Brevet FR2530328A1 — publié le 19840120

La présente invention concerne un échangeur de chaleur du type à tubes et ailettes dont les tubes sont engagés dans des plaques collectrices auxquelles ils sont reliés par des collets ou douilles en matière élastique. Les échangeurs réalisés de cette façon donnent satisfaction mais ils nécessitent souvent de prévoir des joues latérales reliant les plaques collectrices ou les boîtes à eau afin d'empêcher que des sollicitations méca- niques provoquent un déplacement graduel des ensembles plaques collectrices-boîtes à eau par rapport aux tubes. Par ailleurs, il est souhaitable, notamment pour réduire le prix de revient des appareils, de ne pas utiliser de joues latérales. Pour résoudre ce problème, il a déjà été proposé d'évaser la partie des tubes qui traverse la plaque collec- trice et qui s'étend au-delà de celle-ci L'évasement ou gonflage de l'extrémité des tubes constitue une opération qui est relativement longue et donc coûteuse De plus, cet évasement'est incompatible avec l'emploi de plaques collec- trices déjà assemblées aux boites. L'invention résout le problème exposé en créant un nouvel échangeur de chaleur à tubes verrouillés au col- lecteur. Conformément à l'invention, l'échangeur de chaleur à tubes verrouillés au collecteur comportant des ailettes enfilées sur les tubes qui sont eux-mêmes engagés dans des collets en matière élastique disposés dans les passages de tube d'une plaque collectrice, est caractérisé par des élé- ments d'arrêt présentant au moins un trou de diamètre plus petit-que le diamètre extérieur des tubes, ledit élément d'arrêt étant enfilé à force sur l'extrémité saillant dans la plaque collectrice d'au moins certains des tubes auxquels elle est reliée. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Des formes de réalisation de l'objet de l'inven- tion sont représentées, à titre d'exemples non limitatifs, au dessin annexé. La fig 1 est une coupe-élévation partielle et schématique d'un échangeur de chaleur réalisé conformément à l'invention. La fig 2 est une coupe-élévation, à plus grande échelle, illustrant une caractéristique de l'invention. La fig 3 est une vue de dessus d'un des éléments apparaissant à la fig 1. La fig 4 est une vue analogue à la fig 3 montrant une variante. La fig 5 est une coupe-élévation analogue à la fig 1 d'un développement de l'invention. La fig 6 est une coupe vue sensiblement suivant la ligne VI-VI de la fig 5. La fig 7 est une coupe-élévation partielle très agrandie d'un détail apparaissant à la fig 5. La fig 8 est un plan partiel explicatif. La fig 9 est une coupe-élévation analogue aux fig 1 et 5 d'une autre variante. La fig 10 est une perspective d'une variante. La fig 11 est une coupe transversale analogue à la fig 6 mettant en oeuvre la variante de la fig 10. Au dessine 1 désigne des tubes de circulation de section ronde d'un échangeur de chaleur sur lesquels sont enfilées des ailettes de refroidissement 2 De préférence; les ailettes 2 sont repliées sur leurs petits côtés comme montré en 2 a afin que les ailettes successives soient en contact les unes avec les autres pour délimiter des guides at Céraux pour l'air devant traverr l'échangeur. De façon connue en soi, l'échangeur comporte des plaques collectrices 3 qui dans le mode de réalisation des fig 1 à 8 sont en matière synthétique Les plaques collec- trices 3 délimitent des passages de tube 4 dans lesquels sont engages des collets 5 déformables saillant d'une feuil- le ou plaque élastique 6 par exemple en caoutchouc Les tubes 1 sont engages à force dans les collets 5 pour faire saillie au-dessus de ceux-ci. Des éléments d'arrêt 7 sont ensuite mis en place sur certaines au moins des extrémités saillantes des tubes 1 Les éléments d'arrêt sont, par exemple, placés sur les deux derniers rangs de tubes comme illustré à la fig 1 Ils-pourraient évidemment être placés sur tous les tubes mais cela n'est généralement pas nécessaire Les éléments d'arrêt illustrés aux fig 1 et 4 sont constitués par des rondelles par exemple de forme circulaire qui présentent en-leur centre un trou 8. A la fig 3, des découpes radiales 9 partent du trou 8 et s'étendent sur une partie de la rondelle. A la fig 4, des encoches 10 sont prévues à partir du trou 8. Dans les deux cas les rondelles délimitent ainsi des pattes il à bords vifs - Les éléments d'arrêt peuvent être plans mais de préférence ils présentent une forme hémisphérique dont la convexité est tournée vers le haut Le diamètre du trou 8 est plus petit que le diamètre extérieur des tubes 1. Les éléments d'arrêt sont enfoncés à force sur les extrémités des tubes 1 pour serrer fortement-la paroi de ceux-ci en même temps que leur dessous déforme la partie saillante 5 a (fig 2) des collets 5. La fig 2 montre aussi que le bord périphérique 7 a des éléments d'arrêt plans appuie avantageusement sur le dessus de la plaque collectrice 3 Les bords vifs il des éléments d'arrêt ont tendance à s'encastrer dans la paroi des tubes 1 principalement si ces tubes tendaient à être déplacés vers le bas par rapport à la plaque collectrice 3. On est assuré de cette façon que les tubes sont parfaite- ment immobilisés par rapport à la plaque collectrice. Dans le mode de réalisation décrit, lorsque les éléments d'arrêt 7 ont été mis en place, on monte sur la plaque collectrice 3 une boîte à eau 12 et le bord 12 a de celle-ci est fixé, par exemple soudé par vibration, sur le bord périphérique correspondant à la plaque collectrice. Dans certains cas, pour augmenter les cadences de fabrication, il est avantageux de réunir l'ensemble plaques collectrices 3-boîte à eau 12 avant d'engager les tubes 1 dans les collets 5 saillant de la feuille en matière élastique 6 Dans ce cas et comme l'illustrent les fig 5 à 8, il est avantageux de constituer les élé- ments d'arrêt sous la forme de plaquettes 71 ou 72 de la fig 10 dans lesquelles sont pratiqués les trous 8 et les découpes 9 ou les encoches 10-décrits dans ce qui précède. A la fig 10 la plaquette 72 comporte des bords On prévoit aussi avantageusement au moins un trou supplémentaire de centrage 13 correspondant à un plot 14 saillant de la plaque collectrice 3 Par ailleurs, on délimite une encoche 15 dans une partie au moins du bord périphérique de la boîte à eau 12 pour recouvrir le bord de la plaquette 71, par exemple sur trois côtés comme illustré en 15 a à la fig 8 ou deux côtés comme montré à la fig 11 De plus, on munit l'intérieur de la boîte à eau 12 de chandelles 17 correspondant au pion 13. A la fig Il les chandelles peuvent être omises. Lorsqu'on procède au soudage de la boîte à eau par vibrations, le bord de celle-ci est soudé au bord de la plaque collectrice et il en est-de même de l'extrémité de la chandelle 17 qui est soudée au bord 14 comme l'illus- tre la fig 7 On voit par ce qui précède que la plaque constituant l'élément d'arrêt est alors encastrée entre la plaque collectrice et la boîte à eau réunies entre elles. Le montage de l'échangeur peut alors être effec- tué en enfonçant à force les tubes 1 du faisceau échangeur préalablement préparé, c'est-à-dire muni des ailettes 2 dans les collets 5 et les trous 8 de l'élément d'arrêt dont le mode d'action est ensuite exactement le même que celui décrit dans ce qui précède. Les exemples ci-dessus illustrent la mise en oeuvre de l'invention dans le cas o la plaque collectrice est en matière synthétique L'invention peut être mise en oeuvre également lorsque la plaque collectrice est métal- lique Dans ce cas, les éléments d'arrêt figurés sous la forme de rondelles 7 sont mis en place sur les extrémités des tubes 1 exactement comme décrit dans ce qui précède. Il peut être avantageux, lorsque la plaque col- lectrice 31 est en métal, que la feuille 6 en matière souple élastique formant les collets 5 soit placée sur la face de ladite plaque collectrice qui est tournée vers la boite à eau 12 C'est ce cas particulier qui est représenté à la fig 9. Dans cette réalisation, la boite à eau peut être en matière synthétique ou en métal et avantageusement assemblée à la plaque collectrice par des moyens mécaniques par exemple une pièce de sertissage 18. L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation, représentés et décrits en détail, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1 Echangeur de chaleur à tubes verrouillés au collecteur comportant des ailettes enfilées sur les tubes qui sont eux-mêmes engagés dans des collets en matière élastique disposes dans les passages de tube d'une plaque collectrice, caractérisé par des éléments d'arrêt présen- tant au moins un trou de diamètre plus petit que le diamè- tre extérieur des tubes, ledit élément d'arrêt étant enfilé force sur l:extrémité saillant dans la plaque collectrice d'au moins certains des tubes auxquels elle est reliée. 2 Echangeur de chaleur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments d'arrêt présentent des découpes radiales ou des encoches délimitant entre elles des pattes prenant appui sur la paroi des tubes. 3 Echangeur de chaleur suivant l'une des reven- dications 1 et 2, caractérisé en ce que l'extrémité des pattes des éléments d'arrêt est à bord vif. 4 Echangeur de chaleur suivant l'une des reven- dica Zions i à 3, caractérisé en ce que les éléments d'arrêt se présentent sous la fornme de rondelles ou plaquettes. Echangeur de chaleur suivant l'une des reven- dications 1 à 4, caractérisé en ce que les éléments d'arrêt sont plans ou légèremuent hémisphériques, leur concavité étant alors tournée vers la paroi de la plaque collectrice faisant face à la boîte à eau. 6 Echangeur de chaleur suivant l'une des reven- dications i à 5, caractérisé en ce que les éléments d'ar- rêt sous forme de plaquettes délimitent plusieurs trous dont la position correspond à celle de plusieurs passages de tube de la plaque collectrice correspondante. 7 Echangeur de chaleur suivant l'une des reven- dications 1 à 6, caractérisé par des moyens d'encastrement des éléments d'arrêt maintenus fixement à l'intérieur du collecteur constitué par une plaque collectrice et une boite à eau préalablement réunies entre elles. 8 Echangeur de chaleur suivant l'une des reven- dications 1 à 7, caractérisé en ce que les éléments d'arrêt sont maintenus dans une rainure délimitée entre la plaque collectrice et la boite à eau lors de la réunion de ces deux pièces. 9 Echangeur de chaleur suivant l'une des reven- dications 1 à 8, caractérisé en ce que l'élément d'arrêt présente au moins un trou supplémentaire correspondant à un pion de centrage de la plaque collectrice, pion qui est réuni par soudure à une chandelle de la boîte à eau. Echangeur de chaleur suivant l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les éléments d'arrêt sont enfilés sur des tubes passant dans des collets en matière élastique eux-mêmes maintenus dans une plaque collectrice en métal, lesdits collets étant réunis par une feuille disposée sur la face de la plaque collectrice tournée vers la boîte à eau. 11 Echangeur de chaleur suivant l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les plaquettes formant les éléments d'arrêt comportent des bords tombés. 12 Echangeur de chaleur suivant l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que l'échangeur comportant des tubes retenus par des éléments d'arrêt com- porte des ailettes dont les petits cotés sont repliés pour venir en contact avec une ailette adjacente.