Brevet FR2592469A1 — publié le 19870703

La présente invention concerne un échangeur de chaleur compact, constitué par deux plaques métalliques superposées dont une au moins présente sur une face une ou plusieurs empreintes qui, du fait du recouvrement par l'autre plaque, forment des canaux de guidage du liquide aux extrémités desquels sont disposées une tubulure d'alimentation et une tubulure de retour, les deux plaques étant reliées avec étanchéité dans la zone située entre les canaux. Le brevet de la République fédérale d'Allemagne nO 692 730 décrit un tel échangeur de chaleur. Dans le dispositif connu, les deux plaques sont assemblées par soudage, des cordons de soudure s'étendant des deux côtés des canaux et sur toute leur longueur. Un cordon de soudure commun entre deux canaux peut être insuffisant, selon l'écartement latéral de deux canaux voisins, de sorte que des cordons de soudure doubles-doivent être prévus pour des raisons d'étanchéité et de résistance. Un tel procédé d'assemblage est très croûteux, car la longueur totale de tous les cordons de soudure est très grande et le soudage doit en outre être effectué avec une grande précision pour garantir une étanchéité suffisante.Dans le dispositif connu, les plaques soudées sont de plus disposées entre deux plaques de couverture qui interagissent avec les empreintes et limitent ainsi la sollicitation en traction des points de soudure. Le dispositif connu ne se prête pas à une utilisation de l'échangeur de chaleur sans les plaques de couverture. L'invention vise à développer un échangeur de chaleur compact du type précité, de façon à simplifier sa production et à garantir une résistance mécanique élevée et une étanchéité fiable. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, les plaques sont munies sur leurs surfaces en contact d'un produit d'étanchéité durcissable et reliées par des points de soudure ou d'assemblage par pression dans la zone située entre les canaux et le long des bords des plaques. Les principaux avantages de l'invention résident dans le fait que les deux fonctions " étanchéité" et "assemblage" sont assurées par des mesures différentes. Le produit d'étanchéité durcissable est ainsi prévu uniquement pour l'étanchéité des deux plaques entre les canaux et dans la zone marginale de l'échangeur de chaleur compact, même quand l'utilisation d'un adhésif par exemple comme produit d'étanchéité assure en outre une résistance mécanique.Les points de soudure ou d'assemblage par pression assurent la résistance mécanique de l'assemblage des deux plaques et en particulier l'absorption des forces de traction produites par l'application d'une pression dans les canaux; on évite ainsi une double sollicitation du moyen d'assemblage en étanchéité et résistance mécanique. L'échangeur de chaleur compact se prête à une fabrication en grande série car le produit d'étanchéité durcis- sable s'applique sans difficulté et extrêmement vite sur les surfaces correspondantes et les points de soudure ou d'assemblage par pression peuvent être exécutés simultanément en une seule opération. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, un adhésif résistant à l'eau de refroidissement ou au fluide frigorigène est utilisé comme produit d'étanchéité durcissable. Les conditions d'emploi de l'échangeur de chaleur compact dans des véhicules sont ainsi prises en considération. L'adhésif peut être déposé sur les surfaces voisines des canaux par sérigraphie ou sous forme d'un film adhésif. L'épaisseur de la couche d'adhésif est de préférence comprise entre 50 et 100 pm. Selon une autre caractéristique de l'invention, les plaques sont repliées le long de la surface d'assemblage et forment ainsi plusieurs secteurs de l'échangeur de chaleur compact. Il est ainsi possible de donner à l'échangeur de chaleur compact une forme quelconque et de l'adapter à toute condition de montage. Une utilisation universelle de l'échangeur de chaleur compact est ainsi assurée. La disposition et le nombre des points de soudure ou d'assemblage par pression sont déterminés en fonction de la nature du matériau et de l'épaisseur des plaques, et compte tenu de la pression appliquée aux canaux. Les points de soudure ou d'assemblage par pression sont avantageusement disposés suivant des rangées et la distance entre deux points successifs d'une rangée est comprise entre 5 et 12 cm. L'échangeur de chaleur compact selon l'invention permet une disposition individuelle des canaux, l'outil de frappe étant réalisé suivant le tracé souhaité des canaux d'une plaque. Lorsqu'un canal aussi long que possible doit être formé entre les tubulures d'alimentation et de retour, il est avantageux de réaliser l'empreinte sous forme d'une moulure en grecques. Les plaques sont avantageusement constituées par une tôle d'acier ou d'aluminium. 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 est une coupe d'un échangeur de chaleur compact; la figure 2 est l'élévation II de l'échangeur de chaleur compact selon figure 1; la figure 3 est l'élévation (3) de l'échangeur de chaleur compact de la figure 2; la figure 4 représente une partie agrandie du détail IV de figure 1; et la figure 5 représente une variante de réalisation de la figure 4. La figure 1 représente un échangeur de chaleur compact 1, constitué par deux minces plaques 2 et 3 juxtaposées, la plaque 2 étant munie d'empreintes 4 et la plaque 3 lisse. Entant recouvertes par la plaque 3, les empreintes 4 forment des canaux 5 dont les extrémités sont reliées respectivement à une tubulure d'alimentation 6 et une tubulure de retour 7. Les empreintes 4 sont constituées par une moulure en grecques. A l'exception des zones des canaux 5, les deux plaques 2 et 3 sont juxtaposées avec étanchéité, toute la surface de contact étant munie d'un adhésif et les plaques 2, 3 étant en outre assemblées ponctuellement par soudage ou par des points de pression dans les zones situées entre les canaux 5 et dans la zone marginale. L'adhésif sert ainsi essentiellement, mais non exclusivement, à l'étanchéité des canaux 5 et les points de soudage ou d'assemblage par pression absorbent essentiellement les forces de traction. La figure 1 montre que l'échangeur de chaleur compact 1 est replié le long de la surface d'assemblage de façon à former trois secteurs perpendiculaires la, lob;' 1c. Les plaques 2 et 3 sont avantageusement constituées par une tôle d'aluminium ou d'acier. La figure 2 est l'élévation II de l'échangeur de chaleur 1 de la figure 1. Elle illustre la forme des secteurs la et 1c de l'é- changeur de chaleur compact 1 et la disposition des tubulures d'alimentation 6 et de retour 7. L'empreinte 4 s'étend en grecques de la tubulure d'alimentation 6 à la tubulure de retour 7 par les trois secteurs la, lb et lc. Des points de soudure 8 sont disposés à intervalles réguliers dans les zones voisines des empreintes 4 ou comprises entre ces dernières, c'est-à-dire que les deux plaques 2 et 3 sont assemblées par soudage sur ces points. L'axe de coupe I-I donne la représentation de la figure 1. L'élévation de l'échangeur de chaleur compact 1 sur la figure 3 est désignée par III. La figure 3 représente essentiellement le tronçon médian lb de l'échangeur de chaleur compact 1 et le tronçon la à sa partie inférieure, sur laquelle les deux minces plaques 2 et 3 sont visibles. La plaque 2 comprend les empreintes 4 qui constituent les canaux reliant la tubulure d'alimentation 6 à la tubulure de retour 7. Les points de soudure 8 sont également disposés régulièrement sur le tronçon lb de l'échangeur de chaleur compact 1. La figure 4 représente le détail IV de la figure 1, une couche d'un produit d'étanchéité durcissable 9, et de préférence d'un a adhé- sif, se trouvant entre les plaques 2 et 3. Le produit d'étanchéité durcis sable 9 se trouve uniquement dans la zone de contact des plaques 2 et 3, mais non dans la zone du canal 5 formé par l'empreinte 4. La référence 8 désigne un point de soudure ou la zone de fusion du matériau au voisinage d'un point de soudure. Le soudage par points rend les plaques 2 et 3 solidaires, le nombre de points de soudure 8 étant choisi de façon à garantir une résistance mécanique suffisante, notamment aux forces de traction produites. Le produit d'étanchéité durcissable 9 a par suite uniquement comme rôle de garantir l'étan- chéité à l'eau de refroidissement ou au fluide frigorigène selon les cas. Le fait que l'emploi d'un adhésif comme produit d'étanchéité 9 renforce la résistance mécanique constitue un avantage supplémentaire. Lors du soudage par points, les plaques 2 et 3 sont sollicitées en pression aux points de soudure 8 de façon à chasser latéralement le produit d'étanchéité 9 et à appliquer les plaques 2 et 3 dans cette zone avec conduction électrique; le diélectrique constitué par le produit d'étanchéité restant éventuellement en ces points est au moins suffisamment faible pour ne pas perturber le passage du courant de soudage. L'emploi d'un adhésif comme produit d'étanchéité 9 convient particulièrement bien pour la fabrication en grande série, car le dépôt d'adhésif peut se faire par sérigraphie ou sous forme de films présentant des découpures dans la zone des canaux 5.Une épaisseur de couche du produit d'étanchéité 9 comprise entre 50 et 100 pm est considérée comme particulièrement favorable, car une étanchéité fiable est alors garantie malgré l'emploi d'une faible quantité de matériau. La figure 5 représente une variante de réalisation de la figure 4, les deux plaques 2 et 3 étant fixées l'une sur l'autre par des liaisons d'assemblage par pression 10 au lieu de points de soudure 8. Le procédé d'assemblage par pression connu comprend une opération de cisaillage et une opération de refoulement à froid, de sorte qu'unie liaison par sûreté de forme et action de force est obtenue sans application de chaleur. La figure 5 est par ailleurs identique à la figure 4 et les mêmes références sont utilisées pour les mêmes pièces. 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 compact, constitué par deux plaques métalliques superposées dont une au moins présente sur une face une ou plusieurs empreintes qui, du fait du recouvrement par l'autre plaque, forment des canaux de guidage du liquide aux extrémités desquels sont disposées une tubulure d'alimentation et une tubulure de retour, les deux plaques étant reliées avec étanchéité dans la zone située entre les canaux, ledit échangeur de chaleur étant caractérisé en ce que les plaques (2, 3) sont munies sur leurs surfaces en contact d'un produit d'étanchéité durcissable (9) et reliées par des points de soudure ou d'assemblage par pression dans la zone située entre les canaux (5) et le long du bord des plaques (2, 3). 2. Echangeur de chaleur compact selon revendication 1, caractérisé en ce que le produit d'étanchéité durcissable (9) est un adhésif résistant à l'eau de refroidissement ou au fluide frigorigène. 3. Echangeur de chaleur compact selon revendication 2, caractérisé en ce que l'adhésif est déposé par sérigraphie sur les surfaces voisines des canaux (5). 4. Echangeur de chaleur compact selon revendication 2, caractérisé en ce que l'adhésif est déposé sous forme d'un film adhésif. 5. Echangeur de chaleur compact selon une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que l'épaisseur de la couche d'adhésif (9) est comprise entre 50 et 100 jim. 6. Echangeur de chaleur compact selon une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les plaques (2, 3) sont repliées le long de la surface d'assemblage et forment ainsi plusieurs secteurs (la, lb, lc) de l'échangeur de chaleur compact (1). 7. Echangeur de chaleur compact selon une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les points de soudure ou d'assemblage par pression (9, 10) sont disposés en rangées et la distance entre deux points (9, 10) successifs est comprise entre 5 et 12 cm. , 8. Echangeur de chaleur compact selon une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'empreinte (4) est réalisée sous forme d'une moulure en grecques. 9. Echangeur de chaleur compact selon une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les plaques (2, 3) sont constituées par une tôle d'acier ou d'aluminium.