Brevet FR2387430A1 — publié le 19781110

L'invention concerne un échangeur de chaleur destiné en particulier a la construction des moteurs et des machines, notamment pour le refroidissement des pièces; cet échangeur de chaleur consiste en un carter métallique et en tubes de refroidis- sement, incorporés a celui-ci, dans lesquels on fait circuler de l'huile ou un autre liquide approprié en vue d'un échange de chaleur avec le milieu liquide qui les entoure; dans le carter, sont prévus deux plateaux métalliques perforés, espacés l'un de l'autre, dans les trous opposés desquels sont insérés des tubes attachés aux plateaux. Le carter de l'échangeur de chaleur consiste, de la manière connue, en trois parties séparables, assemblées entre elles, -savoir un fond, une partie intermédiaire de forme cy- lindrique et un couvercle. Dans le carter, un plateau métallique perforé est disposé entre l'extrémité inférieure de la partie intermédiaire cylindrique et le fond et un autre plateau métallique perforé est monté entre l'extrémité supérieure de la partie intermediaire cylindrique et le couvercle; dans les trous des deux plateaux, sont insérés des tubes qui, selon le métal employé, sont, soit soudés aux parois des trous, soit attachés à cellesci par un brasage fort. On sait en outre que l'on peut placer des bagues d'étanchéité entre les parois des trous percés dans les plateaux et les parois extérieures des tubes. Les échangeurs de chaleur connus, du type évoqué en commençant, ont l'inconvénient d'une construction très coûteuse car, par exemple, la construction en série de ces échangeurs exige des immobilisations considérables en matériel pour le soudage ou le brasage des tubes avec les plateaux, qui entrainent une augmentation relativement importante des prix unitaires. L'emploi de bagues d'étanchéité, de bagues de section circulaire, par exemple, ne s'est pas révélé praticable, en raison de la -dépense exigée par les dispositifs nécessaires pour les monter aux endroits où l'étanchéité doit être assurée. Dans le cas des assemblages par soudage ou par brasage entre les parois des trous des plateaux perforés et les tubes, il s'est en outre révélé comme désavantageux qu'avec des échauf fements pouvant atteindre 1500C, les dilatations des tubes, d'une part, et des plateaux perforés, autre part, ne peuvent être ab sorbées par les assemblages soudés ou brasés qu'avec l'aide de constructions relativement onéreuses, pour éviter ainsi les fis sures et/ou autre défauts d'étanchéité apparaissant aux endroits exposés. La présente invention a pour but la construction d'un échangeur de chaleur éliminant les inconvénients décrits, affec tant les échangeurs de chaleur connus. Selon l'invention, le pro blème est résolu en revêtant au moins les parois des trous des deux plateaux métalliques perforés d'une couche vulcanisée d'un matériau analogue au caoutchouc, qui sert a assembler par serrage les tubes avec les deux plateaux perforés et à assurer l'étanchE- ité des trois chambres séparées hermétiquement l'une de l'autre par ces deux plateaux. Un exemple de réalisation de l'invention est illustré de manière schématique dans le dessin annexé, oit la figure 1 est une vue de profil d'un échangeur de chaleur vu partiellement en coupe, et B figure 2 est une coupe dans l'échangeur de chaleur de la figure 1, suivant la ligne II - I de cette figure. Selon les figures 1 et 2, le carter métallique 2 de l'échangeur de chaleur I, qui est fait, par exemple, d'un alliage * d'aluminium, se compose de trois parties séparables, assemblées entre elles, à savoir un fond 3, une partie intermédiaire 4 de forme cylindrique et un couvercle 5. Entre l'extrémité supérieurede la partie intermédiaire 4 de forme cylindrique et le couvercle 5, d'une part, ainsi qu'en tre l'extrémité inférieure de la partie intermédiaire 4 et le fond 3, d'autre part, dans un évidement annulaire 6 prévu à cet effet, est inséré un plateau métallique perforé 8, percé de trous 7. Les dieux plateaux perforés 8 sont, tout au moins dans la région des parois des trous 7, revêtus d'une couche 9 d'un matériau ana logue au caoutchouc, vulcanisés en une seule opération, qui sert à assembler par serrage les tubes avec les deux plateaux perforés 8 et à assurer l'étanchéité des chambres 11 et 14, d'une part, 14 et 15, d'autre part, séparées hermétiquement l'une de l'autre par les deux plateaux perforés L'évidement annulaire 6 du couvercle 5 et la partie intermédiaire 4, d'une part, de même que l'évidement 6 du fond 3 et la partie intermédiaire 4, d'autre part sont conformés en vue de recevoir une bague d'étanchéité 16, une bague de section circulaire par exemple, ainsi que les parties annulaires extérieures des deux plateaux métalliques 8-qui, selon la figure 1, sont revêturs sur une face d'une couche vulcanisée 9 d'un matériau analogue au caoutchouc, de la même manière que les parois des trous 7. Un tube 10 passe dans les trous situés l'un en face de l'autre des plateaux perforés 8, dans les parties inférieure et supérieure du carter, et dont les parois sont revêtues de la couche 9; les extrémités 11 et 12 du tube 10 présentent une certaine conicité et s'avancent légèrement au-delà des plateaux perforés 8, inférieur et supérieur. Le diamètre intérieur des trous 7 dont les parois sont revêtues de la couche 9 ainsi que le diamètre extérieur des tubes 10 sont calculés de maniera telle que les tubes puissent passer dans les trous 7 et, dans la position finale de la figure 1, se solidariser par frottement et par serrage avec la couche 9, afin que celle-ci forme une garniture d'étanchéité entre la paroi extérieure d'un tube 10 et la paroi de l'un des trous 7 des plateaux perforés 8. Comme déjà indiqué, une fois le montage terminé, le carter 2-de l'échangeur de chaleur 1 est subdivisé en trois chambres par les deux plateaux perforés 8, à savoir une chambre supérieure 13, une chambre intermédiaire 14 et une chambre inté- rieure 15. La chambre inférieure 15 est mise en communicationavec la chambre supérieure 13 par les tubes 10. Dans la chambre intermédiaire 14, séparée hermétiquement de la chambre inférieure 15 et de la chambre supérieure 13, passe, par exemple, de l'huile amenée à la chambre 14 par un orifice d'admission 17 ménagé dans la partie 4 du carter et dont elle sort par un orifice d'échappement 18. Par contre, dans le couvercle 5 sont-prévus une entrée 19 et une sortie 20 pour le liquide de refroidissement, l'eau par exemple. le liquide de refroidissement est amené par l'entrée 19 à la chambre supérieure 13, d'o, par un nombre prédéterminé de tubes 10, il passe dans la chambre inférieure~15; pour revenir ensuite à la chambre supérieure 13 par un nombre aussi prédéterminé de tubes 10. Dans un échangeur de chaleur connu, cette opération est, par exemple, répétée plusieurs fois avant que l'huile, ayant échangé sa chaleur avec le liquide de refroidissement, soit à nouveau évacuée de la chambre 14 par la sortie 18. L'invention ne se limite pas à l'exemple d'exécution -illustré dans les figures 1 et 2. Selon celle-ci, il est encore possible de ne revêtir d'une couche vulcanisée 9 que les parois des trous 7 et de disposer en outre la face revêtue des deux plateaux perforés 8, non dans les chambres supérieure et inférieure 13 et 15, respectivement, mais bien dans la chambreinter- médiaire 14, si on le désire. I1 faut en outre indiquer que l'invention peut s'appliquer à tous les échangeurs de chaleur dans lesquels sont prévus des plateaux métalliques perforés espacés l'un de l'autre, dans les trous opposés desquels un tube est inséré et assemblé avec le plateau, sans que l'on s'écarte ainsi de l'idée proprement dite de l'invention. L'échangeur de chaleur construit selon l'invention est avantageusement en un alliage d'aluminium résistant à la corro sioni ce qui permet en particulier de renoncer aux dispositifs coûteux de soudage par faisceau électronique et rend l'échangeur. de chaleur particulièrement apte à la construction en série. Bien entendu diverses modifications peuvent être appor tées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui vien nent-d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Echangeur de chaleur destiné en particulier à la construction de machines et de moteurs, en vue du refroidissement des pièces de ceux-ci, consistant en un carter métallique et en tubes de refroidissement, disposés dans celui-ci, à travers lesquels pour~ assurer un échange de chaleur avec le milieu liquide qui les entoure, on fait circuler de l'huile ou un autre liquide approprié, le carter étant muni de deux plateaux métalliques perforés, espacés l'un de l'autre, dans chacun des trous opposés desquels un tube est inséré et assemblé avec les plateaux perforés, caractérisé en ce qu'au moins les parois des trous (7) des deux plateaux métalliques perforés (8) sont revêtues d'une couche vulcanisée (9) en un matériau analogue au caoutchouc, servant à assembler par serrage le tuyau (10) avec les deux plateaux métalliques perforés (8) et à assurer l'étanchéité des trois chambres (13, 14 et 15) séparées hermétiquement l'une de l'autre par ces deux plateaux perforés (8). 2. Echangeur de chaleur suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'une face des deux plateaux métalliques perforés (8) et les parois des trous (7) sont revêtues d'une couche vulcanisée= (9) en un matériau analogue au caoutchouc. 3. Echangeur de chaleur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la couche (9) analogue au caoutchouc, vulcanisée sur les plateaux métalliques perforés (8), forme, dans l'échangeur de chaleur, une garniture d'étanchéité entre les deux plateaux perforés (8) et la paroi intérieure du carter.