Brevet FR2590010A1 — publié le 19870515

La présente invention concerne un échangeur de chaleur, en particulier pour un équipement de chauffage ou climatisation de véhicule, avec deux faisceaux de tubes ailetés branchés en parallèle et dont les extrémités sont maintenues dans des boîtes à eau, et cLans lequel les boîtes à eau d'alimentation et de retour sont reliées entre elles et raccordees à un tube d'alimentation ou de retour commun. Un tel double échangeur de chaleur est décrit dans le brevet de la République fédérale d'Allemagne nO 32 04 381. Dans ce dernier, deux échangeurs de chaleur sont munis dtune boîte à eau commune portant l'arrivée d'eau des deux échangeurs et les deux départs d'eau. Des cloisons internes à la boîte à eau commune forment une chambre d'alimentation et une chambre de départ, à chacune desquelles sont affectées des parties des deux faisceaux de tubes des échangeurs de chaleur. Les deux boîtes à eau extérieures des deux échangeurs de chaleur sont réalisées en boîtes de dérivation, de sorte que les deux échangeurs de chaleur sont branchés en parallèle. Une commande des départs d'eau des deux échangeurs de chaleur permet un chauffage différent des débits d'air circulant dans ces derniers. La production du double échangeur de chaleur connu est toutefois relativement coûteuse, notamment en ce qui concerne la boîte à eau centrale commune. Les deux faisceaux de tubes ailetés ne peuvent en outre être montés qu'alignés, de sorte qu'une adaptation de leur position à l'espace disponible dans un véhicule par exemple est impossible. Une influence mutuelle des échangeurs de chaleur branchés en parallèle n'est enfin pas totalement exclue, car les volumes d'eau qui les traversent ne sont séparés dans la boîte à eau centrale commune que par des cloisons par lesquelles une transmission de chaleur est possible. La demande de brevet de la République fédérale d'Allemagne publiée sous le nO 34 03 335 décrit par ailleurs un échangeur de chaleur dans lequel deux faisceaux de tubes disposés en parallèle comportent une boîte à eau d'alimentation commune et une boîte à eau de retour monobloc, simplement divisée en deux chambres par une cloison. Les deux faisceaux de tubes de cet échangeur de chaleur connu présentent aussi une position relative rigoureusement définie, car imposée par les boîtes à eau uniques. L'invention vise à réaliser un échangeur de chaleur du type précité, de façon que les deux faisceaux de tubes puissent être disposés suivant un angle quelconque, ntinfluencent pas mutuellement leur flux thermique et puissent être accouplés de façon aussi simple que possible. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, chaque faisceau de tubes ailetés est un échangeur de chaleur indépendant avec une boîte à eau d'alimentation et une boîte à eau de retour; et les boîtes à eau reliées, qui présentent une surface d'appui commune, sont fixées de façon démontable l'une sur l'autre avec interposition d'un distributeur en T. Les principaux avantages de l'invention résident dans le fait que deux échangeurs de chaleur individuels complets sont assemblés simplement en un échangeur de chaleur double, une réalisation appropriée des boîtes à eau dans la zone de la face d'appui commune permettant d'obtenir une position relative quelconque des deux faisceaux de tubes. La production est en outre simplifiée, car chaque échangeur de chaleur peut être fabriqué séparément en vue d'un assemblage ultérieur des deux échangeurs d'eau. Un autre avantage réside dans le fait que les deux échangeurs de chaleur peuvent être identiques, indépendamment de l'angle qu'ils forment. Afin d'obtenir un appui aussi précis et de grande surface que possible des deux boîtes à eau, la face d'appui est réalisée sous forme d'une bride entourant le distributeur. Pour obtenir une fixation aussi simple que possible, facilement montable et à sécurité de fonctionnement des deux boîtes à eau, il est avantageux que les secteurs de la bride situés sur les côtés du distributeur présentent des réglettes, les réglettes en regard ayant une section en queue d'aronde et les boîtes à eau étant fixées par des agrafes entourant les réglettes en queue d'aronde. Une telle agrafe est avantageusement conique suivant sa longueur, et présente sur sa face interne des saillies servant de griffes.En liaison avec une réalisation appropriée des réglettes en queue d'aronde, la réalisa tion conique des agrafes permet, lors de leur mise en place, un accroissement progressif de la force de serrage, jusqu'a l'obtention de la valeur requise. Les saillies constituant des griffes garantissent la bonne assise des agrafes et interdisent leur détachement intempestif. Pour assurer un positionnement relatif parfait des deus boîtes à eau, il est avantageux qu'une des brides présente un ergot de fixation qui s'engage dans un évidement correspondant de l'autre bride. Pour éviter l'application d'une force sur le faisceau de tubes ailetés, et en particulier sur la liaison tubes/base lors de l'assemblage des deux échangeurs de chaleur individuels formant l'échangeur de chaleur double selon l'invention, il est utile que les boîtes à eau présentent chacune une face de compression pour l'application d'une force par un outil de serrage. L'étanchéité du distributeur par rapport aux boîtes à eau est avantageusement obtenue à l'aide de joints qu'une collerette du distributeur applique sur une face d'appui correspondante de la boîte à eau. Pour raidir le double échangeur de chaleur, il est avantageux de relier par une cornière de fixation les deux boîtes à eau éloignées du distributeur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'exemples de réalisation et des dessins annexés sur lesquels la figure 1 représente un double échangeur de chaleur avec un distributeur disposé entre les boîtes à eau d'alimentation; la figure 2 représente une seconde forme de réalisation d'un double échangeur de chaleur dans lequel les deux faisceaux de tubes ailetés sont disposés en V, la figure 3 est une élévation suivant l'axe III-III de la figure 2; la figure 4 est une élévation suivant l'axe IV-IV de la figure 2; la figure 5 représente une agrafe de fixation; et la figure 6 est une élévation suivant la flèche VI de la figure 5. La figure 1 représente un double échangeur de chaleur 1 comportant deux faisceaux de tubes ailetés 2 et 3. Chacun des deux faisceaux 2 et 3 est muni d'une boîte à eau d'alimentation 4,4' et d'une boîte à eau de retour 5, 5', cette dernière présentant un orifice 6, 6' pour le raccordement d'une canalisation de retour. Les boîtes à eau d'alimentation 4 et 4' sont prolongées sur les côtés en regard et s'appliquent l'une sur l'autre par chacune une bride 7 ou 8 formant une surface d'appui commune 9. Pour une fixation précise de la position, un ergot 10 est formé sur la bride 8 et s'engage dans un évidement correspondant il de la bride 7. Un distributeur 12 est fixé entre les boîtes à eau d'alimentation 4, 4' et relié à un tube d'alimentation 13. Une ccrnière de maintien 14 solidarise les deux boîtes à eau de retour 5 et 5' afin d'assurer une grande rigidité du double échangeur de chaleur 1 et d'éviter une sollicitation excessive de l'assemblage par brides. La figure 2 représente un échangeur de chaleur 15 constitué par deux faisceaux de tubes ailetés 16 et 17, dont chacun est muni d'une boîte à eau d'alimentation 18, 18' et d'une boîte à eau de retour 19, 19'. Les deux faisceaux de tubes ailetés sont disposés en V; les boîtes à eau d'alimentation 18, 18' représentées dans le bas de la figure 2 s'appliquent l'une sur l'autre, tandis que les boîtes à eau de retour 19, 19' présentent un écartement sensiblement égal à la longueur d'une boîte à eau. Les côtés opposés des boîtes à eau d'alimentation 18, 18' comportent chacun une bride de façon à former entre lesdites boîtes à eau une face d'appui commune 20. Entre les deux boîtes à eau d'alimentation 18, 18' se trouve un distributeur en T 21, dont la tubulure centrale 21* est reliée à un tube d'alimentation 22 et dont les tubulures latérales 21' pénètrent dans des parties tubulaires correspondantes 23 et 23' des boîtes à eau d'alimentation. Les tubulures latérales 21' sont munies d'une collerette 24 pour le serrage d'un joint torique 25 assurant l'étanchéité entre le distributeur 21 et la boîte à eau d'alimentation 18, 18'. Les boîtes à eau d'alimentation présentent des faces de pression 26, 26' permettant l'application d'une force à l'aide d'un outil de serrage. Ce dernier facilite par exemple le montage lors de l'assemblage des boîtes à eau d'alimentation. Les deux boîtes à eau de retour 19, 19' sont reliées par une cornière de maintien 27. La figure 3 est une élévation suivant l'axe III-III de la figure 2. Les boîtes à eau d'alimentation 18, 18' des faisceaux de tubes ailetés 16 et 17 entourent la tubulure centrale 21* du distributeur dans un évidement 28, 28'. Les brides 37 et 38 situées sur le côté du distributeur et formant ensemble la face d'appui 20 présentent des réglettes 29, 29' et 30, 30', les réglettes en regard 29, 29' ou 30, 30' ayant ensemble une section en queue d'aronde. ta disposition d'ergots de fixation et d'évidements, identique à celle de la figure 1, est indiquée par des tiretés et les repères 31 et 32. Les boites à eau d'alimentation sont reliées par des agrafes 33 et 34 entourant les réglettes en queue d'aronde 29, 29', 30, 30'. Les réglettes en queue d'aronde 29, 29'; 30, 30' et les agrafes 33, 34 sont coniques, de sorte que la mise en place des agrafes 33, 34 produit un accroissement progressif de la force de serrage. Les deux agrafes 33 et 34 sont rigoureusement identiques. La figure 4 est une coupe suivant l'axe IV-IV de la figure2, représentant la boîte à eau d'alimentation 18 avec le secteur tubulaire 23 et la tubulure latérale 21' qu'il contient. Une nervure de raidissement 35 est prévue sur la face inférieure du secteur tubulaire 23. La figure 4 représente aussi la face de compression 26, qui s 'étend sous forme d'un segment annulaire de la nervure de raidissement 35 au corps de la bote à eau d'alimentation 18. La figure 5 est l'élévation frontale de la bride 33, qui présente une forme légèrement conique suivant sa longueur. Les bords latéraux 33', entourant les réglettes, sont repliés vers l'arrière. Un secteur 33* est replié vers l'avant à l'extrémité supérieure et sert au montage de l'agrafe 33. La partie centrale de cette dernière présente deux saillies 33" dirigées vers l'arrière, c'est-àdire dans l'espace compris entre les bords latéraux 33'. Comme le montre la figure 6, qui est une élévation suivant la flèche VI de la figure 5, les saillies sont réalisées sous forme de griffes aiguës afin d'interdire un détachement intempestif des agrafes. Dans les exemples de réalisation décrits, le distributeur 12 ou 21 est relié au tube d'alimentation et disposé entre les boîtes à eau d'alimentation. il est toutefois possible aussi que l'arrivée du fluide primaire s'effectue par les boîtes à eau supérieures et le retour par les boîtes à eau en contact (inférieures) et le distributeur. 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. Revendications 1. Echangeur de chaleur, en particulier pour un équipement de chauffage ou climatisation de véhicule, avec deux faisceaux de tubes ailetés branchés en parallèle et dont les extrémités sont maintenues dans des boîtes à eau, et dans lequel les boites à eau d'alimentation et de retour sont reliées entre elles et raccordées à un tube d'alimentation ou de retour commun, ledit échangeur de chaleur étant caractérisé en ce que chaque faisceau de tubes ailetés (2, 3, 16, 17) est un échangeur de chaleur indépendant avec une bote à eau d'alimentation (4, 4', 18, 18') et une boîte à eau de retour (5, 5', 19, 19'); et les boîtes à eau reliées (4, 4' ou 18, 18'), qui présentent une surface d'appui commune, sont fixées de façon démontable l'une sur l'autre avec interposition d'un distributeur en T (12, 21). 2. Echangeur de chaleur selon revendication 1, caractérisé en ce que la face d'appui (9, 20) est réalisée sous forme d'une bride (7, 8, 37, 38) entourant le distributeur (12, 21). 3. Echangeur de chaleur selon revendication 2, caractérisé en ce que les secteurs de la bride (37, 38) situés sur le côté du distributeur (21) présentent des réglettes (29, 29', 30, 30'), les réglettes en regard (29, 29' ou 30, 30') ayant ensemble une section en queue d'aronde. 4. Echangeur de chaleur selon revendication 4, caractérisé en ce que les boîtes à eau (4, 4' ou 18, 18') sont fixées par des agrafes (33, 34) entourant les réglettes en queue d'aronde (29, 29' ou 30, 30'). 5. Echangeur de chaleur selon revendication 4, caractérisé en ce que l'agrafe (33, 34) est conique suivant sa longueur et présente sur sa face intérieure des saillies (33") servant de griffes. 6. Echangeur de chaleur selon une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'une des brides (8, 29', 30') présente un ergot de fixation (10, 31) qui s'engage dans un évidement correspondant (11, 32) de l'autre bride (7, 29, 30). 7. Echangeur de chaleur selon revendication 4, caractérisé en ce que les boîtes à eau (18, 18') présentent chacune une face de pres sion (26, 26') pour l'application d'une force par un outil de serrage. 8. Echangeur de chaleur selon une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'étanchéité du distributeur (21) est assurée par des joints d'étanchéité (25) dans les boîtes à eau (18, 18'). 9. Echangeur de chaleur selon un quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le ruNe d'alimentation (13, 22; relié au distributeur (12, 21) s'étend entre les faisceaux de tubes ailetés (2, 3, 16, 17). 10. Echangeur de chaleur selon une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les deux boîtes à eau (5, 5', 19, 19') opposées au distributeur (12, 21) sont reliées par une cornière de maintien (14, 27).