Brevet FR2465987A1 — publié le 19810327

L'invention concerne des échangeurs de chaleur du type comprenant un faisceau de tubes parallèles parcourus par un liquide, qui traversent en étant au contact avec elles, des ailettes balayées par de l'air, au moins une des extrémités des tubes débouchant dans une chambre collectrice limitée d'une part par une boite, ou boite à eau, d'autre part par une plaque traversée par les extrémités des tubes, habituellement appelé collecteurs, la boite à eau et le collecteur étant assemblés entre eux de manière étanche. Un tel échangeur de chaleur est décrit par exemple dans le Brevet français NO 1 577 223 déposé le 21 juillet 1967 au nom de la présente Demanderesse. Pour répondre à la dilatation et à la contraction du liquide que contient l'échangeur, sous la effet des variations de température, qui peuvent etre tres grandes, on prévoit, en outre de la chambre collectrice, une chambre d'expansion, qui sert également au dégazage de l'eau. Dans de nombreuses installations, la chambre d'expansion est l'espace inférieur à un vase d'expansion distant de l'échangeur et relié à celui-ci par des tuyaux, le plus souvent souples. Récemment, on a proposé de comprendre la chambre d'expansion dans l'unité mécanique que constitue l'échangeur de chaleur, supprimant ainsi la nécessité de tuyau de raccordement. Dans ce but, un dispositif d'enceinte, assemblé avec le collecteur, a un volume intérieur suffisant pour pouvoir ménager deux chambres dont l'une joue le rle de chambre collectrice et l'autre celui de chambre d'expansion. L'invention a pour objet un tel dispositif à chambre collectrice et chambre d'expansion pour un échangeur de chaleur à circulation de liquide. Elle s'applique notamment à de tels dispositifs prévus pour faire partie d'un échangeur de chaleur équipant un téhi- cule automobile, en particulier pour le refroidissement de liquide provenant du bloc moteur. L'invention a pour objet un dispositif d'enceinte à chambre collectrice et chambre d'expansion pour échangeur de chaleur à circulation de liquide dans un faisceau de tubes parallèles débouchant dans la chambre collectrice à travers une plaque à trous ou collecteur et assemblées avec celui-ci de manière étanche, caractérisé en ce que le dispositif d'enceinte comprend un boîtier de configuration générale parallélépipédique ouvert sur une grande face pour l'assemblage avec le collecteur ainsi qu'à l'intérieur du boîtier un profilé à section en U dont les branches sont accolées aux hautes parois parallèles du boîtier perpendiculaire à la face ouverte pour l'assemblage mais d'une profnndeur inférieure à celle desdites parois dans le sens de l'éloigemment par rapport à ladite face, de sorte que le fond du profilé ménage avec lesdites parois la chambre d'expansion, en communication avec la chambre collectrice par des orifices prévus dans ledit fond. Selon une réalisation, le fond de 1'U est appliqué pour transmettre un effort sollicitant à pression les extrémités des branches du profilé contre une feuille de caoutchouc ou analogue tapissant le collecteur, au bénéfice de l'étanchéité. Dans la description qui suit, Site à titre d'exemple,on se réfère aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe transversale; - la figure 2 est une vue schématique partielle en coupe verticale; et - la figure 3 est une vue analogue à la figure 2 mais pour une autre réalisation. Les tubes d'un faisceau de tubes (non représentés) d'un échangeur de chaleur du type rappelé ci-dessus traversent à une de leurs extrémités une plaque à trous 11, ou collecteur, revetu sur sa face opposée au faisceau par une feuille 12 d'élastomère. Le corps 13 de la plaque est conformé sur sa périphérie suivant une gouttière 14 dont le bord externe comprend des pattes 15 qui, lorsqu'eUes sont retournées suivant des retours 16, appliquent à pression le bord 17 formant la périphérie de l'orifice d'un boîtier ou enceinte 18 dont une face est ouverte, par sa nervure 19, dans un bourrelet 21 formé à la périphérie de la feuille 12. Le boîtier ouvert 17 est de forme générale parallélépipédique avec deux longues parois parallèles 22 et 23, deux parois perpendiculaires aux précédentes 24 et 25 et une paroi incurvée, sensiblement semicylindrique 26.Le boîtier 18 est avantageusement obtenu par moulage de matière plastique et présente un embout 27 d'entrée ou de sortie de liquide. A l'intérieur du boîtier 18 est introduit,par l'orifice du boîtier limité par les parois 22, 23 et 24, 25, un profilé 27 à section transversale en U, montrant ainsi un fond 28 et deux branches 29 et 31. Ledit profilé peut etre obtenu par extrusion de matière plastique de découpage à longueur. Sa longueur est telle que, lorsqu'il est introduit dans le boîtier 18, sa tranche supérieure 32 est en contact avec la surface interne 33 de la paroi supérieure 24 et sa tranche inférieure 34 est en contact avec la surface interne 35 de la paroi inférieure 25. La largeur du profilé est choisie pour que les surfaces externes 36 et 37 des branches 29 et 31 soient en contact avec les faces internes 38 et 39 des parois 22 et 23. La branche 29 présente un trou ou ouverture 41 en regard de la surface interne 42 de l'embout 27. Du fond 26 ou paroi incurve du boîtier 18 sont dépendants des doigts effilés 43 dont les extrémités 44 viennent en contact avec la surface externe 45 du fond 28 de sorte que, lorsqu'après introduction du profilé 27, on provoque un rapprochement de cet ensemble par rapport au collecteur 11 revêtu de la feuille d'élastomère 12, la coopération à butée des extrémités 44 des doigts 43 contre la surface 45, assure l'application sous pression des extrémités 46 et 47 des branches 29 et 31 du profilé 27 contre feuille d'élastomère 12, contribuant ainsi à l'étanchéité de la chambre 48, ou chambre collectrice,limitée par le profilé 27, tlne partie des parois 24, 25 et le collecteur 11 revêtu de la feuille d'élastomère 12. La chambre d'expansion est limitée par le fond 28 du profilé 27, une partie des parois 22 et 23, une partie des parois 24 et 25 du boîtier 18 et la paroi incurvée 26 de celui-ci. Un orifice calibré 49 est prévu sur le fond 28 à la partie supérieure de celui-ci et un orifice calibré 51 est prévu sur ledit fond 28, à sa partie inférieure, le passage laissé par l'orifice 51 étant notablement plus grand que celui laissé par l'orifice 49. Dans la forme de réalisation montrée sur la figure 3, du profilé 27 dépendent deux parois perpendiculaires 52, 53 qui s'appliquent contre les surfaces internes 33 et 35 des parois 24 et 25 du boîtier 18. Dans la forme de réalisation représentée sur la figure 1, le profilé 27 et la paroi 23 présentent des orifices en regard 54 et 55, qui servent au passage d'une tubulure de circulation d'huile, non représentée, par l'intermédiaire d'un joint d'étanchéité 56 à rebords 57, 58 enserrant lesdites parois. REVENDICATIONS 1. Dispositif à chambre collectrice et chambre d'expansion pour échangeur de chaleur à circulation de liquide dans un faisceau de tubes parallèles débouchant dans la chambre collectrice à travers une plaque à trous ou collecteur assemblé de manière étanche par l'intermédiaire d'une feuille d'élastomère avec la paroi délimitant la chambre collectrice, caractérisé en ce que ladite paroi fait partie d'un boitier ouvert, dans l'ensemble parallélépipédique, contenant en son intérieur un profilé à section en U dont les branches sont accolées aux grandes parois parallèles limitant la chambre collectrice mais d'une profondeur inférieure à celle desdites parois dans le sens de l'éloignement par rapport au collecteur de sorte que le fond du profilé ménage avec lesdites parois la chambre d'expansion, en communication avec la chambre collectrice par des orifices prévus dans ledit fond. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le profilé est dépourvu de cloisons d'extrémités. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le profilé est en matière plastique et est obtenu par extrusion. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le profilé comprend des cloisons d'extrémités appliquées contre les parois du boîtier raccordant lesdites grandes parois. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé ce que la partie de paroi du boîtier opposée à l'orifice de celui-ci porte des doigts sollicitant, à l'assemblage du dispositif avec le collecteur, par action contre le fond du profilé, l'extrémité des branches de ce dernier sur la feuille d'élastomère revêtant le collecteur, au bénéfice de l'étanchéité. 6. Boîtier faisant partie du dispositif selon l'une des revendications 1 à 5. 7. Profilé faisant partie du dispositif selon l'une des revendications 1 à 5. 8. Echangeur de chaleur comprenant un dispositif selon l'une des revendications 1 à 5.