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DANS
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refrigerant
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Molecule
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DES
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PIPES
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Physical
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2512943A1
Family ID 17431884
Probable Assignee Sueddeutsche Kuehler Behr
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title ECHANGEUR DE CHALEUR, NOTAMMENT POUR INSTALLATIONS DE
CLIMATISATION DE VEHICULES
EN Title HEAT EXCHANGER FOR VEHICLE - HAS PIPES OF DIFFERENT DIAMETERS
JOINED BY REDUCING FERRULE
Abstract
_________________________________________________________________
L'INVENTION CONCERNE UN ECHANGEUR DE CHALEUR DANS LEQUEL DES TUBES DE
DIAMETRE TRES DIFFERENTS SONT RELIES ENTRE EUX.
L'ECHANGEUR EST CARACTERISE EN CE QU'IL EST PREVU CHAQUE FOIS ENTRE UN
TUBE DE PETIT DIAMETRE 6 ET UN TUBE DE PLUS GRAND DIAMETRE 2 UNE PIECE
INTERCALAIRE, CONSTITUEE PAR UN FOURREAU REDUCTEUR 7, ET EN CE QUE LE
TUBE 6 EST RELIE PAR UN PREMIER ANNEAU DE FRETTAGE 8 A LA PIECE
INTERCALAIRE, TANDIS QUE LE GROS TUBE 2 EST RELIE A CETTE PIECE PAR UN
SECOND ELEMENT DE FRETTAGE 9.
APPLICATION A DES INSTALLATIONS DE CLIMATISATION DE VEHICULES.
The heat exchanger is for vehicle heating and has pipes of different
diameters assembled together. Between each small diameter pipe (6) and
the greater diameter evaporator pipes (2) is a spacer. The two pipes
are connected to this by separate collars (8,9). The spacer is a
tapered ferrule (7). The inner diameter of the large collar (9) is
greater than the outer diameter of the smaller diameter collar (8).
The ferrule has three cylindrical parts of different diameters and a
transition zone which is conical. The small pipe (6) fits in the
cylindrical part of least diameter.
Description
_________________________________________________________________
La presente invention concerne un echangeur de chaleur,notamment pour
installation de climatisation de vehicule, dans lequel des tubes de
diametres sensiblement differents sont relies entre eux.
Dans des installations de climatisation de vehicules, on utilise des
evaporateurs dans lesquels le fluide refrigerant est reparti en
plusieurs ecoulements partiels dans un distributeur a venturi. A
partir du distributeur a venturi, les tubes sont relies avec une
section relativement faible, aux tubes d'evaporateurs disposes en
parallele et qui ont une section sensiblement plus grosse. Dans les
evaporateurs connus, les tubes de distribution sont introduits dans
les tubes d'echange de chaleur et ensuite ces derniers sont
restreints. Les tubes de distribution sont re- lies de facon etanche
aux tubes d'evaporateurs par brasage.
I1 n'est pas exclu que, lors du brasage, un ou plusieurs tubes de
distribution soient obtures, ce qui se traduit par une diminution de
la capacite de l'evaporateur. I1 est par consequent necessaire
d'effectuer un contr8le fonctionnel couteux de l'evaporateur pour
verifier si les brasures et le fonctionnement sont corrects. Des
problemes semblables peuvent egalement se poser dans le cas de
liaisons tubulaires brasees de condenseurs, dans lesquels les tubes
d'echange de chaleur et les tubes de raccordement ont des diametres
tres differents.
L'invention a en consequenoepour but de fournir un echangeur de
chaleur du type defini ci-dessus, qui puisse etre fabrique d'une
maniere simple et peu couteuse en ce qui concerne la jonction de tubes
de differents diametres et qui soit correct en ce qui concerne
l'etancheite des liaisons.
Ce probleme est resolu selon l'invention dans le cas d'un echangeur de
chaleur du type defini ci-dessus en ce qu'il est prevu a chaque fois
entre un tube (6) de petit dia- metre et un tube d'echange de chaleur
(tube d' evaporateur 2) de plus grand diametre, une piece intercalaire
et en ce que le petit tube (6) est relie par un premier element de
frettage, et le tube d'echange de chaleur (2) par un second element de
frettage, avec la piece intercalaire.
L'avantage essentiel de l'echangeur de chaleur selon l'invention
consiste notamment en ce qu'on evite la liaison brasee perturbatrice
entre les tubes de raccordement de petit diametre et les tubes.
d'echange de chaleur de grand diametre et en ce qu'on etablit une
liaison mecanique a l'aide d'elements de frettage qui procurent un
ajustement solide avec compression resultant de la deformation
plastique des extremites des tubes. Pour etablir une telle liaison, il
est necessaire d'utiliser un element reducteur car un fort
elargissement du petit tube et un fort retrecissement du gros tube ne
permettraient pas d'etablir facilement une liaison par frettage entre
les deux tubes.
Conformement a une caracteristique avantageuse de l'invention, la
piece intercalaire est un fourreau reducteur et le premier et le
second element de frettage sont des anneaux de frettage. Le fourreau
reducteur comporte avantageusement deux troncons cylindriques de
diametres differents et une zone intermediaire de transition de profil
conique.
Les troncons cylindriques sont chacun adaptes par leur diametre
interieur ou exterieur aux diametres des tubes a relier. Du fait que
dans de nombreux cas il n'est possible que d'effectuer un emmanchement
des anneaux de frettage en direction des tubes d'echange de chaleur,
il est necessaire d'emmancher les anneaux de frettage dans la meme
direction.
A cet egard, il est avantageux que le diametre interieur du gros
anneau. de frettage soit plus grand que le diametre exterieur du petit
anneau de frettage. Pour entraver le moins possible l'ecoulement de
fluide refrigerant, il est avantageux que le tube place, en
considerant la direction d'ecoulement, en amont de la piece
intercalaire, soit emmanche dans cette piece intercalaire et que le
tube situe, en considerant la direction d'ecoulement, en aval de la
piece intercalaire, soit emmanche sur cette derniere.
Conformement a une autre caracteristique avantageuse de l'invention,
la piece intercalaire est agencee sous la forme d-'un anneau reducteur
qui recoit dans un trou le tube de petit diametre et qui sert
simultanement de premier element de frettage. Cet agencement de
liaison est plus simple et moins couteux car on supprime un anneau de
frettage.
Pour obtenir une deformation plastique graduelle et uniforme ainsi
qu'une forte pression de frettage, il est avantageux que le trou de
l'anneau reducteur presente, dans la direct tion d'emmanchement du
tube, d'abord une partie conique de faible angle d'ouverture et,
ensuite, une partie cylindrique. Pour reduire autant qu'il est
possible, lors du montage de l'anneau reducteur sur l'extremite du
tube, les forces s'exercant dans la direction longitudinale du tube,
il est avantageux de disposer l'anneau reducteur de facon qu' il
puisse tourner sur l'extremitd du tube. L'anneau reducteur comporte
avantageusement une surface peripherique cylindrique sur laquelle est
emmanchee l'extremite du tube d' echange de chaleur.Sur l'extremite du
tube d'echange de chaleur, on dispose un anneau de frettage servant de
second element de frettage et qui assure la deformation plastique du
tube d'echange de chaleur en exercant ainsi une pression sur l'anneau
reducteur.
Pour determiner la profondeur d'emboltement de l'anneau reducteur dans
l'extremite du tube d'echange de chaleur, il est avantageux que
l'anneau reducteur comporte dans sa surface peripherique un collet qui
est dispose a l'extremite distale, en considerant la direction
d'emmanchement du tube d'echangement de chaleur, de l'anneau
reducteur. Pour permettre egalement dans ce cas l'emmanchement de
l'anneau de frettage en direction du tube d'echange de chaleur, il est
avantageux que la hauteur radiale du collet soit plus faible que
l'epaisseur de paroi du tube apres deformation plastique.
Pour obtenir dans de telles liaisons frettees l'etancheite au fluide
refrigerant qui est necessaire dans des echangeurs de chaleur et des
installations de climatisation, on depose d'une maniere classique sur
les surfaces de liaison avant montage un adhesif servant d'agent
d'etancheite.
Pour obtenir egalement sans adhesif l'etancheite necessaire au fluide
refrigerant, on menage dans la surface peripherique de l'anneau
reducteur des rainures orientees dans la direction peripherique. Lors
de la compression de l'anneau de frettage, la matiere du tube flue
dans les rainures et assure l'etancheite des bords, de telle sorte qu'
on peut se passer de l'utilisation d'un adhesif. Pour autant que les
tubes de l'echangeur de chaleur comportent une extremite evasee, la
longueur d'emboitement du fourreau reducteur ou de l'anneau reducteur
est determinee par la longueur de l'extremite evasee. Dans ce cas, il
n'est pas necessaire de prevoir un collet radial sur la surface
peripherique.
D'autres avantages et caracteristiques de l'invention seront mis en
evidence, dans la suite de la description, donnee a titre d'exemple
non limitatif, en reference aux dessins annexes dans lesquels: la
figure 1 est une vue de face d'un evaporateur; la figure 2 est une
coupe a echelle agrandie de la liaison de tubes comportant un fourreau
reducteur; la figure 3 represente une liaison de tubes comportant un
anneau reducteur; la figure 4 represente une variante de la figure 3.
La figure 1 represente un evaporateur 1 qui se compose essentiellement
de tubes paralleles 2 et de plaques d'echange de chaleur 3. le fluide
refrigerant est introduit par l'intermediaire d'une entree 4 dans un
distributeur a venturi 5, ou le fluide refrigerant est divise en un
certain nombre d'ecoulements partiels correspondant aux tubes
d'evaporateur 2 branches en parallele. Des tubes 6 d'un diametre
relativement petit relient le distributeur a venturi 5 aux tubes
d'evaporateur 2 qui ont une diametre bien plus gros. Pour assurer la
liaison des petits tubes 6 avec les gros tubes 2 de l'evaporateur, il
est prevu a chaque fois un fourreau reducteur 7 qui est relie a l'aide
d'un petit anneau de frettage 8 avec un tube 6 et a l'aide d'un gros
anneau de frettage avec un tube d'evaporateur 2.Les extremites des
tubes d'evaporateur 2 - qui ne sont pas visibles sur le dessin -
debouchent dans un boitier collecteur 10 auquel est relie un tuyau
d'aspiration 11 d'un compresseur.
Sur la figure 2, on a represente en vue en coupe a echelle agrandie
l'assemblage etabli entre un tube 6 et un tube d'evaporateur 2. On a
designe des parties semblables a la figure 1 par les memes references
numeriques.
Le fourreau reducteur 7 comporte deux troncons cylindriques de
differents diametres, le petit troncon etant designe par 12 et le gros
troncon par 13. Entre les deux troncons 12 et 13, il est prevu une
transition conique 14. Dans le troncon cylindrique 12 de petit
diametre est engagee l'extremite du tube 6, auquel cas initialement le
diametre exterieur du tube 6 correspond au diametre interieur du
troncon cylindrique 12. Sur le troncon cylindrique 12 du fourreau
reducteur 7 est emmanche un anneau de frettage 8 dont le trou
comporte, en considerant la direction d'emmanchement, c'est-a-dire la
direction orientee vers la transition conique 14, un chanfrein 15,
puis un leger cone 16 et enfin un troncon cylindrique 17.Du fait que
le trou presente, dans la zone du cone 16 et du troncon cylindrique
17, un plus petit diametre que le diametre exterieur initial du
troncon cylindrique 12 du fourreaireducteur 7, il se produit, lors de
l'emmanchement de l'anneau de frettage 8, une deformation plastique du
fourreau reducteur 7 dans la zone du troncon 12 et egalement une
deformation plastique du tube 6, ce qui etablit une bonne liaison de
frettage. Pour des raisons de securite, le tube 6 peut penetrer plus
profondement dans le fourreau reducteur 7 que ce qui est indique sur
la figure 2.
Le tube d' evaporateur 2 comporte une extremite evasee 18 dans
iaquelle est emmanche le troncon cylindrique 13 du fourreau reducteur
7. Cette extremite evasee 18 permet de definir la longueur
d'emmanchement du fourreau reducteur 7. Sur l'extremite evasee 18 est
emmanche le gros anneau de frettage 9, a savoir dans la meme direction
que le petit anneau de frettage sur le fourreau reducteur 7. Le trou
de 1! anneau de frettage 9 comporte, initialement en considerant la
direction d'emmanchement, un chanfrein 19, puis une partie conique 20
et enfin un troncon cylindrique 21.Le trou de l'anneau de frettage 9
presente, dans la zone de la partie conique 20 et du troncon
cylindrique 21, un plus petit diametre que l'extremite evasee 18,de
sorte que, lors de l emmanchement de l'anneau de frettage 9, il se
produit une deformation plastique de l'extremite evasee 18 et du tron
con cylindrique 13 du fourreau reducteur 7. On etablit ainsi une bonne
liaison de frettage entre le fourreau7 et le tube d'evaporateur 2.
Sur la figure 3, on a represente un assemblage dans lequel un anneau
reducteur 22 pourvu d'une surface peripherique cylindrique 23 comporte
un trou central qui se compose d'un troncon cylindrique 24 s'etendant
au moins sur la moitie de la longueur du fourreau et d'un troncon
conique 24' presentant un petit angle d'ouverture. Le trou de l'anneau
reducteur 22 sert a recevoir le tube 6 de plus petit diametre qui est
enserre dans 1' anneau reducteur 22. Du fait que le troncon
cylindrique 24 du trou prdsen- te un plus petit diametre que celui du
tube 6, on obtient une bonne liaison de frettage entre le tube 6 et
l'anneau reducteur 22.
Sur la surface peripherique cylindrique 23 de l'anneau reducteur 22
est emmanchee une extremite evasee 18 d'un tube d'evaporateur 2, la
fixation etant assuree a l'aide d'un anneau de frettage 25. Le trou de
l'anneau de frettage 25 comporte un troncon cylindrique 27 et un
troncon conique 25 a l'aide duquel l'emmanchement de I' anneau de
frettage 25 est facilite et qui permet d'uniformiser la deformation
plastique de l'extremite evasee 18. Du fait de la deformation
plastique de l'extremite eva see 18, on obtient une bonne liaison
frettee, dtanche au fluide refrigerant, entre le tube d'evaporateur 2
et l'anneau reducteur 22. La profondeur d'emmanchement de l'anneau
reducteur 22 dans le tube d'evaporateur 2 est definie par la longueur
de l'extremite evasee 18.Sur la surface peripherique 23, il est prevu
trois rainures 29 orientee dans la direction peripherique. On amis en
evidence par des lignes en traits interrompus le contour des elements
avant la deformation plastique.
Sur la figure 4, on a represente un assemblage semblable a celui de la
figure 3, le tube d'evaporateur 2 n'etant cependant pas pourvu d'un
evasement a son extremite. Cependant, pour definir la profondeur
d'emmanchement de l'anneau reducteur 22 dans le tube d'evaporateur 2,
l'anneau reducteur comporte sur sa surface peripherique 23 un collet
28 dont le diametre est plus petit que le diametre exterieur du tube
d'evaporateur 2 apres deformation plastique. Les references numeriques
indiquees sur la figure 4 concordent avec celles de la figure 3 pour
designer des parties identiques. On a mis en evidence a nouveau par
des lignes en traits interrompus le contour des elements avant la
deformation plastique.
L'invention n'est pas limitee a des evaporateurs comportant les
assemblages tubulaires representes, mais elle peut par exemple etre
appliquee egalement a des condenseurs dans lesquels des tubes de
diametres tres differents sont assembles de la maniere decrite.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1. Echangeur de chaleur, notamment pour installations de climatisation
de vehicules, dans lequel des tubes de diametres tres differents sont
assembles les uns avec les autres, caracterise en ce qu'il est prevu a
chaque fois entre un tube (6) de petit diametre et un tube d'echange
de chaleur (tube d'evaporateur 2) de plus grand diametre, une piece
intercalaire et en ce que le petit tube (6) est relie a la piece
intercalaire par un premier element de frettage, tandis qu le tube
d'echange de chaleur (2) est relie a la piece intercalaire par un
second element de frettage.
2. Echangeur de chaleur selon la revendication 1, caracterise en ce
que la piece intercalaire est un fourreau reducteur (7) et en ce que
le premier et le second element de frettage sont constitues par des
anneaux de frettage (8, 9)
3. Echangeur de chaleur selon la revendication 2, caracterise en ce
que le diametre interieur du gwos anneau de frettage (9) est superieur
du diametre exterieur du petit anneau de frettage (8).
4. Echangeur de chaleur selon la revendication 2, caracterise en ce
que le fourreau reducteur (7) comporte deux troncons cylindriques (
12, 13) de diametres differents et une zone intercalaire de transition
(14) de profil conique.
5. Echangeur de chaleur selon la revendication 4, caracterise en ce
que le tube (6) est emmanche dans le troncon cylindrique (12) de petit
diametre et en ce que le petit anneau de frettage (8) est emmanche sur
le troncon cylindrique (12).
6. Echangeur de chaleur selon la revendication 1, caracterise en ce
que la piece intercalaire est un anneau reducteur (22) qui recoit dans
un trou le tube (6) de petit diametre et qui sert simultanement de
premier element de frettage.
7. Echangeur de chaleur selon la revendication 6, caracterise en ce
que le trou de l'anneau reducteur (22) comporte, en considerant la
direction d'emmanchement du tube (6) initialement un troncon conique
(24') de petit angle d'ouverture et, ensuite, un troncon cylindrique
(24).
8. Echangeur de chaleur selon la revendication 6 ou 7, caracterise en
ce que l'anneau reducteur (22) comporte une surface peripherique
cylindrique (23) sur laquelle est emmanchee l'extremite du tube
d'echange de chaleur et en ce qu'un anneau de frettage (25) servant de
second element de frettage est engage sur l'extremite du tube d'
echange de chaleur (2).
9. Echangeur de chaleur selon la revendication 8, caracterise en ce
que l'anneau reducteur (22) comporte sur sa surface peripherique (23)
un collet (28) qui est dispose sur l'extremite distale, en considerant
la direction d'emmanchement du tube d'echange de chaleur (2), de
l'anneau reducteur, et en ce que la hauteur radiale du collet (28) est
plus faible que l'epaisseur de paroi du tube.
10. Echangeur de chaleur selon la revendication 8, caracterise en ce
qu'il est prevu dans la surface peripherique cylindrique (23) au moins
une rainure (29) orientee dans la direction peripherique de l' anneau
reducteur (2).
11. Echangeur de chaleur selon l'une quelconque des revendications 4 a
8, caracterise en ce que le tube dg echange de chaleur (2) comporte
une extremite evasee (18), dans laquelle est emmanche le troncon
cylindrique (13) de grand diametre du fourreau reducteur (7) ou bien
la surface peripherique (23) de l'anneau reducteur (22) e en ce que le
plus gros anneau de frettage (9,25) est emmanche sur l'extremite
evasee (18).
12. Echangeur de chaleur selon la revendication 2, 3 ou 11,
caracterise en ce que les anneaux de frettage (8, 9, 25) comportent un
trou comprenant au moins un troncon cylindrique (17, 21, 27) et un
troncon conique (16 20, 26).
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