Brevet FR2467373A1 — publié le 19810417

L'invention a pour objet un dispositif d'enceinte à chambre collectrice et chambre d'expansion pour un échangeur de chaleur. Dans l'industrie automobile, on fait appel à des échangeurs de chaleur à tubes dans lesquels circule de l'eau et qui sont habituellement garnis d'ailettes lesquelles sont balayées par de l'air. Dans de tels échangeurs, les tubes débouchent à au moins une de leurs extrémités dans une chambre collectrice, et ils est nécessaire de prévoir des moyens pour faire face à la dilatation de l'eau sous l'effet d'une augmentation de température, également pour dégazer l'eau et aussi pour permettre le remplissage de l'échangeur. Ces dernières fonctions sont accomplies dans une chambre définie- par un vase d'expansion. Alors que, dans le passé, le vase d'expansion était distinct et distant de l'échangeur, il est maintenant admis qu'au moins dans certains cas l'incorporation du vase d'expansion à l'unité mécanique qui comprend l'échangeur a des avantages, notamment en raison de la suppression des tubulures requises auparavant pour relier l'échangeur au vase d'expansion. C'est précisément un but de l'invention de fournir un dispositif d'enceinte qui, associé à un faisceau de tubes d'échangeur dont les extrémités sont montées dans une plaque à trous ou collecteur, assume les fonctions attachées à la chambre collectrice et à la chambre d'expansion. C'est en particulier un but de l'invention de fournir un dispositif d'enceinte à chambre collectrice et chambre d'expansion qui soit de fabrication simple et économique,qui puisse s'adapter à divers types d'échangeurs de chaleur, différant entre eux notamment par leur puissance, et qui remplisse au mieux les conditions souhaitées par le constructeur et l'usager. Selon l'invention, on prévoit une enceinte ou bottier d'un volume suffisant pour ménager tant la chambre collectrice que la chambre d'expansion et on loge à l'intérieur de ladite enceinte un fourreau tubulaire dont une paroi joue le rôle de cloison pour diviser l'enceinte en une chambre collectrice et une chambre d'expansion. Selon une forme de réalisation, le fourreau, touten ayant une capacité de déformation élastique suffisante pour franchir une saillie de retenue prévue sur la paroi interne de l'enceinte, possède cependant une permanence de forme assurant son appui efficace contre lesdits moyens de retenue, après son introduction. Selon une autre forme de réalisation, à l'immobilisation du fourreau contribue au moins un doigt qui en dépend, coopérant à butée avec le collecteur -ou plaque à trous. Selon l'invention, également, on prévoit un fourreau obtenu par extrusion, donc dans des conditions particulièrement économiques, avantageusement en matière plastique. Selon l'invention aussi, la disposition du fourreau à l'intérieur de enceinte est telle que les intervalles ménagés avec les parois transversales de cette dernière sont précisément ceux qui correspondent aux ouvertures de communication souhaitées entre la chambre collectrice et la-chambre d'expansion. Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue schématique d'un échangeur de chaleur la figure 2 est une vue en coupe transversale du dispositif d'enceinte ; la figure 3 est une vue schématique en coupe verticale, parallèlement à l'orifice de l'enceinte la figure 4 est une vue en coupe verticale perpendiculaire à celle de la figure 3 la figure 5 est une vue perspective d'un fourreau la figure 6 est une vue analogue à la figure 2, mais pour une variante. La figure 1 montre un échangeur de chaleur auquel s'applique le dispositif d'enceinte selon l'invention et qui comprend un faisceau de tubes parallèles 1 dans lesquels circule de l'eau, les tubes traversant, au contact, des ailettes 2 balayées par de l'air,et étant interposés entre une première chambre collectrice 31 et une seconde chambre collectrice 32. Chaque chambre collectrice est limitée par une bolte 4 ou bolte à eau assemblée de manière étanche pas son bord 5 avec une plaque à trous, respectivement 61, 62 ou collecteur, traversé de manière étanche par les extrémités des tubes.On a montré schématiquement en 7 une chambre d'expansion adjacente à la chambre collectrice 32 l'ensemble des deux chambres étant ménagé par un dispositif d'enceinte 8 assemblé de manière étanche au collecteur 62. Le dispositif d'enceinte comprend un corps 11 (fig. 2 à 4) en matière plastique, venu de moulage, de forme générale parallélépipédique, avec deux longues parois parallèles 12, 13 verticales (dans le cas d'un échangeur à tubes horizontaux) raccordées par une paroi incurvée ou dos 10, sensiblement semi-cylindrique, et deux petites parois horizontales 14 et 15, lesdites parois définissant un orifice rectangulaire 16 dont le bord 17, à nervure 18, est utilisé pour l'assemblage à étanchéité avec une plaque à trous 19, ou collecteur, traversée par les extrémités des tubes et revêtue, sur sa face opposée à celle tournée vers le corps des tubes, d'une feuille d'élastomère 21. L'assemblage est obtenu par rabattement ou sertissage de pattes 22 d'un rebord 23 de la plaque à trous. Les surfaces internes 25 et 26 des parois 12 et 13 présentent, sensiblement à mi-distance entre la partie sommitale 27 du dos incurvé 10 et le bord 17, de petites saillies 28, 29 délimitées par des plans inclinés, respectivement 31, 32 et 33, 34. De la paroi 12 dépend un embout 35 pour la liaison à un circuit de fluide primaire , le plus souvent de l'eau. Eventuellement,-la paroi 13 présente un orifice 36 pour le passage d'une canalisation d'huile, l'autre orifice pour cette canalisation n'ayant pas été représenté ni non plus l'autre ou les autres embout(s) analogue(s) à l'embout 35. Des parois 12 et 13 dépendent, sur leur surface interne, à la partie inférieure de celle-ci, deux plates-formes en regard 41 et 42 (fig. 3 et 4), et à la partie supérieure deux nervures en regard 43 et 44, les plates-formes 41 et 42 étant plus éloignées de la paroi inférieure 15 que les nervures 43 et 44 le sont de la paroi supérieure 14. Les nervures 43 et 44 forment la base épanouie d'un collet 45 faisant saillie par rapport à la cloison supérieure 14 et qui se raccorde également aux cloisons 12 et 13 par des évasements 47. Le collet 45 est propre à loger un clapet taré et à recevoir un bouchon. On dispose d'autre part -d'un profilé tubulaire 51 (figure 5), avantageusement obtenu par extrusion, en matière plastique ou éventuellement en métal, et qui comprend deux parties planes parallèles 52, 53 dont les faces externes 54, 55 (fig. 2) sont distantes entre elles d'une longueur égale à l'intervalle séparant les surfaces internes 56, 57 des parois parallèles 12 et 13, une partie incurvée 58, conjuguée de la surface interne 59 de la paroi incurvée 10 et, à l'opposé, une partie plane 61 ; la distance entre la surface externe 62 de cette partie plane et la ligne sommitale 63 de la surface externe 58 est égale à la distance qui sépare la ligne sommitale o4 de la surface interne 59 de la paroi incurvée 10 du plan 65 passant par les tinter se tions 66 et 67 respectivement des plans 31, 32 et 33, 34. Le profilé tubulaire 51 est découpé à la longueur, de manière que ses tranches 68, 69 soient distantes de l'intervalle qui sépare les plates-formes 41 et 42 des nervures 43, 44. Avant l'assemblage du boîtier i1 avec la plaque à trous 19, on présente, par l'orifice 16 limité par le bord 17 de l'enceinte 11, le tronçon tubulaire de profilé 51 ainsi découpé. Les parois 52 et 53 dudit tronçon sont suffisamment minces pour qu'elles se déforment au passage des saillies 28 et 29. Lorsque l'enfoncement est complet, c'est-à-dire lorsque la partie incurvée 58 du tronçon est en contact avec la surface interne 59 du dos incurvé 10, les parties planes 52 et 53 dudit tronçon ont complètement défilé devant les saillies 28 et 29. La sortie dudit tronçon par un mouvement rétrograde est ainsi positivement interdite par l'obstacle que constituent les plans inclinés 31 et 33. Au cours de l'introduction, la tranche inférieure 69 du tronçon coopère avec les plates-formes 41 et 42 et la tranche supérieure 68 avec les nervures 43et 44. Lorsque le tronçon de profilé tubulaire 51 est en place, la paroi plane 61 divise le volume intérieur au boitier ou enceinte Il en-une chambre collectrice 71 et une chambre d'ex- pansion 72. -Le petit intervalle laissé libre entre les nervures 43 et 44 et la paroi supérieure 14 procure la communication à passage réduit souhaitée entre la chambre collectrice 71 et la chambre d'expansion 72. L'intervalle plus large entre les plates-formes 41 et 42 et la paroi inférieure 15 procure la communication à section plus importante souhaitée entre la chambre d'expansion 72 et la chambre collectrice 71. Dans la variante montrée sur la figure 6, les surfaces internes 56, 57, respectivement,des parois latérales 12 et 13 de l'enceinte Il ne présentent pas de saillie à section triangulaire comme dans la forme de réalisation précédente, mais de la face externe 62 de la partie plane 61 du fourreau 51 dépendent un ou plusieurs doigts effilés 80 répartis sur la hauteur du fourreau et qui coopèrent par leur face frontale d'extrémité 81 à butée contre un relief 82 que présente la surface 83 de la feuille élastomère 84 revêtant la plaque à trous 19. L'assemblage de l'enceinte, garnie au préalable du fourreau 51, avec le collecteur ou plaque à trous 19 portant les tubes, réalise simultanément l'immobilisation du fourreau 51 à l'égard d'un mouvement parallèle aux tubes. REVENDICAIONS 1. Dispositif de boiter ou enceinte, destiné à être monté sur une plaque à trous ou collecteur d'un échangeur de chaleur à tubes traversant le collecteur par leurs extrémités, pour former une chambre collectrice et une chambre d'expansion dudit échangeur, caractérisé en ce que le boi- tier, qui forme un corps unitaire, a son volume divisé en deux parties, affectées respectivement à la chambre collectrice et à la chambre d'expansion, par la paroi d'un fourreau prenant appui contre la surface interne de l'enceinte. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie de paroi interposée entre la chambre collectrice et la chambre d'expansion est plane. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la partie de paroi du fourreau opposée à la partie plane est sensiblement semi-cylindrique. 4. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que la partie sensiblement semi-cylindrique est au contact de la surface interne de l'enceinte dont elle est conjuguée. 5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la partie plane et la partie semi-cylindrique opposée sont raccordées par des parties planes perpendiculaires à la partie de séparation et parallèles à l'axe du cylindre. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les parties planes perpendiculaires sont au contact avec les parties parallèles planes de la surface interne du bottier. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la surface interne desdites parties parallèles planes présente des saillies disposées pour qutà l'introduction du fourreau parallèlement aux longues parois de l'en- ceinte, ledit fourreau franchisse les saillies grâce à llélas- ticité que présente sa paroi et, après introduction complète, sofl:-maintenu par lesdites saillies. 8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fourreau est ouvert à ses extrémités. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les tranches d'extrémités du fourreau coopèrent avec des nervures, respectivement supérieure et inférieure, de la surface interne du boitier. pour contribuer au maintien du fourreau. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractéris en ce que l'intervalle entre la tranche d'extrémité supérieure du fourreau et la paroi en regard de l'enceinte assure la mise en communication de la partie supérieure de la chambre collectrice avec la partie supérieure de la chambre d'expansion. 11. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'intervalle entre les nervures inférieures ou plates-formes et la paroi en regard de l'enceinte assure la mise en communication de la partie inférieure de la chambre d'expansion avec la partie inférieure de la chambre collectrice. 12. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que des doigts, nervures ou entretoises, sont interposés entre la plaque à trous ou collecteur et la paroi de séparation de la chambre collectrice par rapport à la chambre d'expansion. 13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé e en ce que lesdits doigts sont dépendants du fourreau. 14. Boitier faisant partie d'un dispositif selon l'une des revendications 1 à 13. 15. Fourreau faisant partie d'un dispositif selon l'une des revendications 1 à 13. 16. Echangeur de chaleur comprenant un dispositif selon l'une des revendications 1 à 13.