Brevet FR2771481A1 — publié le 19990528

Changeur de chaleur profilé en Particulier pour véhicule automobile L'invention concerne un échangeur de chaleur profilé, destiné notamment à faire partie d'un véhicule automobile. Elle concerne en particulier un échangeur de chaleur du type comprenant un corps d'échangeur comportant une pluralité de tubes parallèles, ainsi qu'au moins une boîte à fluide raccordée à une extrémité du corps d'échangeur. Un échangeur de chaleur de ce type peut constituer notamment un radiateur de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile, et être placé en partie antérieure du compartiment moteur, c'est-à-dire entre le pare-choc avant et le moteur. Or, pour des raisons aérodynamiques et des raisons réglementaires relatives aux normes anti-collision, les véhicules modernes offrent une place de plus en plus restreinte pour les échangeurs placés à l'avant du véhicule. Ainsi, la distance comprise entre le bâti du pare-choc avant et le moteur doit être aussi faible que possible pour assurer la compacité du véhicule. A cela, s'ajoute le fait que le bâti du pare-choc avant doit être en mesure de se déplacer légèrement en direction du moteur en cas de collision frontale, sans toutefois endommager des éléments vitaux du véhicule, du moins lorsque la collision se produit à faible vitesse. Pour satisfaire ces exigences de normes anti-collision et de compacité, le radiateur placé entre le bâti du pare-choc et le moteur doit être réalisé avec une faible largeur pour minimiser l'encombrement suivant l'axe longitudinal du véhicule. Etant donné que les échangeurs connus ont une section transversale de forme générale rectangulaire et de largeur constante, cela oblige alors à augmenter les autres dimensions du corps d'échangeur, ce qui a pour conséquence d'accroître l'encombrement de l'échangeur dans les autres directions. Pour résoudre ce problème, une solution envisageable serait d'utiliser deux échangeurs de taille réduite disposés à la fois entre le bâti du pare-choc et le moteur, l'un au-dessus et l'autre au-dessous de la région du pare-choc. Cependant, cette solution n'est pas satisfaisante car elle oblige à prévoir des fixations pour les deux échangeurs et des conduits de raccordement entre eux. L'invention a notamment pour but de surmonter les inconvénients précités. Elle vise en particulier à procurer un échangeur de chaleur profilé propre à permettre le passage d'un équipement, tout en offrant un encombrement minimal et des performances optimales compte-tenu de ses dimensions. Elle propose à cet effet un échangeur de chaleur du type défini ci-dessus, dans lequel le corps d'échangeur possède une section transversale, considérée dans un plan perpendiculaire à la direction des tubes, qui présente une largeur variable de manière à procurer au moins une partie rétrécie de plus faible largeur propre à définir à côté d'elle un espace libre pour le passage d'un équipement. On réalise ainsi un échangeur de chaleur profilé, de section transversale variable, qui peut ainsi comporter au moins une partie rétrécie offrant un espace libre pour le passage d'un équipement. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, la partie rétrécie est une partie centrale comprise entre deux parties extrêmes de plus grande largeur. Le corps d'échangeur peut comporter, dans sa partie rétrécie, un nombre plus faible de rangées de tubes que dans les autres parties du corps d'échangeur. En variante, le corps d'échangeur comporte une seule rangée de tubes plats, les tubes plats de la partie rétrécie ayant une section transversale avec une grande dimension, qui est inférieure à celle des tubes plats des autres parties du corps d'échangeur. De façon avantageuse, la boîte à fluide possède également une largeur variable correspondant à celle du corps d'échangeur. Comme habituellement la boîte à fluide est raccordée au corps d'échangeur par l'intermédiaire d'un collecteur, on prévoit avantageusement que le collecteur présente aussi une largeur variable correspondante. Selon une autre caractéristique de l'invention, le corps d'échangeur est monté entre deux boîtes à fluide présentant chacune une partie rétrécie en correspondance de la partie rétrécie du corps d'échangeur. Il en résulte que tous les éléments de l'échangeur de chaleur comportent une section variable. Dans une forme de réalisation de l'invention, le corps d'échangeur est du type à une seule passe, les deux boîtes à fluide étant munies respectivement d'une tubulure d'entrée et d'une tubulure de sortie pour la circulation d'un fluide dans 1 'échangeur. Le corps d'échangeur peut comporter des intercalaires ondulés disposés entre les tubes, ou bien des ailettes planes parallèles traversées perpendiculairement par les tubes. L'invention s'applique en particulier au cas où l'échangeur constitue un radiateur de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile, la partie rétrécie étant alors propre à offrir un logement pour le passage d'un pare-choc placé à l'avant du véhicule. Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est une vue en perspective éclatée d'un échangeur de chaleur selon une première forme de réalisation de l'invention - la figure 2 est une vue en perspective de l'échangeur de chaleur de la figure 1 placé derrière un pare-choc avant de véhicule automobile - la figure 3 représente un collecteur propre à être utilisé dans une variante de réalisation de l'échangeur de chaleur de la figure 1 ; et - la figure 4 est une vue en perspective éclatée d'un échangeur de chaleur selon une seconde forme de réalisation de l'invention. L'échangeur de chaleur 10 représenté à la figure 1 comprend un corps d'échangeur de chaleur 12 raccordé à deux boîtes à fluide 14 et 16. Dans l'exemple, l'échangeur de chaleur 10 est un radiateur de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile et les boîtes à fluide 14 et 16 sont ici des boîtes à eau. La boite à fluide 14 est munie d'une tubulure d'entrée 18, tandis que la boîte à fluide 16 est munie d'une tubulure de sortie 20. Le corps d'échangeur 12 est formé de tubes plats 22 entre lesquels sont disposés des intercalaires ondulés 24, selon une technique en soi connue. Les tubes 22 sont raccordés, à une extrémité, à la boîte à fluide 14 par un collecteur 26 et, à leur autre extrémité, à la boîte à fluide 16 par un collecteur 28. Comme on peut le voir sur la figure 1, le corps d'échangeur 12 comporte une partie rétrécie 30, c'est-à-dire une partie de plus faible largeur, comprise entre deux autres parties 32 et 34 présentant une plus grande largeur. Les parties 32 et 34 sont situées respectivement en partie supérieure et en partie inférieure du faisceau. Le corps 12 présente ainsi une section transversale variable, de profil adapté, dans un plan perpendiculaire à la direction des tubes 22. Pour cela, le corps d'échangeur 12 comporte une seule rangée de tubes dans sa partie rétrécie 30 et deux rangées de tubes dans les parties plus larges 32 et 34. On voit suer la figure 1 que le collecteur 28 comporte une seule rangée de trous oblong 36 dans la partie rétrécie 30 et deux rangées de trous oblong 36 dans les parties 32 et 34. Les collecteurs 26 et 28 présentent également, en correspondance de la partie rétrécie 30 du corps 12, des parties rétrécies respectivement 38 et 40. De même, les boîtes à fluide 14 et 7 présentent respectivement des parties rétrécies analogues 42 et 44. L'échangeur 10 est propre à être parcouru par un fluide, dans l'exemple le liquide de refroidissement du moteur du véhicule automobile, dans le sens indiqué par les flèches, la circulation du fluide se faisant en une seule phase depuis la boite à fluide 14 vers la boîte à fluide 16. L'échangeur de chaleur 10 comporte ainsi une section transversale variable sensiblement constante de l'une à l'autre de ses extrémités s'étendant depuis la boîte à fluide 14 à la boîte à fluide 16. Comme on peut le voir sur la figure 2, l'échangeur de chaleur 10 définit ainsi un logement 46 qui permet le passage d'un équipement, dans l'exemple un pare-choc avant 48 du véhicule automobile. Le corps 12 présente ainsi une largeur plus faible au niveau du pare-choc 48 que dans les régions situées au-dessus et audessous de celui-ci. Ceci permet aux parties de plus grande largeur 32 et 34 du corps d'échangeur 10 d'être bien ventilées par un flux d'air, le pare-choc 48 faisant un obstacle partiel à la circulation du flux d'air seulement dans la région rétrécie. Le corps d'échangeur 12 comprend deux joues 50 et 52 s'étendant entre les deux boîtes à fluide 14 et 16. Dans une variante de réalisation, représentée à la figure 3, le corps d'échangeur 12 comporte une seule rangée de tubes plats, constituée de tubes 22A dans la partie rétrécie 30 et de tubes plats 22B dans les parties 32 et 34. Les tubes plats 22A ont une section transversale dont la grande dimension est inférieure à celle des tubes plats 22B. Les collecteurs, en particulier le collecteur 28, comportent à cet effet des trous oblongs 36A adaptés aux tubes 22A et des trous oblongs 36B adaptés aux tubes 22B. Dans la forme de réalisation de la figure 4, à laquelle on se réfère maintenant, le corps 12 comprend une multiplicité de tubes 22 analogues à ceux représentés à la figure 1, ces tubes étant répartis en une rangée dans la partie rétrécie et en deux rangées dans les parties plus larges du corps 12. Le corps d'échangeur 12 comporte ainsi des ailettes planes parallèles 54 traversées perpendiculairement par les tubes 12. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites précédemment et s'étend à d'autres variantes. On comprendra qu'il est possible d'adapter et de faire varier la section de l'échangeur de chaleur en fonction de considérations d'encombrement et d'implantation liées à chaque cas particulier. L'invention n'est pas limitée au cas particulier d'un radiateur de refroidissement placé derrière un pare-choc de véhicule automobile. Revendications 1. Echangeur de chaleur, en particulier de véhicule automobile, du type comprenant un corps d'échangeur (12) comportant une pluralité de tubes parallèles (12), ainsi qu'au moins une boîte à fluide (14, 16) raccordée à une extrémité du corps d'échangeur, caractérisé en ce que le corps d'échangeur (12) possède une section transversale, considérée dans un plan perpendiculaire à la direction des tubes (22), qui présente une largeur variable de manière à procurer au moins une partie rétrécie 30) de plus faible largeur propre à définir, à côté d'elle, un espace libre (46) pour le passage d'un équipement (48). 2. Echangeur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie rétrécie (30) est une partie centrale comprise entre deux parties extrêmes (32, 34) de plus grande largeur. 3. Echangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le corps d'échangeur (12) comporte, dans sa partie rétrécie (30), un nombre plus faible de rangées de tubes (22) que dans les autres parties du corps d'échangeur. 4. Echangeur de chaleur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le corps d'échangeur (12) comporte une rangée de tubes (22) dans sa partie rétrécie (30) et au moins deux rangées de tubes (22) dans les autres parties (32 et 34) du corps d'échangeur. 5. Echangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le corps d'échangeur comporte une seule rangée de tubes plats et en ce que les tubes plats (22A) de la partie rétrécie (30) ont une section transversale avec une grande dimension inférieure à celle des tubes plats (22B) des autres parties du corps d'échangeur. 6. Echangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la boîte à fluide (14, 16) possède également une largeur variable correspondant à celle du corps d'échangeur. 7. Echangeur de chaleur selon la revendication 6, dans lequel la boîte à fluide (14, 16) est raccordée au corps d'échangeur (12) par l'intermédiaire d'un collecteur (26, 28), caractérisé en ce que le collecteur (26, 28) présente aussi une largeur variable correspondante. 8. Echangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le corps d'échangeur (12) est monté entre deux boîtes à fluide (14, 16) présentant chacune une partie rétrécie (42, 44) en correspondance de la partie rétrécie (30) du corps d'échangeur. 9. Echangeur de chaleur selon la revendication 8, caractérisé en ce que le corps d'échangeur (12) est du type à une seule passe, et en ce que les deux boites à fluide (14, 16) sont munies respectivement d'une tubulure d'entrée (18) et d'une tubulure de sortie (20) pour la circulation d'un fluide dans 1 'échangeur. 10. Echangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le corps d'échangeur (12) comporte des intercalaires ondulés (24) disposés entre les tubes (22). 11. Echangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le corps d'échangeur (12) comporte des ailettes planes parallèles (54) traversées perpendiculairement par les tubes (22). 12. Echangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il est agencé pour constituer un radiateur de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile, et en ce que la partie rétrécie (30) est propre à offrir un logement (46) pour le passage d'un pare-choc (48) placé à l'avant du véhicule.