Brevet FR2576678A1 — publié le 19860801

L'invention concerne un échangeur de chaleur, en particulier pour réfrigérant, constitué de plusieurs corps creux disposés parallè- lement mais à une certaine distance l'un de-l'autre, se tenanit en liai- son entre eux et entre lesquels sont insérées un grand nombre de ner- vures pour augmenter la surface d'échange thermique. On connaît des échangeurs de chaleur de ce type sons fotre de ce que l'on appelle des évaporateurs à disques. Les corps creux sont ici constitués de deux disques en forme de coquilles plates, placées l'une contre l'autre per leurs bords et soudées de façon étauche par les bords. Il est désavantageux de devoir souder des surtaces relati- vement importantes, de sorte que la dépense de fabrication est consi- dérable du fait des tolérances à respecter pour les demi-coquilles à placer l'une contre l'autre et du fait de la surface *ooudée importan- te. Il s'ajoute à cela que l'on ne peut pas éviter une proportion rela- tivement importante de rebut. L'invention a pour but d'éviter cet inconvénient et de créer un échangeur de chaleur de fabrication plus simple. Pour atteindre ce but, dans le cas d'un échangeur de chaleur du type mentionné au début, l'invention consiste en ra que les corps creux sont des tubes plats, qui sont obturés des deux côtés et compor- tent, dans leurs zones d'extrémité, respectivement, des ouvertures, courant transversalement à leur axe longitudinal, de liaison avec le tube plat le plus proche ou avec le groupe de tubes plats le plus proche. Grâce à cette réalieation, ilt n'est plus nécessaire de souder les corps creux sur toute leur longueuro Il suffit d'une soudure dans la zone des ouvertures de liaison et éventuellement aux extrémités obturées. Il n'est pas nécessaire de respecter des tolérances étroi- tes lors de la fabrication de ces échangeurs de chaleur. On obtient une forme d'exécution simple si les.tubes plats sont obturés au moyen de tampons insérés. Cela peut se faire par pres- sage puis soudure ou bien par une étanchéité d'un autre type. Mais il est apparu que l'on peut obturer de façon très simple les tubes plats par écrasement de leurs extrémités libres, étant précisé que l'on écrase les extrémités libres des tubes et que l'on peut réaliser l'étanchéité au moyen d'un pli écrasé qui peut se souder, avec étan- chéité, de façon simple. On peut également rapporter en plus une bande d'étanchéité par dessus les extrémités écrasées des tubes. Dans les ouvertures de liaison on peut de façon simple insérer de façon étanche, des tubulures munies par exemple de deux collets de butée, de façon qu'ils puissent également servir d'auxiliaire de mon- tage pour assembler les tubes plats et les tenir à une certaine dis- tance. En même temps que les tubulures l'on peut également insérer les nervures de l'échangeur de chaleur, de sorte qu'ensuite le processus de soudure soit d'exécution simple. Il est apparu comme intéressant que les tubulures présentent une section ovale et que leurs surfaces les plus étroites en projec- tion soient dirigées dans le sens du passage du fluide qui ne se trou- ve pas à l'intérieur du tube plat. De cette façon on peut abaisser la résistance de passage à travers l'échangeur de chaleur. Enfin les ou- vertures de liaison peuvent elles-mêmes être conçues comme ouvertures dans une partie élargie de la paroi du tube, étant précisé que cette partie de la paroi du tube s'appuie directement contre une partie cor- respondante du tube voisin et qu'elle lui est reliée, en particulier soudée. Dans le cas de cette exécution, il n'y a pas besoin d'ajouter des tubulures. La distance entre les tubes plats est assurée par la partie élargie. Le dessin représente l'invention à l'aide d'un exemple d'exé- cution que l'on explique dans la description qui suit. La figure 1 est une vue latérale, schématique et partiellement déshabillée d'un nouvel échangeur de chaleur avec tubes plats, dont les deux extrémités sont-obturés au moyen de tampons insérés. La figure 2 est la vue frontale de l'échangeur de chaleur de la figure 1. La figure 3 est la vue de dessus d'une partie de l'échangeur de chaleur de la figure 1, à échelle agrandie. La figure 4 est la coupe de la figure 3 selon la iigne IV-IV. La figure 5 est une vue semblable à la figure 2, mais avec un échangeur de chaleur constitué de deux groupes de tubes plats disposés l'un derrière l'autre. La figure 6 est une vue selon la figure 5, mais avec deux corps de tubes creux, respectivement reliés entre eux au moyen de trois tu- bulures. La figure 7 est la représentation schématique d'une autre pos- sibilité d'obturer de façon étanche les extrémités libres des tubes plats. La figure 8 est la vue de l'extrémité du tube de la figure 7, vue dans le sens de la flèche VIII. La figure 9 représente une variante d'un échangeur de chaleur conforme à l'invention dans lequel les extrémités élargies des tubes plats s'appuient respectivement directement l'une contre l'autre et La figure 10 est la vue de dessus schématique de deux tubes plats appuyés l'un contre l'autre selon figure 9. Les figures 1 à 4 représentent un échangeur de chaleur qui est constitué de plusieurs tubes plats 1, maintenus parallèlement et à une certaine distance l'un de l'autre, et qui doit être utilisé comme éva- porateur de réfrigérant, par exemple pour une installation de clima- tisation d'un véhicule automobile ou analogues. Dans le cas de l'échan- geur de chaleur de la figure 1, les tubes plats 1 sont maintenus à une certaine distance l'un de l'autre par le moyen que, chaque fois entre deux tubes plats voisins 1, sont insérées des tubulures de liaison 2 qui présentent des deux côtés respectivement un collet 3 et qui s'ap- puient de façon étanche, par-ce collet contre le tube plat correspon- dant 1. Il apparaît sur les figures 3 et 4 que les tubes plats 1 pré- - sentent respectivement une section ovale et sont obturés, aussi bien à leur extrémité ouverte supérieure qu'à leur-extrémité ouverte infé- rieure, par des tampons 4 également ovales. Dans ces deux zones d'ex- trémité dans lesquelles sont également prévus les tampons 4, les tubes plats 1 présentent des ouvertures de liaison 6 qui-courent trans- versalement par rapport à leur axe longitudinal 5 et sont alignées avec la tubulure 2 ou avec une tubulure de raccordement 7qui de son côté est raccordée de façon étanche à un tube de raccordement 8 qui sert à évacuer le réfrigérant vaporisé. L'arrivée du réfrigérant se fait dans le sens de la flèche 9 par un tube de raccordement 10 qui, comme le tube 8, pénètre à travers une plaque de recouvrement latérale puis débouche dans une tubulure de raccordement 11 qui débouche elle-même en haut dans le premier tube plat 1, qui conduit en bas, par l'intermédiaire d'une tubulure de raccordement 2, dans le second tube plat, qui fait partie d'un groupe de deux tubes plats, qui sont en- suite traversés du haut vers le bas et qui conduisent ensuite en bas dans deux groupes de tubes voisins, qui de leur côté débouchent à nou- veau en haut dans le groupe voisin de tubes etc. Cette façon de faire garantit une traversée en zigzag des différents tubes plats 1. Entre les tubes plats 1, maintenus à distance par les tubulures de liaison 2, on introduit respectivement des corps nervurés 12 de ty- pe connu qui, de même que les tubulures de liaison 2 et les tubes de raccordement 8 ou 9 avec les tubulures 7 et 11, sont solidarisés avec les tubes plats ou les plaques de recouvrement 20, par exemple par im- mersion dans un bain de soudure. Le corps de l'échangeur de chaleur ainsi fabriqué est traversé, perpendiculairement à la direction des axes des tubulures de liaison 2, dans le sens de la flèche 13 de la figure 2, par exemple par de l'air qui peut se refroidir sur l'évapo- rateur. Les figures 5 et 6 montrent la possibilité de disposer par ex- emple deux groupes la, lb de corps de tubes plats, l'un derrière l'au- tre, dans la direction de la traversée, ce qui permet de doubler la surface d'échange de chaleur. Les différents tubes plats sont reliés l'un à l'autre comme dans l'exemple d'exécution de la figure 1 par des tubulures de liaison 2a, 2b. Naturellement il existe également la possibilité de monter l'un derrière l'autre des tubes plats plus lar- ges et de les réunir l'un à l'autre, comme représenté sur la figure 6, par trois tubulures de liaison 2c à 2e. Toutes les tubulures de liaison 2 et 2a à 2e présentent une section ovale et c'est leur sec- tion la plus étroite, en projection, qui est dirigée dans le sens du passage de l'air à l'extérieur des tubes (flèche 13). Pour une même section libre, la résistance de passage de ces tubulures de liaison est plus faible que, par exemple la résistance de tubulures de liaison rondes. Etant donné que la section n'est pas plus large dans le sens du passage, malgré une section libre plus grande pour le pas- sage à l'intérieur du tube, le fait de monter l'une derrière l'autre deux ou plus tubulures de liaison apporte l'avantage que la résistance de passage n'augmente pas ou seulement de façon très faible. De même la liaison d'un seul tube plat de grandes dimensions au moyen de deux ou plusieurs tubulures de liaison 2c à 2e peut donc être avantageuse. Tandis que, sur les figures 1 à 4, l'obturation étanche fron- tale des tubes plats 1 se fait respectivement au moyen de tampons 4 insérés et éventuellement soudés, on peut également obtenir cette liaison étanche d'autres façons. Sur les figures 7 et 8, la face frontale d'un tube plat 1' est respectivement rendue étanche par le moyen que l'on appuie l'une contre l'autre les deux parois latérales 14 et 15 du tube plat 1', aplaties et bien planes, qui forment alors un flasque plat 16 que, dans l'exemple d'exécution, on obture au moyen d'une bande 17 en for- me de U embottée par dessus et que l'on peut par exemple souder de façon étanche. Il serait naturellement possible aussi de réaliser cet- te obturation en formant un flasque 16 que l'on replie ensuite une ou plusieurs fois. En variante de l'exemple d'exécution des figures 1 à 4, les figures 9 et 10 montrent la possibilité de renoncer à disposer les tubulures de liaison 2. Dans la forme d'exécution des figures 9 et 10, les tubes plats 1", dont deux seulement sont schématiquement représen- tés, sont donc respectivement élargis-à leurs deux extrémités fronta- les, et, de façon plus précise, de façon qu'ils s'appuient directement l'un contre l'autre par leurs extrémités élargies 18. Les ouvertures de liaison 6', prévues dans ces extrémités élargies 18, sont alignées l'une avec l'autre. On peut alors directement souder l'une à l'autre les parois, situées l'une contre l'autre, des extrémités élargies 18, de sorte que l'on réalise également une étanchéité des ouvertures de liaison 6'. Dans une telle forme d'exécution, il est intéressant de réaliser l'obturation supérieure au moyen de capuchons insérés 19. On peut, de façon connue, insérer les corps nervurés 12 entre les tubes plats 1" situés immédiatement l'un contre l'autre. La fabrication des nouveaux échangeurs de chaleur est extrême- ment simple. Il suffit d'aligner directement les tubes plats l'un contre l'autre selon les figures 9 et 10, les corps nervurés 12 étant respectivement introduits dans les espaces intermédiaires. On peut alors souder, par exemple en un seul processus, les constituants ainsi alignés. L'échangeur de chaleur selon les figures 1 à 4 peut se fabriquer de façon simple analogue. Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'artaux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs et sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Echangeur de chaleur, en particulier évaporateur pour réfri- gérant, constitué de plusieurs corps creux disposés parallèlement mais àune certaine distance l'un de l'autre, se tenant en liaison entre eux et entre lesquels sont insérées un grand nombre de nervures pour augmenter la surface d'échange thermique, caractérisé en ce que les corps creux sont constitués de tubes plats (1, 1', 1"L) qui sont obturés de façon étanche des deux côtés et comportent, dans leurs deux zones d'extrémité, des ouvertures (6, 6'), courant transversale- ment par rapport à leur axe longitudinal (5), de liaison avec le tube plat voisin ou avec le groupe de tubes voisins. 2. Echangeur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les tubes plats (1, 1") sont obturés par des tampons insérés (4, 19). - 3. Echangeur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les tubes plats (1') sont obturés par écrasement des extrémi- tés libres des tubes. 4. Echangeur de chaleur selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'on écrase à plat les extrémités libres des tubes pour don- ner un flasque (16) et en ce qu'on les obture par un pli écrasé ou par une bande rapportée par dessus (17). 5. Echangeur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que des tubulures de liaison (2) sont respectivement prévues dans l'alignement des ouvertures de liaison (6). 6. Echangeur de chaleur selon la revendication 5, caractérisé en ce que les tubulures de liaison (2) sont respectivement munies de deux collets de butée (3). 7. Echangeur de chaleur selon les revendications 5 et 6, carac- térisé en ce que les tubulures de liaison (2) présentent une section ovale; et en ce que ce sont leurs sections les plus étroites en-pro- jection qui sont dirigées dans le sens (13) du passage à l'extérieur des tubes. 8. Echangeur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les ouvertures de liaison (6') sont des ouvertures dans une partie élargie (18) de la paroi du tube; et en ce que cette partie(18) de la paroi du tube s'appuie directement contre une partie correspon- dante du tube voisin et est reliée à celui-ci, en particulier soudée.