Brevet FR2599132A1 — publié le 19871127

Echangeur de chaleur, en particulier pour véhicule automobile, et agencement de tels échangeurs en vue de leur transport. L'invention concerne des échangeurs de chaleur, en particulier pour véhicules automobiles, tels par exemple que des radiateurs destinés à faire partie de circuits de refroidissement de moteurs à combustion interne, ainsi qu'un agencement particulier de ces échangeurs en vue de leur transport. Les échangeurs de chaleur pour véhicules automobiles, notamment les radiateurs des circuits de refroidissement des moteurs, comprennent en général un faisceau de tubes à ailettes aux extrémités duquel sont montées deux boites à eau en matière plastique qui comprennent des tubulures d'entrée et de sortie de liquide et qui sont en outre munies de moyens, tels que des pattes et des pions, de fixation et de support dans un compartiment moteur de véhicule automobile. Pour leur stockage et leur transport, ces échangeurs de chaleur sont placés dans des conteneurs spécialement amé nagés avec des rayonnages spécifiques à chaque type d'échangeurs et qui sont de ce fait très coûteux. L'invention a notamment pour but de permettre le stockage et le transport de ces échangeurs de chaleur sans qu'il soit nécessaire d'utiliser de rayonnages spécifiques placés à l'intérieur des conteneurs. L'invention a encore pour but de réaliser des échangeurs de chaleur de façon telle qu'ils puissent être empilés ou gerbés naturellement les uns sur les autres, sans qu'il soit nécessaire d'utiliser pour cela des pièces intermédiaires spécifiques. L'invention propose donc, à cet effet, un échangeur de chaleur en particulier pour véhicule automobile, comprenant un faisceau de tubes, au moins une boite à eau montée à une extrémité du faisceau de tubes, et des premiers moyens, tels que des pattes, des pions ou analogues, pour sa fixation dans le compartiment moteur d'un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend des seconds moyens propres à coopérer avec certains des premiers moyens d'un échangeur identique pour permettre le gerbage et le maintien des échangeurs les uns sur les autres en vue de leur stockage et de leur transport dans un conteneur. Grâce à ces seconds moyens, les échangeurs de chaleur peuvent donc etre empilés en étant maintenus et positionnés de façon positive les uns par rapport aux autres, sans risque de détérioration ou d'écrasement de certaines de leurs parties, notamment du faisceau de tubes à ailettes, et sans qu'il soit nécessaire d'utiliser des rayonnages intermédiaires. Avantageusement, les premiers et les seconds moyens précités sont formés sur les boites à eau des échangeurs et/ou sur des vases d'expansion associés aux boites à eau. Appliqué à un échangeur comprenant deux boites à eau mon tées aux extrémités du faisceau de tubes, l'invention prévoit également qu'un premier moyen et un second moyen propres à coopérer entre eux sur deux échangeurs identi ques sont formés sur des parties différentes, notamment l'un sur une boîte à eau et l'autre sur l'autre boîte à eau du même échangeur, pour permettre la disposition tête- bêche des échangeurs les uns sur les autres. On facilite ainsi le gerbage des échangeurs, notamment lorsque les deux tubulures d'entrée et de sortie de liquide sont formées sur la même boîte à eau et/ou lorsque l'une des boîtes à eau est formée ou associée avec un vase d'expansion. Selon les modes de réalisation de l'invention, les seconds moyens précités peuvent comprendre des pattes formées avec une ouverture de réception d'un pion ou analogue formant un premier moyen précité, et/ou des pattes propres à prendre appui sur le bord d'un collecteur d'un échangeur de chaleur identique, et/ou des plots en saillie propres à s'engager dans des tubulures d'entrée ou de sortie de liquide d'un échangeur identique. L'invention propose également un agencement d'échangeurs de chaleur de ce type, caractérisé en ce qu'il est formé d'échangeurs empilés les uns sur les autres et dont les premiers et seconds moyens précités coopèrent entre eux pour s'opposer à tout déplacement des échangeurs les uns par rapport aux autres dans toute direction perpendiculaire à la direction d'empilement et pour assurer un écartement déterminé entre deux échangeurs successifs. Avantageusement, deux échangeurs empilés l'un sur l'autre sont disposés tête-bêche et peuvent en outre être retournés l'un par rapport à l'autre de telle sorte que leurs tubulures s'étendent dans des directions opposées. Les échangeurs de chaleur ainsi empilés peuvent être placés, sans risque de détérioration, dans un conteneur de taille standard. Il suffit pour cela que les dimensions du conteneur soient choisies pour être le plus petit commun multiple des dimensions correspondantes d'échangeurs de chaleur de types différents. Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique en élévation représentant trois échangeurs de chaleur selon l'invention, qui sont accolés les uns aux autres; - la figure 2 est une vue de dessus des trois échangeurs de la figure 1; - les figures 3 et 4 sont des vues correspondant aux figures 1 et 2 respectivement, pour une variante de réalisation de l'invention. On se réfère d'abord aux figures 1 et 2, qui représentent schématiquement un premier mode de réalisation de l'inventison L'agencement d'échangeurs de chaleur représenté dans les figures 1 et 2 est formé de trois échangeurs de chaleur identiques 10 qui sont accolés ou empilés en étant disposés non seulement tête-bêche mais également dos à dos de telle sorte que les tubulures d'entrée et de sortie de liquide de deux échangeurs consécutifs soient orientées dans des directions opposées. De façon classique, chaque- échangeur de chaleur 10 comprend un faisceau de tubes à ailettes 12 aux extrémités duquel sont montées deux boîtes à eau 14 et 16 par l'intermédiaire de collecteurs 18, ou plaques à tubes, d'un type classique. La première boite à eau 14 est formée avec deux tubulures 20 d'entrée et de sortie de liquide, respectivement, qui sont parallèles entre elles et s'étendent perpen diculairement au plan du faisceau de tubes 12 de l'échangeur. La boîte à eau 14 est encore formée avec deux pions 22 de centrage et de positionnement, qui s'étendent perpendiculairement au plan du faisceau de tubes 12 de l'échangeur et qui sont formés sur deux parois opposées de la boîte à eau 14, pour s'étendre dans deux directions opposées. D'autres moyens de fixation de l'échangeur de chaleur sont prévus, tels par exemple qu'une patte 24 et un pion 26 à l'extrémité supérieure des boîtes à eau 14 et 16, et des pions 28 aux extrémités inférieures de ces boîtes à eau. La boîte à eau 16 de chaque échangeur de chaleur 10 est formée avec deux pattes 30 en saillie sur ses parois longitudinales, ces pattes 30 s'étendant parallèlement au plan du faisceau 12 et à une certaine distance des deux grandes faces de ce faisceau, en étant orientées vers l'extérieur de l'échangeur de chaleur. Ces pattes 30 sont formées sur la boite à eau 16 au même niveau que les pions 22 formés sur la boîte à eau 14 et comprennent chacune une ouverture allongée 32 propre à recevoir un pion 22. En outre, les deux faces longitudinales d'une bote à eau 16 sont formées avec deux courtes nervures ou pattes 34 en saillie, qui sont parallèles à la patte 30 précitée et disposées de part et d'autre de celle-ci, au voisinage des extrémités de la boîte à eau 16. Ces pattes 34 sont destinées à prendre appui sur le collecteur 18 de la bot à eau 14 d'un autre échangeur de chaleur, lorsque les échangeurs sont empilés et/ou accolés les uns aux autres comme représenté sur les figures 1 et 2. Pour cet empilage, les échangeurs de chaleur 10 sont disposés tête bêche et dos à dos, comme représenté en figure 2, et sont également décalés légèrement les uns par rapport aux autres, de telle sorte que les pions 22 formés sur une boîte à eau 14 d'un échangeur de chaleur pénètrent dans les orifices 32 des pattes 30 formées sur les boites à eau 16 de deux autres échangeurs de chaleur, et que le collecteur 18 de cette boîte à eau 14 vienne en appui, par ses grands côtés, sur les nervures et pattes 30,34 formées sur les boîtes à eau 16 de ces deux autres échangeurs de chaleur. On obtient ainsi un gerbage naturel des échangeurs de chaleur 10 qui sont maintenus de façon positive à l'encontre de tout déplacement dans une direction perpendiculaire à la direction d'empilage, et qui sont également maintenus à distance déterminée les uns des autres pour éviter tout risque de détérioration des faisceaux de tubes 12. On se réfère maintenant aux figures 3 et 4, représentant une variante de réalisation de l'invention. Dans cette variante de réalisation, chaque échangeur de chaleur 40 comprend un faisceau de tubes 42 aux extrémités duquel sont montées deux boîtes à eau 44 et 46 par l'intermédiaire de collecteurs 48. La boîte à eau 44 est prolongée à sa partie supérieure par un vase d'expansion 50, comprenant une partie inférieure 52 venant d'une pièce par moulage avec la boite à eau 44 et comportant une patte en U 54 d'appui sur le petit côté supérieur du faisceau de tubes 42, et une partie supérieure 56 rapportée sur le contour de la face ouverte supérieure de la partie inférieure 52 du vase d'expansion. La boîte à eau 44 comprend encore deux tubulures 58 d'entrée et de sortie de liquide, qui s'étendent perpendiculairement au plan du faisceau de tubes 42, du même côté de la boîte à eau 44. Les moyens de fixation d'un échangeur de chaleur dans le compartiment moteur d'un véhicule automobile comprennent par exemple une patte 60 et un pion 62 formés en saillie sur le vase d'expansion 50, une patte 64 et un pion 66 formés à l'extrémité supérieure de la boîte à eau 46, et des pions 68 formés aux extrémités inférieures des boîtes à eau 44 et 46. Le vase d'expansion 50 comprend encore, selon l'invention, un manchon tubulaire 70, délimitant un orifice oblong destiné à recevoir le pion 66 de la patte 64 formée sur la boîte à eau 46 d'un autre échangeur de chaleur. Cette boite à eau 46 de l'autre échangeur de chaleur comprend elle-même, à son extrémité inférieure et sur sa face latérale opposée à celle comprenant la patte 64 et le pion 66, un pion 7-2 s'étendant perpendiculairement au plan du faisceau de tubes 44 et destiné à pénétrer dans l'extré- mité de la tubulure inférieure 58 d'un autre échangeur de chaleur. Ce pion 72 est par exemple en forme d'étoile à trois branches et est relié à deux nervures parallèles 74 formées en saillie sur la boîte à eau 46 et sur lesquelles vient s'appuyer une partie de l'extrémité de la tubulure 58 dans laquelle est introduit le pion 72. Au voisinage de son extrémité supérieure, la boîte à eau 46 comprend, sur la même face latérale, deux autres nervures 76 identiques aux nervures 74 et sur lesquelles vient s'appuyer une partie de l'extrémité de l'autre tubulure 58 de l'échangeur de chaleur voisin. Pour leur stockage et leur transport, les échangeurs de chaleur 40 sont empilés les uns sur les autres comme représenté dans les figures 3 et 4, c'est-à-dire en étant disposés tête bêche et dos à dos, de telle sorte que le pion 66 de la patte 64 de la boîte à eau 46 d'un premier échangeur de chaleur soit engagé dans le manchon 70 du vase d'expansion 50 d'un deuxième échangeur de chaleur et vienne en butée au fond de ce manchon, tandis que le pion 66 de la boîte à eau 46 de ce deuxième échangeur de chaleur est lui-même engagé en butée dans le manchon 70 du vase d'expansion 50 du premier échangeur de chaleur, la tubulure supérieure 58 de la boîte à eau 44 de ce deuxième échangeur de chaleur venant en butée sur les nervures supérieures 76 de la boîte à eau 46 d'un troi sième échangeur de chaleur, l'extrémité de la tubulure inférieure 58 de cette boîte à eau 44 du deuxième échangeur de chaleur venant en butée sur les nervures 74 de la boîte à eau 46 du troisième échangeur de chaleur et venant coiffer le pion 72 de la boîte à eau 46 de ce troisième échangeur de chaleur, qui se trouve dans la même position que le premier échangeur de chaleur. Complémentairement, les tubulures 58 de la boîte à eau 44 du troisième échangeur de chaleur viennent en appui sur les nervures 76 et 74 de la boîte à eau 46 du troisième échangeur de chaleur, et le pion 72 de cette boîte à eau 46 est engagé dans l'extrémité de la tubulure inférieure 58 de la boîte à eau 44 du troisième échangeur de chaleur. Comme dans le premier mode de réalisation de l'invention, on obtient ainsi un gerbage des échangeurs de chaleur 40, qui sont maintenus et positionnés les uns par rapport aux autres, sans pouvoir se déplacer dans un plan perpendiculaire à la direction d'empilage, et en étant séparés d'une distance déterminée les uns des autres. Un tel empilage d'échangeurs de chaleur peut être placé directement dans un conteneur de dimensions appropriées, sans qu'il soit nécessaire d'utiliser des rayonnages séparant les échangeurs les uns des autres. On peut donc placer, dans un même conteneur, un plus grand nombre d'échangeurs de chaleur, et l'on peut utiliser des conteneurs standards, dont les dimensions ont été déterminées pour être le plus petit commun multiple des dimensions correspondantes d'échangeurs de types différents. Revendications. 1. Echangeur de chaleur, en particulier pour véhicule automobile, comprenant des premiers moyens (22, 24, 26 28, 60, 62, 64, 66, 68) pour sa fixation dans le compartiment moteur d'un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend des seconds moyens (30, 32, 34, 70, 72, 74, 76) propres à coopérer avec certains des premiers moyens d'un échangeur identique (10, 40) pour permettre le gerbage et le maintien des échangeurs les uns sur les autres en vue de leur stockage et de leur transport dans un conteneur. 2. Echangeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits premiers et seconds moyens sont formés respectivement sur des parties différentes de l'échangeur. 3. Echangeur de chaleur selon la revendication 1 ou 2, comprenant un faisceau de tubes (12, 42), au moins une boîte à eau (14, 16; 44,46) montée à l'une des extrémités du faisceau de tubes, caractérisé en ce que lesdits premiers ou lesdits seconds moyens sont formés sur ladite boîte à eau de l'échangeur et/ou sur un vase d'expansion (50) associé à ladite boite à eau. 4. Echangeur de chaleur selon la revendications 1 ou 2, comportant un faisceau de tubes (12,42), deux boîtes à eau (14, 16, 44, 46) montées aux extrémités du faisceau de tubes, caractérisé en ce que lesdits premiers moyens sont formés sur une boîte à eau et lesdits deuxièmes moyens sur l'autre boîte à eau. 5. Echangeur selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un premier et un second moyen propres à coopérer ensemble sur deux échangeurs identiques sont formés l'un sur une boîte à eau et l'autre sur l'autre boîte à eau du même échangeur, pour permettre la disposition têtebêche des échangeurs les uns sur les autres. 6. Echangeur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les seconds moyens comprennent des pattes (30) formées avec une ouverture (32) de réception d'un pion (22) ou analogue formant un premier moyen précité. 7. Echangeur selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les seconds moyens comprennent des pattes ou nervures (34, 76) propres à prendre appui sur le bord d'un élément d'un échangeur de chaleur identique, par exemple sur un collecteur (18) ou sur l'extrémité d'une tubulure (58). 8. Echangeur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les seconds moyens comprennent des pions (72) propres à s'engager dans des tubulures (58) d'entrée ou de sortie de liquide d'un échangeur de chaleur identique. 9. Agencement d'échangeurs de chaleur selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il est formé d'échangeurs (10, 40) empilés les uns sur les autres et dont les premiers et seconds moyens coopèrent entre eux pour s'opposer à tout déplacement des échangeurs les uns par rapport aux autres dans une direction perpendiculaire à la direction d'empilement et pour assurer un écartement déterminé entre deux échangeurs consécutifs. 10. Agencement selon la revendication 9, caractérisé en ce que deux échangeurs (10,40) empilés l'un sur l'autre sont disposés tete bêche. 11. Agencement selon la revendication 10, caractérisé en ce que ces deux échangeurs sont également retournés l'un par rapport à l'autre ou dos à dos de telle sorte que leurs tubulures (20, 58) s'étendent dans des directions opposées. 12. Agencement selon l'une des revendications 9 à 11, caractérisé en ce qu'il est disposé dans un conteneur standard pour son stockage et son transport.