Brevet FR2494418A1 — publié le 19820521

La présente invention concerne un nouvel échangeur de chaleur pour fluidesdivers qui est destiné, plus particulièrement, à permettre un échange de chaleur entre deux liquides, par exemple entre l'huile d'une transmission hydraulique et le liquide de refroidissement d'un moteur thermique. Ltéchangeur de l'invention peut, cependant, être utilisé également pour permettre un échange de chaleur entre un fluide liquide et un fluide gazeux, par exemple pour refroidir l'huile de lubrification d'un moteur. La réalisation de l'échangeur de l'invention fait qu'il présente, de par sa structure même, une très grande résistance mécanique, particulièrement vis-à-vis des pressions qutil peut subir intérieurement et cela sans qu'il soit nécessaire d'utiliser des joues latérales ou des joues d'extrémité , comme le nécessitent le plus souvent les échangeurs connus jusqu'a' présent. En effet, l'invention est partie de la constatation surprenante qu'il était possible de faire supporter à des conduites réalisées par des demi-lames assemblées des pressions internes élevées lorsque ces demi-lames sont associées et brasées à des organes tels que des perturbateurs et, éventuellement, des dissipateurs sans qu'il y ait lieu de prévoir des joues de renforcement de part et d'autre du faisceau tubulaire réalisé mais cela sous la réserve que des moyens soient prévus pour que les parties des demi-lames qui constituent des chambres collectrices élémentaires puissent être renforcées de façon efficace, bien qu'il soit impossible d'y insérer des moyens analogues à des perturbateurs. La Demanderesse a déjà enseigné dans son brevet français 1 589 869 que des moyens de renforcement des chambres collectrices élémentaires pouvaient être constitués par un tube entretoise traversant toutes les chambres collectrices et brasés aux joues latérales constituées par des pinces en métal relativement épais. Dans cette réalisation connue, le tube de circulation est fermé par une pastille à une extrémité et il est ouveru sers l'autre extrémité pour être raccordé à un conduit d'amenée, respectivement d'évacuation du fluide devant circuler. Dans cette publication connue, l'utilisation de joues latérales est nécessaire car les moyens de ce brevet ne permettent pas de braser le tube directement aux demilames. L'invention crée un nouvel échangeur qui résout le problème exposé dans ce qui précède, qui est d'une fabrication simple et bon marché et > qui peut entre mis en oeuvre à des fins diverses. Conformément å l'invention l'échangeur de chaleur pour fluides divers, liquideSou gazeux comportant un faisceau tubulaire et constitué par des demi-lames eomplémen- taires délimitant deux à deux, au moins, un conduit et deux chambre collectrices élémentaires, la paroi des demi-lames délimitant la chambre collectrice présentant une ouverture et un tube traversant toutes les chambres collectrices élémentaires est caractérisé en ce que le tube est formé par un raccord monobloc présentant à une extrémité un fond, et près de l'autre extrémité, une collerette au-aelà de laquelle fait saillie un manchon de raccordement, la collerette délimitant, sur sa face tournée vers la première demi-lame, un épaulement correspondant exactement à l'ou- verture de cette demi-lame et un anneau, présentant également un épaulement correspondant exactement à l'ouverture des demi-lames, étant enfilé sur ltextrémité fermée du raccord, ledit anneau étant brasé tant å la demi-lame sur laquelle il appuie que sur la partie tubulaire du raccord dont la collerette est brasée sur l'autre demi-lame. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Des formes de réalisation de l'invention sont représentées, à titre d'exemples non limitatifs, au dessin annexe. La fig. 1 est une coupe élévation illustrant l'échangeur de chaleur de l'invention monté dans la nourrice d'un échangeur principal. La fig. 2 est une coupe élévation partielle à plus grande échelle illustrant des détails de réalisation. La fig. 3 est une coupe-élévation partielle analogque à la fig. 2 d'une variante. Àu dessin 1 désigne une nourrice d'un échangeur de chaleur, par exenple la botte à eau de sortie d'un radiateur pour le refroidissement du liquide circulant dans la chemise d'un moteur thermique. Des tubes 2 de refroidissement sont représentés pour déboucher dans la nourrice 1 lorsque celle-ci est constituée par une botte à eau, comme indiqué ci-dessus. L'échangeur de l'invention est constitué de façon connue en soi par l'assemblage d'un jeu de demi-lames 3, 4. Les demi-lames 3, 4 présentent à leur périphérie des rebords d'appui 5 et elles sont conformées pour délimiter, lorsqu'elles sont assemblées deux à deux, un conduit 6, des bossettes entretoises 7 et des chambres collectrices élémentaires 8. Les conduits 6 contiennent des perturbateurs 9 destinés, d'une part, à améliorer l'échange thermique et, d'autre part, à constituer avec les demi-lames une structure résistante alvéolaire permettant auxdites demi-lames de supporter des pressions internes élevées lorsque les perturbateurs sont brasés avec elles, ces pressions pouvant par exemple être de l'ordre de 20 à 30 bars. La paroi des demi-lames qui délimite les chambres collectrices élémentaires 8 présente une ouverture 10 mettant en communication les différentes chambres collectrices élémentaires. Les bossettes entretoises 7 font saillie d'une même mesure que la paroi des demi-lames qui délimite les chambres collectrices élémentaires 8 et ces bossettes sont destinées à reunir les différentes demi-lames pour qu'elles constituent un ensemble homogène lorsqu'elles sont brasées entre elles. Pour amener, respectivement évacuer, le fluide devant circuler dans les conduits 6, l'invention prévoit des raccords désignés dans leur ensemble par la référence 11. Ces raccords sont constitués par des pièces en même métal que celui qui constitue les demi-lames ou en un métal ou alliage compatible avec celui desdites demi-lames compte tenu de la nature des fluides devant circuler tant à l'intérieur des conduits 6 qu'à l'extérieur des demilames dans la nourrice 1. Chaque raccord Il est fabriqué par une pièce massive pouvant être réalisée par moulage mais de préférence par un procédé de repoussage ou de matriçage qui permet d'obtenir une pièce dont le métal est bien écroui. Les raccords 11 délimitent ainsi une partie tubulaire 12 s'étendant au-dessus d'un fond 13. Une lumière 12a est prévue dans la partie tubulaire 12 pour communiquer avec l'intérieur des chambres collectrices élémentaires. Chaque raccord forme une collerette 14 dont le dessous délimite un épaulement de centrage 15 qui est engagé exactement dans l'ouverture 10 de la première demilame 4a (fig. 2). Ainsi, le raccord est centré par rapport à la demi-lame et la partie de la collerette 14 qui 8'étend à la périphérie de l'épaulement 15 prend appui sur la surface externe de la demi-lame pour y Stre brasée. Pour assurer de meAfle manière le centrage de la partie du raccord au voisinage du fond 13, il est prévu un anneau 16 qui est conformé pour délimiter une douille 16a dans laquelle est enfilée l'extrémité du raccord, un épaulement 16b centré dans l'ouverture 10 de la dernière demi-lame 3a et use partie d'appui 16c prenant appui sur la surface externe de la demi-lame 3a pour être brasée à celle-ci. Le raccord Il présente sur le dessus de la collerette 14 une rainure 17 dont les bords sont avantageusement divergents, cette rainure contenant un joint souple déformable 18. La partie du raccord Il qui fait saillie au-delà de la collerette 14 délimite un manchon 19 comportant un taraudage 20 et un filetage 21. Comme l'illustre le dessin, le manchon 19 de chaque raccord est destiné à être passé dans une ouverture 22 de la nourrice 1 et permet la fixation de l'échangeur à la nourrice en utilisant un écrou 23 qui est vissé sur le filetage 21. Le taraudage 20 sert à la mise en place d'un embout fileté 24 dont est munie une canalisation 25 pour amener, respectivement évacuer un fluide devant circuler dans l'échangeur. Comme cela ressort de la description qui précède, pour réaliser l'échangeur il suffit d'enfiler les demilames sur deux raccords 11 en mettant en place, au fur et à mesure, les perturbateurs 9 puis finalement les anneaux 16. L'échangeur est ensuite brasé et est preAt à entre utilisé puisque son montage dans la nourrice 1 est ensuite purement mécanique, étant donné qu'il suffit d'engager les manchons 19 dans les ouvertures 22 de la nourrice et de visser les écrous 23, l'étanchéité étant assurée par les joints 18.De même, le raccordement avec les canalisations 25 est extrêmement simple puisqu'il est assuré par des embouts filetés. il est remarquable de constater que les raccords Il coopèrent avec l'anneau 16 pour constituer une entretoise au niveau des chambres collectrices élémentaires des lames de circulation, c'est-à-dire à un emplacement où apparattrait une faiblesse de l'échangeur puisque, au niveau desdites chambres collectrices élémentaires 8, il n'est pas possible de disposer un perturbateur interne réalisant une structure alvéolée résistante. il est remarquable également de constater que la réalisation d'un raccord Il sous la forme d'une pièce monobloc fait que cette pièce est d'une grande résistance et peut supporter des efforts importants; il en est de même pour la brasure exécutée au niveau du raccord et de la douille 16a de l'anneau 16, puisque la douille 16a peut s1 étendre sur une hauteur non négligeable. La fig. 3 illustre une variante selon laquelle la douille 16an du raccord est tournée vers l'extérieur. Cette dispositions présente l'avantage de faciliter la mise en place de l'anneau 16 et d'éviter que la douille vienne en contact avec le perturbateur contenu par les lames. En outre, et bien que cela ne soit pas représenté, il est ainsi possible de prévoir une douille 16a1 suffisamment longue pour relier deux raccords disposés tAte bêche et donc d'assembler deux éléments échangeurs. L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation représentés et décrits en detail, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. En particulier, l'échangeur décrit peut être mis en oeuvre à d'autres emplacements qu'à 15 intériear d'une nourrice et, de mêmes il est possible de disposer des dissipateurs dans les espaces délimités entre les éléments. Dans ce cas, les bossettes 7 peuvent être supprimées. REVEND i CÂTI ONS 1 - Echangeur de chaleur pour fluidesdivers, li quids ou gazeux comportant un faisceau tubulaire constitué par des demi-lames complémentaires délimitant deux à deux, au moins, un conduit et deux chambres collectrices élémentaires, la paroi des demi-lames délimitant les chambres collectrices présentant une ouverture et un tube traversant toutes les chambres collectrices élémentaires, caractérisé en ce que le tube est formé par un raccord monobloc présentant à une extrémité un fond et près de l'autre extrémité une collerette au-delà de laquelle fait saillie un manchon de raccordement, la collerette délimitant sur sa face tournée vers la première demi-lame un épaulement correspondant exactement à l'ouverture de cette demi-lame et un anneau; présentant également un épaulement correspondant exactement à l'ouverture des demi-lames, étant enfilé sur l'extrémité fermée du raccord, ledit anneau étant brasé tant à la demi-lame sur laquelle il appuie que sur la partie tubulaire du raccord dont la collerette est brasée sur l'autre demi-lame. 2 - Echangeur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le manchon saillant au-delà de la collerette du raccord présente un taraudage pour la mise en place d'un embout de raccordement. 3 - Echangeur de chaleur selon 1 'une des revendidations 1 ou 2, caractérisé en ce que le manchon saillant au-delà de la collerette présente un filetage. 4 - Echangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la face libre de la collerette délimite une rainure pour un joint détanchéité. 5 - échangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'anneau enfilé sur la partie fermée du raccord présente une douille en contact avec la paroi extérieure du raccord pour permettre la brasure sur une étendue notable entre ledit anneau et ledit raccord. 6 - Echangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le raccord est mono bloc et fabriqué par repoussage ou matriçage. 7 - Echangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que des moyens sont prévus entre les demi-lames pour assurer leur entretoisement en réalisant une structure alvéolée. 8 - Echangeur de chaleur selon l'une des revendications 7 à 7, caractérisé en ce que le manchon formé par chaque raccord est engagé dans un orifice d'une paroi à laquelle le raccord est fixé par un écrou vissé sur le filetage desdits manchons. 9 - Echangeur de chaleur selon l'une des revendications I à 8, caractérisé en ce que la paroi sur laquelle chaque raccord est fixé est constituée par un c8té d'une nourrice d'un échangeur de chaleur. 10 - Echangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la nourrice est constituée par la botte à eau de sortie d'un radiateur de refroidissement. 71 - Echangeur de chaleur selon lune des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'anneau enfilé sur la partie fermée du raccord présenté une douille faisant saillie vers l'extérieur.