Brevet FR2567255A1 — publié le 19860110

La présente invention concerne un corps de chauffe pour mon- tage sur le plancher ou dans les panneaux latéraux d'un véhicule, parcouru par un liquide et constitué par deux plaques rigides reliées de façon non démontable et dont une au moins présente une gorge au moins, qui est recouverte par l'autre plaque et forme ainsi un canal au moins pour le liquide, entre les tubulures d'arrivée et de départ. Le modèle d'utilité de la République fédérale d'Allemagne n 16 50 455 décrit un chauffage par le plancher d'un véhicule, le corps de chauffe étant constitué par un faisceau de tubes à ailettes et par des boîtes à eau latérales dans lesquelles débouchent les tubes. Ce dispositif de chauffage est conçu comme source unique de chauffage du véhicule et comprend par suite des échangeurs de cha- leur tout en métal, avec des coefficients de transmission thermique élevés. Les échangeurs de chaleur b plaques décrits dans le modèle d'utilité précité pour le plancher d'un véhicule présentent toutefois un coût de production et un poids relativement élevés, car ils sont totalement réalisés en métal. Une plaque de recouvrement doit en outre prévue pour la protection des ailettes et pour la prévention de l'encrassement de l'échangeur de chaleur. Les chauffages de véhicule sont actuellement d'un type tout à fait différent, car le corps de chauffe se trouve habituellement dans un boîtier de chauffage, entre le tableau de bord et le tablier, réchauffe un flux d'air, puis le dirige dans l'habitacle. Une souf- flante est toutefois nécessaire dans ces systèmes pour assurer une puissance de chauffage efficace, ce qui se traduit par un courant d'air sensible et un bruit notable. La demande de brevet de la République fédérale d'Allemagne publiée sous le n 19 62 665 décrit par ailleurs des plaques chauf- fantes pour le chauffage d'un véhicule par le plancher; essentielle- ment réalisées en caoutchouc, elles sont traversées par des canaux pouvant être reliés au circuit d'eau de refroidissement du véhicule. De tels échangeurs de chaleur n'ont toutefois pas fait leurs preu- ves, car d'une part ils ne présentent pas la résistance et la rigi- dité nécessaires, et d'autre part la conductibilité thermique du caoutchouc est insuffisante. 2 2567255 L'invention a donc pour objet un corps de chauffe pour montage sur le plancher ou dans les panneaux latéraux d'un véhicule, parcouru par un liquide et constitué par deux plaques rigides reliées de façon non démontable et dont une au moins présente une gorge au moins, qui est recouverte par l'autre plaque qui forme ainsi un canal au moins pour le liquide, entre les tubulures d'arrivée et de départ. Ce corps de chauffe, de constitution simple et de production économique, doit permettre une transmission thermique élevée et présenter de bonnes propriétés de résistance. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, les plaques sont réalisées en matière plastique ou sont au moins munies d'une cou- che de matière plastique sur la face en regard de l'autre plaque. Les principaux avantages du corps de chauffe selon l'invention sont les suivants: - il est constitué par deux plaques très faciles à produire et à assembler - un volume d'eau relativement faible dans le corps de chauffe suffit pour assurer une bonne puissance de chauffage - les corps de chauffe sont très plats - ces corps de chauffe sont utilisables aussi bien comme chauffage unique d'un véhicule que comne source supplémentaire de chauf- fage, en plus du chauffage classique. Un échauffement efficace de l'habitacle par ces corps de chauffe n'exige en outre pas de soufflante; le rayonnement thermique suffit pleinement. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, une des plaques au moins présente sur sa face en regard de l'autre plaque de nombreux bossages sur lesquels l'autre plaque prend appui. Les nombreux points d'appui donnent une structure très rigide, malgré la faible épaisseur des plaques constituant le corps de chauffe. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, plusieurs gorges parallèles débouchent dans des répartiteurs ou col- lecteurs d'extrémité. Pour une réalisation particulièrement favorable de l'outillage nécessaire à la production des plaques et l'emploi d'un seul type de plaques, il est avantageux que les deux plaques 3 2567255 présentent les mêmes ensembles de gorges et soient assemblées avec symétrie par rapport à un plan. La section des canaux formés par les gorges peut être circu- laire, oblongue ou ovale. Il est possible selon besoin de prévoir de nombreux canaux très rapprochés, avec un écartement ne dépassant pas l'ordre de grandeur de l'épaisseur de la paroi, ou un nombre plus faible de canaux éloignés, dont l'écartement est nettement supérieur à l'épaisseur de paroi. L'épaisseur de paroi des plaques constituant le corps de chauffe peut être comprise entre environ 0,25 et 1,5 mm. Une épaisseur de paroi de 0,8 à 1,0 mm convient particulièrement bien. Le soudage en bout des plans de joint à l'aide réflecteurs est un procédé particu- lièrement simple d'assemblage des deux plaques. Les tubes d'aller et de retour, reliés aux tubulures d'arrivée et de départ, sont avanta- geusement réalisés aussi en matière plastique et reliés auxdites tubu- lures par un procédé de soudage. Le polyéthylène réticulé haute pression s'est révélé particulièrement bien convenir comme matériau pour les plaques et/ou les tubes de raccordement. Afin d'améliorer la conductibilité thermique du corps de chauffe selon l'invention, une des plaques au moins est constituée par une tôle d'alliage léger, dont la face en regard de l'autre plaque est munie d'une couche de matière plastique. Cette couche étant relativement mince, la plaque métallique revêtue assure une transmission thermique élevée. Selon une autre caractéristique de l'invention, le corps de chauffe est constitué par des plaques réalisées à partir d'une matière plas- tique contenant des particules métalliques, et de préférence des lamelles d'aluminium. Un avantage particulier de l'échangeur de chaleur selon l'inven- tion réside dans la possibilité de produire simplement une forme quel- conque et de l'adapter à celle de la carrosserie du véhicule. Selon une autre caractéristique de l'invention, les plaques présentent sen- siblement la forme d'un rectangle, d'un trapèze ou d'un polygSne quelconque.. Selon une autre caractéristique de l'invention, un ou plu- sieurs coins des plaques sont arrondis. Selon une autre caractéristique de l'invention, les plaques sont bombées de façon que la section du 4 2567255 corps de chauffe suivant sa longueur présente sensiblement la forme d'une lentille convexe-concave. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'exem- ples de corps de chauffe à plaques et des dessins annexés sur les- quels: la figure 1 représente schématiquement la disposition de corps de chauffe à plaques dans une voiture; la figure 2 représente un corps de chauffe à plaques avec plusieurs canaux parallèles (avec coupe partielle); la figure 3 est l'élévation III de la figure 2; la figure 4 est une coupe suivant l'axe IV-IV de la figure 2; la figure 5 représente une variante de réalisation selon figure 4; la figure 6 représente une autre variante de réalisation selon figure 4; la figure 7 représente (partiellement) une variante de réalisation de la figure 2; la figure 8 est une coupe suivant l'axe VIII-VIII de la figure 7; la figure 9 représente un détail à plus grande échelle d'un corps de chauffe à plaques réalisé avec une combinaison différente de matériaux; et la figure 10 représente à plus grande échelle une variante de réalisa- tion de la figure 4. La figure 1 est la vue en perspective d'une voiture de tourisme, 25. avec un moteur 1, un radiateur 2 et un corps de chauffe 3 du chauf- fage du véhicule. Le moteur 1, le radiateur 2 et le corps de chauffe 3 sont les éléments classiques d'un circuit d'eau de refroidissement, que des canalisations 4, 5, 6 et 7 relient entre eux. 7 est la cana- lisation d'aller du corps de chauffe 3 et 6 sa canalisation de retour. Des corps de chauffe à plaques 8 et 9 sont disposés sur le plancher de la voiture, devant les sièges avant. Un corps de chauffe à plaques 10 se trouve en outre dans les panneaux latéraux de la voiture, au voisinage des sièges arrière. Les corps de chauffe à plaques, 8, 9 et 10 sont reliés par des canalisations d'aller à la canalisation d'aller 7 du corps de chauffe 3 et par des canalisations 2567255 de retour 12 à la canalisation de retour 6 du corps de chauffe 3. Un robinet 13 est inséré dans la canalisation d'aller 11 des corps de chauffe à plaques 8, 9, 10 et permet ainsi d'influencer le débit du fluide de chauffage dans les corps de chauffe à plaques 8, 9 et 10. Les corps de chauffe à plaques peuvent aussi être disposés dans un circuit secondaire, c'est-à-dire être parcourus par un liquide autre que l'eau de refroidissement du moteur. La figure 2 représente un corps de chauffe à plaques 14, com- portant une tubulure d'arrivée 15 et une tubulure de départ 16. Le corps de chauffe à plaques 14 est constitué par deux plaques plastiques et 21, réalisées avec symétrie par rapport à un plan et assemblées. L'épaisseur des plaques 20 et 21 est avantageusement de 1,0 mm. Le corps de chauffe à plaques 14 présente à une extrémité un répartiteur 17, dans lequel débouche la tubulure d'arrivée 15, et à l'autre extré- mité un collecteur 18, dans lequel débouche la tubulure de départ 16. De nombreuses gorges 19 parallèles, constituant les canaux du fluide de chauffage, sont disposées entre le distributeur 17 et le collec- teur 18. La figure 3 est une élévation latérale suivant la flèche III de la figure 2. Elle représente les deux plaques 20 et 21 qui constituent le corps de chauffe à plaques 14 très plat. La tubulure d'arrivée 15 se trouve à la partie supérieure du corps de chauffe à plaques 14 et la tubulure de départ 16 à la partie inférieure, du côté opposé. Les deux plaques 20 et 21 sont assemblées sur le plan de joint 22 par soudage en bout à l'aide de réflecteurs. La figure 4 est une coupe suivant l'axe IV-IV de la figure 2. Elle montre que les plaques 20 et 21 sont rigoureusement identiques et présentent chacune des gorges en regard, symétriques par rapport à un plan, deux gorges 19 en regard formant un canal 24. Les gorges 19 des plaques 20 et 21 présentent une section de forme allongée, de sorte que les canaux 24, formés chacun par deux gorges 19 en regard, présentent une section de forme oblongue arrondie ou ovale, le petit axe a de l'ovale étant perpendiculaire au plan des plaques 20 et 21. Entre deux canaux 24 voisins, les plaques 20 et 21 sont en contact par le plan de joint 22 et sont également soudées à cet endroit. 6 25 7255 L'écartement b de deux canaux 24 voisins est sensiblement égal à l'épeis- seur de paroi des plaques 20, 21. La figure 5 représente une variante de réalisation de la figure 4, dans laquelle les gorges 19 sont semi-circulaires, de sorte que les gorges des plaques 20 et 21 soudées forment des canaux 23 de sec- tion circulaire. La figure 6 représente une variante de réalisation de la figure 4, les deux plaques 20 et 21 présentant les mêmes gorges 19 que dans le cas de la figure 5. Contrairement à la réalisation précédemment décrite, les gorges 19 voisines d'une plaque sur la figure 6 présen- tent toutefois un écartement c égal à sept fois environ l'épaisseur de paroi des plaques 20 et 21. On obtient ainsi une surface de liaison relativement grande dans le plan de joint 22 entre les divers canaux , qui sont constitués chacun par deux gorges 19 en regard des pla- ques 20 et 21. La figure 7 représente partiellement une variante de réalisa- tion de la figure 2, dans laquelle une plaque 26 ne comporte qu'une gorge 27 s'étendant sensiblement sur toute la surface de la plaque, de sorte que la plaque 26 présente pour l'essentiel la forme d'un bac plat. La plaque 26 est munie de nombreux bossages 28, en regard de l'autre plaque (non représentée sur la figure 7), et d'une hauteur telle que l'autre plaque prend appui et est soudée sur eux. Par suite de cette réalisation de la gorge 27 unique et des bossages 28, des distributeurs et collecteurs du type décrit par exemple à l'aide de la figure 2 sont inutiles, car un seul canal 32 de grande surface est formé. La figure 8 est une coupe suivant l'axe VIII-VIII de la figure 7. Elle montre que la plaque inférieure 26 présente la forme d'un bac plat dans lequel sont disposés de nombreux bossages 28 de même hauteur qu'un rebord latéral 29. La plaque inférieure 26 est recou- verte par une plaque plane 30 et les deux plaques 26 et 30 sont soudées sur les surfaces d'appui situées dans le plan de joint 31. Une variante de réalisation selon figures 7 et 8 est également pos- sible à l'aide de deux plaques présentant une symétrie par rapport à un plan. 7 2567255 La figure 9 représente partiellement un corps de chauffe à plaques, constitué par une plaque plastique 36 avec des gorges 19, disposées entre des ligaments 38, et une plaque plane 33 reposant sur les ligaments 38. La plaque 33 est constituée par un corps 35 en alliage léger, et de préférence en aluminium, et une mince couche 37 de matière plastique sur la face en regard des ligaments 38. Les deux plaques 36 et 33 sont soudées sur les surfaces d'appui; entre les deux plaques, les gorges 19 forment des canaux 34 pour le passage du fluide de l'échangeur de chaleur. La figure 10 représente une variante de réalisation de la figure 4. Elle comprend deux plaques 39 et 40 de même forme que celles de la figure 4, mais qui ne sont toutefois pas réalisées dans une matière plastique pure, mais dans une matière plastique chargée de particules métalliques, du polypropylène par exemple. Il s'agit d'une matière plastique à laquelle sont incorporées par exemple des particules d'aluminium ou de cuivre, sous forme de sphè- res ou de lamelles. Des lamelles d'aluminium d'une longueur de 2 mm et d'une épaisseur de 50 pm conviennent particulièrement bien dans ce cas, la charge devant être de 30-35 %. Une telle plaque plastique 39, 40 à particules métalliques a une conductibilité thermique nette- ment supérieure à celle de plaques en matière plastique pure, qua- druple environ dans l'exemple précité. Les plaques 39 et 40 présentent des gorges 19 et sont soudées dans le plan de joint 22. Les gorges 19 forment des canaux 24 pour le passage du fluide de l'échangeur de chaleur. Le corps de chauffe à plaques précédemment décrit est utilisable aussi bien comme source de chauffage supplémentaire du chauffage classique du véhicule que comme chauffage unique. Dans ce dernier cas et pour l'exemple de la figure 1, cela signifie que le corps de chauffe 3 est supprimé et que la totalité de la puissance de chauf- fage est fournie par les corps de chauffe 8, 9 et 10. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. 8B 2567255 Revendications 1. Corps de chauffe pour montage sur le plancher ou dans les pan- neaux latéraux d'un véhicule, parcouru par un liquide et constitué par deux plaques rigides reliées de façon non démontable et dont une au moins présente une gorge au moins qui est recouverte par l'autre plaque et forme ainsi un canal au moins pour le liquide, entre les tubulures d'arrivée et de départ, ledit corps de chauffe étant carac- térisé en ce que les plaques (20, 21; 26, 30; 33, 36; 39, 40) sont réalisées en matière plastique ou sont au moins munies d'une couche de matière plastique sur la face en regard de l'autre plaque. 2. Corps de chauffe selon revendication 1, caractérisé en ce qu'une plaque (26) au moins présente, sur la face en regard de l'autre plaque (30), de nombreux bossages 28 sur lesquels l'autre plaque (30) prend appui. 3. Corps de chauffe selon revendication 1, caractérisé par plu- sieurs gorges (19)parallèles, débouchant dans des répartiteurs ou collecteurs (17, 18) d'extrémité. 4. Corps de chauffe selon une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les deux plaques (20, 21; 39, 40) présentent les memes groupes de gorges (19) et sont assemblées symétriquement par rapport à un plan. 5. Corps de chauffe selon revendication 4, caractérisé en ce que la section des canaux (23) formés par les gorges (19) est circulaire. 6. Corps de chauffe selon revendication 4, caractérisé en ce que la section des canaux (24) formés par les gorges (19) est au moins sensiblement ovale, le petit axe (a) de l'ovale étant perpendiculaire au plan des plaques. 7. Corps de chauffe selon une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé par un écartement (b) entre deux gorges voisines (19) sensiblement égal à l'épaisseur de paroi des plaques (20, 21). 8. Corps de chauffe selon une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé par un écartement (c) entre deux gorges voisines (19) net- tement supérieur à l'épaisseur de paroi des plaques (20, 21). 9. Corps de chauffe selon une quelconque des revendications 1 à 8, 9 2567255 en ce que l'épaisseur de paroi des plaques (20, 21; 26, 30) est com- pris entre 0,25 et 1,5 mm, et de préférence entre 0,8 et 1,0 mm. 10. Corps de chauffe selon une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les plaques (20, 21; 26, 30; 33, 36; 39,40) sont assemblées sur les surfaces en contact (plan de joint 22, 31) par soudage en bout en l'aide de réflecteurs. 11. Corps de chauffe selon une quelconque des revendications l à , caractérisé en ce que des tubes d'aller et de retour (11, 12) sont raccordés aux tubulures d'arrivée (15) et de départ (16), et réunis par soudage. 12. Corps de chauffe selon une des revendications 10 ou 11, carac- térisé en ce que les plaques (20, 21, 26, 30) et/ou les tubes de rac- cordement (11, 12) sont en polyéthylène réticulé haute pression. 13. Corps de chauffe selon une quelconque des revendications l à 12, caractérisé en ce qu'une plaque (36) est constituée par un maté- riau plastique et l'autre plaque (33) par une tale d'alliage léger (35) portant une couche de matière plastique (37). 14. Corps de chauffe selon une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'une plaque au moins (39, 40) est constituée par une matière plastique mélangée à des particules métalliques. 15. Corps de chauffe selon revendication 14, caractérisé par l'em- ploi de lamelles d'aluminium comme particules métalliques. 16. Corps de chauffe selon une quelconque des revendications 1 à , caractérisé en ce que les plaques (20, 21; 26, 30; 33, 36; 39, 40) présentent sensiblement la forme d'un rectangle, d'un trapèze ou d'un polygone quelconque. 17. Corps de chauffe selon revendication 16, caractérisé en ce qu'un ou plusieurs coins des plaques (20, 21; 26, 30; 33, 36; 39, 40) sont arrondis. 18. Corps de chauffe selon une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé en ce que les plaques Q0, 21; 26, 30; 33, 36; 39, ) sont bombées de façon que la section du corps de chauffe suivant sa longueur présente sensiblement la forme d'une lentille convexe- concave.