Brevet FR2668251A1 — publié le 19920424

-1 Echangeur de chaleur d'encombrement transversal réduit L'invention concerne un échangeur de chaleur comprenant une boîte à fluide en forme de bac allongé comportant deux parois latérales, deux parois d'extrémités et un fond formant plaque collectrice, et fermé de façon étanche par un couver- cle soudé à l'opposé du fond, et une ou plusieurs rangées de tubes situés principalement à l'extérieur de la boîte à fluide, chaque tube étant aligné avec une ouverture ménagée dans le fond et ayant une extrémité liée de façon étanche à celui-ci, pour fournir une communication entre l'intérieur du tube et l'intérieur de la boîte à fluide, les parois latérales de la boîte à fluide s'étendant généralement paral- lèlement au plan contenant les axes des tubes d'une rangée et comportant au voisinage du couvercle un épaulement vers l'extérieur pour servir d'appui pour le soudage du couvercle. De tels échangeurs sont utilisés en particulier comme radia- teurs de circuits auxiliaires basse température dans les véhicules automobiles, et sont généralement montés entre la calandre et le radiateur principal L'espace disponible pour loger ce radiateur auxiliaire est alors très limité, surtout lorsqu'il faut également placer un condenseur dans le cas d'un véhicule climatisé. Le but de l'invention est de réduire l'encombrement de l'é- changeur de chaleur dans la direction transversale. A cet effet, dans l'échangeur de chaleur selon l'invention, la distance entre la face interne de chacune desdites parois latérales et les axes des tubes de la rangée la plus voisi- ne est, au droit dudit épaulement, inférieure à la moitié de la dimension maximale des tubes dans la direction trans- versale. En l'absence de la disposition selon l'invention, l'encom- brement transversal de la boite à fluide, donc de l'échan- geur de chaleur dans son ensemble, serait au moins égal à celui du faisceau de tubes augmenté de deux fois l'épais- seur de la paroi latérale et la largeur de l'épaulement. L'invention permet de ramener l'encombrement en deçà de ce seuil. Selon un mode de réalisation de l'invention, les parois latérales de la boîte à fluide comportent, entre les extré- mités des tubes et l'épaulement, des décrochements augmen- tant la distance entre leur face interne et les axes des tubes, au voisinage des extrémités de ces derniers. Selon une autre caractéristique de l'invention, un rebord périphérique, et des collets entourant les ouvertures du fond, font saillie à partir de celui-ci vers l'extérieur de la boîte à fluide, les extrémités des tubes étant enfi- lées autour des collets et liées de façon étanche à ceux- ci par un adhésif recouvrant la face extérieure du fond, à l'intérieur du rebord et autour des tubes. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention res- sortiront de la description donnée ci-après d'un exemple de réalisation, et du dessin annexé dont la figure unique est une vue partielle en coupe transversale d'un échangeur de chaleur selon l'invention. La vue partielle en coupe de la figure, relative à un échan- geur de chaleur à deux rangées de tubes et limitée vers la droite par le plan de symétrie longitudinal P de celui- ci, montre une boîte à eau 1 en forme de bac, un couvercle 2 et la région d'extrémité, adjacente à la boîte à eau, d'un tube 3 de la rangée de droite, traversant des ailettes de refroidissement 4 La boîte à eau 1, ouverte vers le haut de la figure, est limitée vers la gauche par une paroi laté- raie 5 et vers le bas par un fond 6 percé d'ouvertures 7 permettant la communication entre l'intérieur 8 de la boîte et l'intérieur 9 des tubes en servant de plaque collectrice desdits tubes Le fond 6 présente un rebord périphérique 10 et des collets annulaires 11 entourant les ouvertures 7, ce rebord et ces collets étant dirigés verticalement vers le bas de la figure, c'est-à-dire perpendiculairement au plan général du fond et vers l'extérieur de la boîte à eau Les extrémités évasées 12 des tubes 3 sont enfilées autour des collets 11 Le fond 6, le rebord 10 et les col- lets 11 définissent, à l'extérieur du fond et des collets et à l'intérieur du rebord, un espace libre 13 sous forme d'un réseau de rigoles ouvertes vers le bas, qui est rempli d'un adhésif 14 assurant la liaison étanche entre les tubes et la boîte à eau. Le couvercle 2, destiné à être soudé par friction à la boî- te à eau, présente à cet effet une lèvre périphérique 15 dirigée vers le bas, venant srappuyer sur une surface 16, tournée vers le haut, de la boîte à fluide, qui constitue le fond d'une gorge périphérique ménagée dans la face su- périeure 17 de la boîte à eau La face externe 18 de la paroi 5 forme un épaulement 19 s'étendant vers l'extérieur, en regard de la lèvre 15, pour servir de contre-appui lors du soudage du couvercle Entre les extrémités 12 des tubes et l'épaulement 19, la paroi 5 présente un décrochement déterminant un élargissement de la partie inférieure de la boite à eau, au voisinage des extrémités des tubes. On appelle r le rayon de l'extrémité 12 des tubes 3, c'est- à-dire le rayon maximal de ces tubes dans la direction trans- versale, dl la distance entre l'axe 20 du tube 3 et la face interne 21 de la paroi 5 au-dessous du décrochement 22, et d 2 la distance entre ce même axe et cette même face au- dessus du décrochement 22, et en particulier au droit de l'épaulement 19 dl n'est autre que le rayon des ouvertu- res 7 Grâce à la pénétration des collets 11 dans les tubes 13, on a dl Il en résulte d 2 geur de l'échangeur de chaleur pour des dimensions et une disposition données des tubes. L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit et représenté Elle s'applique également à des échan- geurs de chaleur comportant une seule rangée de tubes, ou plus de deux rangées, et quelle que soit la destination de l'échangeur de chaleur, dès lors qu'il importe de limi- ter son encombrement latéral. En outre, il est fait mention dans la description d'une distance r correspondant au rayon d'un tube rond Dans le cas d'un tube plat ou ovale, cette distance r est à consi- dérer comme la dimension maximale du tube en direction trans- versale ce qui correspond sensiblement à la moitié de la plus grande dimension transversale dudit tube. De même, il peut être prévu que les extrémités des tubes soient reliées au fond de la boîte collectrice par emmam- chement à force soit directement à l'intérieur des ouvertu- res que présente celle-ci soit par interposition d'un joint d'étanchéité en élastomère. Revendications 1 Echangeur de chaleur comprenant une boite à fluide ( 1) en forme de bac allongé comportant deux parois latérales ( 5), deux parois d'extrémités et un fond ( 6), et fermé de façon étanche par un couvercle soudé ( 2) à l'opposé du fond, et une ou plusieurs rangées de tubes ( 3) situés principale- ment à l'extérieur de la boîte à fluide, chaque tube étant aligné avec une ouverture ( 7) ménagée dans le fond et ayant une extrémité ( 12) reliée de façon étanche à celui-ci, pour fournir une communication entre l'intérieur ( 9) du tube et l'intérieur ( 8) de la boite à fluide, les parois latérales ( 5) de la boîte à fluide s'étendant généralement parallèle- ment au plan contenant les axes ( 20) des tubes d'une rangée, et comportant au voisinage du couvercle un épaulement ( 19) vers l'extérieur pour servir d'appui pour le soudage du couvercle, caractérisé en ce que la distance (d 2) entre la face interne ( 21) de chacune desdites parois latérales et les axes des tubes de la rangée la plus voisine est, au droit dudit épaulement, inférieure à la moitié de la dimension maximale (r) des tubes dans la direction transver- sale. 2 Echangeur de chaleur selon la revendication 1, caracté- risé en ce que lesdites parois latérales comportent, entre les extrémités des tubes et ledit épaulement, des décroche- ments ( 22) augmentant ladite distance (dl) au voisinage des extrémités des tubes. 3 Echangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'un rebord périphérique ( 10), et des collets ( 11) entourant lesdites ouvertures ( 7), font saillie à partir du fond de la boîte à fluide vers l'exté- rieur de celle-ci, les extrémités ( 12) des tubes étant en- filées autour des collets et liées de façon étanche à ceux- ci par un adhésif ( 14) recouvrant la face extérieure du fond, à l'intérieur du rebord et autour des tubes.