Brevet FR2719110A1 — publié le 19951027

Raccord pour échangeur de chaleur à plaques empilées, en particulier pour véhicule automobile L'invention concerne un raccord pour un échangeur de chaleur à plaques empilées, en particulier pour un évaporateur d'un appareil de climatisation de véhicule automobile. On connaît déjà un raccord de ce type qui comprend deux coquilles assemblées pour former un conduit présentant une première extrémité de raccordement propre à être intercalée à plat entre deux bossages de hauteur réduite appartenant à deux plaques adjacentes, les deux bossages et les deux coquilles possédant des ouvertures alignées pour assurer une communication de fluide, ainsi qu'une seconde extrémité de raccordement formant tubulure d'entrée ou de sortie de fluide. L'échangeur de chaleur qui peut être muni d'un tel raccord comprend des plaques standards de structure classique et des plaques modifiées prévues spécifiquement pour recevoir la premiere extrémité de raccordement du raccord. Les plaques standards sont formées chacune de deux demi- plaques réunies à leur périphérie de part et d'autre d'un plan d'assemblage pour délimiter entre elles une chambre de circulation de fluide. Chaque demi-plaque comprend une partie centrale s'étendant à faible distance du plan d'assemblage et deux parties d'extré- mité formant respectivement des bossages disposés surélevés par rapport à la partie centrale. Les bossages respectifs de deux demi-plaques adjacentes faisant partie de deux plaques différentes sont en contact entre eux et une circulation de fluide peut alors s'établir entre les chambres respectives des plaques grâce à des ouvertures alignées ménagées au travers des bossages. 4O Les plaques sont avantageusement assemblées entre elles par brasage pour constituer un échangeur de chaleur et la circulation du fluide s'effectue alors d'une chambre à l'autre aux deux extrémités de l'échangeur. Des intercalaires ondulés, formant ailettes, sont disposés à chaque fois dans l'intervalle ménagé entre les deux parties centrales en vis-à-vis de deux plaques adjacentes pour augmenter la surface d'échange de chaleur. Lorsqu'un tel échangeur de chaleur est utilisé comme évapora- teur, il est alors parcouru par un réfrigérant qui entre dans l'évaporateur en phase liquide et en ressort en phase gazeuse, après avoir refroidi un flux d'air balayant cet évaporateur. Les demi-plaques modifiées de l'échangeur de chaleur sont dans l'ensemble identiques aux demi-plaques standards, sauf que l'un au moins des bossages présente une hauteur réduite par rapport à la hauteur des bossages des demi-plaques standards. Lorsque deux demi-plaques modifiées sont disposées en vis-à- vis, leurs deux bossages respectifs de hauteur réduite ménagent entre eux un intervalle plat permettant l'insertion de la première extrémité de raccordement du raccord. Dans le raccord connu précité, les deux coquilles qui le composent sont agencées symétriquement par rapport à un plan d'assemblage commun et la seconde extrémité est réalisée sous la forme d'une tubulure dont l'axe s'étend dans ce plan d'assemblage. La tubulure est formée par la réunion de deux demi-tubulures appartenant respectivement aux deux coquilles. Il en résulte pour inconvénient principal que les possibili- tés de raccordement sont limitées du fait que l'axe de la tubulure s'étend nécessairement dans le plan d'assemblage des deux coquilles du raccord, c'est-à-dire dans un plan paral- lèle aux plans respectifs des plaques de l'échangeur de chaleur. Dans ces conditions, si l'on souhaite relier une conduite d'entrée ou de sortie de fluide ou un autre composant d'un circuit de fluide, par exemple un détendeur, dans une direction différente de celle imposée par la tubulure du raccord, il est nécessaire de prévoir un tube coudé intermé- diaire, ce qui a notamment pour inconvénient d'augmenter l'encombrement. L'invention a notamment pour but de surmonter les inconvé- nients précités. L'invention propose à cet effet un raccord du type défini en introduction, dans lequel la seconde extrémité de raccorde- ment comprend un embout fixé sur l'une au moins des deux coquilles et s'étendant dans une direction axiale choisie par rapport au plan d'assemblage des deux coquilles au niveau de la première extrémité de raccordement. On peut ainsi connecter directement à cet embout une conduite d'entrée ou de sortie de fluide ou tout autre composant d'un circuit, en particulier un détendeur de circuit de climatisa- tion. Il n'est alors plus nécessaire de prévoir de tubulure coudée intermédiaire, ce qui permet notamment de diminuer l'encom- brement. Par ailleurs, on peut prévoir des raccords différents adaptés selon les besoins, tout en pouvant être connectés à des échangeurs de chaleur du même type. Dans une forme de réalisation de l'invention, les deux coquilles sont réunies entre elles par deux bords d'assem- blage homologues s'étendant dans un plan d'assemblage commun, l'embout constituant la seconde extrémité de raccordement étant alors fixé à l'une des deux coquilles. Dans cette forme de réalisation, l'embout est avantageusement fixé sur une partie surélevée de cette coquille qui ménage une ouverture de passage. De façon avantageuse, l'axe de l'embout s'étend dans une direction sensiblement perpendiculaire au plan d'assemblage commun des deux coquilles. L'axe de l'embout s'étend alors dans une direction perpendiculaire à celle de la tubulure du raccord de la technique antérieure. Dans une autre forme de réalisation de l'invention, les deux coquilles sont réunies entre elles par deux bords d'assem- blage qui s'étendent dans un premier plan d'assemblage au niveau de la première extrémité de raccordement, s'incurvent progressivement et s'étendent ensuite dans un second plan d'assemblage au niveau de la seconde extrémité de raccorde- ment, ce second plan d'assemblage formant un angle choisi par rapport au premier plan d'assemblage, et les deux coquilles définissant respectivement deux parties semi-cylindriques opposées pour la réception de l'embout dont l'axe s'étend sensiblement dans le second plan d'assemblage précité. L'axe de l'embout forme alors un angle choisi par rapport au premier plan d'assemblage, cet angle choisi pouvant avanta- geusement être compris entre 30 et 90 . Selon une autre caractéristique de l'invention, l'embout est aménagé pour recevoir une bague de verrouillage, ce qui permet un montage rapide d'une conduite ou de tout autre composant sur l'embout. L'invention prévoit également que l'embout est une pièce décolletée réalisée avantageusement en aluminium. Les deux coquilles sont de préférence formées chacune d'une tôle emboutie, avantageusement une tôle d'aluminium plaquée d'un alliage de brasage. Conformément à l'invention, les deux coquilles et l'embout sont avantageusement assemblés entre eux par brasage. Le raccord ainsi constitué est avantageusement assemblé également par brasage avec les plaques de l'échangeur de chaleur. Dans la description qui suit, faite seulement à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue en élévation d'un échangeur de chaleur à plaques empilées, muni d'un raccord selon l'inven- tion; - la figure 2 est une vue partielle en coupe éclatée selon la ligne II-II de la figure 1; - la figure 3 est une vue en élévation du raccord des figures 1 et 2; - la figure 4 est une vue de côté du raccord, une fois assemblé; et - la figure 5 est une vue de côté d'un raccord dans une autre forme de réalisation de l'invention. On se réfère tout d'abord aux figures 1 et 2 qui représentent un échangeur de chaleur 10, du type à plaques empilées, muni d'un raccord 12 selon l'invention. L'échangeur 10 comprend une multiplicité de plaques 14 empilées les unes contre les autres et formées chacune de deux demi-plaques 16 réunies entre elles par des bords périphériques homologues 18, délimitant un contour fermé, de part et d'autre d'un plan d'assemblage commun, de manière à délimiter entre elles une chambre 20 de circulation de fluide. Les deux demi-plaques 16 assemblées entre elles pour former une plaque 14 sont identiques. Chacune d'elles comprend une partie centrale 22 de forme sensiblement rectangulaire s'étendant parallèlement au plan d'assemblage et à faible distance de celui-ci, ainsi que deux parties d'extrémité formant respectivement des bossages 24 situés surélevés par rapport à la partie centrale 22. Chacun des bossages 24 délimite une surface plane parallèle au plan d'assemblage. Les bossages respectifs 24 de deux demi-plaques 16 adjacentes appartenant à deux plaques 14 différentes sont en contact entre eux et une circulation de fluide peut alors s'établir entre deux chambres 20 adjacentes grâce à des ouvertures 26, de configuration circulaire ou non- circulaire, ménagées au travers des bossages. L'échangeur 10 comprend en outre des intercalaires ondulés 28 (figure 1) disposés chacun dans l'intervalle ménagé entre les deux parties centrales 22 en vis-à-vis de deux demi-plaques adjacentes. Ces intercalaires forment ailettes pour augmenter la surface d'échange thermique. L'échangeur 10 comprend en outre deux flasques d'extrémité 30 de même contour que les plaques et assemblés chacun sur le bord 18 d'une demiplaque d'extrémité. La structure générale d'un tel échangeur de chaleur est en elle-même connue. Habituellement, les plaques 14 sont assemblées entre elles par brasage. Une circulation de fluide peut alors s'établir à l'intérieur de l'échangeur au travers des ouvertures 26 ménagées dans les deux séries de bossages 24 que comporte l'échangeur. Un tel échangeur peut comporter des raccords d'entrée ou de sortie de fluide prévus sur les flasques d'extrémité 30. Le raccord 12 selon l'invention est prévu pour être intercalé entre deux bossages 24a de hauteur réduite appartenant à deux plaques adjacentes. Les bossages 24a font partie chacun d'une demi-plaque spécifique 16a, que l'on peut appeler "demi-plaque modifiée" et qui est généralement semblable aux demi-plaques 16 sauf que le bossage 24a est de hauteur réduite par rapport au bossage 24 d'une demi-plaque 16 normale, que l'on peut appeler "demi-plaque standard". Ainsi, un intervalle plat de faible largeur est ménagé entre les deux bossages 24a pour l'insertion du raccord 12. Le raccord 12 (figures 1 à 4) est formé de deux coquilles 32 et 34 réunies entre elles par des bords périphériques homologues respectifs 36 et 38 de part et d'autre d'un plan d'assemblage commun P pour former un conduit présentant une première extrémité de raccordement 40 propre à être interpo- sée à plat entre les deux bossages 24a et une seconde extrémité de raccordement 42 formant tubulure d'entrée ou de sortie de fluide. Au niveau de la première extrémité de raccordement 40, le raccord 12 comporte deux bossages opposés 44 munis chacun d'une ouverture 46 entourée d'une bordure extérieure 48 formant collerette et propre à s'engager dans l'ouverture 26 du bossage 24a adjacent. La seconde extrémité de raccordement 42 comprend un embout 50 fixé à la coquille 34 et s'étendant dans une direction d'axe XX sensiblement perpendiculaire au plan d'assemblage P (figure 4). L'embout 50 est fixé sur une partie surélevée 52 de la coquille 34, qui ménage une ouverture de passage 54 prévue à cet effet. Cet embout comprend une première extrémité 56 propre à s'engager dans l'ouverture de passage 54 et une seconde extrémité 58 qui constitue l'extrémité libre de l'embout. Ce dernier comporte en outre deux nervures cylin- driques 60 et 62. Dans l'exemple, l'embout 50 est une pièce décolletée réalisée avantageusement en aluminium ou alliage à base d'aluminium. Les deux demi-coquilles 32 et 34 sont, dans l'exemple, formées chacune d'une tôle emboutie, avantageusement une tôle d'aluminium plaquée d'un alliage de brasure. Les deux coquilles 32 et 34 et l'embout 50 peuvent être assemblés entre eux par brasage et le raccord 12 ainsi constitué peut être aussi assemblé par brasage à l'échan- geur 10. L'embout 50 est conçu pour recevoir une bague de verrouillage 64 du type à montage rapide reliée par exemple à un conduit 66 d'amenée ou de sortie de fluide ou à un composant d'un circuit de circulation de fluide (figure 1). Ainsi, dans le cas o l'échangeur 10 est un évaporateur d'un appareil de climatisation propre à être parcouru par un fluide réfrigérant, la bague 64 peut être reliée directement à un détendeur monté à l'entrée de l'évaporateur. L'embout 50 permet ainsi un raccordement dans la direction de l'axe XX qui s'étend perpendiculairement au plan des plaques, alors que dans la technique antérieure ce raccordement s'effectuait seulement dans une direction parallèle au plan des plaques. Il en résulte des possibilités de raccordement accrues et une diminution de l'encombrement. Par ailleurs, il est possible d'orienter le raccord 12 dans une position choisie par rapport à l'échangeur 10, spéciale- ment dans le cas o les ouvertures de passage 26 et 46 sont de configuration circulaire. On se réfère maintenant à la figure 5 qui représente un raccord 112 qui s'apparente au raccord 12 décrit précédemment et dont les éléments semblables à ce dernier sont désignés par les mêmes références numériques augmentées de 100. Le raccord 112 est formé de deux coquilles 132 et 134 réunies entre elles par deux bords d'assemblage 136 et 138 qui s'étendent dans un premier plan d'assemblage P1 au niveau de la première extrémité de raccordement 140, s'incurvent progressivement et s'étendent ensuite dans un second plan d'assemblage P2 au niveau de la seconde extrémité de raccor- dement 142. Le plan P2 forme un angle choisi A, par exemple compris entre 30 et 90 , par rapport au plan P1. Au niveau de la seconde extrémité de raccordement 142, les deux coquilles 132 et 134 forment respectivement deux parties semi- cylindriques opposées 152, 154 délimitant une ouverture cylindrique pour la réception d'une première extrémité d'un embout 150 identique ou similaire à celui décrit précédem- ment. L'axe XX de l'embout 150 s'étend sensiblement dans le plan P2 et forme donc aussi un angle A choisi par rapport au plan P1. Comme dans la forme de réalisation précédente, les deux coquilles 132 et 134 ainsi que l'embout 150 sont avantageuse- ment assemblés entre eux par brasage au four. Le raccord 112 peut ainsi être réalisé à la demande en fonction de l'angle A souhaité. Il est bien entendu que la configuration générale du raccord, notamment sa longueur ou la forme de son contour, peuvent être adaptées en fonction de chaque cas particulier. Le raccord peut être monté soit en entrée, soit en sortie de l'échangeur de chaleur, ce dernier étant avantageusement un évaporateur d'un appareil de climatisation de véhicule automobile. Revendications 1.- Raccord pour échangeur de chaleur à plaques empilées, du type comprenant deux coquilles (32,34;132,134) assemblées pour former un conduit présentant une première extrémité de raccordement (40;140) propre à être intercalée à plat entre deux bossages (24a) de hauteur réduite appartenant à deux plaques adjacentes (14), les deux bossages et les deux coquilles possédant des ouvertures alignées (26,46) pour assurer une communication de fluide, ainsi qu'une seconde extrémité de raccordement (42;142) formant tubulure d'entrée ou de sortie de fluide, caractérisé en ce que la seconde extrémité de raccordement (42;142) comprend un embout (50;150) fixé sur l'une au moins des deux coquilles (32,34;132,134) et s'étendant dans une direction axiale (XX) choisie par rapport au plan d'assem- blage (P;P1) des deux coquilles au niveau de la première extrémité de raccordement (40;140). 2.- Raccord selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux coquilles (32,34) sont réunies entre elles par deux bords d'assemblage homologues (36,38) s'étendant dans un plan d'assemblage commun (P) et en ce que l'embout (50) est fixé à l'une (34) des deux coquilles. 3.- Raccord selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'embout (50) est fixé sur une partie surélevée (52) de cette coquille (34), qui ménage une ouverture de passage (54). 4.- Raccord selon l'une des revendications 2 et 3, caracté- risé en ce que l'axe (XX) de l'embout (50) s'étend dans une direction sensiblement perpendiculaire par rapport au plan d'assemblage commun (P). 5.- Raccord selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux coquilles (132,134) sont réunies entre elles par deux bords d'assemblage (136,138) qui s'étendent dans un premier plan d'assemblage (P1) au niveau de la première extrémité de raccordement (140), s'incurvent progressivement et s'étendent ensuite dans un second plan d'assemblage (P2) au niveau de la seconde extrémité de raccordement (142), ce second plan d'assemblage (P2) formant un angle choisi (A) par rapport au premier plan d'assemblage (P1), et en ce que les deux coquilles forment respectivement deux parties semi- cylindriques opposées (152,154) pour la réception de l'embout (150) dont l'axe (XX) s'étend sensiblement dans le second plan d'assemblage (P2). 6.- Raccord selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'angle choisi (A) est compris entre 30 et 90. 7.- Raccord selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'embout (50;150) est aménagé pour recevoir une bague de verrouillage (64). 8.- Raccord selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'embout (50;150) est une pièce décolletée réalisée avantageusement en aluminium. 9.- Raccord selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les deux coquilles (32,34;132,134) sont formées d'une tôle emboutie, avantageusement une tôle d'aluminium plaquée d'un alliage de brasure. 10.- Raccord selon l'une des revendications 1 à 9, caracté- risé en ce que les deux coquilles (32,34;132,134) et l'embout (50;150) sont assemblés entre eux par brasage.