[0001] La présente invention concerne un échangeur de chaleur pour gaz, notamment pour les
gaz d'échappement d'un moteur.
[0002] L'invention s'applique tout particulièrement aux échangeurs de recirculation des
gaz d'échappement d'un moteur (EGRC).
ARRIÈRE-PLAN DE L'INVENTION
[0003] Dans certains échangeurs de chaleur utilisés pour refroidir des gaz, par exemple
ceux utilisés dans des systèmes de recirculation des gaz d'échappement vers l'admission
d'un moteur à explosion, les deux milieux d'échange de chaleur sont séparés par une
paroi.
[0004] L'échangeur de chaleur proprement dit peut présenter plusieurs configurations différentes
: à titre d'exemple, il peut être composé d'une carcasse tubulaire à l'intérieur de
laquelle sont disposés une série de conduits parallèles pour le passage des gaz, le
réfrigérant circulant dans la carcasse à l'extérieur des conduits ; dans un autre
mode de réalisation, l'échangeur compte une série de plaques parallèles formant les
surfaces d'échange de chaleur, les gaz d'échappement et le réfrigérant circulant alors
entre deux plaques, en couches alternées.
[0005] Dans le cas d'échangeurs de chaleur à faisceau de conduits, la jonction entre les
conduits et la carcasse peut être de différents types. D'une façon générale, les conduits
sont fixés par leurs extrémités entre deux plaques de support couplées à chaque extrémité
de la carcasse, les deux plaques de support présentant une pluralité d'orifices dans
lesquels viennent se loger les conduits respectifs. Lesdites plaques de support sont
elles-mêmes fixées à des moyens de raccord à la ligne de recirculation.
[0006] Lesdits moyens de raccord peuvent consister en un raccord en V ou bien un rebord
périphérique de raccord ou une bride, en fonction de la conception de la ligne de
recirculation à laquelle l'échangeur est raccordé. Le rebord périphérique peut être
monté conjointement avec un réservoir de gaz, le réservoir de gaz constituant alors
une pièce intermédiaire entre la carcasse et le rebord. Le rebord peut également être
monté directement sur la carcasse.
[0007] Le circuit des gaz peut également être du type linéaire, dans lequel l'entrée et
la sortie des gaz sont disposées à des extrémités opposées ; ou bien il peut être
du type en forme de "U", dans lequel l'entrée et la sortie des gaz occupent des positions
adjacentes au niveau d'une même extrémité ouverte, l'extrémité opposée étant fermée,
et définissant un passage aller et un passage retour. Dans ce dernier cas, l'extrémité
fermée pour le retour des gaz est généralement constituée d'un réservoir de gaz fermé.
[0008] Les échangeurs de chaleur EGR sont couramment métalliques et généralement fabriqués
en acier inoxydable ou en aluminium. Tous les composants des échangeurs à faisceau
de conduits comme ceux des échangeurs à plaques empilées sont métalliques, de sorte
que les échangeurs sont assemblés par des moyens mécaniques puis soudés pour assurer
un niveau d'étanchéité adéquat pour cette application.
[0009] Un moyen de réduire le coût de l'échangeur de chaleur EGR consiste à remplacer la
carcasse d'acier inoxydable par un autre matériau, à condition que celui-ci soit moins
coûteux et permette d'intégrer d'autres fonctions telles que l'incorporation des conduits
du fluide réfrigérant ou des supports de fixation à une surface de l'environnement
moteur qui servira à fixer l'échangeur.
[0010] On connaît des échangeurs de chaleur à faisceau de conduits comprenant une carcasse
en matière plastique. Les carcasses en plastique offrent l'avantage de réduire le
coût du produit final dans la mesure où elles permettent l'intégration des conduits
du circuit du fluide réfrigérant et des supports de fixation à une surface de l'environnement
moteur.
[0011] Dans ce cas, la carcasse en plastique héberge le noyau ou corps métallique de l'échangeur
constitué du faisceau de tubes, et au moins une plaque de support et un réservoir
de gaz. Le corps métallique doit être fixé à la carcasse en plastique sans faire saillie
de celle-ci de manière à assurer la résistance mécanique de l'échangeur de chaleur
vis-à-vis des vibrations du moteur.
[0012] On connaît des brevets ayant pour objet des échangeurs EGR à carcasse en plastique
qui décrivent la jonction entre les parties métalliques et en plastique, en assurant
l'étanchéité du fluide réfrigérant pour éviter toute fuite.
[0013] Un aspect clé de la conception de l'échangeur de chaleur réside dans la jonction
entre les composants en plastique et les composants métalliques, tels que ceux en
aluminium ou en acier inoxydable. Dans le cas d'échangeurs de chaleur en forme de
"U", il existe deux types de jonctions, à savoir une jonction ayant pour fonction
de fixer les différents matériaux, autrement dit le plastique et le métal, et d'assurer
l'étanchéité, et une jonction ayant une seule et unique fonction de support.
[0014] Dans cette configuration en forme de "U", la jonction du côté ouvert incorpore généralement
un joint d'étanchéité servant à éviter toute fuite possible du fluide réfrigérant
vers l'extérieur, la jonction du côté fermé ne nécessitant pas la fonction d'étanchéité
dans la mesure où ce côté ne sert qu'à supporter le -corps métallique à l'intérieur
de la carcasse en plastique. Le brevet
WO 2007/048603 décrit un échangeur de chaleur de ce type, dans lequel les moyens de jonction du
côté fermé comprennent un support solidaire de la carcasse en plastique, lequel est
doté d'une fente destinée à recevoir une saillie solidaire du réservoir de gaz fermé.
[0015] Les échangeurs de chaleur connus de ce type présentent toutefois un certain nombre
d'inconvénients dans la mesure où la fixation du corps métallique de l'échangeur à
la carcasse en plastique s'avère particulièrement problématique et du fait qu'il convient
de tenir compte des critères de conception suivants :
1) La surface de contact :
[0016] Les températures de travail associées à la carcasse en plastique et au corps de l'échangeur
sont différentes. Le corps métallique peut atteindre des températures élevées du fait
qu'il est au contact du gaz, dont la température varie de 750 ºC à l'entrée à 500
ºC à la sortie. La carcasse en plastique est quant à elle soumise à des températures
relativement basses du fait qu'elle baigne dans le fluide réfrigérant dont la température
varie entre 70 ºC et 90 ºC.
[0017] La surface de contact entre le corps de l'échangeur de chaleur et la carcasse en
plastique doit être fortement refroidie par le fluide réfrigérant.
[0018] Cela signifie que, d'une part, le flux du fluide réfrigérant au niveau de cette surface
doit être suffisamment abondant, et son passage favorisé, et, d'autre part, la surface
de contact doit être très petite de façon à maintenir la température dans la zone
de contact de la matière plastique à des valeurs proches de la température du fluide
réfrigérant. La surface de contact doit par ailleurs être suffisamment grande pour
pouvoir supporter le corps métallique.
2) Dilatation thermique :
[0019] La différence de températures entre le corps métallique et la carcasse en plastique
occasionne une dilatation thermique différente des deux composants, fonction également
du coefficient de dilatation thermique.
[0020] Ceci a l'inconvénient de produire des mouvements indésirables entre les composants,
plus particulièrement dans le sens longitudinal, du fait de leur dilatation propre.
3) Distance entre le corps métallique et la carcasse :
[0021] Comme on l'a indiqué, la surface de contact entre la carcasse en plastique et le
corps métallique, généralement le réservoir de gaz, doit être fortement refroidie
par le fluide réfrigérant, ce qui signifie qu'il convient de favoriser le passage
du fluide réfrigérant au niveau de cette surface. Les exigences de conception jouent
donc un rôle essentiel dans l'amélioration du flux du fluide réfrigérant au niveau
de cette surface.
[0022] La définition de la distance entre le corps métallique et la carcasse en plastique
revêt à cet égard une importance toute particulière. Le choix de cette valeur dépend
de la section transversale minimale du fluide réfrigérant à l'intérieur de l'échangeur
de chaleur. À titre d'exemple, si la distance entre les tubes de gaz d'un échangeur
de chaleur tubulaire est de 1,3 mm, il est recommandé de prévoir une distance de 2,6
mm, des deux côtés opposés, entre le réservoir de gaz et la carcasse en plastique.
4) Position du raccord d'entrée du fluide réfrigérant :
[0023] Il est très importante de placer le raccord d'entrée du fluide réfrigérant près de
ladite surface de contact dans le but d'assurer un flux minimal de fluide réfrigérant.
5) Position des supports de fixation à une surface de l'environnement moteur :
[0024] Il est conseillé de placer au moins un support de fixation au moteur dans la zone
d'appui du faisceau de tubes sur la carcasse de l'échangeur dans le but d'obtenir
une meilleure résistance du corps métallique aux vibrations du moteur.
6) Conception des moyens de jonction du corps métallique à la carcasse :
[0025] Une bonne conception de la jonction du corps métallique à la carcasse en plastique
s'avère nécessaire pour permettre l'absorption de l'espace dû aux tolérances des composants.
DESCRIPTION DE L'INVENTION
[0026] La présente invention a pour objet un échangeur de chaleur pour gaz, notamment pour
les gaz d'échappement d'un moteur, conçu pour remédier aux inconvénients des échangeurs
connus dans la technique grâce à une jonction optimisée entre la carcasse en plastique
et le corps métallique de l'échangeur.
[0027] L'échangeur de chaleur pour gaz, notamment pour les gaz d'échappement d'un moteur,
objet de la présente invention, est du type comprenant un corps métallique disposé
à l'intérieur d'une carcasse en plastique, ledit corps métallique incorporant un circuit
destiné à la circulation des gaz avec échange de chaleur avec un fluide réfrigérant
et au moins un réservoir de gaz ou bride de support couplé à au moins une extrémité
dudit circuit, et des moyens de jonction pour fixer au moins une des extrémités du
corps métallique à la carcasse en plastique, et caractérisé en ce que lesdits moyens
de jonction comprennent une pluralité de points d'appui de faible surface de contact
solidaires de la carcasse en plastique, susceptibles de se loger dans des renfoncements
respectifs appartenant audit au moins un réservoir de gaz ou bride de support.
[0028] Les moyens de jonction étant constitués d'une pluralité de points d'appui de faible
surface de contact, il est possible d'obtenir un compromis offrant une surface suffisamment
petite permettant de maintenir la température dans la zone de contact de la matière
plastique à des valeurs proches de la température du fluide réfrigérant, mais suffisamment
grande permettant de supporter le corps métallique.
[0029] Cette solution permet en outre d'améliorer la répartition du débit de fluide réfrigérant
et donc le refroidissement de la surface de contact soumise à une température élevée.
[0030] Elle facilite en outre le positionnement du corps de l'échangeur de chaleur dans
la carcasse en plastique au cours de l'opération de montage.
[0031] Les points d'appui sont de préférence constitués de nervures longitudinales.
[0032] Les points d'appui sont avantageusement répartis radialement et de façon sensiblement
équidistante dans une zone interne de la carcasse en plastique.
[0033] L'on obtient ainsi une répartition correcte du poids du corps métallique sur la carcasse
en plastique assurant une bonne stabilité de l'ensemble.
[0034] Les moyens de jonction comprennent de préférence entre deux et huit points d'appui.
[0035] Selon un mode de réalisation de l'invention, dans le cas d'une carcasse de section
transversale rectangulaire, les moyens de jonction comprennent six points d'appui
répartis symétriquement, de manière à ce que chaque grand côté de ladite section transversale
rectangulaire présente deux points d'appui et chaque petit côté de ladite section
transversale rectangulaire présente un point d'appui.
[0036] Selon un autre mode de réalisation de l'invention, également dans le cas d'une carcasse
de section transversale rectangulaire, les moyens de jonction comprennent deux points
d'appui répartis symétriquement, de manière à ce que chaque grand côté- de ladite
section transversale rectangulaire présente un point d'appui.
[0037] Selon un autre mode de réalisation de l'invention, également dans le cas d'une carcasse
de section transversale rectangulaire, les moyens de jonction comprennent quatre points
d'appui répartis symétriquement, de manière à ce que chaque grand côté de ladite section
transversale rectangulaire présente deux points d'appui.
[0038] Les points d'appui comprennent avantageusement une dimension longitudinale minimale
permettant les déplacements provoqués par la dilatation thermique distincte entre
le corps métallique et la carcasse en plastique.
[0039] Ceci permet d'assurer un fonctionnement correct de l'échangeur de chaleur en dépit
des mouvements indésirables dans le sens longitudinal dus à la dilatation du corps
métallique et de la carcasse en plastique à des températures différentes.
[0040] Il est également avantageusement prévu une distance minimale entre le corps métallique
et la carcasse en plastique fonction de la section transversale minimale du flux de
fluide réfrigérant à l'intérieur de l'échangeur.
[0041] Ceci permet ainsi de garantir une distance adéquate entre le corps métallique, généralement
le réservoir de gaz, et la carcasse en plastique, et d'obtenir par conséquent un flux
abondant de fluide réfrigérant.
[0042] De préférence, dans le cas d'un circuit de gaz incorporant une pluralité de conduits
parallèles, la distance minimale entre le corps métallique et la carcasse en plastique,
mesurée de chaque côté opposé du corps métallique, correspond à deux fois la distance
entre les conduits de gaz.
[0043] De préférence également, il est prévu une distance de sécurité comprise entre 1,5
et 2,5 fois la section transversale minimale du flux de fluide réfrigérant.
[0044] Avantageusement, compte tenu que l'échangeur comprend un raccord d'entrée et un raccord
de sortie du fluide réfrigérant intégrés à la carcasse en.plastique, le raccord d'entrée
ou de sortie du fluide réfrigérant est situé près de ladite surface de contact des
points d'appui, ce qui permet de garantir un flux de fluide réfrigérant minimal.
[0045] Avantageusement également, compte tenu que l'échangeur comprend des supports de fixation
à une surface de l'environnement moteur, au moins un support de fixation est situé
près de ladite surface de contact des points d'appui, de manière à améliorer la résistance
du corps métallique aux vibrations provenant du moteur.
[0046] Avantageusement également, les points d'appui présentent une configuration adéquate
permettant l'absorption de l'espace dû aux tolérances du corps métallique et de la
carcasse en plastique. L'on obtient ainsi des moyens de jonction améliorés offrant
une durée de vie utile prolongée, et une opération de montage facilitée entre le corps
de l'échangeur et la carcasse en plastique. La forme des points d'appui admettra une
moindre déformation de la matière plastique constitutive dans le cas où l'emboîtement
de montage entre les deux composants excède l'emboîtement admissible, autrement dit
si le réservoir de gaz possède la plus grande tolérance admissible et la plus petite
distance entre points d'appui.
[0047] Les points d'appui présentent de préférence une configuration ramifiée.
[0048] Selon un mode de réalisation de l'invention, les points d'appui incorporent deux
branches divergentes formant un angle adéquat choisi en fonction de la matière plastique
utilisée. Il convient de souligner que plus l'angle défini entre les branches est
grand, plus l'effort de montage sera faible.
[0049] Selon un autre mode de réalisation de l'invention, les points d'appui incorporent
trois branches divergentes. Dans ce cas, l'incorporation d'une branche centrale supplémentaire
permet de renforcer la stabilité.
[0050] Les points d'appui incorporent de préférence sur leur surface externe une pluralité
de petites protubérances permettant de réduire le volume de plastique à déformer dans
le cas d'un emboîtement de, montage et donc de faciliter le procédé de montage.
[0051] L'entrée des gaz est avantageusement située près du passage du fluide réfrigérant,
indifféremment à son entrée ou à sa sortie.
[0052] L'entrée des gaz est de préférence située près de la sortie du fluide réfrigérant.
[0053] Selon un mode de réalisation de l'invention, l'échangeur de chaleur est du type en
forme de "U" dans lequel l'entrée et la sortie des gaz occupent des positions adjacentes
au niveau d'une même extrémité ouverte du corps métallique, l'extrémité opposée étant
fermée, et définissant un passage aller et un passage retour, et caractérisé en ce
que les points d'appui sont constitués de nervures longitudinales intégrées à une
surface interne de la carcasse en plastique, lesdites nervures respectives étant susceptibles
de se loger dans des renfoncements correspondants ménagés sur la surface externe du
réservoir de gaz situé au niveau de ladite extrémité fermée.
[0054] Le réservoir de gaz est généralement formé par estampage et ses surfaces de fixation
en forme de renfoncements lui confèrent une rigidité accrue.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
[0055] Dans le but de faciliter la description de ce qui a été exposé précédemment, on joint
des dessins dans lesquels sont représentés, sous forme schématique et uniquement à
titre d'exemple non limitatif, des cas pratiques de modes de réalisation de l'échangeur
de chaleur pour gaz de l'invention. Dans ces dessins :
la figure 1 est une vue en perspective et éclatée d'un échangeur de chaleur pour gaz
de l'invention ;
la figure 2 est une vue en coupe longitudinale de l'échangeur monté de la figure 1
;
les figures 3, 4 et 5 sont des vues en coupe transversale de l'échangeur, selon la
ligne III-III de la figure 2, montrant les moyens de jonction respectivement avec
six, quatre et deux nervures, selon des modes de réalisation différents de l'invention
;
la figure 6 est une vue partielle en perspective d'une coupe longitudinale montrant
deux nervures longitudinales ;
les figures 7 et 8 sont des vues en coupe transversale de l'échangeur montrant les
moyens de jonction avec deux nervures ramifiées incorporant respectivement deux et
trois branches, selon des modes de réalisation différents de l'invention ;
les figures 9 et 10 sont des vues en coupe transversale de l'échangeur montrant les
moyens de jonction avec six nervures à deux branches respectivement avec des angles
différents, selon des modes de réalisation différents de l'invention ; et
la figure 11 est une vue en coupe transversale de l'échangeur, montrant une vue agrandie
d'une nervure longitudinale dotée d'une pluralité de protubérances.
DESCRIPTION DE MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS
[0056] En référence aux figures 1 et 2, l'échangeur de chaleur 1 est constitué d'une carcasse
en plastique 2 contenant un corps métallique comprenant un faisceau de conduits parallèles
3, destinés au passage des gaz à refroidir. À l'intérieur de la carcasse 2 et à l'extérieur
des conduits 3, un fluide réfrigérant circule d'une entrée 4 à une sortie 5. Ledit
corps métallique incorpore également une plaque de support 6 et un réservoir de gaz
7 comme on l'expliquera par la suite.
[0057] Dans cet exemple, la carcasse 2 présente une section sensiblement rectangulaire et
est fermée à l'une de ses extrémités pour permettre d'y loger le faisceau de conduits
3 qui est, dans ce cas, du type en forme de "U", autrement dit l'entrée 8 et la sortie
9 desdits conduits 3 sont disposées d'un même côté au niveau de l'extrémité ouverte
de la carcasse 2, en définissant un passage aller et un passage retour des gaz à refroidir.
[0058] Il est commode de disposer l'entrée 8 des gaz près du passage du fluide réfrigérant,
indifféremment à son entrée ou à sa sortie. Dans le mode de réalisation illustré à
la figure 1, l'entrée 8 des gaz est située près de la sortie 5 du fluide réfrigérant.
[0059] Le faisceau de conduits 3 est fixé, par son extrémité libre, à ladite plaque de support
métallique 6, laquelle présente une pluralité d'orifices dans lesquels viennent se
loger les conduits 3 respectifs et, par son extrémité fermée, au réservoir de gaz
métallique 7.
[0060] Ladite plaque de support 6 est fixée à l'extrémité ouverte de la carcasse en plastique
2 par des moyens de visserie. On prévoit en outre de placer un joint en plastique
10 entre ladite extrémité ouverte de la carcasse 2 et la plaque de support 6 dans
le but d'assurer l'étanchéité du fluide réfrigérant.
[0061] La carcasse en plastique 2 est fixée, par son extrémité fermée, audit réservoir de
gaz métallique 7 par des moyens de jonction incorporant une pluralité de nervures
longitudinales 11 de faible surface de contact, solidaires de la carcasse en plastique
2 et susceptibles de se loger dans des renfoncements 12 correspondants appartenant
au réservoir de gaz 7.
[0062] Dans cet exemple, les renfoncements 12 sont ménagés dans ledit réservoir de gaz formé
par estampage.
[0063] Les nervures longitudinales 11 permettent d'obtenir un compromis offrant une surface
suffisamment petite permettant de maintenir la température dans la zone de contact
de la matière plastique à des valeurs proches de la température du fluide réfrigérant,
mais suffisamment grande permettant de supporter le corps métallique.
[0064] Cette solution permet en outre d'obtenir un flux abondant de fluide réfrigérant pour
assurer le refroidissement de la surface de contact soumise à une température élevée.
[0065] Elle facilite en outre le positionnement du corps de l'échangeur de chaleur dans
la carcasse en plastique au cours de l'opération de montage. L'on utilise généralement
entre deux et huit nervures longitudinales 11 réparties de façon sensiblement équidistante
dans le but d'obtenir une répartition correcte du poids du corps métallique sur la
carcasse en plastique assurant une bonne stabilité de l'ensemble.
[0066] Selon un mode de réalisation de l'invention illustré à la figure 3, les moyens de
jonction comprennent six nervures longitudinales 11 réparties symétriquement, de manière
à ce que chaque grand côté de ladite section transversale rectangulaire présente deux
nervures et chaque petit côté de ladite section transversale rectangulaire présente
une nervure.
[0067] Selon un autre mode de réalisation de l'invention illustré à la figure 4, les moyens
de jonction comprennent quatre nervures réparties symétriquement, de manière à ce
que chaque grand côté de ladite section transversale rectangulaire présente deux nervures.
[0068] Selon un autre mode de réalisation de l'invention illustré à la figure 5, les moyens
de jonction comprennent deux nervures réparties symétriquement, de manière à ce que
chaque grand côté de ladite section transversale rectangulaire présente une nervure.
[0069] Les nervures longitudinales 11 comprennent une dimension longitudinale minimale permettant
les déplacements provoqués par la dilatation thermique distincte entre le corps métallique
7 et la carcasse en plastique 2, en assurant ainsi un fonctionnement correct de l'échangeur.
La direction desdits déplacements longitudinaux est illustrée à la figure 6 par une
flèche à deux pointes.
[0070] Il est également avantageusement prévu une distance minimale entre le réservoir de
gaz 7 et la carcasse en plastique 2 fonction de la section transversale minimale du
flux de fluide réfrigérant à l'intérieur de l'échangeur 1. Cette distance minimale
permet d'obtenir un flux abondant de fluide réfrigérant.
[0071] Ladite distance minimale entre le réservoir de gaz 7 et la carcasse en plastique
2, mesurée de chaque côté opposé du réservoir de gaz 7, correspond à deux fois la
distance entre les conduits de gaz 3. Il est également prévu une distance de sécurité
comprise entre 1,5 et 2,5 fois la section transversale minimale du flux de fluide
réfrigérant.
[0072] Le raccord d'entrée 4 du fluide réfrigérant est situé près de ladite surface de contact
de la jonction entre la carcasse 2 et le réservoir de gaz 7, comme le montrent les
figures 2 et 6, ce qui permet de garantir un flux de fluide réfrigérant minimal.
[0073] L'échangeur 1 comprend des supports de fixation 13 à une surface de l'environnement
moteur, lesquels sont situés près de ladite surface de contact de la, jonction entre
la carcasse 2 et le réservoir de gaz 7, comme le montre la figure 1, de manière à
améliorer la résistance du corps métallique aux vibrations provenant du moteur.
[0074] Les nervures longitudinales 11 présentent une configuration adéquate permettant l'absorption
de l'espace dû aux tolérances du réservoir de gaz 7 et de la carcasse en plastique
2.
[0075] La forme des nervures longitudinales 11 admettra une moindre déformation de la matière
plastique constitutive dans le cas où l'emboîtement de montage entre les deux composants
excède l'emboîtement admissible, autrement dit si le réservoir de gaz possède la plus
grande tolérance admissible et la plus petite distance entre nervures longitudinales.
Dans ce cas, les nervures longitudinales 11 peuvent présenter une configuration ramifiée,
comme on peut le constater aux figures 7 à 10.
[0076] Selon un mode de réalisation de l'invention illustré à la figure 7, les nervures
longitudinales 11 incorporent deux branches divergentes formant un angle adéquat choisi
en fonction de la matière plastique utilisée.
[0077] Les figures 9 et 10 illustrent respectivement des valeurs différentes de l'angle
formé par les branches des nervures longitudinales 11. Plus l'angle défini entre les
branches est grand, plus l'effort de montage sera faible.
[0078] Selon un autre mode de réalisation de l'invention illustré à la figure 8, les nervures
longitudinales 11 incorporent trois branches divergentes. Dans ce cas, l'incorporation
d'une branche centrale supplémentaire permet de renforcer la stabilité.
[0079] Les nervures longitudinales 11 peuvent incorporer sur leur surface externe une pluralité
de petites protubérances 14, comme le montre la figure 11, permettant de réduire le
volume de plastique à déformer dans le cas d'un emboîtement de montage et donc de
faciliter le procédé de montage.
[0080] Si cet exemple a décrit un échangeur à faisceau de tubes parallèles, l'invention
peut toutefois également trouver une application dans les échangeurs à plaques empilées.
Dans les deux cas, le circuit de gaz peut également être du type en forme de "U" (l'entrée
et la sortie des gaz étant disposées à une même extrémité) ou du type linéaire (l'entrée
et la sortie des gaz étant disposées à des extrémités opposées).
1. Échangeur de chaleur (1) pour gaz, notamment pour les gaz d'échappement d'un moteur,
comprenant un corps métallique (3,7) disposé à l'intérieur d'une carcasse en plastique
(2), ledit corps métallique incorporant un circuit (3) destiné à la circulation des
gaz avec échange de chaleur avec un fluide réfrigérant et au moins un réservoir de
gaz (7) ou bride de support couplé à au moins une extrémité dudit circuit (3), et
des moyens de jonction pour fixer au moins une des extrémités du corps métallique
(3,7) à la carcasse en plastique (2), caractérisé en ce que lesdits moyens de jonction comprennent une pluralité de points d'appui (11) de faible
surface de contact solidaires de la carcasse en plastique (2), susceptibles de se
loger dans des renfoncements (12) respectifs appartenant audit au moins un réservoir
de gaz (7) ou bride de support.
2. Échangeur (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les points d'appui (11) sont constitués de nervures longitudinales.
3. Échangeur (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les points d'appui (11) sont répartis radialement et de façon sensiblement équidistante
dans une zone interne de la carcasse en plastique (2).
4. Échangeur (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de jonction comprennent entre deux et huit points d'appui (11).
5. Échangeur (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les points d'appui (11) comprennent une dimension longitudinale minimale permettant
les déplacements provoqués par la dilatation thermique distincte entre le corps métallique
(7) et la carcasse en plastique (2).
6. Échangeur (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu une distance minimale entre le corps métallique (7) et la carcasse en
plastique (2) fonction de la section transversale minimale du flux de fluide réfrigérant
à l'intérieur de l'échangeur (1).
7. Échangeur (1) selon la revendication 1, du type comprenant un raccord d'entrée (4)
et un raccord de sortie (5) du fluide réfrigérant intégrés à la carcasse en plastique
(2), caractérisé en ce que le raccord d'entrée (4) ou de sortie (5) du fluide réfrigérant est situé près de
ladite surface de contact des points d'appui (11).
8. Échangeur (1) selon la revendication 1, du type comprenant des supports de fixation
(13) à une surface de l'environnement moteur, caractérisé en ce qu'au moins un support de fixation (13) est situé près de ladite surface de contact des
points d'appui (11).
9. Échangeur (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les points d'appui (11) présentent une configuration adéquate permettant l'absorption
de l'espace dû aux tolérances du corps (7) de l'échangeur et de la carcasse en plastique
(2).
10. Échangeur (1) selon la revendication 9, caractérisé en ce que les points d'appui (11) présentent une configuration ramifiée.
11. Échangeur (1) selon la revendication 10, caractérisé en ce que les points d'appui (11) incorporent deux branches divergentes formant un angle adéquat
choisi en fonction de la matière plastique utilisée.
12. Échangeur (1) selon la revendication 10, caractérisé en ce que les points d'appui (11) incorporent trois branches divergentes.
13. Échangeur (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les points d'appui (11) incorporent sur leur surface externe une pluralité de petites
protubérances (14).
14. Échangeur (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'entrée (8) des gaz est située près du passage du fluide réfrigérant, indifféremment
à son entrée ou à sa sortie.
15. Échangeur (1) selon la revendication 1, du type en forme de "U" dans lequel l'entrée
(8) et la sortie (9) des gaz occupent des positions adjacentes au niveau d'une même
extrémité ouverte du corps métallique (3), l'extrémité opposée étant fermée, et définissant
un passage aller et un passage retour, caractérisé en ce que les points d'appui sont constitués de nervures longitudinales (11) intégrées à une
surface interne de la carcasse en plastique (2), lesdites nervures (11) étant susceptibles
de se loger dans des renfoncements (12) correspondants ménagés sur la surface externe
du réservoir de gaz (7) situé au niveau de ladite extrémité fermée.
1. Wärmetauscher (1) für Gase, insbesondere für das Abgas aus einem Motor, umfassend
einen Metallkörper (3, 7), der in einem Kunststoffgehäuse (2) angeordnet ist, wobei
der Metallkörper einen Kreislauf (3), der zur Zirkulation von Gas unter Wärmeaustausch
mit einem Kühlmittel bestimmt ist, und mindestens einen Gasbehälter (7) oder Stützflansch,
der mit mindestens einem Ende des Kreislaufs (3) gekoppelt ist, enthält, und Verbindungsmittel
zum Befestigen mindestens eines der Enden des Metallkörpers (3, 7) an dem Kunststoffgehäuse
(2), dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmittel mehrere Anlagepunkte (11) mit einer geringen Kontaktfläche
umfassen, die mit dem Kunststoffgehäuse (2) fest verbunden sind und in jeweiligen
Vertiefungen (12), die zu dem mindestens einen Gasbehälter (7) oder dem Stützflansch
gehören, gelagert werden können.
2. Tauscher (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagepunkte (11) aus Längsrippen bestehen.
3. Tauscher (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagepunkte (11) radial und im Wesentlichen im gleichen Abstand in einem Innenbereich
des Kunststoffgehäuses (2) verteilt sind.
4. Tauscher (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmittel zwischen zwei und acht Anlagepunkte (11) umfassen.
5. Tauscher (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagepunkte (11) eine Mindestlängsabmessung umfassen, die die durch die unterschiedliche
Wärmeausdehnung des Metallkörpers (7) und des Kunststoffgehäuses (2) hervorgerufenen
Bewegungen gestattet.
6. Tauscher (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mindestabstand zwischen dem Metallkörper (7) und dem Kunststoffgehäuse (2) vorgesehen
ist, der vom Mindestströmungsquerschnitt des Kühlmittels im Tauscher (1) abhängig
ist.
7. Tauscher (1) nach Anspruch 1, der vom einen Einlassanschluss (4) und einen Auslassanschluss
(5) für das Kühlmittel, die in dem Kunststoffgehäuse (2) integriert sind, umfassenden
Typ ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlassanschluss (4) oder der Auslassanschluss (5) für das Kühlmittel in der
Nähe der Kontaktfläche der Anlagepunkte (11) angeordnet ist.
8. Tauscher (1) nach Anspruch 1, der vom Träger (13) zur Befestigung an einer Fläche
der Motorumgebung umfassenden Typ ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Befestigungsträger (13) in der Nähe der Kontaktfläche der Anlagepunkte
(11) angeordnet ist.
9. Tauscher (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagepunkte (11) eine Konfiguration aufweisen, die zum Absorbieren des Raums
aufgrund der Toleranzen des Körpers (7) des Tauschers und des Kunststoffgehäuses (2)
geeignet ist.
10. Tauscher (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagepunkte (11) eine verzweigte Konfiguration aufweisen.
11. Tauscher (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagepunkte (11) zwei divergierende Verzweigungen enthalten, die einen geeigneten
Winkel bilden, der in Abhängigkeit von dem verwendeten Kunststoff gewählt wird.
12. Tauscher (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagepunkte (11) drei divergierende Verzweigungen enthalten.
13. Tauscher (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagepunkte (11) auf ihrer Außenfläche mehrere kleine Vorsprünge (14) enthalten.
14. Tauscher (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gaseinlass (8) in der Nähe des Kühlmittelkanals, entweder am Einlass oder Auslass
davon, angeordnet ist.
15. Tauscher (1) nach Anspruch 1, der vom "U"-förmigen Typ ist, bei dem der Einlass (8)
und der Auslass (9) für Gase benachbarte Positionen an ein und demselben offenen Ende
des Metallkörpers (3) einnehmen, wobei das gegenüberliegende Ende geschlossen ist,
und einen vorwärtsführenden Kanal und einen rückführenden Kanal definieren, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagepunkte aus Längsrippen (11) bestehen, die in eine Innenfläche des Kunststoffgehäuses
(2) integriert sind, wobei die Rippen (11) in jeweiligen Vertiefungen (12) gelagert
werden können, die auf der Außenfläche des Gasbehälters (7) ausgebildet sind, der
im Bereich des geschlossenen Endes angeordnet ist.
1. Heat exchanger (1) for gases, notably for the exhaust gases from an engine, comprising
a metallic body (3, 7) placed inside a plastic shell (2), the said metallic body incorporating
a circuit (3) intended for the circulation of the gases with exchange of heat with
a coolant and at least one gas reservoir (7) or supporting flange coupled to at least
one end of the said circuit (3), and connecting means for fixing at least one of the
ends of the metallic body (3, 7) to the plastic shell (2), characterized in that the said connecting means comprise a plurality of bearing points (11) with a small
contact area which are solid with the plastic shell (2) and capable of being lodged
in respective indentations (12) belonging to the said at least one gas reservoir (7)
or supporting flange.
2. Exchanger (1) according to Claim 1, characterized in that the bearing points (11) consist of longitudinal ribs.
3. Exchanger (1) according to Claim 1, characterized in that the bearing points (11) are distributed radially and substantially equidistantly
in an internal zone of the plastic shell (2).
4. Exchanger (1) according to Claim 1, characterized in that the connecting means comprise between 2 and 8 bearing points (11).
5. Exchanger (1) according to Claim 1, characterized in that the bearing points (11) have a minimal longitudinal dimension that allows for the
movement brought about by the different thermal expansions of the metallic body (7)
and of the plastic shell (2).
6. Exchanger (1) according to Claim 1, characterized in that there is a minimal distance between the metallic body (7) and the plastic shell (2)
dependent on the minimal cross section of the flow of coolant inside the exchanger
(1).
7. Exchanger (1) according to Claim 1, of the type comprising an inlet connector (4)
and an outlet connector (5) for the coolant which connectors are incorporated into
the plastic shell (2), characterized in that the inlet (4) or outlet (5) connector for the coolant is situated near the said contact
surface of the bearing points (11).
8. Exchanger (1) according to Claim 1, of the type comprising mountings (13) for fixing
to a surface of the engine environment, characterized in that at least one fixing mounting (13) is situated near the said contact surface of the
bearing points (11).
9. Exchanger (1) according to Claim 1, characterized in that the bearing points (11) have a configuration suited to absorbing the space caused
by the tolerances on the body (7) of the exchanger and on the plastic shell (2).
10. Exchanger (1) according to Claim 9, characterized in that the bearing points (11) have a branched configuration.
11. Exchanger (1) according to Claim 10, characterized in that the bearing points (11) incorporate two divergent branches making a suitable angle
chosen according to the plastic used.
12. Exchanger (1) according to Claim 10, characterized in that the bearing points (11) incorporate three divergent branches.
13. Exchanger (1) according to Claim 1, characterized in that the bearing points (11) incorporate a plurality of small protuberances (14) on their
external surface.
14. Exchanger (1) according to Claim 1, characterized in that the gas inlet (8) is situated near the coolant passage, either the inlet or the outlet
thereof.
15. Exchanger (1) according to Claim 1 of the U-shaped type in which the inlet (8) or
the outlet (9) for the gases occupy adjacent positions at one and the same open end
of the metallic body (3), the opposite end being closed, and defining an outbound
and a return passage, characterized in that the bearing points consist of longitudinal ribs (11) incorporated into an internal
surface of the plastic shell (2), said ribs (11) being able to be lodged in corresponding
indentations (12) formed on the external surface of the gas reservoir (7) situated
in the region of the said closed end.