[0001] L'invention concerne une ailette pour échangeur de chaleur conforme au préambule
de la revendication 1 et un échangeur de chaleur comportant une telle ailette.
[0002] Une telle ailette est connue, par exemple, de la figure 10 du document
EP 0 903 555 A2.
[0003] Elle concerne plus particulièrement une ailette pour échangeur de chaleur comportant
un corps muni d'au moins un trou pour le passage d'un tube de l'échangeur de chaleur
et un moyen dit d'espacement, ailette dans laquelle le trou présente un contour avec
deux dits grands cotés et deux dits petits cotés, et, dans laquelle le moyen d'espacement
est situé sur un petit coté du contour du trou de passage du tube.
[0004] Une telle ailette est utilisée dans un échangeur dit de type mécanique en référence
à son mode d'assemblage, par exemple un radiateur de refroidissement moteur.
[0005] Un échangeur de chaleur de type mécanique est généralement composé d'au moins un
faisceau d'échange de chaleur comportant des tubes et des éléments d'échange thermique,
appelées ailettes. Les ailettes sont placées parallèlement entre elles et perpendiculairement
aux tubes. En d'autres termes, les ailettes sont superposées les unes sur les autres.
D'une manière générale, les ailettes sont percées de trous permettant le passage des
tubes, le nombre de trous étant égal au nombre de tubes de ladite rangée.
[0006] Le maintien du faisceau tubes-aillettes est réalisé mécaniquement au moyen d'un outil,
aussi appelée olive, introduit à l'intérieur des tubes de manière à déformer les parois
des tubes et les appliquer à force contre les trous pratiqués dans les ailettes. Les
ailettes sont distantes deux à deux d'un pas de séparation, de l'ordre d'un millimètre
par exemple.
[0007] Les extrémités des tubes sont ensuite, chacune, insérées dans une plaque collectrice
munie d'ouvertures de réception des tubes. Les plaques collectrices sont ultérieurement
coiffées par des couvercles de manière à former des boites collectrices.
[0008] Il est en outre connu, dans un échangeur de type mécanique, d'équiper la plaque collectrice
d'un joint d'étanchéité. L'assemblage des tubes et des plaques collectrices est réalisé
par une opération de sertissage, appelée « évasage », consistant à évaser les extrémités
respectives des tubes pour comprimer le joint d'étanchéité et assurer ainsi un assemblage
définitif et étanche entre les extrémités des tubes et la plaque.
[0009] Une ailette telle que décrite plus haut est notamment connue du document
US 3 771 595. Dans ce document, on réalise le pas de séparation entre deux ailettes adjacentes
à l'aide d'un moyen d'espacement. Ce moyen d'espacement est obtenu en découpant et
en perforant la bande métallique constituant l'ailette selon une découpe identique
la forme de la section des tubes, tout en épargnant des morceaux de matière sur le
pourtour de la découpe. Ces morceaux de matière, encore appelés collets, sont ensuite
relevés de manière à former le moyen d'espacement.
[0010] L'échangeur de chaleur du document
US 3 771 595 présentent des tubes de section ovale. Les trous de passage pour les tubes de l'ailette
sont donc eux aussi de forme ovale avec deux axes de symétrie perpendiculaires présentant
respectivement une grande et une petite dimension.
[0011] Cependant, ces ailettes présentent l'inconvénient de ne pouvoir être appliquées à
des échangeurs de chaleur dans lesquels le pas de séparation entre deux ailettes est
supérieur à la plus petite dimension du trou de passage pour le tube de l'échangeur
de chaleur.
[0012] En effet, dans un tel cas, le pas de séparation de l'ailette ne peut pas être supérieur
à la petite dimension du trou de passage du tube. Autrement dit, dans ce document,
le pas de séparation est limité par la hauteur du collet.
[0013] Pour remédier à cet inconvénient, l'invention propose une ailette conforme à la revendication
1.
[0014] Une telle ailette permet d'obtenir un pas de séparation supérieur à la plus petite
dimension du passage tube et ceci en tenant compte d'un recalibrage éventuel du pas
de séparation.
[0015] En effet, dans le cadre de l'invention, la surface d'appui est située dans le prolongement
du moyen d'espacement, ce qui permet de régler le pas de séparation indépendamment
de la hauteur du moyen d'espacement ou collet.
[0016] Des modes de réalisations particuliers de l'invention proposent que :
- la surface d'appui apte à supporter une autre ailette soit réalisée venue de matière
dudit moyen d'espacement,
- la surface d'appui apte à supporter une autre ailette soit réalisé sous la forme d'un
bord relevé sensiblement parallèle à un plan dit d'extension générale de l'ailette,
- l'ailette comporte en outre au moins un moyen apte à perturber un flux d'air traversant
l'ailette, et
- le moyen apte à perturber le flux d'air est réalisé par des persiennes, lesdites persiennes
étant parallèle à la direction dudit flux d'air.
[0017] L'invention concerne aussi un échangeur de chaleur comportant au moins une ailette
telle que décrite précédemment et dans lequel l'ailette est traversée par des tubes
d'échange de chaleur.
[0018] Dans la description détaillée qui suit, faite seulement à titre d'exemple, on se
réfère aux dessins annexés sur lesquels :
- La figure 1 représente une vue schématique d'un échangeur de chaleur de type mécanique,
- La figure 2 une vue partielle en perspective et de dessus un faisceau de tubes et
d'ailettes selon l'invention
- La figure 3 une vue partielle en perspective d'une ailette selon l'invention,
- La figure 4 représente une vue partielle en perspective et de coté un faisceau de
tubes et d'ailettes selon l'invention, et
- La figure 5 représente les différentes étapes d'une partie du procédé de fabrication
d'une ailette selon l'invention.
[0019] Tel qu'illustré à la figure 1, un échangeur de chaleur 1 de type mécanique comporte
deux boîtes collectrices 2. Les boites collectrices 2 sont mises en communication
par l'intermédiaire d'au moins une série de tubes 4 disposés alignés, dans lesquels
circulent un fluide caloporteur.
[0020] L'échangeur de chaleur 1 pourra notamment être utilisé en tant que radiateur de refroidissement
du liquide de refroidissement moteur. Dans un tel cas, le fluide caloporteur est du
liquide de refroidissement moteur tel que, par exemple, de l'eau additionnée de glycol.
[0021] Dans le mode de réalisation illustré aux figures 2 à 4, les tubes 4 sont de forme
oblongue avec deux dits grands cotés et deux dits petits cotés, les petits cotés étant
de forme arrondie. Dans ce mode de réalisation, les grands côtés opposés présentent
chacun une concavité. Cette forme de tube est aussi appelée forme en « haricot » ou
« cacahouète ».
[0022] Les tubes 4 sont alignés de manière parallèle selon une direction dite première direction.
La première direction est, ici, perpendiculaire à la direction d'un flux d'air F traversant
l'échangeur de chaleur. Autrement dit, les tubes sont superposés les uns sur les autres
selon une première direction.
[0023] Le fluide caloporteur circulant dans les tubes 4 échange des calories avec le flux
d'air F. Pour augmenter l'échange thermique entre le fluide caloporteur et le flux
d'air, il est prévu, entre les boîtes collectrices 2 des éléments d'échange de chaleur
parallèles, ici réalisés sous la forme d'ailettes 6. Une ailette 6 est destinée à
être traversée par le flux d'air selon une direction donnée dite deuxième direction.
[0024] Les ailettes 6 sont disposées transversalement à l'axe des tubes 4 et de manière
parallèle aux boîtes collectrices 2. Autrement dit, les ailettes 6 sont superposées
les unes sur les autres, la distance séparant deux ailettes adjacentes étant désignée
par pas de séparation. La direction de superposition des ailettes 6 est perpendiculaire
à la direction de superposition des tubes 4.
[0025] Dans cet exemple, les ailettes 6 sont des bandes métalliques de forme sensiblement
rectangulaire et présentent des dimensions en largeur et en longueur sensiblement
égales à celles des boîtes collectrices 2. Chaque ailette 6 s'étend selon sensiblement
un plan dit plan d'extension générale.
[0026] Une ailette 6 comporte un corps muni d'au moins un trou 8 pour le passage d'un tube
4 de l'échangeur de chaleur 1. Ce trou est représenté à la figure 3 de la présente
demande.
[0027] Le trou 8 présente un contour, ici, allongé correspondant à la forme du tube 4 traversant
l'ailette 6. Dans le mode de réalisation présenté ici, le contour du tube 8 comporte
deux dits grands cotés 10 et deux dits petits cotés 12.
[0028] Plus particulièrement, le contour du trou 8 présente, ici, une forme oblongue où
chacun des deux grands cotés 10 comporte une concavité. On entend par forme oblongue,
une forme plus longue que large et présentant à ces deux extrémités une partie arrondie.
[0029] L'ailette 6 comporte en outre un moyen dit d'espacement 14. Le moyen d'espacement
14, encore appelé picot, est, ici, situé sur un petit coté 12 du contour du trou 8
de passage du tube 4. Ici, le moyen d'espacement 14 est placé de manière perpendiculaire
à la direction du flux d'air F.
[0030] Dans cet exemple, le moyen d'espacement 14 s'étend à partir du corps de la bande
métallique constituant l'ailette et ceci selon un plan différent du plan d'extension
générale de l'ailette 6. Ici, le moyen d'espacement 14 s'étend de manière sensiblement
perpendiculaire au plan d'extension général de l'ailette. Le moyen d'espacement 14
est ici réalisé venue de matière du corps de l'ailette 6.
[0031] Le moyen d'espacement 14 est obtenu par, notamment, poinçonnage et relevage de la
métallique formant l'ailette 6. Lors du poinçonnage, on prévoit de laisser subsister
deux brins de matière, ces deux brins sont ensuite relevés pour former le moyen d'espacement
14.
[0032] Le moyen d'espacement ou collet 14 permet de définir le pas de séparation entre deux
ailettes adjacentes du faisceau d'échange de chaleur. Pour rappel, on entend par pas
de séparation, la distance séparant deux ailettes dans le sens de l'empilement ces
dernières dans l'échangeur de chaleur.
[0033] Selon l'invention, le collet 14 comporte en outre une surface 16 apte à supporter
une autre ailette.
[0034] En d'autres termes, le moyen d'espacement 14 est muni d'une excroissance 16 s'étendant
dans un plan différent du plan d'extension de ce dernier. Ici, l'excroissance ou surface
d'appui 16 du moyen d'espacement s'étend de manière sensiblement parallèle au plan
d'extension générale de l'ailette 6. Cette excroissance permet le maintien d'un pas
de séparation régulier entre les ailettes 6 de l'échangeur de chaleur 1.
[0035] Encore autrement dit, une surface 16 apte à supporter une autre ailette peut être
vu comme une protubérance se déployant dans un plan différent de celui du collet 14.
[0036] Dans le mode de réalisation représenté, la surface 16 apte à supporter une autre
ailette est réalisée sous la forme d'un bord relevé ou languette 16. Autrement dit,
le moyen d'espacement 14 comporte une extrémité liée à l'ailette 6 et une extrémité
distale de l'extrémité liée à l'ailette 6. L'extrémité distale du moyen d'espacement
ou collet 14 comporte la surface d'appui 16, qui, ici, s'étend de manière sensiblement
parallèle au plan d'extension générale de l'ailette 6.
[0037] La languette 16 se situe dans le prolongement du moyen d'espacement 14 et est de
forme sensiblement allongée, plate et étroite. La liaison entre le moyen d'espacement
14 et la languette 16 s'effectue par l'intermédiaire, ici, d'une partie rayonnée.
Autrement dit, la languette 16 est liée au collet 14. Encore autrement dit, la languette
16 est réalisée venue de matière de matière du moyen d'espacement 14 et du corps l'ailette
6.
[0038] La surface 16 apte à supporter une autre ailette est obtenue par roulage vers l'extérieur
des deux brins de matière formant le moyen d'espacement 14. Ce roulage est obtenu
à l'aide d'un poinçon rayonné.
[0039] Une ailette 6 selon l'invention permet ainsi de réutiliser une partie de la matière
qui est normalement jeter suite au poinçonnage pour créer le trou 8 pour le tube.
On remarquera que cette matière supplémentaire conservée sur l'échangeur et en contact
du tube n'est que bénéfique pour l'échange thermique.
[0040] L'ailette 6 comporte en outre au moins un moyen 18 apte à perturber le flux d'air
F. Ici, le moyen 18 apte à perturber le flux d'air F est réalisé par des persiennes
parallèles à la direction du flux d'air F.
[0041] Une ailette 6 pourra notamment être obtenue par un procédé comportant au moins les
étapes suivantes :
- On poinçonne la bande métallique de manière à former le trou 8 pour le passage du
tube 4 tout en conservant deux brins de matières 14 (étape A),
- On relève les deux brins de matière 14 à l'aide d'un poinçon et d'une matrice (étape
B)
- On roule les deux brins de matière 14 vers l'extérieur de trou 8 à l'aide d'un poinçon
rayonné (étape C) de manière à former la surface 16 apte à supporter une autre ailette.
[0042] On remarquera que le poinçonnage s'effectue à l'aide de poinçons adaptés à la forme
du tube. Ici, les poinçons utilisés ont une forme dite de cacahouètes.
[0043] On pourra prévoir des étapes supplémentaires de fabrication dans lesquelles on calibre
la hauteur des brins de matières 14 afin d'obtenir le pas désiré à l'aide d'un tas
de retassage et/ou on forme de fentes transversales de manière à obtenir le moyen
18 apte à perturber le flux d'air, et/ou on fend la bande métallique pour obtenir
au moins deux bandes métallique.
[0044] L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation décrits ci avant, seulement
à titre d'exemples, mais elle englobe toutes les variantes que pourra envisager l'homme
de l'art dans le cadre des revendications ci-après. Les variantes décrites précédemment
peuvent être prises séparément ou en combinaison les unes avec les autres.
1. Ailette (6) pour échangeur de chaleur comportant un corps muni d'au moins un trou
(8) pour le passage d'un tube (4) dudit échangeur de chaleur (1) et un moyen (14)
dit d'espacement, le trou (8) présentant un contour avec deux dits grands cotés (10)
et deux dits petits cotés (12), et, le moyen d'espacement (14) étant situé sur un
petit coté (12) du contour du trou (8) de passage du tube (4), le moyen d'espacement
(14) comportant une surface d'appui (16) apte à supporter une autre ailette et réalisée
sous la forme d'un bord relevé (16) sensiblement parallèle à un plan dit d'extension
générale de l'ailette, caractérisé en ce que le moyen d'espacement (14) définissant un pas de séparation entre ladite ailette
et une ailette adjacente de l'échangeur de chaleur supérieur à la plus petite dimension
dudit trou (8).
2. Ailette selon la revendication précédente, dans laquelle la surface d'appui (16) apte
à supporter une autre ailette est réalisée venue de matière dudit moyen d'espacement
(14).
3. Ailette selon la revendication 1 ou 2 comportant en outre au moins un moyen (18) apte
à perturber un flux d'air (F) traversant ladite ailette (6).
4. Ailette selon la revendication précédente, dans laquelle ledit moyen (18) apte à perturber
ledit flux d'air est réalisé par des persiennes, lesdites persiennes étant parallèle
à la direction dudit flux d'air (F).
5. Echangeur de chaleur (1) comportant au moins une ailette (6) selon l'une des revendications
précédentes, ladite ailette étant traversée par des tubes (4) dans lesquels circule
un fluide caloporteur.
6. Echangeur de chaleur selon la revendication précédente, dans lequel les tubes (4)
ont une forme oblongue.
1. Rippe (6) für einen Wärmetauscher, umfassend einen Körper, der mit mindestens einem
Loch (8) für den Durchgang eines Rohrs (4) des Wärmetauschers (1) versehen ist, und
ein Mittel (14), das als Abstandshalter bezeichnet wird, wobei das Loch (8) eine Kontur
mit zwei als groß bezeichneten Seiten (10) und zwei als klein bezeichneten Seiten
(12) aufweist, und wobei das Abstandshaltermittel (14) auf einer kleinen Seite (12)
der Kontur des Lochs (8) für den Durchgang des Rohrs (4) angeordnet ist, wobei das
Abstandshaltermittel (14) eine Anlagefläche (16) umfasst, welche geeignet ist, eine
andere Rippe zu stützen, und in der Form eines erhöhten Rands (16) im Wesentlichen
parallel zu einer Ebene ausgeführt ist, die als allgemeine Verlängerung der Rippe
bezeichnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstandshaltermittel (14) eine Trennstufe zwischen der Rippe und einer benachbarten
Rippe des Wärmetauschers definiert, die größer ist als die kleinste Abmessung des
Lochs (8).
2. Rippe nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Anlagefläche (16), die geeignet
ist, eine andere Rippe zu stützen, aus demselben Material wie das Abstandshaltermittel
(14) hergestellt ist.
3. Rippe nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend mindestens ein Mittel (18), das geeignet
ist, einen Luftstrom (F), der die Rippe (6) durchquert, zu verwirbeln.
4. Rippe nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Mittel (18), das geeignet ist, den
Luftstrom zu verwirbeln, durch Klappen gebildet wird, wobei die Klappen parallel zur
Richtung des Luftstroms (F) sind.
5. Wärmetauscher (1), umfassend mindestens eine Rippe (6) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, wobei die Rippe von Rohren (4) durchquert wird, in denen ein Wärmeübertragungsfluid
zirkuliert.
6. Wärmetauscher nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Rohre (4) eine längliche
Form aufweisen.
1. Fin (6) for a heat exchanger comprising a body equipped with at least one hole (8)
for the passage of a tube (4) of said heat exchanger (1) and a means (14) known as
a spacer means, the hole (8) having a contour with two sides known as long sides (10)
and two sides known as short sides (12), and the spacer means (14) being situated
on a short side (12) of the contour of the tube (4) passage hole (8), the spacer means
(14) comprising a bearing surface (16) able to support another fin and produced in
the form of a turned-up edge (16) substantially parallel to a plane known as the overall
plane of extension of the fin, then characterized in that the spacer means (14) define, between said fin and an adjacent fin of the exchanger,
a separation spacing which is greater than the smallest dimension of said hole (8).
2. Fin according to the preceding claim, in which the bearing surface (16) able to support
another fin is formed as an integral part of said spacer means (14).
3. Fin according to Claim 1 or 2, further comprising at least one means (18) able to
disturb a flow (F) of air passing across said fin (6).
4. Fin according to the preceding claim, in which said means (18) able to disturb said
air flow is formed of louvers, said louvers being parallel to the direction of said
air flow (F).
5. Heat exchanger (1) comprising at least one fin (6) according to one of the preceding
claims, said fin having, passing through it, tubes (4) in which a heat transfer fluid
is circulated.
6. Heat exchanger according to the preceding claim, in which the tubes (4) are of oblong
shape.