Brevet FR2605726A1 — publié le 19880429

La présente invention concerne les échangeurs de chaleur utilisés en particulier pour le refroidissement d'un fluide circulant dans les chemises d'un moteur thermique. L'échangeur de l'invention est plus précisément du type dit à tubes et ailettes, les tubes débouchant dans une ou deux plaques collectrices suivant qu'ils sont cintrés en épingle ou seulement rectilignes. Comme cela est bien connu, les échangeurs du type rappelé ci-dessus doivent être adaptt à la puissance thermique devant être dissipée et néanmoins il est recherché de standardiser autant que faire se peut les pièces de base servant à la fabrication d'échangeurs devant dissiper des énergies calorifiques différentes. Tout particulièrement il est avantageux de pouvoir standardiser la fabrication des plaques collectrices et aussi la standardisation des tubes, tout particulièrement en ce qui concerne leur diamètre. I1 est important aussi dans la technique de fabrication des échangeurs qu'une même installation puisse être mise en oeuvre pour la fabrication d'appareils de caractéristiques différentes. C'est ainsitpar exemple que les machines de gonflage des tubes ronds dans les passages des tubes des ailettes dissipatrices de chaleur doivent pouvoir être utilisés pour le travail des tubes que comportent des échangeurs de caractéristiques différentes. L'évolution de la technique a fait que des échangeurs de chaleur très élaborés, par exemple fabriqués en aluminium, ne comportent plus qu'une seule rangée de tubes. Ainsi les plaques collectrices sont relativement étroites et ces plaques collectrices ne peuvent plus être utilisées pour la réalisation d'échangeurs comportant deux rangs de tubes qui seraient montés par gonflage ou un autre moyen. L'invention résout le problème exposé dans ce qui précède en permettant de réaliser un échangeur à au moins deux rangs de tubes tout en utilisant des plaques collectrices étroites non initialement prévues à cet effet et en utilisant également des tubes de section circulaire dont le diamètre est tel qu'ils ne pourraient pas être engagés et gonflés dans des passages de tubes de plaques collectrices étroites prévues à l'origine pour des échangeurs monorang. Conformément à l'invention, l'échangeur de chaleur du type à tubes et dissipateurs est caractérisé en ce que les tubes de section ronde sont engagés dans des passages de tubes de même forme prévus dans les ailettes et dans des passages de tubes d'au moins une plaque collectrice, ces derniers passages de tubes et l'extrémité desdits tubes étant de forme générale ovale, le grand axe de l'ovale étant sensiblement perpendiculaire au sens d'écoulement du fluide canalisé par les tubes et les ailettes. 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 annéxé. La fig. 1 est une coupe-élévation partielle en partie éclatée d'un échangeur de chaleur mettant en oeuvre l'invention. La fig. 2 est un plan partiel vu sensiblement suivant la ligne II-II de la fig. 1. La fig. 3 est une coupe partielle vue sensiblement suivant la ligne III-III de la fig. 1. La fig. 4 est un plan correspondant à la fig. 2 illustrant une variante. Le dessin montre partiellement un échangeur de chaleur, par exemple un radiateur de refroidissement pour véhicule, qui comporte des tubes 1 sur lesquels sont enfilés des dissipateurs 2 constitués par des ailettes. Les tubes 1 sont engagés dans des passages de tubes 3 de forme ovale ou sensiblement ovale d'une plaque collectrice 4 recouverte par une boîte à eau 5. Les tubes 1 peuvent être assemblés à la plaque collectrice 4 par un procédé quelconque connu de la technique. A titre d'exemple, ils peuvent être brasés pour assurer l'étanchéité ou ils peuvent être serrés dans des garnitures souples ou encore ils peuvent être collés. De même la boite collectrice 5 peut être fixée de façon étanche à la plaque collectrice 4 en comprimant un joint souple 6 ou en le collant ou en le brasant ou en mettant en oeuvre un autre moyen connu. Dans la réalisation des fig. 1 à 3, les tubes 1 sont de section circulaire et leur diamètre correspond à celui des passages de tube 7 prévus dans les ailettes 2, passages de tubes qui sont eux-mêmes circulaires comme l'illustre bien la fig. 3. L'extrémité des tubes 1 correspond sensiblement au petit diamètre des passages des tubes 3 de la plaque collectrice 4 de sorte que les tubes peuvent également être engagés dans lesdits passages 3. Lorsque les tubes sont mis en place, ils sont tout d'abord gonflés dans les passages de tubes 7 des ailettes 2 puis ils sont ensuite gonflés à une de leurs extrémités dans les passages de tubes 3 en les déformant pour qu'ils prennent la forme d'ovale correspondant à celle de chaque passage de tubes 3. Les ailettes 2 présentent, entre les passages de tubes 7 qu'elles délimitent, des persiennes 8, 8a... 8n dont la largeur va croissant puis décroissant, comme l'illustre la fig. 3, en ce qui concerne les ailettes 8a à 8n et 8'n à 8'a. Les persiennes 8 à 8n sont de préférence inclinées de manière opposée aux persiennes 8'n à 8'a et leur angle d'incidence est compris entre 25 et 350 et de préférence entre 26 et 300. La forme ovale qui est donnée à l'extrémité des tubes 1 rend possible de laisser libre entre les passages de tubes 3 des deux rangées de la plaque collectrice une largeur de métal suffisante pour que le fond de la plaque collectrice puisse supporter les efforts engendrés lors du gonflage des tubes et ensuite au cours de l'utilisation de l'échangeur lorsque les tubes 1 se dilatent ou se contractent. Par ailleurs, les persiennes de largeur croissante puis décroissante permettent d'allonger la longueur cumulée des bords d'attaque de chaque jeu de persiennes ce qui améliore la dissipation thermique des ailettes. La fig. 4 illustre une variante selon laquelle les passages de tubes 3a de la plaque collectrice sont décalés d'une rangée à l'autre. Dans ce cas, les ailettes sont évidemment réalisées de même manière avec des passages de tubes décalés d'une rangée à l'autre, les autres parties de l'échangeur demeurant analogue. Comme cela ressort de la description qui précède, dans tous les cas l'extrémité des tubes 1 est formée pour délimiter un embout ovale dont le grand axe est sensiblement perpendiculaire au sens de circulation de l'air devant traverser l'échangeur. Bien que le dessin ne le représente pas, dans la plupart des réalisations, l'échangeur comporte deux ensembles plaques collectrices-boîtes à eau disposés respectivement aux deux extrémités des tubes. Il est possible cependant que l'échangeur comporte seulement un ensemble plaque collectrice-boite à eau ; dans ce cas, les tubes 1 sont pliés en épingle d'une manière bien connue dans la technique de fabrication des échangeurs. 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 - Echangeur de chaleur du type à tubes et ailettes, caractérisé en ce que des tubes de section ronde sont engagés dans des passages de tubes de même forme prévus dans les ailettes (2) et dans des passages de tubes (3) d'au moins une plaque collectrice (4), ces derniers passages des tubes et l'extrémité desdits tubes étant de forme générale ovale, le grand axe de l'ovale étant sensiblement perpendiculaire au sens d'écoulement du fluide canalisé par les tubes et les ailettes. 2 - Echangeur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les ailettes comportent des persiennes (8) entre les tubes successifs. 3 - Echangeur suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les ailettes présentent des séries de persiennes (8, 8a ... 8n) de largeur croissant et des séries de persiennes (8'n ... 8'a) de largeur décroissante épousant la périphérie des tubes. 4 - Echangeur suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les séries de persiennes sont d'inclinaison opposée. 5 - Echangeur suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les persiennes présentent un angle d'inclinaison compris entre 25 et 350, de préférence entre 26 et 309. 6 - Echangeur suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les rangées (1) de tubes sont alignées. 7 - Echangeur suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les rangées de tubes sont décalées.