Brevet FR2613059A1 — publié le 19880930

La présente invention concerne les échangeurs de chaleur et plus particulièrement ceux qui sont utilisés dans l'industrie automobile pour remplir les fonctions de refroidisseurs d'évaporateur ou d'aérotherme. Les échangeurs montés sur les véhicules automo- biles sont presque toujours accolés à des parois ou à des batis de support qui servent à canaliser l'air devant traverser la partie active de l'échangeur c'est- à-dire le faisceau de tubeset les dissipateurs dont il O10 est muni. Il est indispensable que la liaison entre un échangeur et une paroi de support soit réalisée de manière que des bruits parasites ne soient pas produits A partir des vibrations qui peuvent être transmises soit à l'échangeur, soit aux parois qui le supportent. On est ainsi conduit à prévoir des joints souples entre certai- nes parties des échangeurs et les parois ou bâtis de support. Par ailleurs, en ce qui concerne certains échangeurs, par exemple des évaporateurs pour la climati- sation de l'habitacle d'un véhicule, il a été en outre constaté que des parties de ces échangeurs qui ne se trouvent pas dans la veine d'air devant les traverser sont soumises à des phénomènes de givrage qui peuvent conduire à des détériorations et qui de toute façon provoquent ensuite l'écoulement d'eau de fusion qu'il faut recueillir et évacuer. De plus, les entrées de l'échangeur étant constituées par des tubes pliés, il est nécessaire de relier les coudes des tubes li sinon risquent de vibrer et qui, par ailleurs, ne p.ivent pas être reliés facilement à des parois pour canaliser une veine d'air. L'invention permet de remédier aux divers inconvénients évoqués dans ce qui précède en permettant que l'échange thermique soit effectué seulement par la partie active du faisceau tubulaire et cela sans qu'il y ait lieu de munir l'échangeur de joints souples. De plus, par sa mise en oeuvre, l'invention permet de protéger l'échangeur avant qu'il soit monté sur un véhicule. Conformément à l'invention, l'échangeur de chaleur à faisceau tubulaire dont les tubes sont munis de dissipateurs, ledit échangeur étant monté entre des parois de support, est caractérisé par au moins un bloc de mousse enveloppant au moins l'une de ses deux extrémi- tés. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Des formes de réalisation de l'objet de l'in- vention sont représentées, à titre d'exemples non limita- tifs, au dessin annexé. La fig 1 est une coupe-élévation d'un échangeur de chaleur constituant un évaporateur mis en place dans un bottier de support. La fig 2 est une coupe-élévation longitudinale partielle vue sensiblement suivant la ligne II-II de la fig.1. La fig.3 est une coupe-élévation, analogue à la fig.1 et montrant une variante de réalisation de l'échan- geur à fonction d'évaporateur. La fig.4 est une coupe-élévation, analogue à la fig.1 et montrant l'application de l'invention à un échangeur de chaleur constituant un aérotherme. La fig i illustre un échangeur de chaleur constituant un évaporateur utilisable en particulier pour la climatisation de l'air à l'intérieur de l'habitacle d'un véhicule. De manière connue, l'échangeur de la fig.l comporte des jeux de tubes tels que 1 et 2 qui sont reliés entre eux par des crosses 3 montées de façon parfaitement étanche. Les jeux de tubes tels que i et 2 comportent des crosses 3 tant à leur partie haute qu'à leur partie basse, même lorsque certains des tubes constitutifs de chaque jeu sont constitués par un tube plié en épingle. Les jeux de tubes 1, 2...sont alimentés chacun par un tube d'entrée 4 dans l'embouchure duquel est fixé, de façon étanche, un conduit d'injection 5 de fluide frigorigène provenant d'un raccord 6. Le fluide frigorigène sortant des jeux de tubes 1, 2 est collecté et conduit vers l'aspiration d'un compresseur par un raccord 7. Pour être assemblés les jeux de tubes 1 et 2... sont engagés dans des plaques collectrices 7, 8 et ils sont également engages dans des dissipateurs 9 constitués sous la forme d'ailettes qui comportent avantageusement des collets 10 dans lesquels les tubes sont gonflés. Dans la réalisation, selon les fig.l et 2, l'échangeur décrit ci-dessus est noyé à ses parties haute et basse dans des blocs 11, 12 de mousse de résine synthétique par exemple de polyuréthane ou d'une autre matière synthétique présentant de préférence des alvéoles fermés. Les mousses de polyuréthane sont à cet égard particulièrement appropriées, les deux composants de base qui les composent, à savoir un polyol et des isocyanates susceptibles de réactions permettant de développer les blocs de mousse 11 et 12 en les mélangeant in situ. Cette opération peut être effectuée dans des moules très simples pour amener les blocs 11 et 12 aux dimensions souhaitées. Comme l'illustrent les fig 1 et 2, les blocs 11 et 12 sont formés de manière à adhérer aux plaques collectrices 7, 8 et à noyer complètement les parties saillantes des jeux de tubes 1, 2 de même que les conduits d'injection 5 et de façon à s'étendre jusqu'au pied des raccords 6 et 7. Il est avantageux, en outre, de former les blocs 11, 12 de manière qu'ils fassent saillie par rapport aux bords périphériques 7a, 8a des plaques collectrices 7, 8 ainsi que cela est illustré en 13. Les saillies 13 forment ainsi des surfaces d'appui pour les parois 14, 15 d'un bottier 16 devant contenir l'échangeur. Comme cela ressort de ce qui précède, les blocs 11, 12 qui noient complètement les extrémités des tubes, les crosses et les conduits d'injection empêchent tout mouvement de vibration de ces organes et les isolent thermiquement les uns des autres et de l'atmosphère ambiante. En outre, du fait des saillies 13 que forment les blocs 11, 12, il n'est plus nécessaire de prévoir.des joints souples entre l'échangeur proprement dit et les parois 14, 15 du bottier qui les contient. Supplémentairement encore, les blocs 11, 12 constituent des éléments d'étanchéité faisant que l'air circulant entre les tubes et les dissipateurs et s'écoulant suivant la flèche f 1 est parfaitement guidé sans qu'il puisse exister de trajets de fuite. La fig.3 illustre un développement de l'in- vention selon lequel l'échangeur ne comporte plus les plaques collectrices 7, 8. Dans ce cas, les blocs 11, 12 sont formés pour qu'ils se développent à partir des ailettes terminales 9_ 9b. Les blocs 11, 12 étant développée en mousse directement sur les plaques collectrices 7, 8 ou les ailettes terminales 9a, 9b, ils agissent aussi pour assurer un maintien correct bien que souple des extrémi- tés de l'ensemble des tubes. Il est possible, supplémentairement, de prévoir dans l'un ou les deux blocs des passages 16 pour la mise en place d'accessoires, par exemple d'une sonde de thermostatique 17. Dans ce qui précède, l'invention est décrite en référence à un échangeur ayant fonction d'évaporateur. Elle peut être mise en oeuvre de même manière avec des échangeurs de chaleur ayant une autre fonction. La fig.4 montre un échangeur ayant fonction d'aérotherme c'est-à-dire qu'il est destiné au chauffage de l'air devant être admis dans l'habitacle du véhicule. Le dessin montre que la boite à eau 18 est noyée au moins partiellement dans un bloc de mousse lla présen- tant également des saillies périphériques 13. Par ailleurs, un bloc de mousse 12a enveloppe la partie coudée l9a des tubes 19, le bloc 12a étant formé à partir de la dernière ailette 20 que comporte cet échan- geur. Dans cette réalisation, le bloc de mousse 12a permet de réaliser une bonne étanchéité entre l'échangeur et les parois 14a, 15a du bottier qui le contient. En outre le bloc de mousse sert à la liaison des différents t bçs 19 de l'échangeur et ledit bloc de mousse peut en outre contenir des accessoires 21 devant être reliés audit échangeur. L'invention n'est pas limité aux exemples de réalisation représentés et décrits en détail car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. En particulier, elle peut être mise en oeuvre également dans des échangeurs de refroidissement notam- ment des radiateurs de refroidissement du liquide circu- lant dans des moteurs thermiques, les plaques de mousse facilitant le support et empêchant la formation de facteurs générateurs de bruit. Bien que cela soit moins avantageux, on ne sortirait pas du cadre de l'invention en préparant à l'avance les blocs de mousse 11, 12 ou lia, 12a en leur faisant comporter des saignées et en emboîtant ces blocs sur les parties des échangeurs de chaleur saillant de part et d'autre des ailettes d'extré- mité ou des plaques collectrices, une fixation solide pouvant être assurée par une colle. REVENDICATIONS 1 - Echangeur de chaleur à faisceau tubulaire dont les tubes sont munis de dissipateurs (9, 20)> ledit échangeur étant monté entre des parois de support (14, 15, 14a, 15a), caractérisé par au moins un bloc de mousse (11, 12) enveloppant au moins l'une des deux extrémités de l'échangeur. 2 - Echangeur de chaleur suivant la revendica- tion 1, caractérisé en ce que le bloc de mousse présente des saillies (13) s'étendant au-delà de l'échangeur de chaleur pour former des surfaces d'appui isolant l'échan- geur de parois (14, 15, 14a, 15aJ. 3 - Echangeur de chaleur suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le bloc de mousse enveloppe toute la partie terminale de l'échangeur jusqu'à la plaque collectrice (7, 8) de cet échangeur. 4 - Echangeur de chaleur suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par deux blocs de mousse (11, 12, lIa, 12a) enveloppant les deux extrémités de l'échangeur de chaleur. - Echangeur de chaleur suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, dans l'ap- plication à un échangeur ayant fonction d'évaporateur, les blocs de mousse (11, 12) enveloppent complètement l'extrémité des jeux de tubes (1, 2) les crosses (3) reliant les tubes de chaque jeu et l'ensemble des con- duits d'injection (5). 6 - Echangeur de chaleur suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, dan.1l'ap- plication à un échangeur ayant fonction d'évaporateur, ledit échangeur ne comporte pas de plaque collectrice et les blocs de mousse s'étendent jusqu'aux ailettes termi- nales (9a, 9b) de cet échangeur. 7 - Echangeur de chaleur suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, dans l'application à un aérotherme, l'un des blocs de mousse (1la) enveloppe la boite à eau (18) et l'autre bloc de mousse (12a) enveloppe une partie coudée (19a) de tubes (19) dont est muni l'échangeur, ledit bloc de mousse s'étendant jusqu'à la dernière ailette (20) dont sont munis les tubes (19). 8 - Echangeur de chaleur suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'au moins un des blocs de mousse (11, 12a) contient des accessoires (17, 21). 9 - Un procédé pour réalisation de l'échangeur de l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les blocs de mousse (11, 12) sont développés directement sur les extrémités de l'échangeur. 10 - Procédé suivant la revendication 9, carac- térisé en ce que le développement de la mousse s'effectue sur l'échangeur même en mélangeant sur les extrémités de celui-ci des produits de réaction pour le développement en mousse de résinessynthétiques.