Brevet FR2427690A1 — publié le 19791228

La présente invention concerne un dispositif d'assemblage pour échangeurs de chaleur, et plus particulièrement pour échangeurs de chaleur réalisés avec deux plaques parallèles,munies d'ailettes, entre lesquelles sont intercalés des thermo-éléments alimentés par le courant électrique continu et permettant de pomper " des calories d'un côté de l'échangeur pour les restituer de l'autre côté,par application de l'effet Peltier. Ce genre d'échangeurs est actuellement de plus en plus répandu pour le chauffage domestique ou d'autres applications telles que la réfrigération, dans des systèmes appelés de façon générale " pompes à chaleur ". Ils permettent d'inverser le sens du transfert de-chaleur simplement en inversant le sens de passage du courant électrique dans les thermo-éléments. En général, ces échangeurs sont réalisés à partir de plaques obtenues par fonderie ou à partir de profilés extrudés, avec des ailettes venues de fonderie ou d'extrusion selon le cas, ou encore avec des ailettes rapportées par soudure ou par collage. Les ailettes des deux plaques font saillie sur les deux côtés opposés de l'échangeur, et le thermo-élément est intercalé entre les deux faces en re-gard dépourvues d'ailettes des deux plaques. Le therfo-élément ainsi disposé doit se trouver en contact parfait avec les faces internes des deux plaques de l'échangeur. Généralement des vis relient les deux plaques entre elles et enserrent le thermo-élément. La surface extérieure de ce thermoélément est réalisée mécaniquement avec une grande précision, ainsi que l'usinage des faces intérieures des deux plaques.Pour parfaire encore le contact, on emploie des graisses silicone afin qu'il n'y ait pas de rupture du pont thermique entre le thermo-élément et les deux plaques de l'échangeur. Toutefois ce dispositif d'assemblage par vis ne donne pas satisfaction, malgré toutes les précautions qui peuvent être prises au cours de la fabrication de l'échangeur Quand on- serre les vis, on crée des tensions qui déforment les plaques de l'échangeur.Le contact de ces plaques avec le thermo-élément est ainsi rendu imparfait, mais surtout le serrage des vis crée des tensions très élevées à la partie extérieure du thermo-élément.Ces tensions se répercutent sur des sels internes(telliure de bismuth) du thermo-élément,dont la résistance est très faible, et cela crée un manque de fiabilité. Par ailleurs, les vis sont obligées de passer entre les ailettes des deux plaques, ce qui implique un usinage de ces ailettes qui est particulièrement difficile lorsqu'il s'agit d'ailettes très fines. Il faudrait aussi,pour avoir une régularité de pression, serrer toutes les vis en même temps et avec un couple identique, ce qui est pratiquement impossible.Comme en pratique on serre au contraire les vis les unes après les autres, le serrage de la seconde vis se répercute sur le serrage de la première,et ainsi de suite, et l'on crée encore pour cette raison des tensions à effet désastreux. Enfin, les thermo-éléments ayant la propriété fondamentale de créer du froid d'un coté et de la chaleur de l'autre coté, il se produit en cours d'utilisation, plus précisément ch#aque fois que l'on met le thermo-élément en marche et qu'on l'arrête, des dilatations différentielles entre les deux plaques des é-changeurs, et ceci est préjudiciable au serrage des vis qui sont sollicitées par de légers mouvements transversaux. Ainsi les vis se desserrent, de sorte que les thermo-éléments ne sont plus en contact parfait avec les deux plaques et que le rendement de l'échangeur est diminué en conséquence. La présente invention vise à remédier à 11 ensemble de ces inconvénients, en fournissant une autre solution que les vis pour l'assemblage des deux plaques et du thermo-élément. Le dispositif d'assemblage selon l'invention,pour échangeurs de chaleur du genre considéré, est constitué essentiellement par au moins un " clip " présentant une partie droite centrale et deux retours situés du même coté et dans un même plan, aux extrémités de ladite partie droite, chaque clip étant introduit entre les ailettes, sa partie droite centrale étant engagée dans des encoches des deux plaques tandis que les deux retours pincent élastiquement les deux plaques, en exer çant sur celles-ci une pression s'appliquant en un point situé à l'intérieur de la surface qui se trouve au droit du thermoélément. Cette solution permet d'obtenir une répartition t orme des contraintes sur le thermo-élément,l'effort# de pression pouvant en outre entre facilement contrôlé et adapté au besoin. l'es clips sont avantageusement réalisés en un métal de faible module de flexion, permettant de minimiser les variations de l'effort de pression en fonction des tolérances d'assemblage, et plus précisément en fonction des variations de la somme des épaisseurs des deux plaques et du thermo-élément. Le dispositif d'assemblage selon l'invention peut aussi absorber sans inconvénients les variations thermiques. Les clips peuvent être réalisés sous la forme d'un fil d'acier, ou par découpage à partir d'une plaque d'acier.Dans le premier cas, les deux retours sont formés par les extrémités enroulées de la partie droite centrale. Dans le deuxième cas,les deux retours sont formés par des parties droites s'étendant sensiblement perpendiculairement à la partie droite centrale, cette forme créant le minimum de perturbations à la ventilation des ailettes. Naturellementil y a aussi intérêt à ce que le daip ne puisse pas aisément quitter sa position et,à cet effet, on prévoit avantageusement des dentsv ccrochage sur ses deux retours. De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples non limitatifs, deux formes de réalisation de ce dispositif d'assemblage Figure 1 est une vue en coupe transversale à travers un changeur de chaleur muni du dispositif d'assemblage selon l'invention,dans une première forme de réalisation; Figure 2 est une vue de cté du même échangeur de chaleur; Figure 3 est une vue en coupe# transversale similaire à figure 1, mais illustrant une seconde forme de réalisation du dispositif d'assemblage selon l'invention. Comme le montre notamment la figure 1,l'échangeur de chaleur perfectionné par la présente invention est monté sur une cloison-support 1. D'une manière généralement connue,cet échangeur de chaleur comprend deux plaques parallèles 2 et 3,de forme d'ensemble rectangulaire,munies l'une et l'autre d'une série d'ailettes parallèles rapprochées, respectivement 4 et 5.Ces ailettes sont tournées vers l'extérieur, de sorte que les faces lisses des deux plaques 2 et 3 sont situées l'une en regard de l'autre. Le thermo-élément 6, alimenté en courant électrique continu par des fils non représentés, est intercalé entre les deux plaques 2 et 3, de manière à se trouver en contact avec les faces internes lisses de ces deux plaques. Le dispositif d'assemblage selon l'invention est constitué par deux clips identiques 7 et 8 qui, dans la forme de réali sation des figures 1 et 2, sont réalisés sous la forme d'un fil d'acier présentant une partie droite centrale 9 dont les extrémités sont enroulées à la manière de spires de ressorts,comme indiqué en 10. La partie droite centrale 9 de chaque clip est engagée dans des encoches,respectivement Il et 12, ménagées sur les côtés des plaques 2 et entre les emplacements de deux ailettes consécutives 4 ou 5.Les deux retours constitués par les spires 10 sont introduits entre les ailettes,respectivement 4 et 5, et appliqués contre les faces extérieures des plaques respectives 2 et 3. ainsi les deux clips 7 et 8 pincent élastiquement les deux plaques 2 et 3, en exerçant sur celles-ci une pression qui s'applique en un point situé à l'intérieur de la surface rectangulaire se trouvant au droit du thermo-élément 6. I1 est à noter que ce dispositif assure non seulement l'assemblage des éléments constitutifs 2, 3 et 6 de l'échangeur de chaleur, mais aussi la fixation de cet échangeur sur la cloison-support 1. Dans la forme de réalisation de la figure 3,le disposi #tif d'assemblage est toujours réalisé par deux clips 7' et 8', mais ceux-ci sont réalisés par découpage à partir d'une plaque d'acier, de manière à présenter une partie droite centrale 9 et deux retours 10' formés par des parties droites s'étendant sensiblement perpendiculairement à la partie droite centrale 9'. Ces clips en forme de U sont, comme décrit précédemment, introduits entre les ailettes 4 et 5, leur partie droite centrale 9' étant engagée dans des encoches 11 et 12 des deux plaques 2 et Z, et leurs retours 10' pinçant élastiquement ces deux plaques. En outre, les retours 10' s'appliquent sur les deux plaques 2 et 3 par des parties pourvues de dents 13'. Dans les exemples représentés, les deux clips 7 et 8 ,ou 2 et 8' ,sont disposés l'un en face de l'autre,dans un même plan parallèle aux ailettes. Toutefois ils peuvent aussi être placés diff-éremment,et on resterait encore dans le cadre de l'invention en prévoyant plus de deux clips, ou même un seul clip pinçant les deux plaques dans leur région centrale. L'invention s'applique bien entendu à tous les échangeurs de chaleur du genre ici considéré,mais on peut citer,co#e application plus particulière, l'assemblage d'échangeurs de chaleur dont les deux plaques 2 et 3, en contact avec les thermo-éléments 6, sont obtenues par fonderie et pourvues d'ailettes 4 et 5 surmoulées. Comme il va de soi, et comme il résulte déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite pas aux seules formes de réalisation de ce dispositif d'assemblage pour échangeurs de chaleur qui ont été décrites ci-dessus à titre d'exemples;elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes d'exécution et d'application comportant des moyens équivalents, et c'est ainsi notamment que l'on ne s'éloignerait pas de l'invention en modifiant les formes de détail, le nombre et la disposition des clips, si le principe d'assemblage reste inchangé. -REVENDICATIONS - 1.- Dispositif d'assemblage pour échangeurs de chaleur,et plus particulièrement pour échangeurs de chaleur réalisés avec deux plaques parallèles, munies d'ailettes, entre lesquelles sont intercalés des thermo-éléments alimentés par le courant électrique continu et permettant de " pomper " des calories d'un coté de l'échangeur pour les restituer de l'autre côtéspar applica tion de l'effet PeMSerXcaractérisé en ce qu'il est constitué essentiellement par au moins un " clip" présentant une partie droite centrale et deux retours situés du meme côté et dans un même plan, aux extrémités de ladite partie droite,chaque clip étant introduit entre les ailettes, sa partie droite centrale étant engagée dans des encoches des deux plaques tandis que les deux retours pincent élastiquement les deux plaques, en exerçant sur celles-ci une pression s'appliquant en un point situé à l'intérieur de la surface qui se trouve au droit du thermô-élément. 2.- Dispositif d'assemblage pour échangeurs de chaleur selon la revendication 1,caractérisé en-ce que ses clips sont réalisés en un métal de faible module de flexion, permettant de minimiser les variations de l'effort de pression en fonction des tolérances d'assemblage. 3.- Dispositif d'assemblage pour échangeurs de chaleur selon la revendication 1 ou 2,caractérisé en ce que ses clips sont réalisés sous la forme d'un fil d'acier. 4.- Dispositif d'assemblage pour échangeurs de chaleur selon la revendication 3,caractérisé en ce que les deux retours des clips sont formés par les extrémités enroulées de la partie droite centrale. 5.- Dispositif d'assemblage pour échangeurs de chaleur selon la revendication 1 ou 2,caractérisé en ce que ses clips sont réalisés par découpage à partir d'une plaque d'acier. 6.-Dispositif d'assemblage pour échangeurs de chaleur selon la revendication 5,caractérisé en ce que les deux retours des clips sont formés par de-s parties droites s'étendant sensiblement perpendiculairement à la partie droite centrale. 7.- Dispositif d'assemblage pour échangeurs de chaleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 61 caractérisé en ce que des dents d'accrochage sont prévues sur les deux retours de chaque clip. 8.- Dispositif d'assemblage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par son application à l'assemblage d'échangeurs de chaleur dont les deux plaques, en contact avec les thermo-éléments, sont obtenues par fonderie et pourvues d'ailettes surmoulées.