Brevet FR2097000A1 — publié le 19720303

Bes échangeurs de chaleur, destinés à constituer des radiateurs de refroidissement ou de chauffage pour véhicules, sont le plus souvent constitués par un empilage de tubes séparés par des dissipateurs et, dans de nombreux cas, ceux-ci sont constitués par des bandes ondulées. Pour permettre l'empilage alterné de tubes et de dissipateurs, on est conduit, jusqu'à présent, à fabriquer lesdites bandes ondulées à partir de rubans métalliques dont l'épaisseur doit être suffisante pour que lesdites bandes ondulées présentent une résistance mécanique telle que ces dissipateurs puissent être manutentionnés mécaniquement sans qu'ils soient déformés.Dans la pratique, lorsque les bandes ondulées sont en cuivre, leur épaisseur est comprise entre 5 et 10/10De de mm pour une hauteur des plis d'environ 10 mm ; lorsque les bandes sont en alliage d'aluminium cette épaisseur est comprise entre 15 et 2O/1OOe de mm Il a été constaté, par ailleurs, que l'emploi de bandes ondulées d'épaisseur nettement plus faible, particulièrement dans le cas où ces bandes sont en cuivre ou en alliage cuivreux, permettrait d'obtenir une conduction de la chaleur conduisant à un rendement thermique satisfaisant. La nécessité d'employer des bandes épaisses pour des raisons de tenue mécanique conduit donc à augmenter le prix de fabrication des échangeurs de chaleur, et ceci plus particulièrement dans le cas où ces bandes sont en cuivre ou en matériaux cuivreux. La présente invention crée un nouveau dissipateur rendant possible d'utiliser, pour sa constitution, des bandes métalliques extrêmement minces dont la résistance mécanique, à l'état isolé, est très faible. Conformément à l'invention, le dissipateur pour échangeur thermique comporte au moins deux bandes ondulées en métal bon conducteur de la chaleur, dont l'épaisseur est comprise entre 1 et 5/100 mm, un élément intermédiaire interposé entre lesdites deux bandes ondulées, et des moyens de réunion dudit élément intermediaire et des sommets d'un des côtés des ondulations de chaque bande ondulée. 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 àn- nexé La fig. 1 est une coupe-élévation du dissipateur suivant l'invention Les fig. 2 à 5 sont des coupes vues suivant la ligne II-II de la fig. 1 et illustrant diverses variantes. La figez 6 est une élévation d'une partie d'un faisceau de radiateur en cours de constitution. La fig. 7 est une élévation partielle d'un faisceau faisant usage des dissipateurs de l'invention dans l'une de leurs réalisations particulières. Pour constituer le dissipateur, on forme séparément deux bandes ondulées 1 et 2 à partir de rubans métalliques d'épaisseur très faible de l'ordre de 1 à 5/100 mm Les deux bandes ondulées 1 et 2 sont appliquées dès leur sortie de la machine qui les forme, machine qui peut être constituée par exemple par des molettes, sur un élément intermédiaire 3 et ces bandes sont réunies audit élément intermédiaire 3 de façon à relier entre eux les sommets des ondulations d'un des côtés de chaque bande. Le moyen de réunion des bandes et de l'élément intermédiaire dépend de la nature du métal constitutif desdites bandes ondulées 1 et 2 et, aussi, de la matière constitutive de l'élément intermédiaire 3. Le moyen de réunion ci-dessus dépend aussi du procédé de fixation mis en oeuvre ultérieurement poui; assurer la liaison tant mécanique que thermique du dissipateur avec les autres organes constitutifs d'un échangeur de chaleur, tout particulièrement les tubes ou autres conduits de circulation de fluide de celui-ci. A titre d'exemple, lorsque le faisceau doit être assemblé par une brasure forte, une brasure à base d'aluminium-silicium pour des pièces en aluminium, ou à base de cuivre pour des pièces en métaux ou alliages compatibles avec ce type de brasure, alors la réunion bandes ondulées - élément intermédiaire est avantageusement réalisée par une soudure électrique. Lorsque le faisceau doit être assemblé par une brasure du genre brasure au zinc, alors la réunion bandes ondulées - élément intermédiaire est réalisée par soudure électrique ou par une brasure forte. Lorsque le faisceau doit être assemblé par une soudure tendre, notamment une soudure à base d'étain et de plomb, alors la réunion bandes ondulées - élément intermédiaire est réalisée indifféremment par soudure électrique, brasure forte, brasure au zinc ou analogue. Lorsque le faisceau doit être assemblé par collage, alors réunion bandes ondulées - élément intermédiaire peut être réalisée par l'un quelconque des moyens ci-dessus et aussi par colle Il est avantageux, toutefois, que le collage des bandes ondulées et de l'élément intermédiaire soit exécuté avec une colle dont la température de polymérisation est supérieure à celle de la colle utilisée pour assembler ensuite le dissipateur aux autres parties du faisceau ; cette solution permet, le cas échéant, de réaliser l'élément intermédiaire en résine synthétique. En d'autres termes, le moyen de réunion bandes ondulées élément intermédiaire est choisi pour présenter des qualités faisant que ce moyen n'est ni détruit, ni endommagé, par les procédés mis en oeuvre ultérieurement lors de la fabrication du radiateur. Comme le montrent les fig. 2 à 5, l'élément intermédiaire 3 peut être réalisé de plusieurs façons différentes. Suivant la fig. 2, cet élément est constitué par un ruban 3a dont la largeur correspond sensiblement à la largeur des ban des ondulées 1. Il est souvent avantageux que la largeur du ruban soit légèrement plus grande que celle des bandes ondulées afin de faire saillie au delà de l'un au moins des bords desdites bandes. Suivant la figez 3, cet élément est constitué par un ruban 3b de très faible largeur qui, par conséquent laisse libre la plus grande partie des bords en regard des bandes ondulées 1 et 2 tout en réunissant les plis successifs de ces bandes. Suivant la fig. 4, l'élément 3 est constitué par un ou des fils 3c, 3c1 La fig. 5 montre, par ailleurs, que l'élément intermédiaire 3 peut servir à relier plus de deux bandes ondulées 1, 2, par exemple cet élément intermédiaire peut relier deux jeux de bandes 11, 12 et 219 ?2. Dans tous les cas, les ondulations respectives des bandes ondulées peuvent correspondre ou, au contraire, être décalées comme cela est représenté à la fig. 1. Lorsque les bandes 1, 2 sont réunies comme expliqué ci dessus par l'élément intermédiaire 3, alors malgré l'épaisseur extrêmement fine desdites bandes ondulées 1, 2,-la résistance mécanique de l'ensemble est considérablement plus grande que la résistance mécanique propre de chacun des éléments constitutifs du dissipateur puisqu'il présente alors une structure alvéolaire. Il est remarquable de constater que le dissipateur décrit dans ce qui procède peut facilement être fabriqué en continu, la matière de liaison étant, par exemple, et de préférence, amenée par l'élément intermédiaire 3, et l'ensemble réuni étant passé dans un four-tunnel s'il y a lieu de le traiter thermiquement pour faire fondre ou polymériser la matière de liaison amenée par ledit élément 3, ou passé dans un dispositif réalisant la soudure électrique, par exemple des molettes de soudage, un générateur d'un faisceau d'électrons ou un générateur d'onde à haute fréquence. Pour mettre en oeuvre le produit semi-fini obtenu comme expliqué dans ce qui précède, il suffit de le tronçonner soit à la cisaille, soit à la scie exactement de la même façon qu'on procède habituellement dans les techniques de fabrication d'échangeurs, en ce qui concerne les intercalaires ondulés couramment utilisés dans cette industrie. De préférence, on réalise la coupe pour que des segments 31 32 de l'élément intermédiaire 3 fassent saillie de part et d'autre des bandes ondulées 1 et 2. Cela peut être obtenu en faisant en sorte que la cisaille ou la scie, tronçonnant le dissipateur fabriqué en continu, écrase, ou déforme, les plis terminaux desdites bandes 1 et 2, comme cela est schématisé à l'extrémité gauche de la figez i. Il est avantageux, dans ce cas, que les ondulations des bandes i, 2 soient alignées. Il est possible aussi de faire en sorte qu'une ou plusieurs ondulations ne soient pas réunies à l'élément intermédiaire aux endroits de coupe prévus, et que la coupe soit réalisée pour éliminer les ondulations non réunies audit élément intermédiaire. Les dissipateurs obtenus, du fait de leur solidité, peuvent ensuite facilement être manutentionnés par des moyens mécaniques pour constituer un empilage successif de tubes 4, 419 42, etc., et de dissipvteurs A, ..., comme cela est représenté à la fig. 6, sans qu'il y ait risque de déformation desdits dis sipateurs. Lorsque l'empilage représenté à la fig- 6 est effectué, alors on met en place sur les extrémités des tubes 4 des collecteurs 5 (fig- 7), et le faisceau ainsi constitué peut ensuite être traité pour être brasé, soudé ou collé. La fig.- 7 montre que les segments saillants, tels que 31, des éléments intermédiaires 3 prennent appui contre le collecteur 5 et empêchent ainsi que la soudure ou la brasure devant relier les tubes au collecteur risque de s'écouler par capillarité le long des bandes ondulées du-dissipateur. 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 particulier, un dissipateur composite peut, par exemple, comporter trois ban des ondulées reliées entre elles par deux éléments intermédiaires. REVENI)ICTI0NS 1 - Dissipateur pour échangeur thermique, caractérisé en ce qu'il compor-te au moins deux -bandes ondulees en métal bon conducteur de la chaleur, dont l'épaisseur est comprise entre 1 et 5/100 mm, pour le cuivre et 5 à 10/100 mm pour les alliages d'aluminium, un élément intermédiaire interposé entre lesdites deux bandes ondulées, et des moyens de réunion dudit élément intermédiaire et des sommets d'un des côtés des ondulations de chaque bande ondulée. d - Dissipateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les bandes ondulées sont fabriquées en métal bon conducteur de la chaleur, tandis que l'élément intermédiaire est indifféremment fabriqué en métal ou matière synthétique. 7 - Dissipateur suivant l'une des revendications 1 et 2, ca- ractérisé en ce que des segments terminaux de l'élément intermédiaire font saillie au-delà des bandes ondulées. 4 - Dissipateur suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'élément intermédiaire est constitué par un ruban plan. 5 - Dissipateur suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le ruban plan fait saillie au-delà d'au moins un des bords des handes ondulées. 6 - Dissipateur suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'élément intermédiaire est constitué par au moins un fil. 7 - Dissipateur suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'élément intermédiaire constitué par un ruban relie, par chacun de ses deux côtés, des jeux successifs de bandes ondulées. 8 - Dissipateur suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il est constitué par un empilage alterné de bandes ondulées et d'éléments intermédiaires. 9 - Dissipateur suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la réunion entre l'élément intermédiaire et les bandes ondulées est assurée par collage, soudure tendre, brasure, soudure électrique ou autre moyen analogue choisi parmi les moyens compatibles avec un des traitements d'assemblage des dissipateurs et des tubes et collecteurs des échangeurs thermiques. 10 - Dissipateur suivant l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le moyen de réunion des bandes ondulées et de l'élément intermédiaire est déterminé en fonction du traitement devant être ultérieurement appliqué au faisceau de radiateur assemblé, ledit moyen étant choisi parmi ceux qui sont non destructibles par ledit traitement. 11 - L'application du dissipateur suivant l'une des revendications 1 à 9 à un radiateur à faisceau tubulaire c