obstruer la section de passage de fluide de refroidissement par la partie inférieure immédiatement en amont de la sortie postérieure latérale 12 de fluide de refroidissement. Sur la figure 1 on peut discerner la modification générale du flux de fluide de refroidissement qu'on obtient avec les deux paires de pièces déflectrices. Évidemment, on peut utiliser toute combinaison de pièces déflectrices pour atteindre le flux souhaité.

Chacune des premières sections 8 comprend des joues 13 qui s'étendent perpendiculairement depuis leur bord de contact avec les tubes, de sorte qu'elles constituent des plaques de fixation latérale aux tubes 2.

Enfin, les pièces qui constituent les déflecteurs comprennent des découpes 14 destinées à laisser passer les protubérances internes d'assemblage du boîtier, car le montage de celui-ci se fait par glissement sur l'ensemble une fois les déflecteurs placés sur les tubes et fixés à ceux-ci.

Comme on peut le voir par exemple sur les figures 1 et 3, les pièces couvrent entre la moitié et les deux tiers de la section de passage, même si on pourra dans chaque cas déterminer le nombre de paires de pièces optimal pour obtenir le flux de fluide de refroidissement souhaité.

Bien que l'on ait fait référence à un mode de réalisation concret de l'invention, il est évident pour un homme du métier que l'échangeur décrit ici est susceptible de nombreuses variantes et modifications et que tous les détails mentionnés peuvent être remplacés par d'autres techniquement équivalents, sans que l'on s'écarte du boîtier de protection défini par les revendications ci-jointes.