Brevet FR2587468A1 — publié le 19870320

La présente invention concerne les échangeurs de chaleur dont les plaques collectrices sont réalisées en matière synthétique et dont les tubes de circulation sont collés aux plaques collectrices. Il a été proposé, par exemple dans leBE 0 000 189, de réaliser des échangeurs du type rappelé ci-dessus. Pour permettre d'assurer avec certitude l'étanchéité entre les extrémités des tubes et les plaques collectrices, la publication ci-dessus prévoit de former sur le côté extérieur des fonds des plaques collectrices des embouts tubulaires qui sont entourés par des nervures également annulaires afin de délimiter des rainures dans lesquelles la colle est mise en place avant que les tubes de circulation soient eux-mêmes enfilés sur les embouts tubulaires en butant contre le fond des plaques collectrices. Cette disposition qui apparait satisfaisante pour réaliser une bonne étanchéité entre les tubes et les plaques collectrices nécessite cependant de gonfler au préalable les extrémités des tubes pour ne pas réduire, de façon néfaste, leur section de passage étant donné que les tubes coiffent les embouts tubulaires. La disposition selon la publication ci-dessus n'élimine pas le risque de coulures de colle à l'intérieur des tubes ce qui peut conduire à une obstruction au moins partielle de certains tubes. L'invention remédie aux inconvénients ci-dessus. Conformément à l'invention, le procédé pour la liaison entre les tubes et les plaques collectrices d'un échangeur de chaleur dans lequel les plaques collectrices sont fabriquées en résine synthétique et les tubes de circulation devant être reliés à au moins une plaque collectrice sont fabriqués en métal, est caractérisé en ce qu'on forme dans la plaque collectrice pour chaque tube un logement délimitant un segment d'entrée prolongé par un segment élargi, ledit segment d'entrée formant guide pour le tube dont la paroi délimite avec le segment élargi une chambre annulaire qui est remplie au moins partiellement d'une colle. L'invention s'étend en outre à un échangeur de chaleur. Conformément à cette seconde disposition de l'invention, l'échangeur de chaleur obtenu par la mise en oeuvre du procédé est caractérisé en ce que les tubes de circulation sont engagés dans des logements de plaques collectrices par un segment d'entrée et de guidage en délimitant avec la plaque collectrice, à chaque fois, une chambre annulaire remplie de colle durcie. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Des formes de réalisation de l'objet de l'invention sont représentées, à titre d'exemples non limitatifs, au dessin annexé. La fig. 1 est une coupe partielle éclatée illustrant une phase du procédé de l'invention. La fig. 2 est une coupe-élévation, analogue à la fig. 1, montrant une seconde phase du procédé de l'invention. La fig. 3 est une coupe-élévation partielle et schématique d'un échangeur de chaleur réalisé selon l'invention. La fig. 4 est un plan montrant un mode d'exécution d'une opération du procédé de l'invention. Au dessin, 1 désigne une plaque collectrice pour des tubes 2 d'un échangeur de chaleur. Les plaques collectrices sont fabriquées en matière synthétique et présentent une épaisseur notable tandis que les tubes 2 sont métalliques. Au dessin, les tubes sont de section oblongue mais l'invention s'applique de la même manière quelle que soit la forme en section desdits tubes. Les plaques collectrices 1 sont réalisées par moulage et délimitent, dans leur épaisseur, des logements 3 correspondant à chaque tube 2, ces logements présentant un segment d'entrée 4 de forme et dimension correspondant à celles d'un tube 2 de manière que ledit tube 2 puisse être engagé dans le segment d'entrée 4 à frottement doux, ce qui assure son guidage et son centrage dans le logement. Le logement 3 présente au-dessus du segment 4 un segment élargi 5 destiné à délimiter une chambre annulaire 6 avec le tube 2. Finalement, bien que cela ne soit pas nécessaire, il est avantageux que le segment élargi 5 soit prolongé par un segment évasé 7. Les tubes 2 présentent avantageusement une-extrémité restreinte 2a pour faciliter leur engagement dans le logement 3 correspondant. Pour réaliser un échangeur de chaleur on procède comme suit. On engage les tubes 2 dans des dissipateurs 8, par exemple des ailettes, et les tubes sont soit gonflés dans les ailettes, soit brasés dans celles-ci pour constituer un faisceau tubulaires Les extrémités des tubes sont ensuite engagées par le segment d'entrée 4 à l'intérieur du logement 3 pour faire saillie au-dessus de la plaque collectrice 1, comme le montre la fig. 2. Une matière plastique durcissable, par exemple une colle liquide fabriquée à partir de résine synthétique, est ensuite versée ou injectée dans la chambre 6 en l'introduisant par exemple par le segment évasé 7. Des résines époxydes peuvent avantageusement être utilisées à cette fin. Lorsque toutes les chambres 6 et tous les segments évasés 7 sont convenablement remplis, l'échangeur est étuvé pour tout d'abord fluidifier la colle afin que celle-ci mouille complètement la paroi de la chambre 6 et la paroi correspondante de chaque tube 2 puis l'opération d'étuvage provoque le durcissement de la résine qui adhère fortement tant à la plaque collectrice qu'au tube en assurant, par conséquent, à la fois la jonction mécanique entre la plaque collectrice et les tubes et l'éwar.chéité qui est nécessaire au bon fonctionnement de l'échangeur. Le segment d'entrée 4 étant de forme et dimension correspondant à celles du tube a pour fonction, outre le guidage déjà décrit, de retenir la colle dans la chambre 6 en empêchant que cette colle s'écoule le long de la paroi du tube lorsqu'elle passe par sa phase fluide. Lorsque l'échangeur de chaleur comporte deux plaques collectrices 1,la, comme montré a la fig. 3, ces deux plaques collectrices peuvent être identiques et toutes deux disposées de la même manière, c'est-à-dire pour que le segment évasé 7 soit dirigé vers le haut lorsque les tubes 2 sont verticaux. Cette disposition se prête particulièrement bien à une fabrication entièrement mécanique de l'échangeur. En effet, les tubes 2 peuvent être engagés dans une même opération à travers la plaque collectrice la à travers les dissipateurs 8 puis à travers la plaque collectrice 1, les passages de tubes des dissipateurs 8 étant légèrement déformés lors de l'introduction des tubes pour réaliser un bon accostage mécanique entre ces pièces. La colle est ensuite introduite dans les chambres 6 des deux plaques collectrices et l'ensemble de l'échangeur est étuvé en position verticale de sorte qu'il n'existe aucun risque d'écoulement accidentel lors du passage en phase fluide de la colle. Un autre mode de montage peut évidemment être utilisé au gré du fabricant En effet, l'enseble tube 2, dissipateur 8 peut entre fabriqué à l'avance et les extrémités des tubes engagées ultérieurement dans l'une et l'autre des deux plaques collectrices 1, la. Les plaques collectrices 1, la peuvent être munies de boîtes à eau 9, 9a, soit avant , soit après l'engagement des tubes. Lorsque l'ensemble tube 2, dissipateur 8 est fabriqué à l'avance, il est même possible d'utiliser des plaques collectrices pré-assemblées à leurs boîtes à eau. En effet, comme le montre la fig. 4, selon un développement de l'invention il est possible que les plaques collectrices présentent, à partir de leur côté, des canaux d'injection 10 permettant d'introduire une quantité mesurée de colle aprbsle montage des tubes. Les canaux d'injection servent au guidage de buses 11 qui damnent la colle dans la chambre 6,ladite colle assurant aussi la fermeture des canaux 10. 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. Procédé pour la liaison entre les tubes et les plaques collectrices d'un échangeur de chaleur dans lequel les plaques collectrices sont fabriquées en résine-synthétìque et les tubes de circulation devant être reliés à au moins une plaque collectrice sont fabriqués en métal, caractérisé en ce qu'on forme dans la plaque collectrice pour chaque tube un logement délimitant un segment d'entrée (4)prolongé par un segment élargi (5), ledit segment d'entrée formant guide pour le tube dont la paroi délimite avec le segment élargi une chambre annulaire (6) qui est remplie au moins partiellement d'une colle. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on forme dans la plaque collectrice des segments évasés (7) au-dessus des chambres annulaires (6). 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, carac ténseru---et1-orr---dlspose--îes - deux plaques collectrices (1,1a) d'un même échangeur de chaleur pour que les segments d'entrée (4) soient disposés vers le bas lorsque les tubes (2) sont verticaux. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on utilise une colle à base de résine époxyde et en ce qu'on soumet cette résine à un étuvage après la mise en place des tubes, ledit étuvage amenant la résine tout d'abord dans une phase fluide puis provoquant ensuite son durcissement. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on prévoit des canaux d'injection (10) ouvrant dans les bords de la plaque collectrice et menant au logement (3) destiné à contenir les tubes (2), lesdits canaux d'injection étant destinés à recevoir des buses d'injection (11) distribuant une quantité mesurée de colle dans les logements (3) et dans chaque canal d'injection (10). 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les plaques collectrices (1, la) sont reliées à des boîtes à eaux (9, 9a) mises en place indifféremment avant ou après l'engagement des tubes dans les plaques collectrices. 7. Echangeur de chaleur obtenu par la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel les tubes de circulation (2) sont engagés dans des logements (3) de plaques collectrices par un segment d'entrée et de guidage (4) en délimitant avec la plaque collectrice, à chaque fois, une chambre annulaire (6) remplie de colle durcie.