Brevet FR2199102A1 — publié le 19740405

L'invention concerne les échangeurs de chaleur destinés notamment à la climatisation des automobiles. l'échangeur de chaleur selon l'invention est d'une fabrication simple et économique. Il comporte un ou plusieurs compartiments approximativement plans dans lesquels circule un premier fluide,et constitués chacun de deux tôles embouties reliées l'une à lBa-utre. Chacune de ces tales comporte des évidements qui, lorsque Les deux tôles sont reliées, délimitent des réservoirs étanches reliés les uns aux autres par des tubes également étanches. Le métal disposé entre ces tubes comporte des déflecteurs qui délimitent-de surfaces d'échange de chaleur et sur lesquels circule un second fluide dans une direction à peu près perpendiculaire au plan du compartiment. Dans le cas où l'échangeur comporte deux ou plusieurs compartiments, ces derniers sont empilés à une certaine distance les Jms des autres et des éléments étanches relient les parties intérieures des réservoirs pour former deux groupes de ces réservoirs. le second fluide est avantageusement contraint de passer sur les déflecteurs des compartiments dans une direction axiale par rapport à la pile de ces derniers. Le premier fluide peut être un liquide chaud ou froid, par exemple l'eau chaude provenant du circuit de refroidis- sement d'une automobile, auquel cas le second fluide est de l'air introduit à force, par les déflecteurs, dans le compartiment du conducteur et des passagers. Un ventilateur peut contribuer à la production du courant d'air. les ailettes de chaque déflecteur d'une tôle, lorsqu'elles sont assemblées, peuvent etre alignées les unes sur les autres ou décalées les unes par rapport aux autres. l'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels la figure 1 est une vue schématique en perspective d'un échangeur de chaleur selon l'invention comportant plusieurs compartiments plans reliés les uns aux autres la figure 2 est une élévation d'un compartiment de l'échangeur de chaleur représenté sur la figure 1 la figure 3 est une vue en plan, dans le sens de la flèche 3, du compartiment représenté sur la figure 2 la figure 4 est une coupe sur la ligne "X-X" de la figure 3 ; et la figure 5 est une coupe partielle, sur la ligne "Y-Y" de la figure 3, du déflecteur du compartiment représenté sur les figures 2 à 4. L'échangeur de chaleur selon l'invention représenté sur la figure 1 comprend plusieurs compartiments 10, approximativement plans, disposés en une pile sur un axe commun et constituant un bloc approximativement rectangulaire. L'échangeur de chaleur comporte un orifice il d'entrée par lequel l'eau chaude du circuit de refroidissement d'une automobile pénètre, et un orifice 12 de sortie duquel cette eau retourne dans le circuit de refroidissement. L'air devant être chauffé pénètre dans le compartiment des passagers de l'automobile en passant sur la pile, dans le sens de la-flèche A. Chaque compartiment 10 comporte deux tôles embouties 13 et 14 (par exemple d'alliages de cuivre ou d'aluminium) reliées par une soudure 15 (figures 2 et 3). Chacune des tales 13 et 14 (figure 3) comporte des évidements 16a et 17a qui, lorsque ces tôles sont reliées l'une à l'autre, délimitent deux réservoirs 16 et 17. Des évidements 18a sont également réalisés par emboutissage dans les tales 13 et 14 pour former les tubes 18 qui relient les réservoirs 16 et 17 lorsque les tôles 13 et 14 sont jointes. Des déflecteurs sont réalisés dans le métal des zones 19, simultanément avec I > 's évidements 16a, 17a et 18a,au moyen d'outils convenables de coupe et d'emboutissage. le bord extérieur 20 de chaque tôle 13 ou 14 ne comporte pas de déflecteur, mais il présente une surface plane permettant la réalisation d'un joint étanche au fluide entre les tôles 13 et 14. Deux trous 21 sont découpés dans les tôles 13 et 14, dans la région de l'un des réservoirs 16, et des éléments 22 de liaison sont réalisés simultanément. De meAme, un trou unique 23 est découpé dans les tôles 13 et 14, dans la région de l'autre réservoir 17, et un élément 24 de liaison est réalisé. les éléments 22 des tôles 13 sont du type femelle, alors que les éléments 24 sont du type mâle, Cependant, dans le cas des tôles 14, les éléments 22 sont du type môle alors que l'élément 24 est du type femelle. les tôles 13 et 14 sont par ailleurs semblables les unes aux autres et, par conséquent, deux outils d'emboutissage suffisent pour achever leur réalisation en une seule passe. les tôles 13 et 14 comportent un angle 25 dégagé permettant le raccordement de conduits (non représentés) aux orifices d'entrée et de sortie de l'échangeur de chaleur. Pour la réalisation de l'échangeur de chaleur représenté sur la figure 1, un nombre convenable de groupes de deux tôles 13 et 14 est choisi (ces tôles étant semblables). les tôles sont dégraissées, toutes leurs surfaces devant être jointes sont étamées et une tôle 14 est étendue sur une tôle 13 pour la réalisation d'un compartiment 10. les éléments môles 22 de liaison des tôles 14 d'un compartiment 10 sont introduits dans les éléments femelles24 de liaison d'une tôle 13 d'un compartiment voisin. De même, l'élément môle 24 de liaison d'une tôle 13 d'un compartiment 10 est introduit dans l'élément femelle 24 d'un compartiment voisin 10.De cette manière, les éléments 22 relient tous les réservoirs 16 et les éléments 24 relient tous les réservoirs 17. les éléments 22 et 24 non utilisés des tôles 13 et 14, situés aux extrémités de la pile,peuvent être obturés par des plaques 26. les compartiments 10, empilés, mais non fixés les uns aux autres, sont ensuite placés dans un four et une légère charge axiale est appliquée sur la pile pendant son chauffage de manière que les surfaces précédemment étamées se brasent ou se soudent. Une moitié de la pile des compartiments (figure 1) est disposée dans une position irversée par rapport à l'autre moi-tié, c'est-à-dire que les angles dégagés 25 d'une première moitié de la pile sont situés à la surface supérieure de cette dernière alors que les angles déga#és de l'autre moitié sont situés à la face inférieure. Cette disposition facilite le raccordement des conduits (non représentés) à l'élément convenable 22 et 24 d'un des compartiments. les déflecteurs de chacune des tôles peuvent être disposés de manière que les ailettes 27 de la tôle 13 soient alignées avec les ailettes ?7 de la tôle 14 OU, dans une disposition avantageuse, que les ailettes 27 de la tôle 13 soient décalées axialement sur les ailettes 27 de la tôle 14 (figure 5). Dans ce dernier cas, c'est-à-aire lorsque les ailettes 27 de la tôle 13 sont alignées avec des évidements 28 de la tôle 14, le transfert de chaleur est très efficace dans les tourbillons d'air produits par les déflecteurs. Un inconvénient d'un échangeur de chaleur de ce type est qu'il nécessite, pour sa réalisation, la mise en oeuvre de plus d'un outil d'emboutissage. En effet, un outil est nécessaire à la fabrication de la tôle 13 et un autre à celle de la tôle 14. Au lieu que les tôles 13 et 14 soient approximativement semblabies, il est possible de réaliser des tôles 13 présentant des formes orientées vers la gauche ou vers la droite et délimitant les surfaces d'emboltement convenables pour la réalisation des réservoirs 16 et 17 et des tubes 18. Bien que les tôles 13 et 14 puissent être obturées au moyen de plaques 26, il est également possible de réaliser des tôles ne nécessitant pas de tels organes d'obturation et se substituant aux tôles extrêmes 13 ou 14 de la pile des compartiments. le réservoir 17 peut comporter deux trous 23 et le réservoir 16 peut comporter deux éléments de liaison de formes semblables à celles de ces trous. Il n'est pas nécessaire que les éléments 22 et 24 de liaison soient réalisés dans les tôles 13 ou 14 et, dans ce cas, des tubes séparés de liaison peuvent être soudés dans les trous 21 et 23. Cependant, une telle modification complique la fabrication de l'échangeur et ne constitue pas le meilleur procédé pour relier les réservoirs 16 et 17 de compartiments voisins. L'échangeur de chaleur décrit ci-dessus n'est pas destiné qutà assumer la fonction de chauffage d'un dispositif de climatisation d'air d'automobiles, mais il peut également être utilisé comme élément de refroidissement ou de réfrigération. Dans ce dernier cas, le premier fluide peut etre un liquide ou un gaz réfrigérant, et le second fluide peut être l'air pénétrant dans le compartiment des passagers. L'échangeur de chaleur selon l'invention peut également être utilisé pour d'autres applications que les dispositifs de climatisation d'air pour automobiles. n va de soi que de nombreuses modifications peuvent entre apportées à l'appareil décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVEN ICATIONS 1. Echangeur de chaleur, caractérisé en ce qu'il comporte un ou plusieurs compartiments plans comprenant chacun deux tôles reliées face à face et comportant des évidements qui délimitent au moins deux compartiments étanches aux fluides et destinés à contenir un premier fluide, des tubes reliant ces compartiments lorsque les tôles sont jointes, le métal situé entre les tubes de chaque compartiment comportant des déflecteurs qui délimitent des surfaces d'échange de chaleur avec un second fluide pouvant circuler dans une direction perpendiculaire au plan des tôles. 2. Echangeur suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une pile de compartiments parallèles et étanches auxfluides,des éléments de liaison également étanches aux fluides, reliant deux compartiments voisins. 3. Echangeur suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le second fluide est l'air qu'un ventilateur fait passer à force sur les déflecteurs des tôles. 4. Echangeur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les déflecteurs de tôles voi- sines sont décalés pour que le second fluide suive une trajectoire sinueuse.