Brevet FR2034111A1 — publié le 19701211

La présente invention concerne un nouvel échangeur, notamment pour 11 automobile, cet échangeur pouvant être utilisé tout particulièrement pour constituer des appareils de chauffage de l'habitacle du véhicule, ou pour constituer un radiateur de refroidissement du moteur. L'invention vise plus particulièrement encore les radiateurs fabriqués en aluminium et rend possible une fabrication dans ce métal de toutes les parties de l'échangeur sans qu'il y ait lieu de relier lesdites parties par brasage, donc en évitant cette opération coûteuse et en évitant, aussi, que le métal soit recuit par l'opération de brasage, de sorte que été changeur peut, le cas échéant, être fabriqué, au moins dans sa partie active d'échange, avec de très faibles épaisseurs de paroi, tout en conservant la même résistance mécanique que d'autres échangeurs de chaleur comparables. Conformément à l'invention, l'échangeur de chaleur comporte au moins un tube de circulation muni sur sa paroi externe d'au moins un organe secondaire d'échange thermique, les deux extrémités dudit tube étant engagées dans deux raccords collecteurs monoblocs en matière moulée constituant à la fois collecteurs, boîtes à eau et embase de raccordement pour au moins une durite d'alimentation. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Des formes de réalisation de l'objet de l'invention sont représentées, à titre d'exemples non limitatifs, au dessin an nexé. La fig. 1 est une élévation, partie en coupe, d'un échangeur de chaleur selon l'invention. La fig. 2 est une élévation, partie en coupe, tournée de 900 par rapport à la fig. 1. La fig. 3 est une coupe prise suivant la ligne III-III de la fig. 1. La fig. 4 est une coupe prise suivant la ligne IV-IV de la fig. 1. La fig. 5 est une coupe prise suivant la ligne V-V de la fig. 2. Les fig. 6 à 8 sont des coupes partielles illustrant trois modes de réalisation d'une variante des figures précédentes. La fig. 9 est une coupe-élévation partielle correspondant à l'extrémité gauche de la fig. 1 et illustrant un développement de l'invention. Dans sa réalisation des fig. 1 à 5, l'échangeur représenté est constitué par un radiateur de chauffage, par exemple pour véhicule automobile, et il comporte deux tubes de circulation 1 et 2, entre lesquels est disposée une bande intercalaire ondulée 3 et, de part et d'autre desquels sont disposées deux autres bandes intercalaires 4 et 5 qui sont maintenues dans des joues latérales 6 et 7 en forme de boitier. Les extrémités des tubes 1 et 2 font saillie au-delà des parties d'extrémité rabattues 6a, 6b et 7a, 7b des joues 6, 7 et sont engagées directement dans des raccords collecteurs 8 et 9. Ces raccords collecteurs sont constitués par des pièces moulées, par exemple en alliage d'aluminium coulé, qui forment un fond ajouré 10, les ajours 11 étant de forme et dimension correspondant à celles des extrémités desdits tubes 1 et 2. En outre, lesdits raccords 8 et 9 présentent un alésage longitudinal 12 en ce qui concerne le raccord collecteur 8, et tranF versal 15 en ce qui concerne le raccord collecteur 9. Le dessin montre que les alésages 12 ou 13 interceptent l'ouverture des ajours 11 de sorte qu'il y a ainsi communication entre lesdits alésages 12 ou 13 et l'intérieur des tubes 1 et 2. Le dessin montre, aussi, que les raccords collecteurs 8 et 9 forment respectivement des embouts 14 et 15 concentriques à une partie de leurs alésages respectifs 12 et 13, ces embouts étant dirigés l'un axialement, l'autre transversalement par rapport à l'ensemble de l'échangeur. Pour assurer une étanchéité absolue entre les extrémités des tubes 1 et 2 et les raccords collecteurs 8, 9, il a été trouvé avantageux suivant l'invention de revêtir l'extrémité desdits tubes et/ou la paroi interne délimitant les ajours 11 d'un produit de liaison, par exemple de colle dont le séchage, la polymérisation ou un autre traitement selon la nature de cette colle sont effectués indifféremment soit à chaud, soit à froid. Il est avantageux aussi suivant l'invention que la liaison entre les tubes 1 et 2 et les intercalaires 5, 4 et 5, de même qu'avec les joues 6 et 7 soit assurée aussi par collage, ce collage intéressant évidemment, aussi, les extrémités rabattues 6a, 6b et 7a, 7b des joues qui sont de la sortie reliées au fond des raccords collecteurs 8 et 9. La réalisation décrite rend possible une fabrication d'un échangeur tout en aluminium ou alliage d'aluminium sans qu'il y ait à faire subir au métal le recuit auquel il est soumis lorsque la liaison est faite par brasage On ne sortirait pas du cadre de l'invention en munissant les deux extrémités de l'échangeur de deux raccords 9 ou bien de deux raccords 8, le choix de ces raccords dépendant uniquement du mode d'alimentation choisi pour les tubes de l'échan- geur. Les fig. 6 à 8 illustrent une variante du mode de liaison permettant d'assurer I'étanchéité des extrémités des tubes 1 et 2 et cela sans qu'il y ait nécessité d'utiliser une colle. Pour ce faire, on munit les extrémités des tubes 1 et 2 d'une plaque perforée 16 présentant des lunières 17 qui présentent, en section transversale, la forme et la dimension des tubes, lesdites lumières étant, toutefois prévues pour présenter des parois tronconiques comme le montre le dessin. Cette disposition permet de disposer après mise en place des plaques perforées sur les tubes des joints souples déformables 18 qui font saillie au-dessus desdites plaques perforées. On recouvre, ensuite, les plaques perforées 16 au moyen des raccords collecteurs décrits ci-dessus en référence aux fig. 1 à 5, et on relie lesdites plaques et lesdits raccords collecteurs au moyen de vis 19.La pression exercée par les raccords collecteurs, qui ont été représentés comme celui désigné par 8 aux figures précédentes, a pour effet de déformer les joints souples 18 qui sont ainsi amenés à presser toute la périphérie du tube sur lequel ils sont enfilés. Dans le cas de la fig. 6, le collage n1 intéresse plus que les intercalaires et les joues. Dans lue cas de la fig. 7 qui correspond exactement à la fig. 6 en ce qui concerne le montage des plaques perforées 16 et des raccords collecteurs 8, il n'est même plus nécessaire de coller les intercalaires sur les tubes etZou les joues. En effet, dans cette réalisation, on prévoit avant la mise en place des raccords collecteurs 8 de relier les plaques perforées 16 aux extrémités rabattues 7a et 6a des joues 7 et 6 au moyen de vis 20 du type vis à tôle, vis qui sont également vissées dans plusieurs des plis successifs des intercalaires ~5 et 4.Le collage n'est plus nécessaire car les joues étant rigides, elles maintiennent fermement appliqués les intercalaires 5 et 4 contre les tubes 1 et 2 et ceux-ci pressent entre eux de ce fait l'intercalaire médian 3. Suivant la fig. 8, il n'est plus utilisé qu'un seul type de vis 22 qui relie à la fois les raccords collecteurs 8, les plaques perforées 16, les joues 6 et 7 et une partie des intercalaires 4 et 5. L'invention telle qu'elle vient d'être décrite peut être mise en oeuvre quel que soit le nombre de tubes de circulation que doit comporter l'échangeur et aussi quelle que soit la forme deces tubes. La fig. 9 illustre à cet égard la réalisation d'un radiateur de refroidissement ou de chauffage comportant un grand nombre de tubes la, lb ... in. Dans ce cas, les ajours 11 formés dans chaque raccord collecteur communiquent de la même façon qu'en ce qui concerne le raccord collecteur 9 des fig. 1, 2 et 5 avec un alésage transversal 1-3a. Dans l'exemple de réalisation représenté à la fig. 9, l'alésage 13a est fermé par une pastille 23 engagée à force et cet alésage 23 communique, par ailleurs, avec un alésage 12a qui est l'homologue de l'alésage 12 de la fig. 1 et qui est pratiqué dans un embout de raccordement 14a. il est évident sans que cela ait besoin d'être représenté que l'alésage 13a pourrait être prolongé au cas où un embout comme l'embout 15 de la fig. 2 serait prévu pour permettre le branchement d'une durite à l'extrémité dudit alésage 13a. La fig. 9 montre aussi que le moulage des raccords collecteurs décrits ne présente aucune difficulté technique. En effet, il est facile de concevoir un moule dans lequel sont prévus des noyaux mobiles 24 pour former les ajours 11, un noyau mobile 25 pour former l'alésage 13a et un noyau mobile 26 pour former l'alésage 12a lorsque celui-ci est nécessaire. L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation, représentés et décrits en détail, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. En particu lier, les intercalaires ondulés décrits en reférence au dessin peuvent être remplacés par des ailettes perforées enfilées sur les différents tubes de circulation. REVENflICATI0S I Echangeur de chaleur, notamment pour automobiles, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un tube de circulation muni, sur sa paroi externe, d'au moins un organe secondaire d'e- change thermique, les deux extrémités dudit tube étant engagées dans deux raccords collecteurs monoblocs en matière moulée constituant à la fois collecteurs, boîtes à eau et embases de raccordement pour au moins une durite dalimentation. 2- Echangeur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les raccords collecteurs monoblocs présentent 31n alésage dans lequel ouvre au mains un ajour servant à l'introduction du tube. 3- Echangeur suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs tubes, chaque raccord collecteur présentant un alésage interceptant tous les ajours dans lesquels sont logées les extrémités des tubes. 4- Echangeur suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'alésage interceptant les ajours dans lesquels sont engagées les extrémités des tubes s'étend aussi dans une partie du raccord collecteur formant bolte de liaison. 5- Echangeur suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que' les tubes de l'échangeur sont reliés à la paroi des ajours prévus dans chaque raccord collecteur par une matière de liaison, notamment une colle. 6- Echanpeur suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'alésage interceptant les ajours dans lequel sont engagés les tubes s'étend transversalement par rapport à la direction desdits ajours. 7 - Echangeur suivant l'une des revendications 1 à 6, carac- térisé en ce que l'alésage interceptant les ajours dans lesquels sont engagés les tubes s'étend dans la même direction que les dits ajours. 8 - Changeur suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'alésage interceptant lesdits ajours s'étend transversalement par rapport à la direction de ceux-ci et en ce qu'un alésage supplémentaire communiquant avec ledit alésage précédent est prévu dans une partie du raccord collecteur formant boite de liaison. - - Changeur suivant l'une des revenaications 1 à 8, carac térisé en ce qu'une plaque perforée est enfilée sur l'extrémité des tubes, ladite plaque présentant des ouvertures pour le passage desdits tubes, ouvertures dont la paroi est évasée, des joints souples étant disposés dans ces ouvertures autour desdits tubes et lesdits raccords collecteurs étant fixés sur lesdites plaques perforées au moyen d'organes exerçant une pression, notamment de vis reliant aussi lesdites plaques à des joues bordant l'échan- geur, de sorte que les joints souples sont déformés pour être partiellement écrasés contre les tubes et être complètement logés dans les lumières desdites plaques perforées. 10 - Echangeur suivant l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il est fabriqué en aluminium.