Brevet FR2645912A1 — publié le 19901019

-1- La présente invention concerne un refroidisseur d'essence comportant un tube intérieur en cuivre traversé par un agent réfrigérant et un tube extérieur disposé coaxialement au tube intérieur et rendu étanche contre celui-ci à ses deux extrémités, la chambre annulaire entre le tube intérieur et le tube extérieur étant parcourue par l'essence à refroidir. DE-PS 31 17 661 décrit un refroidisseur d'essence de ce genre, mais ne mentionne cependant pas dans quelles matières le tube intérieur et le tube extérieur sont supposés être réalisés. Dans la mesure o des refroidisseurs d'essence furent fabriqués suivant ce principe, ceux-ci présentaient toutefois un tube intérieur et un tube extérieur prévus dans une même matière, c'est-à- dire du cuivre. Ceci résulte d'une pratique générale du domaine des échangeurs de chaleur, lesquels sont fabriqués selon le principe de l'enveloppe double. De tels échangeurs de chaleur encore antérieurs à celui décrit dans DE-PS 31 17 661 (à comparer avec DE-OS 24 53 556 par exemple) étaient conçus de telle sorte que le tube extérieur et le tube intérieur se trouvaient reliés l'un à l'autre de façon permanente, en particulier par brasage fort. Le procédé de brasage fort convient cependant uniquement lors de l'utilisation de matières identiques pour le tube intérieur et le tube extérieur. Ces échangeurs de chaleur ne furent d'ailleurs nullement l'objet d'une utilisation de matières différentes pour le tube intérieur et le tube extérieur. Ces principes de construction furent adoptés pour tous les refroidisseurs d'essence connus jusqu'à présent. Comme en général tous les organes parcourus par ces carburants, les refroidisseurs d'essence représentent des dispositifs particulièrement dangereux en cas d'accident, étant donné qu'ils peuvent être le point de départ d'un incendie, lorsqu'ils ne sont plus étanches. La stabilité mécanique des refroidisseurs d'essence est par conséquent l'objet d'une attention croissante. L'objet de la présente invention 'est de développer un refroidisseur d'essence du type mentionné au début, de telle sorte que la stabilité mécanique, en particulier également la résistance à des dommages en cas d'accident, se trouve améliorée. A cet effet, l'invention prévoit que le tube extérieur soit en acier spécial et que le tube extérieur et le tube intérieur soient fixés l'un à l'autre et rendus étanches l'un contre l'autre par un procédé de soudage sous atmosphère inerte. L'invention part dès lors du principe communément employé jusqu'à présent pour fabriquer un refroidisseur d'essence au moyen d'un tube intérieur et d'un tube extérieur prévus dans une même matière, c'est-à-dire du cuivre. L'invention reconnaît cependant que l'utilisation de cuivre est nécessaire pour des -2- raisons de conductibilité thermique uniquement pour le tube intérieur, lequel constitue en définitive la paroi de séparation entre la chambre annulaire parcourue par l'essence et la chambre centrale traversée par l'agent réfrigérant. Le tube extérieur, dont la conductibilité thermique est sans mportance, peut par contre être optimisé en vue de présenter une stabilité mécanique élevée. A cet effet, l'acier spécial convient en particulier et offre en outre une bonne résistance à la corrosion. Malgré leurs points de fusion différents, l'acier spécial et le cuivre peuvent être soudés l'un à l'autre sous atmosphère inerte en choisissant avec soin les paramètres de soudage. Le refroidisseur d'essence ainsi obtenu offre une haute sécurité contre les risques mécaniques; même en cas d'accident, il n'a pas tendance à se fissurer en règle générale ou à perdre son étanchéité d'une manière ou d'une autre. Le tube extérieur peut être rétréci à ses extrémités en fonction du diamètre inférieur du tube' intérieur, de sorte qu'une bague d'obturation ne s'avère nullement nécessaire entre le tube extérieur et le tube intérieur. Les manchons de raccordement au tube intérieur peuvent être en acier ou en acier spécial, le tube intérieur étant rétréci à ses extrémités en fonction du ciamètre des manchons de raccordement et pouvant être relié à ceux-ci par un crocédé de soudage sous atmosphère inerte. Le principe susmentionné consistant à fabriquer en acier spécial les parties fortement sollicitées du point de vue mécanique et nee devant assumer aucune fonction thermoconductrice et à les relier au tube intérieur par un procédé de soudage sous atmosphère inerte, est dès lors également appliqué aux manchons de raccordement dans cette forme de réalisation de l'invention. Comme variante, il est cependant également possible de procéder à la fixation oes manchons de raccordement au tube intérieur selon la manière convention- nelle. Les manchons de raccordement communiquant avec le tube intérieur peuvent alors être en-cuivre ou en laiton et être reliés au tube intérieur par l'intermédiaire d'éléments annulaires, les points de jonction étant réalisés par brasage, de préférence par brasage fort. Des exemples de réalisation de l'invention sont exposés de manière plus détaillée par la suite, par référence au dessin. Il y est illustré: Figure 1: une coupe axiale d'un premier exemple de réalisation d'un refroidisseur d'essence; Figure 2: une coupe axiale d'un second exemple de réalisation d'un refroidisseur d'essence. Le refroidisseur d'essence représenté à la figure 1 comporte de manière connue en soi un tube extérieur 4 ainsi qu'un tube intérieur 1 disposé coaxialement audit tube extérieur 4. Le tube extérieur 4 est rétréci à ses deux extrémités -3- en fonction du diamètre du tube intérieur 1 et y est fixé de manière étanche par un procédé de soudage sous atmosphère inerte. Le procédé de soudage sous atmosphère inerte en question est un procédé de soudage à l'arc TIG. Cette abréviation signifie "tungsten- inert gas welding" ou "soudage à tungstène et à gaz inerte". L'arc électrique se produit entre une électrode en tungstène et la matière à souder dans une atmosphère de gaz inerte, lequel peut être un mélange d'hélium et d'argon ou un mélange d'argon et d'hydrogène. Un mélange d'argon et d'hydrogène s'est avéré particulièrement avantageux, la teneur en hydrogène étant d'environ 2 %. Une chambre annulaire 7, laquelle peut être parcourue par l'essence à' refroidir,. se trouve ainsi formée entre le tube extérieur 4 et le tube intérieur 1. A cet effet, des nipples 5, 6 permettant le raccordement des canalisations d'essence (non représentées) communiquent avec la chambre annulaire 7. Des chicanes non représentées au dessin peuvent être prévues dans la chambre annulaire 7 et servent à guideravantageusement l'écoulement d'essence au sein de celle-ci, de manière à améliorer le rendement du processus d'échange de chaleur. Le tube intérieur 1 est également rétréci selon un diamètre inférieur à ses deux extrémités, lequel correspond au diamètre extérieur de deux manchons de raccordement 2, 3 servant à amener l'agent réfrigérant dans la chambre intérieure du tube intérieur 1. Les manchons de raccordement 2, 3 sont également en acier spécial et sont fixés aux extrémités rétrécies du tube intérieur 1 selon le même procédé de soudage sous atmosphère inerte que celui utilisé pour fixer de manière étanche le tube extérieur 4 au tube intérieur 1. L'exemple de réalisation d'un refroidisseur d'essence représenté à la figure 2 correspond en grande partie à celui représenté à la figure 1; les éléments correspondants y sont dès lors désignés par les mêmes références plus 100. Le refroidisseur d'essence représenté à la figure 2 comporte également un tube extérieur 104, dont les extrémités sont rétrécies et fixées au moyen d'un procédé de soudage sous atmosphère inerte à un tube intérieur 101 disposé concentriquement. La chambre annulaire 107 formée entre le tube extérieur 104 et le tube intérieur 101 peut être alimentée en essence à refroidir par l'intermédiaire des nipples 105 et 106. Contrairement à l'exemple de réalisation décrit plus haut par référence à la figure 1, la fixation des manchons de raccordement 102 et 107 destinés à l'agent réfrigérant est réalisée de manière conventionnelle. En d'autres termes, les manchons de raccordement 102 et 103 sont fabriqués dans ce cas en cuivre ou en laiton et sont fixés par brasage fort à des éléments annulaires 108 et 109, lesquels peuvent également être en cuivre ou en laiton. La surface périphérique extérieure de chacun des éléments annulaires 108 et 109 est fixée -4- 26'45912 par brasage fort à la surface périphérique intérieure du tube intérieur 101. Dans cette forme de réalisation du refroidisseur d'essence, il n'est dès lors pas nécessaire que les extrémités du tube intérieur 101 soient rétrécies; le tube intérieur 101 peut ainsi présenter le méme diamètre sur toute sa longueur. -5- Revendications 1. Refroidisseur d'essence comportant un tube intérieur en cuivre traversé par un agent réfrigérant et un tube extérieur disposé concentriquement au tube intérieur et rendu étanche contre celui-ci à ses deux extrémités, la chambre annulaire entre le tube intérieur et le tube extérieur étant parcourue par l'essence à refroidir, caractérisé en ce que le tube extérieur (4; 104) est en acier spécial et en ce que le tube extérieur (4; 104) et le tube intérieur (1; 101) sont fixés l'un à l'autre et rendus étanches l'un contre l'autre par un procédé de soudage sous atmosphère inerte. 2. Refroidisseur d'essence suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le tube extérieur (4; 104) est rétréci à ses extrémités en fonction du diamètre inférieur du tube intérieur (1; 101). 3. Refroidisseur d'essence suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les manchons de raccordement (2, 3) au tube intérieur l(1) sont en acier ou en acier spécial et en ce que le tube intérieur (1) est rétréci à ses extrémités en fonction du diamètre des manchons de raccordement (2, 3) et est relié à ceux-ci par un procédé de soudage sous atmosphère inerte. 4. Refroidisseur d'essence suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les manchons de raccordement (102, 103) au tube intérieur (101) sont en cuivre ou en laiton et sont reliés au tube intérieur (101) par l'intermé- diaire d'éléments annulaires (ICe, 109), les points de jonction étant brasés.