Brevet FR2676273A1 — publié le 19921113

Boîte à fluide de forme générale tubulaire pour échangeur de chaleur. L'invention concerne une boîte à fluide pour échangeur de chaleur comportant une paroi de forme générale tubulaire traversée par une multiplicité d'ouvertures alignées dans la direction axiale pour recevoir des tubes de circulation de fluide, la boîte à fluide étant divisée longitudinalement, par au moins une cloison transversale, en compartiments adjacents chacun à une partie desdites ouvertures. Une telle boîte à fluide, utilisable notamment dans le condenseur d'une installation de climatisation de véhicule automobile, est décrite dans EP-A-O 377 936. Dans cette boîte à fluide connue, la paroi tubulaire est en une seule pièce et présente des fentes diamétrales, chaque cloison étant introduite latéralement à travers l'une de ces fentes et présentant un contour approprié lui permettant de venir en butée contre les extrémités de cette même fente. La cloison ainsi immobilisée est ensuite brasée à la paroi tubulaire. Cette disposition a pour inconvénient de compliquer la réalisation de la paroi tubulaire par l'usinage des fentes, et impose une forme irrégulière pour la cloison. Le but de l'invention est de simplifier la fabrication et l'assemblage des pièces constitutives de la boîte à fluide. A cet effet, selon l'invention, la paroi est formée par au moins deux éléments tubulaires indépendants disposés sensiblement dans le prolongement l'un de l'autre et se raccordant mutuellement au droit de ladite cloison transversale. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'un des éléments tubulaires, dit mâle, s'emmanche dans l'autre élément tubulaire, dit femelle, sur une longueur faible par rapport à la longueur de chacun d'eux. De préférence, les deux éléments tubulaires présentent sur la majeure partie de leur longueur une même section transversale constante, la section transversale de l'élément tubulaire femelle étant localement accrue pour recevoir l'élément tubulaire mâle. Selon une caractéristique avantageuse, l'élément tubulaire femelle peut être formé par une pièce en forme de godet dont le fond constitue la cloison transversale. De plus, une bague interposée radialement entre l'élément tubulaire mâle et l'élément tubulaire femelle peut être solidaire d'une patte de fixation disposée à l'extérieur de la boîte à fluide. Selon une autre forme de réalisation de la cloison transversale, celle-ci est un disque logé dans la partie élargie de l'élément tubulaire femelle et emprisonné longitudinalement entre la partie restante de ce dernier et l'extrémité de l'élément tubulaire mâle. Alternativement encore, la cloison transversale est constituée par le fond d'une pièce en forme de godet dont la paroi latérale est interposée radialement entre l'élément tubulaire mâle et l'élément tubulaire femelle et est solidaire d'une patte de fixation disposée à l'extérieur de la boîte à fluide. Selon une caractéristique additionnelle, deux éléments tubulaires mâles s'emmanchent respectivement aux deux extrémités d'un même élément tubulaire femelle, au droit de deux cloisons transversales. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, les deux éléments tubulaires se raccordent bord à bord par leurs extrémités ouvertes respectives en recouvrant la surface cylindrique extérieure d'une pièce rapportée constituant la cloison transversale, chacun sur une partie de la longueur de cette pièce. Cette pièce rapportée peut avoir la forme d'un godet dont le fond constitue la cloison transversale, ou bien être un cylindre plein dont la surface cylindrique présente, au droit de la jonction des éléments tubulaires, une gorge annulaire garnie d'un anneau de brasure. Selon encore un autre mode de réalisation de l'invention, les deux éléments tubulaires recouvrent la surface cylindrique extérieure d'une pièce rapportée constituant la cloison transversale et viennent en butée respectivement sur les côtés opposés d'une nervure annulaire en saillie sur ladite surface cylindrique, cette nervure pouvant en outre se prolonger, à l'extérieur de la boîte à fluide, par une patte de fixation. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée donnée ci-après de quelques exemples de réalisation, et des dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un sous-ensemble d'une boîte à fluide selon l'invention; - la figure 2 est une vue partielle en coupe axiale d'une variante de la boîte à fluide de la figure 1; - la figure 3 est une vue en coupe axiale d'un sous-ensemble d'une autre boîte à fluide selon l'invention; - la figure 4 est une vue analogue à la figure 2, relative à une variante de la boîte à fluide de la figure 3; - la figure 5 est une vue partiellement en coupe axiale de pièces constitutives d'une boîte à fluide selon l'inven tion, partiellement assemblées; - la figure 6 est une vue analogue à la figure 5, relative à une autre boîte à fluide;; - la figure 7 est une vue en coupe axiale d'un sous-ensemble pour une autre boîte à fluide; et - la figure 8 est une vue en bout du sous-ensemble de la figure 7. Le sous-ensemble illustré à la figure 1 comprend deux pièces sensiblement identiques en forme de godets 1 et 2, présentant chacune une paroi latérale tubulaire 3 de section circulaire uniforme et un fond 4. Une autre pièce tubulaire 5 ouverte à ses deux extrémités présente sur la majeure partie de sa longueur une section circulaire uniforme égale à celle des parois tubulaires 3, et dans ses régions d'extrémités 6 une section circulaire élargie permettant l'emmanchement de régions de ces parois 3 voisines des fonds 4. L'extrémité opposée au fond 4 de la pièce 2 est obturée par un bouchon 7, qui définit avec ce fond et la paroi 3 de la même pièce un compartiment fermé 8. Un second compartiment fermé 9 est délimité par la paroi 5 et les fonds 4 des deux pièces 1 et 2. Enfin, le fond 4 de la pièce 1 sépare le compartiment 9 d'un troisième compartiment 10 qui peut être limité à l'extrémité opposée par un bouchon non représenté semblable au bouchon 7. Alternativement, d'autres pièces tubulaires peuvent être assemblées à la suite de la pièce 1 pour former des compartiments supplémentaires. Le sous-ensemble ainsi complété formera une boîte à fluide de forme générale tubulaire pour un échangeur de chaleur comprenant également une multiplicité de tubes parallèles traversant des ouvertures non représentées ménagées dans les parois tubulaires élémentaires 3 et 5 et communiquant ainsi avec les différents compartiments 8, 9, 10. La variante de la figure 2 comporte une pièce en forme de godet 2 semblable à celle de la figure 1, présentant une paroi latérale 3 et un fond 4, et une pièce tubulaire 5' analogue à la pièce 5 de la figure 1 et différant de celle-ci en ce que sa région terminale 6' est davantage évasée de façon à permettre l'insertion d'une bague intermédiaire 11 dans laquelle est elle-même emmanchée la paroi 3.La bague 11 est formée d'une seule pièce en tôle avec une patte 12 destinée à la fixation de l'échangeur de chaleur dans le véhicule, cette patte 12 comprenant un premier élément allongé 13 s'étendant radialement vers l'extérieur à partir de la bague 11, dans un plan radial, un second élément 14 replié à angle droit par rapport à l'élément 12, sensiblement dans un plan axial par rapport à la boîte à fluide, et un troisième élément 15 replié à angle droit par rapport à l'élément 14, adjacent à la paroi tubulaire 5' et s'étendant le long de celle-ci. Dans le sous-ensemble de la figure 3, un disque circulaire 20 est logé pratiquement sans jeu dans une région terminale de diamètre agrandi 21 d'une pièce tubulaire 22 présentant par ailleurs une section transversale circulaire uniforme. Une autre pièce tubulaire 23 présentant une section circulaire uniforme de même diamètre que la pièce 22 est emmanchée dans la partie élargie 21 et vient en appui par son extrémité 24 sur le disque 20, lequel est emprisonné longitudinalement entre cette extrémité 24 et la partie non évasée de la pièce tubulaire 22. Le sous-ensemble de la figure 4 diffère de celui de la figure 3 en ce que la cloison en forme de disque 20 est remplacée par le fond 25 d'un élément en forme de cuvette dont la paroi latérale cylindrique 26 reçoit la région d'extrémité de la pièce tubulaire 23. La pièce tubulaire 22' qui remplace la pièce 22 diffère de celle-ci en ce que sa région terminale 21' est davantage évasée de façon que la paroi 26 puisse s'y emmancher. L'élément 25, 26 est formé d'une seule pièce avec une patte de fixation 27 semblable à la patte 12 de la figure 2. On voit à la figure 5 trois pièces tubulaires identiques 30, 31, 32, de section circulaire uniforme, destinées à former là paroi tubulaire d'une boîte à fluide selon l'invention, et deux pièces en forme de godets ou de cuvettes 33, 34, destinées à former les cloisons intermédiaires de cette même boîte à fluide. Les pièces 33, 34 ont une paroi latérale cylindrique dont le diamètre extérieur est sensiblement égal au diamètre intérieur des pièces 30, 31, 32. Les pièces tubulaires 30 et 31 sont en appui mutuel bout à bout, leurs régions terminales adjacentes recouvrant chacune en partie la paroi latérale de la pièce en cuvette 33. Les pièces 31, 32 et 34, non encore assemblées sur le dessin, le seront de la même façon. On retrouve à la figure 6 les mêmes pièces tubulaires 30, 31, 32 qu'à la figure 5, les pièces en cuvette 33 et 34 étant remplacées par des pièces cylindriques pleines 33' et 34' dont la surface cylindrique 35' présente une gorge annulaire 36 pour recevoir un anneau de brasure 37 (représenté à côté de la pièce 34'). L'anneau de brasure 37 logé dans la gorge 36 vient au droit de la jonction des pièces 30 et 31 et assure le brasage étanche des pièces 30, 31 et 33' et par conséquent la fermeture étanche, visà-vis l'un de l'autre et de l'extérieur, des deux compartiments de la boîte à fluide situés de part et d'autre de la cloison 33'. L'anneau 37 associé à la pièce 34' joue le même rôle à l'égard de celle-ci et des pièces 31 et 32. Le sous-ensemble représenté à la figure 7 comprend trois pièces tubulaires 30, 31, 32 identiques à celles des figures 5 et 6, ainsi que deux cloisons cylindriques pleines 33" et 34". Ces dernières comportent une nervure annulaire 38 dont le diamètre extérieur est égal au diamètre extérieur des pièces 30, 31, 32 et présente, axialement de part et d'autre de cette nervure, un diamètre extérieur sensiblement égal au diamètre intérieur de ces pièces tubulaires. Les régions d'extrémités de celles-ci recouvrent les cloisons 33", 34", de part et d'autre des nervures et leurs bords libres viennent en appui sur les côtés des nervures. La nervure 38 de la cloison 33" se prolonge radialement vers l'extérieur par une patte de fixation 39. Dans toutes les versions de la boîte à fluide, comme dans celle de la figure 6, ses pièces constitutives peuvent être brasées entre elles de façon à assurer leur solidarisation définitive et l'étanchéité au fluide entre l'intérieur et l'extérieur de la boîte à fluide, et entre les différents compartiments. Par ailleurs, les sous-ensembles décrits et représentés doivent être complétés par des cloisons ou bouchons terminaux, et le cas échéant par des pièces définissant des compartiments complémentaires, la paroi tubulaire étant percée d'ouvertures pour le passage des tubes de circulation, comme décrit à propos de la figure 1. Revendications. 1. Boîte à fluide pour échangeur de chaleur comportant une paroi de forme générale tubulaire traversée par une multiplicité d'ouvertures alignées dans la direction axiale pour recevoir des tubes de circulation de fluide, la boîte à fluide étant divisée longitudinalement, par au moins une cloison transversale (4), en compartiments (8-10) adjacents chacun à une partie desdites ouvertures, caractérisée en ce que ladite paroi tubulaire est formée par au moins deux éléments tubulaires indépendants (2, 5) disposés sensiblement dans le prolongement l'un de l'autre et se raccordant mutuellement au droit de ladite cloison transversale. 2. Boîte à fluide selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'un des éléments tubulaires, dit mâle (2), s'emmanche dans l'autre élément tubulaire, dit femelle (5). 3. Boîte à fluide selon la revendication 2, caractérisée en ce que les deux éléments tubulaires présentent sur la majeure partie de leur longueur une même section transversale constante, la section transversale de l'élément tubulaire femelle étant localement accrue (6) pour recevoir l'élément tubulaire mâle. 4. Boîte à fluide selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que l'élément tubulaire mâle est formé par une pièce en forme de godet (2) dont le fond (4) constitue la cloison transversale. 5. Boîte à fluide selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisée en ce qu'une bague (11) interposée radialement entre l'élément tubulaire mâle (3) et l'élément tubulaire femelle (5) est solidaire d'une patte de fixation (12) disposée à l'extérieur de la boîte à fluide. 6. Boîte à fluide selon la revendication 3, caractérisée en ce que la cloison transversale est un disque (20) logé dans la partie élargie (21) de l'élément tubulaire femelle (22) et emprisonné longitudinalement entre la partie restante de ce dernier et l'extrémité (24) de l'élément tubulaire mâle (23). 7. Boîte à fluide selon la revendication 3, caractérisée en ce que la cloison transversale est constituée par le fond (25) d'une pièce en forme de godet (25, 26) dont la paroi latérale (26) est interposée radialement entre l'élément tubulaire mâle (23) et l'élément tubulaire femelle (22') et est solidaire d'une patte de fixation (27) disposée à l'extérieur de la boîte à fluide. 8. Boîte à fluide selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisée en ce que deux éléments tubulaires mâles (1, 2) s'emmanchent respectivement aux deux extrémités (6) d'un même élément tubulaire femelle (5), au droit de deux cloisons transversales (4). 9. Boîte à fluide selon la revendication 1, caractérisée en ce que les deux éléments tubulaires (30, 31) se raccordent bord à bord par leurs extrémités ouvertes respectives en recouvrant la surface cylindrique extérieure (35) d'une pièce rapportée (33) constituant la cloison transversale, chacun sur une partie de la longueur de cette pièce. 10. Boîte à fluide selon la revendication 9, caractérisée en ce que la pièce rapportée (33) a la forme d'un godet dont le fond constitue la cloison transversale. 11. Boîte à fluide selon la revendication 9, caractérisée en ce que la pièce rapportée est un cylindre plein (33') dont la surface cylindrique (35') présente, au droit de la jonction des éléments tubulaires, une gorge annulaire (36) garnie d'un anneau de brasure (37). 12. Boîte à fluide selon la revendication 1, caractérisée en ce que les deux éléments tubulaires recouvrent la surface cylindrique extérieure d'une pièce rapportée (33") constituant la cloison transversale et viennent en butée respectivement sur les côtés opposés d'une nervure annulaire (38) en saillie sur ladite surface cylindrique. 13. Boîte à fluide selon la revendication 12, caractérisée en ce que ladite nervure (38) se prolonge, à l'extérieur de la boîte à fluide, par une patte de fixation (39).