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WO2005100901A1 - Tubes d'echangeur de chaleur favorisant le drainage des condensats - Google Patents

Tubes d'echangeur de chaleur favorisant le drainage des condensats Download PDF

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WO2005100901A1
WO2005100901A1 PCT/FR2005/000621 FR2005000621W WO2005100901A1 WO 2005100901 A1 WO2005100901 A1 WO 2005100901A1 FR 2005000621 W FR2005000621 W FR 2005000621W WO 2005100901 A1 WO2005100901 A1 WO 2005100901A1
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WO
WIPO (PCT)
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tube
heat exchanger
flow channel
flow
tubes
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/FR2005/000621
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English (en)
Inventor
Sylvain Moreau
Patrick Hoger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Systemes Thermiques SAS
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Systemes Thermiques SAS filed Critical Valeo Systemes Thermiques SAS
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Ceased legal-status Critical Current

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    • F28D1/053—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight
    • F28D1/0535—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight the conduits having a non-circular cross-section
    • F28D1/05366—Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators
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    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/126—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element consisting of zig-zag shaped fins
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    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/04—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element

Definitions

  • the invention relates to a circuit element for a heat exchanger, in particular a heat exchanger intended for .
  • a heat exchanger tube for heat exchange between a first fluid and a. second fluid.
  • Such exchangers commonly consist of a bundle of parallel tubes mounted between two manifolds, the tubes alternating with spacers, for example of the corrugated type. These exchangers have many applications and can in particular be used as evaporators in air conditioning circuits of motor vehicles.
  • the function of a heat exchanger is to transmit to a first fluid, circulating inside the tubes in a vertical direction, the heat of a second fluid circulating in the space formed between two tubes.
  • the tubes used in such heat exchangers are flat tubes which delimit a circulation duct for the first fluid. They are conventionally made up of two large faces defining the internal height of the tube and two small faces defining the width of the tube.
  • the tubes are generally arranged in parallel in the bundle, so that at least one large face of a tube is opposite a large face of a successive tulbe.
  • the first fluid is a cooling fluid while the second fluid is a flow of air "to be sent into the passenger compartment.
  • the evaporators thus serve to cool the air flow, this air yielding heat to the refrigerant fl ⁇ _ ⁇ ide, to allow the vaporization of the latter in one evaporator.
  • the air circulating between the tubes generally contains moisture, which tends to settle on the coldest parts of the evaporator.
  • the water resulting from the condensation forms drops which g ⁇ sur sur on the external surface of each tube of 1 exchanger. These drops are directed in a direction which depends on a. both the direction of the air flow and the force of gravity which is exerted on the water.
  • the amount of condensed water that collects on the surface of each tube then tends to. close the air passage ⁇ through the interlayer.
  • cavities or "dimples” can be provided on at least one of the two large faces of each tube. These cavities can be used for example to disturb the flow of the first fluid in a manner. increase turbulence., improve heat exchange by guiding the flow of coolant or improve the resistance of the tube to loss.
  • the amount of condensed water that collects on the outer surface of each tube tends to. settle in the cavities, thus forming condensates, which degrade the performance of one evaporator.
  • a solution proposed by FR 2 746 906, which describes an evaporator a. is to provide gutters on each side face of one evaporator to drain the condensation water which accumulates in the disturbers.
  • the tubes are produced from two assembled plates each having a crenellated profile so as to form alternately joining zones, - in which the two plates are applied one against the other and assembled, and bulging zones, in which the two plates are spaced from one another to define refrigerant circulation pipes.
  • the gutters are obtained by spreading the two plates forming each tube of the evaporator on their free end.
  • This solution makes it possible to evacuate the condensation water through the gutters provided on each face of the evaporator.
  • this solution has the drawback of not centralizing the flow of water from the bundle since the condensed water must pass through all of the evaporator before being drained. This results in an accumulation of the condensation water on the side face located downstream of the evaporator.
  • EP 10 58 070 proposes an evaporator comprising a set of tubes and spacers arranged between two successive tubes.
  • the tubes are arranged in several rows.
  • the space available between two rows of tubes is used to promote the flow of condensed water.
  • Each tube has a cross section with pointed ends.
  • the drops formed on a tube coalesce on its pointed edge and flow vertically along the edge.
  • the object of the invention is to overcome the aforementioned drawbacks by proposing a heat exchanger tube, comprising at least one main channel for the internal circulation of a fluid, between a first end of the tube and a second end of the tube, and two large faces defining the internal height of the tube.
  • the tube comprises at least one flow channel, sexually oriented along the longitudinal axis of the tube, formed on at least one large face of the tube.
  • the flow channel is generally directed towards the inside of the tube, in line with a main channel, and is suitable for allowing the drainage of a liquid, in particular a condensate, outside the tube.
  • the tube comprises cavities on at least one of the large faces of the tube, the cavities generally being directed towards the interior of the tube and at least one part of said cavities being substantially arranged exi rows along the longitudinal axis of the tube, while at at least one flow channel or each flow channel has elementary flow channels generally directed towards inside the tube to the right of a main channel. These elementary flow channels connect the successive cavities of the same row together so as to allow the circulation of the liquid, outside the tube, between the successive cavities.
  • the ratio of the depth of an elementary flow channel to the depth of a cavity is significantly less than 100%.
  • the ratio between the depth of an elementary flow channel and the depth of a cavity is substantially between 30% and 60%.
  • At least one flow channel or each flow channel, formed on a large face of the tube, is connected by flanks to the large face.
  • the sides of a flow channel are flared, towards the large face.
  • At least one flow channel or each flow path generally extends between the first and second ends of the tube, to allow drainage of the fluid to the first end.
  • the cross section of a flow channel is greater the closer the cross section of the flow channel to the first end of the tube.
  • the depth of a flow channel is substantially greater than a. 0.2 mm.
  • the ratio between the depth of a flow channel and the internal height of the tube is substantially between 0.2 and 0.7.
  • the tube is produced by assembling two plates while the flow channels are produced by stamping.
  • the tube is produced by profiling a metal sheet while the flow channels are produced by knurling. • • • 'The tube and the flow channels are produced by extrusion.
  • the invention also relates to a heat exchanger, in particular for a motor vehicle, comprising a uni. stack of tubes. according to one of the preceding characteristics, in which the tubes are arranged so that at least one of the large faces of a tube is opposite a large face of a successive tube and that the second end of the tubes is located in the lower part of the exchanger.
  • the heat exchanger has an interlayer between two successive tubes.
  • the heat exchanger is an air conditioning evaporator for the passenger compartment of a motor vehicle.
  • FIG. 1A is a perspective view of an example of a heat exchanger comprising tubes ;
  • Figures 1B and 1C are perspective views of alternative tubes;
  • Figure 2 is a diagram showing a large face of a heat exchanger tube, according to the prior art;
  • Figure 3A is a perspective view of a heat exchanger tube 1 according to the invention;
  • FIG. 3B is a. diagram representing a large face of a heat exchanger tube, according to a particular embodiment of the invention
  • FIG. 3C is another diagram showing a large face of a heat exchanger tube, in accordance with the particular embodiment of the invention
  • Figure 4 is a ' diagram showing a large ' face of a heat exchanger tube having cavities, according to the invention
  • FIG. 5A is a partial perspective view of a heat exchanger according to the invention
  • FIG. 5B is another partial perspective view of a heat exchanger according to the invention, showing the lower part of a tube;
  • FIG. 6A is a partial view • • in longitudinal section of the tube, showing the cavities of a tube;
  • Figure • - 6B is a partial view in longitudinal section of the 'tube, showing flow channels according to the invention;
  • FIG. 6C is a partial view in longitudinal section of the tube, showing elementary flow channels according to the invention;
  • Figure 6D is a sectional view of a heat exchanger tube, according to the particular embodiment of one invention.
  • Figure 7 is a sectional view of an elementary flow channel according to the invention.
  • FIG. 1A shows a perspective view of a heat exchanger 2, for example an evaporator.
  • the heat exchanger 2 consists of an aluminum bundle, comprising a plurality of flat tubes 1 between which are placed spacers 7 to improve heat exchange.
  • the heat exchanger allows a heat exchange between a first fluid circulating inside the tubes and a second fluid circulating between the tubes.
  • the first fluid circulates inside the tubes in a generally vertical direction, while the second fluid circulates between the tubes in a front-rear direction with respect to FIG. 1A.
  • vertical direction and “lower part of the tube”, as well as the adjectives "upper” and “lower” will be used with reference to a tube assembled in the exchanger.
  • the second fluid When used in a vehicle interior air conditioning system, the second fluid is a flow air intended to be sent into the passenger compartment of the vehicle. It gives off heat to the first fluid which is a refrigerant, to allow one to evaporate it in one evaporator.
  • each tube 1 is a flat U-shaped tube produced by profiling a metal strip, made of aluminum or aluminum alloy, folded so as to form the envelope of two parallel main channels 4 and 5.
  • This conformation of the tubes 1 makes it possible to have a U-shaped circulation in the tubes.
  • the fluid flows for example from the upper manifold 17 to the lower manifold 18, then from the lower manifold 18 to the upper manifold 17.
  • one of the main channels is used for circulation in one direction while the other main channel is used for circulation in the other direction, as indicated by the arrows 15 and 16, which allows a U-shaped flow in each tube.
  • each of the tubes 1 can be produced by an edge-to-edge assembly of two plates which, once assembled, define a conduit, also called a "blade" for the circulation of the coolant.
  • the tubes 1 can be produced by extrusion.
  • internal channels can be provided.
  • the internal channels can be formed by extrusion at the same time as the tube 1.
  • a multi-channel tube produced by extrusion is shown in FIG. 1B. It has seven internal channels 50 separated by six partition walls 51.
  • the internal channels 50 can be delimited by a corrugated insert 53, housed inside the tube, as shown in FIG. 1C.
  • Each flat tube comprises two large faces 8 defining the height of the tube and two small faces 10 defining the width of the tube.
  • the tubes 1 are arranged in the heat exchanger so that the large faces of a given tube are opposite the large faces of the successive tubes.
  • Cavities 12 ' can be formed on each of the large faces 8 of a tube 1, as shown in FIG. 2. However, the cavities 12' could only be provided on one of the faces 8 of a tube 1
  • the cavities 12 ′ of a large face 8 are produced by an inward deformation of the wall corresponding to the large face.
  • the cavities can be formed by stamping.
  • the cavities can be formed by extrusion at the same time as the tube.
  • the cavities can be produced by knurling.
  • Such cavities can be used to disturb the flow of the fluid so as to increase the turbulence. They can also be used to promote heat exchange and, in particular to guide the flow of the refrigerant circulating inside the. tube, and thus optimize its pressure drop. They can also be used in plate tubes to maintain the space between plates or to reinforce resistance to pressure.
  • the distribution of the cavities can be chosen so as to optimize the heat transfer.
  • the cavities can in particular be regularly distributed over the surface of the large face 8 of the tube 1.
  • FIG. 2 shows a large side of a heat exchanger tube 1a, according to the prior art.
  • the exchanger tube heat the has recesses 12 regularly distributed on the larger face 8 I
  • the Applicant proposes an exchanger tube which does not have these drawbacks.
  • bi-channel tube by way of nonlimiting example.
  • FIG 3A is a perspective view of a heat exchanger tube 1 according to the invention.
  • the heat exchanger tube 1 has two large faces 8.
  • the tube 1 has a first end E1, corresponding to the lower end of the tube and a second end E2, corresponding to the upper end of the tube.
  • the expressions "lower end” and “upper end” refer to the placement of the tube in the evaporator, as shown in Figure 1A.
  • the first end E1 will be designated by “lower end” and the second end E2 will be designated by “upper end”.
  • the refrigerant circulates, inside the tubes, from the end E2 towards the end El, then from the end El towards the end E2.
  • the tubes are arranged '• vertically in the beam 1 evaporator, as shown in Figure 1A.
  • the direction of flow of the coolant from the end E2 to the end El corresponds to a vertical direction of flow when the tubes are assembled in one evaporator.
  • the tube comprises at least one flow channel 30 on at least one large face of the tube.
  • Each flow channel 30 is generally directed towards the inside of the tube, in line with a main channel 4 or 5 . .
  • the flow channels 30 make it possible to drain the drops of condensation along the tube.
  • These external flow channels 30 are generally oriented along the longitudinal axis of the tube ⁇ to allow drainage of the condensation drops in the direction from the upper end E2 to the lower end El of the tube.
  • FIGS. 3B and 3C are diagrams showing a large face 8 of an exchanger tube conforming to a mode of particular embodiment of the invention.
  • the heat exchanger tube 1 may include cavities 12 regularly distributed over at least one large face 8 of the tube.
  • the cavities 12 can be substantially arranged in rows.
  • the tube 1 shown in Figures 3B and 3C is a U-shaped tube, by way of non-limiting example.
  • each row is substantially oriented along the longitudinal axis of the tube ⁇ .
  • the tube 1 has a lower end E1 and an upper end E2.
  • the tube being a U-shaped tube
  • the lower end El corresponds in particular to the area of the fluid reversal
  • the upper end E2 to the area where the fluid enters and leaves the tube .
  • the refrigerant circulates, inside the tubes, from the end E2 towards the end El, then from the end El towards the end E2.
  • the tubes are arranged vertically in the bundle of one evaporator.
  • the direction of flow of the refrigerant fluid from the end E2 to the end El corresponds to a vertical direction of flow when the tubes are arranged in the evaporator.
  • the two rows of each of the channels extend and an additional row 30 ", comprising two cavities 12", can also be provided in the extension of the partition 11 main channels 4 and 5.
  • At least one flow channel 30 or each flow channel 30 comprises elementary flow channels 3, generally directed towards the inside of the tube in line with a main channel 4 or 5.
  • These elementary flow channels 3 interconnect the successive cavities of the same row, this which allows the flow of a liquid between the successive cavities, on the external wall of the large face 8.
  • the liquid is in particular the condensation water which forms on the external wall of the large face 8 of the tube.
  • the elementary flow channels 3 connecting the different cavities of the same row are moreover substantially aligned along the longitudinal axis of the tube ⁇ , so as to convey the water of condensation which accumulates in the cavities of the row towards the lower end El of the tube.
  • FIG. 4 is a diagram of a large face 8 of the tube, comprising cavities, in accordance with this particular embodiment of the invention.
  • the main channels 4 and 5 of the tube 1 define the path of the fluid in the tube 1, as shown schematically by the arrows 13, 14 and 15.
  • the cavities 12 '' are distributed in two rows in each main channel. In each main channel 4 or 5, the cavities of a row are staggered relative to the cavities of the successive row. Furthermore, the elementary flow channels 3 of each of the rows are substantially aligned so as to form a substantially straight flow channel 30.
  • the cavities 12 can be regularly spaced apart by a pitch e and have substantially the same length L. The rest of the description will essentially be made with reference to the particular embodiment of FIGS. 3B and 3C, 4 by way of nonlimiting example.
  • FIG. 5A is a partial perspective view of an example of a heat exchanger according to the invention. It shows part of a tube 1, according to the invention, and an adjacent insert 7.
  • the tube 1, which is for example a U-shaped tube, comprises on each large face 8 four flow channels 30 constituted by four rows of cavities 12 connected by elementary flow channels 3.
  • Each cavity formed on one of the large faces of the tube is opposite a cavity formed on the other large face of the tube.
  • the distribution of the cavities on one of the large faces of the tube can however be independent of the distribution on one other large face of the. tube.
  • the arrow FI indicates the direction of flow of the condensation water in the flow channels 30, which corresponds to a vertical direction and a downward orientation of the tube. This direction is also the direction of flow of the refrigerant which arrives inside the tube 1.
  • the arrow F2 indicates the direction of travel of the air flow.
  • FIG. 5B is a partial perspective view of the lower part of such a heat exchanger. It shows in particular the lower part of the tube 1, according to the invention.
  • the lower part of the tube corresponds to the fluid turning area and a fifth flow channel 30 ", comprising a row of cavities 12" connected by elementary flow channels 3 ", is provided between the çjuatre flow channels described with reference to FIG. 5A.
  • This fifth channel 30 " is located in the extension of the partition 11 of the main channels 4 and 5, as also shown in FIG. 3C.
  • FIG. 6A is a partial view in longitudinal section of the tube 1 of FIG. 3B, along a longitudinal section plane passing through a row of cavities 12.
  • the cavities 12 are formed on a single large face 8 of the tube 1. As can be see, each cavity 12 forms a cavity generally directed towards one inside the tube, so as to disturb the flow of the refrigerant fluid which circulates in the tube.
  • FIG. 6B is a partial cross-sectional view of the tube 1, showing flow channels 30. Each flow channel 30 is generally directed towards the interior of the tube.
  • Each flow channel 30 has a depth "a" chosen as a function of the height of the tube h.
  • the ratio a / h can be substantially between 0.2 and 0.7.
  • the depth "a" of the flow channels 30 can be chosen to be substantially greater than 0.2 mm, in order to avoid clogging of the flow channels by concentration of the alloy which is used for brazing. Thus, when drops of condensation form on the external wall of the large face 8, they can flow outside the tube towards the lower part of the tube.
  • Figure 6C is a partial cross-sectional view of a tube 1 according to the embodiment of Figure 3B, showing elementary flow channels 3 formed on a large face 8 of the tube _L. Each elementary flow channel 3 is generally directed towards the interior of the tube.
  • each elementary flow channel 3 has a depth "al" chosen as a function of the internal height of the tube h, the ratio al / h possibly being substantially between 0.2 and 0.7.
  • the height internal h corresponds to the maximum height between the two large ff aces of the tube.
  • the depth "al" of the elementary flow channels is chosen to be substantially greater than 0.2 mm, in order to avoid blockage of the channels.
  • Each elementary flow channel connects two successive cavities 12, and has a depth adjusted as a function of the depth of the cavities 12 to which it is connected.
  • a condensate forms in a cavity, it can flow outside the tube to the successive lower cavity, along an elementary flow channel.
  • the alignment of the different elementary flow channels of the same row then makes it possible to convey the condensate along the outside wall of the tube, towards the lower part of the tube.
  • Figure 6D is a diagram showing a partial cross-sectional view of a tube 1, in accordance with the embodiment of Figures 3B and 3C.
  • the two large faces of the tube 8 ⁇ and 8 2 have cavities 12 x and 12 2 respectively.
  • the two large faces of the tube define an internal height h.
  • each cavity l_2 ⁇ formed on one of the large faces 8 ⁇ of the tube is opposite a cavity 12 2 fox ée on one other large face of the tube 8 2 .
  • Figure 6D is plias precisely a cross-sectional view of the tube, along a cross-sectional plane passing through two cavities 12 ⁇ and 12 2 of the respective large faces 8 X and 8 2 of the tube 1.
  • the dotted lines show the elementary flow channels 3 X and 3 2 which connect the respective cavities 12 and 12 2 to a successive cavity.
  • the depth of the cavities is denoted by the letter "b", the letter “al” also denoting the depth of the elementary flow channels 3 X and 3 2 .
  • the elementary flow channels are produced by an inward deformation of the walls of the tube 1, each corresponding to the large faces 81 and 8 2 .
  • the ratio between the depth al of an elementary flow channel and the depth b of a cavity can be substantially less than 100%. This ratio can in particular be between 30 and 60%. Indeed, a too low ratio would be likely to lead to an incomplete drainage when the flow of condensed water is important.
  • Too high a ratio would be likely to lead to a significant diminuti on of the contact surface between the outside face of the tube and the interlayer, which would degrade the heat exchange between the first fluid and the second fluid. On the other hand, too high a ratio could cause a significant disturbance in the flow of the first fluid inside the tube.
  • flow channel includes the flow channels 30 and the elementary flow channels 3 of the embodiment of FIGS. 3B and 3C.
  • the flow channels can be formed by stamping.
  • the flow channels can be formed by knurling.
  • the flow channels can be formed at the same time as the tube.
  • FIG 7 is a diagram showing a detailed section view of a flow channel r.
  • at least one flow channel or each flow channel of a large face 8 has a bottom 31 connected by sides 33 to the large face of the tube 8.
  • the sides 33 of a flow channel 30 (respectively 3) can be flared towards the large face 8.
  • the section S of each flow channel has a shape substantially trapezoidal. Such a shape makes it possible to facilitate the coalescence and the flow of the condensates which form on the external walls of the tube.
  • At least one flow channel 30 or each flow channel 30 extends between the upper end of the tube El and the lower end of the tube E2 to allow drainage of the fluid towards the lower end El.
  • a flow channel 30 (respectively 3) has a section which increases progressively towards the lower end of the tube El, as shown in FIG. 3C.
  • the flow channels are thus becoming wider, which makes it possible to avoid an accumulation of condensates at the level of the lower zone of the tube.
  • An exchanger obtained from the tubes according to the invention has the advantage of draining the condensation water resulting from the passage of the air flow towards the lower part of the exchanger and therefore of limiting the accumulation of water. condensation on the outside of the tube. It thus improves the performance of one evaporator.
  • the invention is not limited to the plate heat exchangers described above. It encompasses all the variant embodiments which could be envisaged by a person skilled in the art.

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Abstract

L'invention propose un tube d'échangeur de chaleur, comprenant au moins un canal principal (4, 5) pour la circulation interne d'un fluide, entre une première extrémité du tube (E1) et une deuxième extrémité du tube (E2), et deux grandes faces (8) définissant la hauteur interne du tube. Le tube comporte au moins un canal d'écoulement (30), sensiblement orienté suivant l'axe longitudinal du tube (Δ), formé sur au moins une grande face du tube. Le canal d'écoulement est généralement dirigé vers l'intérieur du tube au droit d'un canal principal et est propre à permettre le drainage d'un liquide, en particulier d'un condensat, à l'extérieur du tube. De tels tubes sont notamment utilisés dans les échangeurs de chaleur destinés à l'équipement d'un véhicule automobile.

Description

Tubes d' échangeur de chaleur favorisant le drainage des condensats
L ' invention concerne un élément de circuit pour un échangeur de chaleur, notamment un échangeur de chaleur destiné a. 1 ' équ.ipement d' un véhicule automobile .
Plus précisément , elle concerne un tube d' échangeur de chaleur pour un échange de chaleurr entre un premier fluide et un. second fluide .
Elle concerne également des échangeurs de chaleur obtenus a parti r de ces tubes .
De tels échangeurs sont couramment constitués d 'un faisceau de ti bes parallèles montés entre deux boîtes collectrices , les tubes alternant avec des intercalaires par exemple de type ondulé . Ces échangeurs ont de nombreuses applications et peuvent notamment être utilisés comme évaporateurs dans des c ircuits de climatisation de véhicules automobiles . La fonction d' un échangeur de chaleur est de transmettre a un prremier fluide , circulant a l ' intérieur des tubes selon une direction verticale, la chaleur d' un deuxième fluide circulant dans l ' espace formé entre deux tubes .
Les tubes utilisés dans de tels échangeurs de chaleur sont des tubes plats qui délimitent un conduit de circulation pour le premier fluide . Ils sont classiquement constitués de deux grandes faces définissant la hauteur interne du tube et de deux petites faces définissant la largeur du tube . Les tubes sont disposés généralement en parallèle dans le faisceau, de sorte qu' au moins une grande face d' un tube est en regard d' une grande face d'un tulbe successif . Dans les évaporateurs de circuit de climatisation, le premier fluide est un fluide réfrigérant tandis que le deuxième fluide est un flux d'air des"fciné a être envoyé dans 1 'habitacle .
Les évaporateurs servent ainsi a refroidir le flux d'air, cet air cédant de la chaleur au flτ_ιide réfrigérant, pour permettre la vaporisation de celui-ci dans 1 ' evaporateur . L'air qui circule entre les tubes contient généralement de l'humidité, qui a tendance a se déposer sur les parties les plus froides de 1 ' evaporateur. L'eau issue de la condensation forme des gouttes qui gϋissent sur la surface externe de chaque tube de 1 ' échangeur . Ces gouttes sont dirigées dans une direction qui dépend a. la fois du sens du flux d'air et de la force de gravité gui s'exerce sur l'eau. La quantité d'eau de condensation qui s'accumule sur la surface de chaque tube a alors tendance a. obturer le passage de l'air ^ travers l'intercalaire.
Dans des réalisations existantes, des cavités ou "dimples" peuvent être prévues sur au moins 1 'une des deux grandes faces de chaque tube. Ces cavités peuvent être utilisées par exemple pour perturber l'écoulement du premier fluide de manière a. augmenter les turbulences., améliorer l'échange thermique en guidant l'écoulement du fluide réfrigérant ou améliorer la résistance du tube a la p:eression.
Dans de telles réalisations, la quantité d'eau de condensation qui s'accumule sur la surface externe de chaque tube a tendance a. se déposer dans les cavités, formant ainsi des condensats, qui dégradent Les performances de 1 ' evaporateur .
Une solution proposée par FR 2 746 906, qui décrit un evaporateur a. plaques, est de prévo r des gouttières sur chaque face latérale de 1 ' evaporateur pour drainer l'eau de condensation qui s'accumule dans les perturbateurs. Les tubes sont réalisés a partir de deixx plaques assemblées présentant chacune un profil crénelé de façon à former alternativement des zones de jonction,- dans lesquelles les deux plaques sont appliquées l'une contre l'autre et assemblées, et des zones de renflement , dans lesquelles les deux plaques sont écartées l'une de 1 ' autre pour définir des conduites de circulation de fluide réfrigérant . Les gouttières sont obtenues en écartan.t les deux plaques formant chaque tube de 1 ' evaporateur sur leur extrémité libre. Cette solution permet d'évacuer l'eau de condensation par les gouttières prévues sur chaque face de 1 ' evaporateur . Toutefois, cette solution a l'inconvénient de ne pas centraliser l'écoulement de l'eau du faisceau dans la mesure ou l'eau de condensation doit traverser tout 1 ' evaporateur avant d'être drainée. Il s'ensuit une accumulation de l'eau de condensation sur la face latérale située en aval de 1 ' evaporateur .
Une autre solution est décrite dans EP 10 58 070, qui propose un evaporateur comprenant un ensemble de tubes et des intercalaires agencés entre deux tubes successifs. Les tubes sont agencés en plusieurs rangées. L'espace disponible entre deux rangées de tubes est utilisé pour favoriser l'écoulement de l'eau de condensation. Chaque tube présente une section droite dont les extrémités sont pointues. Les gouttes formées sur un tube se regro-upent sur son arête pointue et s'écoulent verticalement Le long de l'arête. Lorsque l' evaporateur est un evaporateur a. plaques, une telle forme est particulièrement diffficile a. obtenir en raison des contraintes d'emboutissage des plaques. Par ailleurs, il est nécessaire de disposer plusieurs rangées de tubes dans l'épaisseur du faisceau, ce qui complique l'assemblage de celui-ci.
Une autre solution encore est décrite da_ns US 6 308 527, qui propose un evaporateur comprenant des tubes plats s 'étendant dans une direction verticale et ayant une gorge de drainage pour guider l'eau condensée vers le bas, au iveau d'une partie centrale de 1 ' evaporateur dans la direction du flux d'air. Un intercalaire est prévu entre deux tubes successifs. L'intercalaire est divisé par une partie creuse en un premier intercalaire aval et en un deuxième intercalaire amont. La partie creuse fait face a la gorge de drainage des tubes. Ainsi, l'eau condensée, produite au niveau du premier intercalaire aval, peut être lentement évacuée de 1 ' evaporateur, via la gorge de drainage. La partie creuse agencée dans 1 ' intercalaire a toutefois pour effet de diminuer l'efficacité de 1 ' intercalaire, et par suite, les performances de 1 ' evaporateur .
L'invention a pour but de surmonter les inconvénients précités en proposant un tube d'échangeur de chaleur, comprenant au moins un canal principal pour la circulation interne d'un fluide, entre une première extrémité du tube et une deuxième extrémité du tube, et deux grandes faces définissant la hauteur interne du tube. Avantageusement, le tube comporte au moins un canal d'écoulement, sexisiblement orienté suivant l'axe longitudinal du tube, formé sur au moins une grande face du tube. Le canal d'écoul_ement est généralement dirigé vers l'intérieur du tube, au droit d'un canal principal, et est propre a permettre le drainage d'un liquide, en particulier d'un condensât, a l'extérieur du tube.
Des caractéristiques' optionnelles de l'invention, complémentaires ou de substitution, sont énoncées ei-après:
Le tube comporte des cavités sur au moins une des grandes faces du tube, les cavités étant généralement dirigées vers l'intérieur du tube et au moins ixne partie desdites cavités étant sensiblement agencées exi rangées suivant l'axe longitudinal du tube, tandis qu'au moins un canal d'écoulement ou chaque canal d'écoulement comporte des canaux d'écoulement élémentaires généralement dirigés vers l'intérieur du tube au droit d'un canal principal. Ces canaux d'écoulement élémentaires relient entre elles les cavités successives d'une même rangée de manière a permettre la circulation du liquide, a l'extérieur du tube, entre les cavités successives.
Le rapport entre la profondeur d'un canal d'écoulement élémentaire et la profondeur d'une cavité est sensibleinent inférieur a 100%.
Le rapport entre la profondeur d'un canal d'écoulement élémentaire et la profondeur d'une cavité est sensiblement compris entre 30% et 60%.
- Au moins un canal d'écoulement ou chaque canal d'écoulement, formé sur une grande face du tube, est raccordé par des flancs a la grande face .
Les flancs d'un canal d'écoulement sont évasés, vers la grande face.
Au moins un canal d'écoulement ou chaque cariai d'écoulement s'étend généralement entre la première et la deuxième extrémité du tube, pour permettre le drainage du fluide vers la première extrémité.
La section d'un canal d'écoulement est d'autant plus grande que la section du canal d'écoulement est proche de la première extrémité du tube .
La profondeur d'un canal d'écoulement est sensiblement supérieure a. 0,2 mm.
Le rapport entre la profondeur d'un canal d'écoulement et la hauteur interne du tube est sensiblement compris entre 0,2 et 0,7. Le tube est réalisé par assemblage de deux plaques tandis que les canaux d'écoulement sont réalisés par- emboutissage .
Le tube est réalisé par profilage d'une feuille métallique tandis que les canaux d'écoulement sont réalisés par moletage . • • ' Le tube et les canaux d'écoulement sont réalisés parr extrusion.
L'invention concerne également un échangeur de chaleur, notamment pour un véhicule automobile, comprenant uni. empilement de tubes . selon l'une des caractéristiques précédentes, dans lequel les tubes sont disposés de sorte qu'au moins une des grandes faces d'un tube soit en regard d'une grande face d'un tube successif et que la deuxième extrémité des tubes soit située dans la partie inférieure de 1' échangeur.
Des caractéristiques optionnelles de 1 ' échangeur de chaleurr selon l'invention, complémentaires ou de substitution, sont énoncées ci-après:
L' échangeur de chaleur comporte un intercalaire entre deux tubes successifs.
L' échangeur de chaleur est un evaporateur de climatisation de l'habitacle d'un véhicule automobile.
D'autres caractéristiques et avantages de 1 ' inventiorx apparaîtront a l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés sur lesquels: la figure 1A est une vue en perspective d'un exemple d'échangeur de chaleur comportant des tubes; les figures 1B et 1C sont des vues en perspective de variantes de tubes; la figure 2 est un schéma représentant une grande face d'un tube d'échangeur de chaleur, selon l'art antérieur; la figure 3A est une vue en perspective d'un tube d'échangeur de chaleur 1 conforme a l'invention;
- la figure 3B est un . schéma représentant une grande face d'un tube d'échangeur de chaleur, selon un mode de réalisation particulier de l'invention; la figure 3C est un autre schéma représentant une grande face d'un tube d'échangeur de chaleur, conforme au mode de réalisation particulier de l'invention; la figure 4 est un 'schéma représentant une grande ' face d'un tube d'échangeur de chaleur comportant des cavités, conformément a l'invention; la figure 5A est une vue partielle en perspective d'un échangeur de chaleur conforme a l'invention;
- la figure 5B est une autre vue partielle en perspective d'un échangeur dé chaleur conforme a l'invention, montrant la partie inférieure d'un tube; la figure 6A est une vue partielle •• en coupe longitudinale du tube, faisant apparaître les cavités d'un tube ; la figure • - 6B est une vue partielle en coupe longitudinale du ' tube, faisant apparaître des canaux d'écoulement conformes .1 ' invention; la figure 6C est une vue partielle en coupe longitudinale du tube, faisant apparaître des canaux d'écoulement élémentaires conformes a l'invention;
- la figure 6D est une vue en coupe d'un tube d'échangeur de chaleur, selon le mode de réalisation particulier de 1 ' invention; et la figure 7 est une vue en coupe d'un canal d'écoulement élémentaire conforme a l'invention.
Les dessins contiennent, pour l'essentiel, des éléments de caractère certain. Ils pourront donc non seulement servir a mieux faire comprendre la description, mais aussi contribuer κ la définition de l'invention, le cas échéant.
On a représenté sur la figure 1A une vue en perspective d'un échangeur de chaleur 2, par exemple un evaporateur. L' échangeur de chaleur 2 est constitué d'un faisceau en aluminium, comprenant une pluralité de tubes plats 1 entre lesquels sont disposés des intercalaires 7 pour améliorer 1 ' échange thermique . L ' échangeur de chaleur permet un échange de chaleur entre un premier fluide circulant a 1 ' intérieur des tubes et un deuxième fluide circulant entre les tubes.
Le premier fluide circule a l'intérieur des tubes suivant une direction généralement verticale, tandis que le deuxième fluide circule entre les tubes dans une direction avant- arrière par rapport a la figure 1A. Dans la suite de la description, les expressions "direction verticale" et "partie inférieure du tube", ainsi que les adjectifs "supérieur" et "inférieur" seront utilisés en référence a un tube assemblé dans l' échangeur.
Lorsqu'il est utilisé dans une installation de climatisation de l'habitacle d'un véhicule, le deuxième fluide est un flux d'air destiné a être envoyé dans l'habitacle du véhicule. Il cède de la chaleur au premier fluide qui est un fluide réfrigérant, pour permettre 1 ' évaporation de celui-ci dans 1 ' evaporateur .
La description qui suit sera faite en référence a un échangeur de chaleur de type evaporateur a titre d'exemple non limitatif.
Les tubes 1 sont conformés en fonction du type de circulation générale souhaité dans l' échangeur. Dans 1 ' exemple de la figure 1A, chaque tube 1 est un tube plat en U réalisé par profilage d'une bande métallique, en aluminium ou en alliage d'aluminium, repliée de manière a former l'enveloppe de deux canaux principaux parallèles 4 et 5. Cette conformation des tubes 1 permet d'avoir une circulation en U dans les tubes. L'écoulement du fluide s'effectue par exemple depuis la boîte collectrice supérieure 17 vers la boîte collectrice inférieure 18, puis de la boîte collectrice inférieure 18 vers la boîte collectrice supérieure 17. Dans chacun des tubes 1, l'un des canaux principaux est utilisé pour une circulation dans un sens tandis que l'autre canal principal est utilisé pour une circulation dans l'autre sens, comme indiqué par les flèches 15 et 16, ce qui permet un écoulement en U dans chaque tube.
D'autres types de tubes, comprenant au moins un canal principal pour la circulation interne du fluide, peuvent être utilisés. Ainsi dans une autre forme de réalisation, chacun des tubes 1 peut être réalisé par un assemblage bord a bord de deux plaques qui, une fois assemblées, définissent un conduit, encore appelé "lame" pour la circulation du fluide réfrigérant .
Dans une autre forme de réalisation encore, les tubes 1 peuvent être réalisés par extrusion. Dans cette forme de réalisation, des canaux internes peuvent être prévus. Les canaux internes peuvent être formés par extrusion en même temps que le tube 1. Un tube multi-canaux réalisé par extrusion est représenté sur la figure 1B . Il comporte sept canaux internes 50 séparés par six cloisons de séparation 51. En variante, les canaux internes 50 peuvent être délimités par un insert ondulé 53, logé a l'intérieur du tube, comme montré sur la figure 1C.
On se réfère a nouveau a la figure 1A. Chaque tube plat comprend deux grandes faces 8 définissant la hauteur du tube et deux petites faces 10 définissant la largeur du tube. Les tubes 1 sont disposés dans l' échangeur de chaleur de sorte que les grandes faces d'un tube donné soient en regard des grandes faces des tubes successifs.
Des cavités 12 ' peuvent être formées sur chacune des grandes faces 8 d'un tube 1, comme représenté sur la figure 2. Toutefois, les cavités 12' pourraient n'être prévues que sur l'une des faces 8 d'un tube 1. Les cavités 12' d'une grande face 8 sont réalisées par une déformation vers l'intérieur de la paroi correspondant a la grande face.
Plus précisément, dans la forme de réalisation où les tubes 1 sont réalisés a partir de plaques assemblées, les cavités peuvent être formées par emboutissage.
Dans la forme de réalisation où les tubes sont réalisés par extrusion, représentée sur les figures 1B et 1C, les cavités peuvent être formées par extrusion en même temps que le tube .
Dans la forme de réalisation où les tubes sont réalisés par profilage d'une feuille d'aluminium, représentée sur la figure 1A, les cavités peuvent être réalisées par moletage.
De telles cavités peuvent être utilisées pour perturber l'écoulement du fluide de manière a augmenter les turbulences. Elles peuvent encore être utilisées pour favoriser l'échange thermique et, notamment pour guider 1 ' écoulement du fluide réfrigérant circulant a 1 ' intérieur du. tube, et optimiser ainsi sa perte de charge. Elles peuvent également être utilisées dans les tubes a plaques pour maintenir 1 ' espace inter-plaques ou encore pour renforcer la résistance, a- la pression.
La. répartition des cavités peut être choisie de manière g optimiser le transfert thermique. Les cavités peuvent notamment être régulièrement réparties sur la surface de la grande face 8 du tube 1.
La. figure 2 représente une grande face d'un tube d'échangeur de chaleur l', conforme a l'art antérieur. Le tube d'échangeur de ' chaleur l' comporte des cavités 12' régulièrement réparties sur la grande face 8 I
- ∑l a été observé que lorsque des gouttes de condensation se forment au passage du flux d'air, elles ont tendance a s' accumuler sur les parois externes du tube, ce qui dégrade les performances .de l' échangeur. Lorsque le tube comporte des cavités, comme sur la figure 2, les gouttes de condensation s'accumulent dans les cavités 12' où elles forment un condensât qui dégrade également les performances de 1 ' échangeur 1 ' .
La Demanderesse propose un tube d'échangeur ne présentant pas ces inconvénients.
La suite de- la description sera faite en référence . un tube bi -canaux, a titre d'exemple non limitatif.
La figure 3A est une vue en perspective d'un tube d'échangeur de chaleur 1 conforme a l'invention. Le tube d'échangeur de chaleur 1 comporte deux grandes faces 8. Le tube 1 comporte une première extrémité El, correspondant a l'extrémité inférieure du tube et une deuxième extrémité E2 , correspondant a l'extrémité supérieure du tube. Les expressions "extrémité inférieure" et "extrémité supérieure" font référence au placement du tube dans l' evaporateur, comme représenté sur la figure 1A. Dans la suite de la description, la première extrémité El sera désignée par "extrémité inférieure" et la deuxième extrémité E2 sera désignée par "extrémité supérieure" . Le fluide réfrigérant circule, a l'intérieur des tubes, de l'extrémité E2 vers l'extrémité El, puis de l'extrémité El vers l'extrémité E2. Les tubes sont disposés' • verticalement dans le faisceau de 1 ' evaporateur, comme représenté sur la figure 1A. Ainsi, la direction d'écoulement du fluide réfrigérant de l'extrémité E2 a l'extrémité El, correspond a une direction d'écoulement verticale lorsque les tubes sont assemblés dans 1 ' evaporateur .
Selon une caractéristique de 1 ' invention,, le tube comporte au moins un canal d'écoulement 30 sur au moins une grande face du tube. Chaque canal d'écoulement 30 est généralement dirigé vers l'intérieur du tube, au droit d'un canal principal 4 ou 5.. Les canaux d'écoulement 30 permettent de drainer les gouttes de condensation le long du tube. Ces canaux d'écoulement externes 30 sont généralement orientés suivant l'axe longitudinal du tube Δ pour permettre un drainage des gouttes de condensation dans le sens allant de l'extrémité supérieure E2 a l'extrémité inférieure El du tube.
Ainsi, lorsque l'eau de condensation s'accumule sur la paroi externe de la grande face 8 du tube, elle est canalisée vers la partie inférieure du tube, au niveau de l'extrémité El et donc vers la partie inférieure de l' échangeur.
Les figures 3B et 3C sont des schémas représentant une grande face 8 d'un- tube d'échangeur conforme a un mode de réalisation particulier de l'invention. Dans ce mode de réalisation, le tube d'échangeur de chaleur 1 peut comporter des cavités 12 régulièrement réparties sur au moins une grande face 8 du tube. Les cavités 12 peuvent être sensiblement disposées en rangées. Le tube 1 représenté sur les figures 3B et 3C est un tube en U, a titre d'exemple non limitatif.
Sur la figure 3B, afin de simplifier la représentation, on a montré seulement deux rangées de cavités dans chacun des canaux 4 et 5. Chaque rangée est sensiblement orientée suivant l'axe longitudinal du tube Δ.
Le tube 1 comporte une extrémité inférieure El et une extrémité supérieure E2. Sur les figures 3B et 3C, le tube étant un tube en U, l'extrémité inférieure El correspond notamment a la zone de retournement du fluide, et l'extrémité supérieure E2 a la zone au niveau de laquelle le fluide entre et sort du tube.
Le fluide réfrigérant circule, a l'intérieur des tubes, de l'extrémité E2 vers l'extrémité El, puis de l'extrémité El vers l'extrémité E2. Comme représenté sur la figure 1A, les tubes sont disposés verticalement dans le faisceau de 1 ' evaporateur . Ainsi, la direction d'écoulement du fluide réfrigérant de l'extrémité E2 a l'extrémité El, correspond a une direction d'écoulement verticale lorsque les tubes sont disposés dans l' evaporateur.
Comme montré sur la figure 3C, dans la zone de retournement du fluide, les deux rangées de chacun des canaux se prolongent et une rangée supplémentaire 30", comportant deux cavités 12 " , peut également être prévue dans le prolongement de la cloison de séparation 11 des canaux principaux 4 et 5.
Selon une caractéristique complémentaire de l'invention, au moins un canal d'écoulement 30 ou chaque canal d'écoulement 30 comporte des canaux d'écoulement élémentaires 3, généralement dirigés vers l'intérieur du tube au droit d'un canal principal 4 ou 5. Ces canaux d'écoulement élémentaires 3 relient entre, elles les cavités successives d'une même rangée, ce qui permet l'écoulement d'un liquide entre les cavités successives , sur la paroi externe de la grande face 8. Le liquide est en particulier l'eau de condensation qui se forme sur la paroi externe de la grande face 8 du tube.
Les canaux d'écoulement élémentaires 3 reliant les différentes cavités d'une même rangée sont de plus sensiblement alignés suivant l'axe longitudinal du tube Δ, de manière a véhiculer l'eau de condensation qui s'accumule dans les cavités de la rangée vers l'extrémité inférieure El du tube .
Ainsi, lorsque l'eau de condensation se dépose dans une ou plusieurs cavités 'une ; rangée, elle est canalisée vers la partie inférieure du tube, au niveau de l'extrémité El et donc vers la partie inférieure de l' échangeur, 'ol elle peut être évacuée ou collectée.
La figure 4 est u.n schéma d'une grande face 8 du tube, comprenant des cavités, conformément a ce mode de réalisation particulier de l'invention. Les canaux principaux 4 et 5 du tube 1 définissent le parcours du fluide dans le tube 1, comme schématisé par les flèches 13, 14 et 15. Les cavités 12'' sont répartis en deux rangées dans chaque canal principal. Dans chaque canal principal 4 ou 5, les cavités d'une rangée sont disposées en quinconce par rapport aux cavités de la rangée successive. Par ailleurs, les canaux d'écoulement élémentaires 3 de chacune des rangées sont sensiblement alignés de manière a former un canal d'écoulement 30 sensiblement rectiligne. Comme on peut le voir sur la figure. ' 4, les cavités 12 peuvent être régulièrement espacées d'un pas e et avoir sensiblement la même longueur L. La suite de la description sera essentiellement faite en référence au mode de réalisation particulier des figures 3B et 3C, 4 titre d'exemple non limitatif.
La figure 5A est une vue partielle en perspective d'un exemple d'échangeur de chaleur conforme a l'invention. Elle montre une partie d'un tube 1, conforme a l'invention, et un intercalaire adjacent 7. Le tube 1, qui est a titre d'exemple un tube en U, comprend sur chaque grande face 8 quatre canaux d'écoulement 30 constitués par quatre rangées de cavités 12 reliées par des canaux d'écoulement élémentaires 3.
Chaque cavité formée sur l'une des grandes faces du tube est en regard d'une cavité formée sur l'autre grande face du tube. La répartition des cavités sur l'une des grandes faces du tube peut être toutefois indépendante de la répartition sur 1 ' autre grande face du. tube .
La flèche FI indique le sens d'écoulement de l'eau de condensation dans les canaux d'écoulement 30, qui correspond a une direction verticale et une orientation vers le bas du tube. Ce sens est également le sens d'écoulement du fluide réfrigérant qui arrive 1 ' intérieur du tube 1. La flèche F2 indique le sens de parcours du flux d'air.
La figure 5B est une vue partielle en perspective de la partie inférieure d'un tel échangeur de chaleur. Elle montre en particulier la partie inférieure du tube 1, conforme a l'invention. Dans cet exemple, la partie inférieure du tube correspond a la zone de retournement du fluide et un cinquième canal d'écoulement 30", comprenant une rangée de cavités 12" reliée par des canaux d'écoulement élémentaires 3", est prévu entre les çjuatre canaux d'écoulement décrits en référence a la figure 5A. Ce cinquième canal 30" se situe dans le prolongement de la cloison de séparation 11 des canaux principaux 4 et 5 , comme également représenté sur la figure 3C. La figure 6A est une vue partielle en coupe longitudinale du tube 1 de la figure 3B, selon un plan de coupe longitudinale passant par une rangée de cavités 12. Les cavités 12 sont formées sur une seule grande face 8 du tube 1. Comme on peut le voir, chaque cavité 12 forme une cavité généralement dirigée vers 1 ' intérieur du tube , de manière a perturber l'écoulement du fluide réfrigérant qui circule dans le tube.
la figure 6B est une vue partielle en coupe transversale du tube 1, montrant des canaux d'écoulement 30. Chaque canal d'écoulement 30 est généralement dirigé vers l'intérieur du tube .
Chaque canal d'écoulement 30 a une profondeur "a" choisie en fonction de la hauteur du tube h. En particulier, le rapport a/h peut être sensiblement compris entre 0,2 et 0,7. Par ailleurs, la profondeur "a" des canaux d'écoulement 30 peut être choisie sensiblement supérieure a 0,2 mm, afin d'éviter le bouchage des canaux d'écoulement par concentration de l'alliage qui est utilisé poux le brasage. Ainsi, lorsque des gouttes de condensation se forment sur la paroi externe de la grande face 8, elles peuvent s'écouler a l'extérieur du tube vers la partie inférieure du tube.
La figure 6C est une vue partielle en coupe transversale d'un tube 1 conforme au mode de réalisation de la figure 3B, montrant des canaux d'écoulement élémentaires 3 formés sur u e grande face 8 du tube _L . Chaque canal d'écoulement élémentaire 3 est généralement dirigé vers l'intérieur du tube.
Comme indiqué ci- avant , chaque canal d' écoulement élémentaire 3 a une profondeur "al" choisie en fonction de la hauteur interne du tube h, le rapport al/h pouvant être sensiblement compris entre 0 , 2 et 0 , 7. La hauteur interne h correspond a la hauteur maximale entre les deux grandes ff aces du tube . En particulier, la profondeur "al" des canaux d ' écoulement élémentaires est choisie sensiblement supérieure a 0 , 2 mm, afin d ' éviter le bouchage des canaux d' écoulement élémentaires par concentration de l'alliage qui est utilisé pour le brasage.
Cliaque canal d'écoulement élémentaire relie deux cavités successives 12, et a une profondeur ajustée en fonction de la profondeur des cavités 12 auxquelles il est relié. Ainsi, lorsqu'un condensât se forme dans une cavité, il peut s' écouler a l'extérieur du tube vers la cavité inférieure successive, le long d'un canal d'écoulement élémentaire. L'alignement des différents canaux d'écoulement élémentaires d'une même rangée permet alors d'acheminer le condensât le long de la paroi extérieure du tube, vers la partie inférieure du tube.
La figure 6D est un schéma représentant une vue partielle en coupe transversale d'un tube 1, conforme a au mode de réalisation des figures 3B et 3C. Les deux grandes faces du tube 8ι et 82 comportent des cavités 12x et 122 respectivement. Les deux grandes faces du tube délimitent une hauteur interne h.
A titre d'exemple, chaque cavité l_2ι formée sur l'une des grandes faces 8χ du tube est en regard d'une cavité 122 fox ée sur 1 ' autre grande face du tube 82. La figure 6D est plias précisément une vue en coupe transversale du tube, selon un plan de coupe transversale passant par deux cavités 12ι et 122 des grandes faces respectives 8X et 82 du tube 1.
Les traits en pointillés font apparaître les canaux d'écoulement élémentaires 3X et 32 qui relient les cavités respectives 12 et 122 a une cavité successive. On désigne par- la lettre "b" la profondeur des cavités, la lettre "al" désignant encore la profondeur des canaux d'écoulement élémentaires 3X et 32. Les canaux d'écoulement élémentaires sont réalisés par une déformation vers l'intérieur des parois du tube 1 correspondant chacune des grandes faces 81 et 82. Le rapport entre la profondeur al d'un canal d'écoulement élémentaire et la profondeur b d'une cavité peut être sensiblement inférieur a 100%. Ce rapport peut être notamment compris entre 30 et 60%. En effet, un rapport trop faible serait susceptible de conduire a un drainage incomplet lorsque le débit d'eau condensée est important. Un rapport trop élevé serait susceptible de conduire a une diminuti on importante de la surface de contact entre la face extérieure du tube et l'intercalaire, ce qui dégraderait l'échange thermique entre le premier fluide et le deuxième fluide. D'autre part, un rapport trop élevé pourrait provoquer une perturbation importante de l'écoulement du premier fluide a 1 ' intérieur du tube .
Dans la suite de la description, l'expression "canal d'écoulement" englobe les canaux d'écoulement 30 et les canaux d'écoulement élémentaires 3 du mode de réalisation des figures 3B et 3C.
Dans la forme de réalisation où les tubes sont formés a partir de plaques assemblées, les canaux d'écoulement peuvent être formés par emboutissage.
En variante, dans la forme de réalisation où les tubes sont réalisés par profilage d'une feuille d'aluminium, les canaux d'écoulement peuvent être formés par moletage.
Dans la forme de réalisation où les tubes sont obtenus par extrusion, les canaux d'écoulement peuvent être formés en même temps que le tube.
La figure 7 est un schéma représentant une vue détaillée en coupe dr un canal d'écoulement. Comme on peut le voir sur cette figure, au moins un canal d'écoulement ou chaque canal d'écoulement d'une grande face 8 comporte un fond 31 raccordé par des flancs 33 a la grande face du tube 8. Les flancs 33 d'un canal d'écoulement 30 (respectivement 3) peuvent être évasés vers la grande face 8. Ainsi la section S de crxaque canal d' écoulement a une forme sensiblement trapézoïdale. Une telle forme permet de faciliter la coalescence et l'écoulement des condensats qui se forment sur les parois externes du tube.
Au moins un canal d'écoulement 30 ou chaque canal d'écoulement 30 s'étend entre l'extrémité supérieure du tube El et l'extrémité inférieure du tube E2 pour permettre le drainage du fluide vers l'extrémité inférieure El.
Selon un aspect complémentaire de l'invention, un canal d'écoulement 30 (respectivement 3) a une section qui augmente progressivement vers l'extrémité inférieure du tube El, comme représenté sur la figure 3C. Les canaux d'écoulement sont ainsi de plus en plus larges, ce qui permet d'éviter- une accumulation des condensats au niveau de la zone inférieure du tube .
Un échangeur obtenu a partir des tubes conformes a l'invention présente l'avantage de drainer l'eau de condensation résultant du passage du flux d'air vers la partie inférieure de 1 ' échangeur et donc de limiter l'accumulation de l'eau de condensation sur la face externe du tube. Il permet ainsi d'améliorer les performances de 1 ' evaporateur .
En outre , la réalisation d ' un tube d ' échangeur conforme a l ' invention ne nécessite pas d ' outillage supplémentaire coûteux.
Bien évidemment , l ' invention n ' est pas limitée aux échangeurs a p laques décrits ci-dessus . Elle englobe toutes les variantes de réalisation qui pourront être envisagées par l ' homme du métier .

Claims

Revendications
1. Tube d'échangeur de chaleur, comprenant au moins un canal principal (4,5) pour la circulation interne d'un fluide, entre une première extrémité du tube (El) et une deuxième extrémité du tube (E2) , et deux grandes faces (8, 8ι, 82) définissant la hauteur interne du tube (h) , caractérisé en ce çgu'il comporte au moins un canal d'écoulement (30), sensiblement orienté suivant l'axe longitudinal du tube (__) , formé sur au moins une grande face du tube, ledit canal d'écoulement étant généralement dirigé vers l'intérieur du tube au droit d'un canal principal (4,5) et étant propre a permettre le drainage d'un liquide, en particulier d'un condensât, a l'extérieur du tube.
2. Tube d'échangeur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des cavités (12, _.2_ , 122) sur au moins une des g"randes faces du tube (8) , les cavités étant généralement dirigées vers l'intérieur du tube et au moins une partie desdites cavités étant sensiblement agencées en rangées suivant l'axe longitudinal du tube (Δ) , et en ce qu'au moins un canal d'écoulement (30) comporte des canaux d'écoulement élémentaires (3) généralement dirigés vers l'intérieur du tube au droit d'un canal principal (4,5), lesdits canaux: d'écoulement élémentaires reliant entre elles les cavités successives d'une même rangée de manière a permettre la circulation du liquide, a l' extérieur du tube, entre les cavités successives.
3. Tube d'échangeur de' chaleur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le rapport entre la profondeur d'un canal d'écoulement élémentaire (3, 3l7 32) et la profondeur d'une cavité (12, I2ι , .122) est sensiblement inférieur a 100%.
4. Tube d'échangeur dé chaleur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le rapport entre la profondeur d'un canal d'écoulement élémentaire (3, 3ι, 32) et la profondeur d'une cavité (12, 12l7 122) est sensiblement compris entre 30% et 60%.
5. Tube d'échangeur de chaleur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins un canal d'écoulement (30', 3, 3χ , 32) ou chaque canal d'écoulement, formé sur. txne grande face du tube, est raccordé par des flancs a la grande face .
6. Tube d'échangeur de cbialeur selon la revendication 5, caractérisé en ce que les flancs d'un canal d' écoulement (30) sont évasés vers la grande face.
7. Tube d'échangeur de' chaleur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins un canal d'écoulement (30) ou chaque canal d'écoulement s'étend généralement entre la première et la deuxième extrémité du tube (El, E2) , pour permettre le drainage du fluide en direction de la première, extrémité .
8. Tube d'échangeur dé ch-aleur selon la revendication 7, caractérisé en ce que la section d'un canal d' écoulement (30, 3, 3ι, 32) est d'autant plus grande que la section du canal d'écoulement est .proche de la première extrémité du tube (El) .
9. Tube d'échangeur de chaleur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la profondeur (a, al) d'un canal d'écoulement (30, 3, 3ι, 32) est sensiblement supérieure a 0,2 mm.
10. Tube d'échangeur •. de chaleur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le rapport entre la profondeur (a, al) d'un canal d'écoulement (30, 3, 3ι, 32) et la hauteur interne du tube (h) est sensiblement compris entre 0,2 et 0,7.
11. Tube d'échangeur . de chaleur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est réalisé par assemblage de deux plaques et en ce que les canaux d'écoulement (30, 3, 3ι, 32) sont réalisés par emboutissage .
12. Tube d'échangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 a 10, caractérisé en ce qu'il est réalisé par profilage d'une feuille métallique et en ce que les canaux d'écoulement (30, 3 r 3χ, 32) sont réalisés par moletage .
13. Tube d'échangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 a 10, caractérisé en ce que le tube (1) et les canaux d'écoulement (30, 3, 3lf 32) sont réalisés par extrusion.
14. Echangeur de chaleur, notamment pour un véhicule automobile, comprenant un empilement de tubes selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les tubes sont disposés de sorte qu'au moins une des grandes faces d'un tube soit en regard d'une grande face d'un tube successif et que la deuxième extrémité (El) des tubes soit située dans la partie inférieure de l' échangeur.
15. Echangeur de chaleur selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comporte un intercalaire entre deux tubes successifs.
16. Echangeur de chaleur selon l'une des revendications 14 et 15, caractérisé en ce que l' échangeur est un evaporateur de climatisation de l'habitacle d'un véhicule automobile.
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