Brevet FR2077678A1 — publié le 19711105

La présente invention a trait à de nouveaux- éléments pour là constitution de faisceaux d'échangeurs thermiques très divers et pouvant être utilisés à des fins multiples telles que le refroidissement ou le chauffage de liquides. Une application particulièrement avantageuse de l'invention concerne les échangeurs qui sont utilisés dans les véhicules. Par leur constitution particulière, les éléments de l'é- changeur rendent possible la fabrication d'échangeurs présentant une largeur et une longueur quelconques et cela tout en permettant d'utiliser toujours des éléments fabriqués par les mêmes machines, ce qui permet de standardiser de façon particulibrement rationnelle la fabrication. En outre, l'invention rend possible l'utilisation de métaux divers, voire de matière synthétique et donc d'adapter les caractéristiques et le prix de l'échangeur aux desiderata des clients. Conformément à l'invention, un premier élément est constitué par des lames multitubulaires présentant une section constante. sur toute leur longueur, tandis qu'un second élément est constitué par des têtes collectrices délimitant un bottier à partir duquel font saillie des embryons de lame s'étendant sur une courte distance et présentant une dimension intérieure correspondant à la dimension externe des extrémités des lames qui sont embossées dans lesdits embryons de lame. - Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, au dessin annexé. La fig. 1 est une perspective, montrant de façon séparée les différents éléments constitutifs de l'échangeur de l'invention. La fig. 2 est une coupe schématique, à plus grande échelle, vue suivant la ligne II-II de la fig. 1. L'échangeur comporte un nombre quelconque de lames à conduits multiples 1, la ... ln toutes identiques entre elles. Ces lames, qui délimitent par exemple des conduits 2, 2a ... 2n, présentent la même forme et la même dimension en section tout au long de leur longueur et elles peuvent entre fabriquées en n'importe quel métal, tel que laiton, aluminium, acier inoxydable, etc. De préférence, les lames sont fabriquées par formage à la molette à partir d'une bande et les parties 3 séparant le-s con duits sont soudées au moins de place en place. Comme le montre la fig. 2, les bords extrêmes de la bande à partir de laquelle les lames sont fabriquées, bords désignés. par 4 et 4a sont, de préférenceS conformés pour être emboîtés l'un dans l'autre, de sorte qu'il n'existe,ainsi pratiquement pas de joints apparents. Il est avantageux, comme le -montre la fig. 2, que les parties d'emboStement 4, 4a soient formées non pas sur le pétit bord des lames, mais sur l'une de leurs faces car, de cette façon, lesdits bords 4, 4a peuvent,- le cas échéant, être réunis entre eux par soudure électrique en prévoyant- que la machine de formage des lames comporte un mandrin terminal 5, constitùant une électrode qui est soutenue par un galet de-pres sion 6, la soudure étant exécutée entre ledit mandrin 5 formant électrode et un molette 7. De même façon, les parties 3 séparant les conduits peuvent être soudées électriquement au moyen de mo lettes coopérantes 8, 9. On voit par ce qui précède que les lames peuvent être fabri quées en continu et en éléments de longueur indéfinie, puis en suite tronçonnées en segments de longueur déterminée correspon dant à la longueur que doit présenter un faisceau d'échangeur thermique; ce sont donc les mêmes lames qui sont utilisables quelle que soit la longueur des faisceaux à réaliser. De façon analogue, on forme aussi avantageusement par pliage des bandes 10 présentant sensiblement la forme d'un U en section, -ces bandes étant tronçonnées comme les lames 1, la ... 1n pour constituer les joues latérales 10, îOa du faisceau. -- - Un autre élément du faisceau est constitué par des-ts M collectrices 11 qui forment un boîtier 12 délimitant sur ses deux côtés des portées d'appui 1D, le boîtier 12 étant prolongé par des embryons de conduit 14 dont la forme correspond à celle des lames 1, mais dont les dimensioms intérieures sont déterminées pour épouses exactement la paroi externe des extrémités desdites lames 1.Les têtes collectrices 11 peuvent être fabriquées de nombreuses façons différentes, par exemple au moyen de deux de mi-coquilles embouties complémentaires assemblées entre elles par soudure, brasure, collage, sertissage ou autre moyen, ou par des nièces métalliques moulées, ou encore par des pièces moulées en matières synthétiques ou en élastomères. Pour permettre des fabrications standardiséesptoutes les têtes collectrices peuvent être identiques avec les deux côtés opposés de leurs boîtiers ouverts, ou bien on peut prévoir, d' une part, les têtes collectrices telles que décrites ci-dessus et, d'autre part, un second type de têtes collectrices comme montré en lia et dont une face du boîtier est fermée. 15 désigne des têtes de joues conformées comme représenté au dessin, dont les extrémités 15a sont prévues pour pouvoir être embouties dans les extrémités 101 des joues 10, 10a. De préférence, on prévoit deux types de têtes de joues, à savoir celle représentée à la partie haute de la fig. 1, désignée par 15, et celle représentée à la partie basse de la fig. 1 et désignée par 151, ces dernières se différenciant desdites têtes 15 uniquement par le fait qu'elles présentent une ouverture 16. On voit par ce qui précède que le même outil de formage peut donc servir à la fabrication de tortes les têtes de joues certaines d'entre elles étant ensuite percées. 1e-faisceau comporte encore des bottiers de raccordement 17 qui sont constitués par deux demi-coquilles 18, 19 représentées comme pouvant s' embosser l'une dans l'auto pour rendre possible leur soudure, leur brasure ou leur collage. Ces boîtiers de raccordement délimitent une buse de sortie 20, par exemple, de section circulaire dans laquelle peut être logée l'extrémité d'une embase tubulaire d'alimentation 21. tes bottiers de raccordement 17 peuvent être réalisés comme expliqué ci-dessus par deux pièces embouties, mais ils peuvent aussi être fabriqués par moulage, soit d'un métal, soit d'une résine synthétique, soit d'un élastomère. L'échangeur comporte encore des dissipateurs 22 constitués de façon connue en soi par des bandes ondulées destinées à être insérées entre-les lames multitubulaires 1, la, etc et entre ces dernières et les åoues-10, 10a. On voit par ce qui précède que zour fabriquer les pièces constitutives d'échangeurs de n'importe quelle longueur, il suffit de disposer d'une machine de formage des lames 1 d'une machine de fortage des joues 10, deun appareillage de fabrication des tdtes collectrices il et d'un appareillage de formage des bottiers de distribution 17. Pour monter l'échangeur, plusieurs cycles opératoires peuvent évidemment être envisagés, ces cycles dépen dant en partie des matières constitutives des lames et des têtes collectrices. Par exemple, si les lames et les tes collectrices sont en acier inoxydable ou en laiton, alors il est possible d' assurer leur liaison mutuelle au moyen d'une soudure tendre.Si les têtes collectrices sont en acier, la liaison peut être obtenue par une bouillie au cuivre cuite dans un four à atmosphère réductrice. La liaison peut se faire aussi dans tous les cas par collage. Si ces pièces sont en aluminium, alors leur liaison peut être réalisée par brasage au moyen d'un bouillie au zinc ou par brasure en employant par exemple un métal plaqué. Si les têtes sont en résine synthétique, la liaison avec les lames est, de préférence, réalisée par collage. Si les têtes sont en élastomère, alors il est avantageux de ne procéder à leur vulcanisation qu'au moment où elles sont enfilées sur les extrémités des lames, de sorte que l'élastomère adhère directement auxdites lames. Tous autres moyens de la technique peuvent d'ailleurs être utilises sans sortir du cadre de l'invention. La liaison entre les lames et le dissipateurs peut être assurée soit avant, soit après la mise en place des têtes collectrices. Si cette liaison est assurée avant la mise en place des têtes collectrices, alors un procédé d'assemblage avantagez; peut être constitué par une soudure tendre ou une brasure. Si, au contraire, la liaison est assurée après la mise en place des têtes collectrices,le moyen choisi dépend à la fois de la nature de la matière constitutive desdites têtes collectrices et du procédé de liaison qui a été choisi pour les relier auxdites lames. Il en est de même évidemment en ce qui concerne la liaison des bottiers de distribution 17 avec les embases 21, de même que la liaison des différentes têtes collectrices entre elles. Quant à la liaison joues 10, têtes de joues 15, là aussi de nombreuses possibilités existent et il est souvent avantageux de relier ces pièces seulement par des points de soudure par résistance. L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation, représenté et décrit en détail, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. En particulier les joues peuvent être réalisées de façon monobloc avec leurs têtes de joues en les formant par emboutissage, ce qui conduit à disposer d'un outil par type d'échangeur à fabriquer. REVENDICATIONS 1 - Eléments pour la constitution d'échangeurs de chaleur de dimensions quelconques, caractérisés en ce qu'un premier élément est constitué par des lames multitubulaires présentant une section constante sur toute leur longueur, tandis qu'un second élément est constitué par des têtes collectrices comportant un boîtier à partir duquel font saillie des embryons de lame s'étendant sur une courte distance et présentant une dimension inté- rieure correspondant à la dimension externe des extrémités des lames qui -sont embossées dans lesdits embryons de lame, 2 - Eléments suivant la revendicatior. 1, caractérisés en ce qu'un élément supplémentaire est constitué par des profilés fabriqués en continu et coupés à une longueur correspondant à celle des lames, lesdits profilés constituant des joues dont les extrémités sont emboîtées dans des têtes de joues embouties. 3 - Eléments suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisésen ce qu'un élément supplémentaire est constitué par un bottier distributeur et par une embase tubulaire de raccordement. 4 - Eléments suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisés en ce que les joues sont monobloc et forment les têtes de joues en même temps que les parties s'étendant parallèlement aux lames délimitant les conduits de circulation. 5 - Procédé pour la fabrication des él^ments de l'échangeur selon les revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les lames sont fabriquées par pliage, d'une bande métallique de longueur indéfinie, dont les bords forment des parties d'emboîteent complémentaires, le pliage de ladite bande délimitant des conduits multiples et ladite bande étant tronçonnée à une longueur correspondant à celle du faisceau d'échangeur à fabriquer. 6 - Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que les tetes collectrices sont constituées indifféremment par des demi-coquilles métalliques embouties et assemblées entre elles par emboStement et soudure, brasure, collage ou autre moyen, ou par des pièces moulées en métal, résine synthétique ou élas omè- re. 7 - Procédé suivant l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que les boîtiers et distributeur-s sont constitués indifféremment par des demi-coquilles embouties et assem blées entre elles par emboîtement, collage, soudure ou brasure ou psr des pièces moulées en métal-, résine synthétique ou élastomère.