Brevet FR2521276A1 — publié le 19830812

Echangeur de chaleur. La présente invention concerne d'une manière générale des échangeurs de chaleur et en particulier des échangeurs de chaleur dans lesquels le réservoir et le collecteur sont reliés entre eux par un dispositif de serrage mécanique sans avoir recours à un brasage ou soudage. Pour obtenir une liaison réservoir-collecteur sans bra- sure ni soudure les joints d'étanchéité utilisés dans ce but étaient jusqu'à présent, soit réalisés sous différentes for- mes non planes afin de mieux assurer une étanchéité positive, soit maintenus plats et serrés par des surfaces de collec- teur planes, ce qui nécessitait une force de serrage consi- dérable pour comprimer le joint dans l'aire d'étanchéifica- , tion Des exemples de dispositifs de liaison de ce genre sans brasure ni soudure sont décrits dans les brevets américains n s 3 583 478 et 3 628 603 au nom de Fieni; N O 3 027 142 au nom de Albers et collaborateurs; N O 3 993 126 au nom de Tay- lor; et N O 3 792 729 au nom de Perry. La présente invention a pour objet en premier lieu de créer un échangeur de chaleur perfectionné comportant une liaison réservoir-collecteur sans brasure ni soudure dans la- quelle un joint d'étanchéité est utilisé efficacement entre le réservoir et le collecteur sans que cela oblige à exercer une force de serrage considérable. D'autre part, il s'agit suivant l'invention de créer un échangeur de chaleur sans brasure ni soudure qui présente une liaison réservoircollecteur dans laquelle est incorporé un joint d'étanchéité qui est plat à son état libre mais qui est déformé en étant poussé dans une partie renfoncée du col- lecteur par une partie marginale à section décroissante pré- vue sur le réservoir, permettant ainsi d'obtenir un joint étanche entre le réservoir et le collecteur. De plus, l'invention a pour but de créer un échangeur de chaleur sans brasure ni soudure comprenant un collecteur conformé monté sur chaquepartie terminale d'un ensemble de tubes' et un réservoir en matière plastique monté sur chaque collecteur, un joint d'étanchéité plan étant placé entre ces derniers dans desrainures forffeesdans le collecteur, mais dans lequel le joint d'étanchéité est enfoncé par des bords obtus formés sur les parties marginales intérieures du réservoir, dans un renfoncement central formé dans le fond desraiurespour obtenir un joint étanche à chaque extrémité de l'échangeur de chaleur. L'invention est expliquée plus en détail ci-dessous à l'aide du dessin annexé sur lequel: la figure 1 est une vue en coupe transversale partielle d'un échangeur de chaleur suivant l'invention; la figure 1 A représente un détail de la structure de la figure 1 pour illustrer l'une des phases de l'opération de montage; la figure 2 est une vue en plan d'une partie de la structure de la figure 1; et la figure 3 est une vue latérale dé la partie repré- sentée sur la figure 2. lies figures 1 et 1 A illustrent d'une manière générale en détail un échangeur de chaleur 10 comprenant des collec- teurs métalliques supérieur et inférieur 12 fixés à un en- semble de tubes 14, et un réservoir en matière plastique 16 fixé à chaque collecteur sans brasage ni soudage Un joint d'étanchéité 18 est emprisonné entre les collecteurs et ré- servoirs respectifs. En l'occurrence, le collecteur 12 (figures 2 et 3) est réalisé sous une forme sensiblement rectangulaire et compor- te une paroi périphérique 20 dans le bord supérieur de la- quelle sont ménagées des entailles 22 régulièrement espacées. Une rakxe 24 présentant des côtés rectilignes est formée au voisinage des parties tant latérales que terminales de la pa- roi périphérique 20 Une rainure analogue 26 présentant des cô- tés rectilignes est forméele long de la ligne médiane longi- tudinale du collecteur de façon à faire communiquer entre el- les les deux parties terminalesdes rainres 24 Un renfoncement 28 (figure 1) présentant une section à confiquration d'arc est à son tour formé tout au long de la ligne médianedesrainures 24 et 26. Deux rangées rectilignes d'ouvertures régulièrement es- pacées 30 sont prévues dans le collecteur 12 entre la rainure centrale 26 et les deuxrainureslatérals 24 de la paroi périphé- rique Une bride cylindrique 32 est formée autour de chaque ouverture 30. Un tube 14, qui peut être en cuivre, en aluminium ou en une autre matière appropriée, est monté dans chaque ouverture et amené par dilatation à épouser étroitement et de maniè- re étanche la bride cylindrique 32,y compris des bourrelets annulaires 34 et/ou des parties biseautées 36 faisant sail- lie au-dessous et au-dessus des extrémités inférieure et su- périeure de chaque bride cylindrique correspondante 32, de manière à être retenu rigidement dans celle-ci Plusieurs ailettes 38 en forme de feuilles sont fixées aux tubes 14 au voisinage de chaque collecteur 12 supérieur et inférieuret servent à augmenter de la façon habituelle les surfaces de transfert de chaleur des tubes. Le réservoir en matière plastique 16 est réalisé de fa- çon à comporter un passage d'entrée/sortie 40 présentant un moyen de raccordement approprié 42 formé sur son extrémité extérieure Le réservoir 16 en matière plastique comporte une paroi périphérique 44 et une paroi longitudinale intermédiai- re 46 Un rebord 48 est formé le long de la surface extérieu- re de la paroi 44 Des côtés chanfreinés opposés 50 sont pré- vue sur les extrémités des parois 44 et 46 de façon à obte- nir tout au long de ces extrémités un bord 52 en forme de nez obtus destiné à venir en coïncidence avec le renfoncement 28 des creux 24 et 26 sur toute la longueur de ceux-ci. Lors du montage le joint d'étanchéité 18 est d'abord mis en place de façon plane dans les rainures 24 et 26, comme représenté sur la figure 1 A Puis on fait descendre le ré- servoir 16 sur le collecteur et le joint d'étanchéité de tel- le sorte que les bords 52 en forme de nez obtus poussent la partie centrale du joint d'étanchéité 18 dans les renfonce- ments 28 formés dans le fond des parties centrales desrainures 24 et 26, comme représenté sur la figure 1 Une fois le ré- servoir 16 ainsi mis en place, les parties de la paroi péri- phérique 20 qui subsistent entre les entailles 22 (figure 3) sont repliées sur le rebord 48 formé sur la surface extérieu- re de la paroi périphérique 44, comme représenté sur la fi- gure 1, afin de maintenir chaque réservoir 16 en place sur le collecteur 12 correspondant. Il résulte de ce qui précède que l'invention permet d'obtenir une liaison réservoir-collecteur simplifiée et ef- ficace sans brasure ni soudure et dans laquelle un joint d'étanchéité plat peut être utilisé entre le réservoir et le collecteur sans que cela oblige à exercer une force de ser- rage importante. Il convient de noter que, l'exemple de réalisation il- lustré et décrit n'ayant aucun caractère limitatif, diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Echangeur de chaleur, caractérisé en ce qu'il com- prend un collecteur ( 12) muni d'une paroi périphérique ( 20), plusieurs rangées de tubes ( 14),des moyerspour fixer le col- lecteur aux extrémités de chacun des tubes,une rainure ( 24, 26) forméedans le collecteur au voisinage de la paroi péri- phérique ( 20) et entre des rangées de tubes voisines, un ren- foncement ( 28) formé tout au long de la ligne centrale dela rainure( 24, 26), un réservoir ( 16) présentant une paroi ( 44) réalisée pour s'engager et être montée dans ia rainure ( 24) à l'intérieur de la paroi périphérique ( 20), un chanfrein ( 50) formé le long de chacune des parties marginales intérieure et extérieure de la paroi ( 44) du réservoir de façon àformer un bord obtus ( 52) aux extrémités des chanfreins, un joint d'étanchéité ( 18) monté dans la rainure ( 24,26)et poussé vers le bas le long de sa ligne centrale dans le renfoncement ( 28) par le bord obtus ( 52), et des moyerns pour retenir le réservoir ( 16) en place à l'intérieur de la paroi périphérique ( 20). 2 Echangeur de chaleur selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce qu'il présente plusieurs entailles espacées ( 22) ménagées dans le bord de la paroi périphérique ( 20) du collecteur ( 12), et un rebord ( 48) formé autour du côté ex- térieur de la paroi ( 44) du réservoir,lesdits moyers pour re- tenir le réservoir en place à l'intérieur de la paroi péri- phérique ( 20) consistant à replier les parties de la paroi périphérique ( 20) qui subsistent entre les entailles ( 22) sur le rebord ( 48). 3 Echangeur de chaleur, caractérisé en ce qu'il com- prend plusieurs rangées de tubes ( 14), un collecteur ( 12) muni d'une paroi périphérique ( 20) dans le bord de laquelle sont ménagées des entailles ( 22)esoacées, des moyens pour fixerle collecteur ( 12) aux extrémités de chacun des tubes ( 14), une rainure( 24, 26) forméedans le collecteur au voisinage de sa paroi périphérique ( 20) et entre des rangées de tubes voisi- nes, un renfoncement ( 28) formé tout au long de la ligne mé- diane delarainure( 24, 26), un réservoir ( 16) présentant une paroi ( 44) réalisée pour s'engager et être montée dans la rainure ( 24) à l'intérieur de la paroi périphérique ( 20), un rebord ( 48) formé autour du côté extérieur de la paroi ( 44) du réservoir, un chanfrein ( 50) prévu le long de chacune des parties marginales intérieure et extérieure de la paroi ( 44) du réservoir de façon à former un bord obtus ( 52) aux extré- mités des chanfreins, et un joint d'étanchéité ( 18) monté dans la rainure ( 24) et poussé vers le bas le long de sa ligne centrale dans le renfoncement ( 28) par le bord obtus ( 52), le réservoir ( 16) étant retenu en place par le fait que les parties de la paroi périphérique ( 20) qui subsistent entre les entailles sont repliées sur le rebord ( 48).