Brevet FR2791763A1 — publié le 20001006

ECHANGEUR DE CHALEUR MONTE SUR UN VEHICULE ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION 1. Domaine de l'invention: La présente invention se rapporte d'une façon générale aux échangeurs de chaleur qui exécutent un échange de chaleur sur un fluide et particulièrement à un radiateur destiné à un véhicule qui rayonne de la chaleur d'un agent de refroidissement du moteur d'un moteur refroidi à l'eau du véhicule dans l'air atmosphérique. 2. Technique apparentée: De façon classique, comme indiqué sur la figure 4, un radiateur destiné à un véhicule est monté sur le véhicule grâce à une broche de fixation 224 comportant dans celle-ci un passage de purge. L'agent de refroidissement dans le radiateur est évacué par l'intermédiaire du passage de purge dans la broche de fixation 224. Cependant, la broche de fixation 224 est formée de façon intégrée au collecteur de *20 tête'220 du radiateur. De ce fait, lorsque le radiateur est monté sur un véhicule d'un modèle différent et que la position d'insertion de la broche de fixation 224 sur le véhicule diffère, le collecteur de tête 220 peut avoir besoin d'être modifié, même lorsque les dimensions de la partie centrale 210 du radiateur n'ont pas besoin d'être modifiées. Il en résulte que des parties du radiateur peuvent nécessiter d'être réalisées en divers types, en augmentant ainsi le coût de fabrication du radiateur. Par contre, lorsque le collecteur de tête 220 est réalisé en petit nombre de types, la conception du véhicule peut avoir besoin d'être modifiée pour se conformer au radiateur. Il en résulte que la conception du véhicule est grandement limitée, et que la possibilité de montage du radiateur sur le véhicule diminue. En outre, récemment, il est demandé que l'ensemble des pièces du radiateur soit fait d'un métal tel que l'aluminium pour faciliter le recyclage des pièces du véhicule. Comme indiqué sur la figure 5, lorsque le collecteur de tête 220 est fait de résine, le collecteur de tête 220 est facilement modifié de sorte que la broche de fixation 224 est insérée à 2 2791763 une position différente dans un véhicule d'un modèle différent. Cependant, lorsque le collecteur de tête 220 est fait de métal, il peut être difficile de constituer le collecteur de tête 220 suivant une forme indiquée sur la figure 5. RESUME DE L'INVENTION Au vu des problèmes qui précèdent, c'est un but de la présente invention de réaliser un échangeur de chaleur tel qu'un radiateur présentant des possibilités de montage améliorées sur un véhicule et fabriqué à un coût relativement faible. Conformément à la présente invention, un échangeur de chaleur comprend une partie centrale comportant une pluralité de tubes au travers desquels circule un fluide et une pluralité d'ailettes, un collecteur de tête communiquant avec les tubes, une plaque latérale disposée à une extrémité inférieure de la partie centrale afin de renforcer la partie centrale, et un support par l'intermédiaire duquel la partie centrale et le collecteur de tête sont montés sur une base de montage. Le collecteur de tête comporte un orifice de purge au travers duquel le fluide dans le collecteur de tête est rejeté. L'orifice de purge est formé à une extrémité inférieure du collecteur de tête. Le support est relié à la plaque latérale, et comprend une partie de réception de fluide destinée à recevoir le fluide depuis l'orifice de purge, et une partie de broche s'étendant vers le bas depuis la partie de réception de fluide pour être insérée dans la base de montage. La partie de broche comporte un passage au travers duquel le fluide est évacué. La partie de réception de fluide est disposée de façon à être face à l'orifice de purge, un interstice prédéterminé étant maintenu entre ceux- ci. Il en résulte que du fait que le support est formé séparément du collecteur de tête et est relié à la plaque latérale, l'échangeur de chaleur est facilement monté sur diverses bases de montage en changeant uniquement une position de fixation du support sur l'échangeur de chaleur, sans modifier le collecteur de tête. De ce fait, le coût de fabrication du radiateur est réduit. En outre, comme la 3 2791763 partie de réception de fluide est disposée de manière à être face à l'orifice de purge avec l'interstice prédéterminé entre ceux-ci, le fluide rejeté depuis l'orifice de purge se heurte à la partie de réception de fluide afin de réduire sa pression dynamique avant qu'il soit rejeté au travers de la partie de broche. Il en résulte que le fluide est empêché de se disperser pendant qu'il est rejeté de l'échangeur de chaleur. De préférence, le support comporte une partie de paroi s'étendant vers le haut depuis une partie d'extrémité de la partie de réception de fluide de façon à ce que le fluide qui heurte la partie de réception de fluide soit empêché de se disperser par la partie de paroi. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Ceci et d'autres buts et caractéristiques de la présente invention seront plus facilement mis en évidence après d'une meilleure compréhension du mode de réalisation préféré décrit ci-dessous en faisant référence aux dessins annexés, dans lesquels: La figure 1 est une vue de devant simplifiée représentant un radiateur conforme à un mode de réalisation préféré de la présente invention. La figure 2A est une vue en perspective agrandie représentant une partie indiquée par une flèche IIAB de la figure 1. La figure 2B est une vue en coupe agrandie représentant une partie indiquée par une flèche IIAB sur la figure 1. La figure 3 est une vue en coupe agrandie représentant une partie inférieure d'un collecteur de tête d'un radiateur conforme à une modification du présent mode de réalisation. La figure 4 est une vue simplifiée agrandie représentant une partie inférieure d'un collecteur de tête d'un radiateur classique. La figure 5 est une vue de devant partielle représentant le radiateur classique comportant le collecteur de tête modifié. DESCRIPTION DETAILLEE DU MODE DE REALISATION PREFERE Un mode de réalisation préféré de la présente invention est décrit ci-après en faisant référence aux dessins annexés. 4 2791763 Dans le présent mode de réalisation, la présente invention est appliquée à un radiateur 100 qui refroidit un agent de refroidissement de moteur d'un moteur refroidi à l'eau (non représenté) d'un véhicule. Comme indiqué sur la figure 1, le radiateur 100 comprend plusieurs tubes plats 111 au travers desquels circule un agent de refroidissement, et plusieurs ailettes de refroidissement ondulées 112 dont chacune est disposée entre des tubes adjacents 111 afin de faciliter l'échange de chaleur entre l'agent de refroidissement et l'air. Les tubes 111 et les ailettes 112 forment une partie centrale rectangulaire 110 du radiateur 100. Un premier collecteur de tête 121 est disposé au niveau d'une première extrémité du trajet d'écoulement (c'est-à-dire l'extrémité de gauche sur la figure 1) des tubes 111. Un second collecteur de tête 122 est disposé à l'autre extrémité du trajet d'écoulement (c'est-à-dire l'extrémité de droite sur la figure 1) des tubes 111. Chacun des premier et second collecteurs de tête 121, 122 s'étend dans une direction perpendiculaire à une direction longitudinale des tubes 111, et communique avec les tubes 111. L'agent de refroidissement provenant du moteur s'écoule jusque dans le premier collecteur de tête 121, et est réparti vers chacun des tubes 111. L'agent de refroidissement échange de la chaleur avec l'air tout en circulant au travers des tubes 111, et est recueilli dans le second collecteur de tête 122 pour être rejeté vers le moteur. Ci-après, chacun des premier et second collecteurs de tête 121, 122 est appelé collecteur de tête 120. Des première et seconde parois latérales 131, 132 sont disposées respectivement au niveau des extrémités inférieure et supérieure de la partie centrale 110 sur la figure 1, afin de renforcer la partie centrale 110. Chacune des première et seconde parois latérales 131, 132 s'étend parallèlement à la direction longitudinale des tubes 111, et est formée de façon à présenter une section transversale en forme de U. Dans le présent mode de réalisation, les tubes 111, les ailettes 112, le collecteur de tête 120 et les première et seconde parois 2791763 latérales 131, 132 sont faits d'aluminium, et sont brasés de façon solidaire ensemble. En se référant encore à la figure 1, à une extrémité inférieure du collecteur de tête 120, un premier support 141 fait d'un métal ferreux est relié à la première plaque latérale 131 par des boulons 150. La partie centrale 110 et le collecteur de tête 120 sont montés sur un support de montage inférieur (non représenté) fixé au véhicule par l'intermédiaire du premier support 141. D'une manière similaire, au niveau d'une extrémité supérieure du collecteur de tête 120, un second support 142 fait de métal ferreux est relié à la seconde plaque latérale 132 par les boulons 150. La partie centrale 110 et le collecteur de tête 120 sont montés sur un support de montage supérieur (non représenté) fixé au véhicule par l'intermédiaire du second support 142. Les premier et second supports 141, 142 sont les mêmes en formes et en dimensions. De ce fait, seul le premier support 141 sera décrit en détail. Comme indiqué sur les figures 2A et 2B, l'extrémité inférieure des collecteurs de tête 120 est fermée par un bouchon de collecteur 123. Le bouchon de collecteur 123 est brasé sur le collecteur de tête avec en insérant entre ceux-ci un siège de robinet en résine 162. Un bouchon de purge 161 est inséré dans le siège de robinet 162. Le premier support 141 comprend une partie de réception d'agent de refroidissement plate 143 s'étendant dans une direction perpendiculaire à une direction du haut vers le bas sur les figures 2A et 2B (c'est-à-dire dans une direction horizontale). Une partie de broche de fixation en forme de tuyau cylindrique 144 comportant un passage d'agent de refroidissement dans celle-ci est brasée sur la partie de réception d'agent de refroidissement 143 pour s'étendre vers le bas depuis la partie de réception d'agent de refroidissement 143. La partie de broche 144 est insérée dans le support de montage inférieur du véhicule. Comme indiqué sur la figure 2B, le bouchon de collecteur 123 fixé à l'extrémité inférieure du collecteur de tête 120 est disposé de manière à être face à la partie de réception d'agent de refroidissement 143 du premier support 141, avec un interstice prédéterminé 6 entre ceux-ci. Le bouchon de 6 2791763 collecteur 123 comporte un orifice de purge 124 au travers duquel l'agent de refroidissement du collecteur de tête 120 est purgé. Le premier support 141 comprend en outre quatre parties de paroi 146a, 146b, 146c et 146d dont chacune s'étend respectivement vers le haut depuis chacun des quatre côtés de la partie de réception d'agent de refroidissement 143. La partie de réception d'agent de refroidissement 143 et les parties de paroi 146a à 146d forment un espace de retenue d'agent de refroidissement 145 dans lequel l'agent de refroidissement rejeté depuis l'orifice de purge 124 est retenu provisoirement. En se référant à nouveau à la figure 1, une conduite d'arrivée 171 au travers de laquelle l'agent de refroidissement est introduit dans le radiateur 100 est relié un orifice de sortie du moteur, et une conduite de sortie 172 au travers de laquelle l'agent de refroidissement est rejeté du radiateur 100 est reliée à un orifice d'entrée du moteur. Conformément au premier mode de réalisation, le premier support 141 est constitué séparément du collecteur de tête 120, et est relié à la première plaque latérale 131 par les boulons 150. De ce fait, même lorsque le radiateur 100 est monté sur un véhicule d'un modèle différent, et que chaque position de montage des premier et second supports 141, 142 diffère sur le véhicule, le radiateur 100 est monté *25 facilement sur le véhicule en ne modifiant que chaque position de fixation des premier et second supports 141, 142 sur le radiateur 100, sans modifier le collecteur de tête 120. Il en résulte, que la possibilité de montage du radiateur 100 sur le véhicule est améliorée alors que la conception du véhicule n'est pas limitée de façon appréciable. De ce fait, le coût de fabrication du radiateur est réduit. En outre, dans le présent mode de réalisation, l'orifice de purge 124 du collecteur de tête 120 est disposé pour être face à la partie de réception d'agent de refroidissement 143 en gardant un interstice prédéterminé 6 entre ceux-ci. De ce fait, l'agent de refroidissement rejeté depuis l'orifice de purge 124 rencontre d'abord que la partie de réception d'agent de refroidissement 143 pour réduire la pression 7 2791763 dynamique de celui-ci, et est ensuite purgé par l'intermédiaire du passage formé dans la partie de broche 144. Il en résulte que l'agent de refroidissement est purgé du radiateur 100 avec une pression dynamique relativement faible, et est empêché de se disperser pendant qu'il est purgé. Ainsi, conformément au présent mode de réalisation, la possibilité de montage du radiateur 100 sur le véhicule est améliorée, et le coût de fabrication du radiateur 100 est réduit, alors que l'agent de refroidissement purgé du radiateur 100 est empêché de se disperser. La capacité de l'espace de retenue d'agent de refroidissement 145 est augmentée en augmentant chacune des hauteurs des parties de paroi 146a à 146d ou bien la surface de la partie de réception d'agent de refroidissement 143. Dans ce cas, la pression dynamique de l'agent de refroidissement purgé depuis la partie de broche 144 est davantage réduite. De ce fait, de préférence, chacune des hauteurs des parties de paroi 146a à 146d et la surface de partie de réception d'agent de refroidissement 143 sont respectivement établies à des valeurs relativement grandes à un degré tel que le premier support 141 ne soit pas de trop grande dimension. En outre, les parties de paroi 146a à 146d empêchent l'agent de refroidissement de déborder du premier support 141. De ce fait, l'agent de refroidissement est en outre empêché de se disperser à partir de l'espace de retenue d'agent de refroidissement 145. En outre, dans le présent mode de réalisation, l'ensemble des parties du radiateur 100 y compris le collecteur de tête 120 est fait de métal. De ce fait, le recyclage du radiateur 100 est facilité par comparaison à un radiateur comprenant des parties en résine et des parties métalliques. Dans le présent mode de réalisation, du fait que les premier et second supports 141, 142 sont formés séparément du collecteur de tête 120, le collecteur de tête n'a pas besoin d'être modifié. De ce fait, même lorsque le collecteur de tête 120 est fait de métal, le radiateur 100 est fabriqué relativement facilement. 8 2791763 Comme indiqué sur la figure 3, les parties de paroi 146a à 146d peuvent être omises, et l'espace de retenue d'agent de refroidissement 145 peut être formé en prévoyant un élément d'espacement tel qu'un joint torique ou un manchon en caoutchouc entre la partie de réception d'agent de refroidissement 143 et le bouchon de collecteur 123. En outre, les premier et second supports 141, 142 peuvent être faits d'un métal inoxydable ou d'aluminium et être brasés sur les première et seconde plaques latérales 131, 132. De même, la présente invention peut être appliquée à tout autre échangeur de chaleur tel qu'un condenseur. Bien que la présente invention ait été complètement décrite en liaison avec un mode de réalisation préféré de celle-ci en faisant référence aux dessins annexés, on notera que diverses variantes et modifications seront évidentes pour l'homme de l'art. De telles variantes et modifications doivent être comprises comme restant dans la portée de la présente invention telle qu'elle est définie par les revendications annexées. 9 2791763 REVENDICATIONS 1. Echangeur de chaleur (100) pouvant être monté sur une base de montage, l'échangeur de chaleur (100) comprenant: une partie centrale (110) comprenant une pluralité de tubes (111) au travers desquels circule un fluide et une pluralité d'ailettes (112) dont chacune est disposée entre des tubes adjacents (111) afin de faciliter l'échange de chaleur du fluide, un collecteur de tête (121) disposé au niveau d'une extrémité de trajet d'écoulement des tubes (111) pour s'étendre dans une direction sensiblement perpendiculaire à une direction longitudinale des tubes (111) et pour communiquer avec chacun des tubes (111), le collecteur de tête (121) comprenant un orifice de purge (124) au travers duquel le fluide dans le collecteur de tête (121) est rejeté, l'orifice de purge (124) étant formé au niveau d'une extrémité inférieure du collecteur de tête (121), une plaque latérale (131) disposée au niveau d'une extrémité inférieure de la partie centrale (110) pour s'étendre parallèlement à la direction longitudinale des tubes (111) en vue de renforcer la partie centrale (110), et un support (141) par l'intermédiaire duquel la partie centrale (110) et le collecteur de tête (121) sont montés sur la base de montage, le support (141) étant relié à la plaque latérale (131) et comprenant une partie de réception de fluide (143) destinée à recevoir le fluide provenant de l'orifice de purge (124), et une partie de broche (144) s'étendant vers le bas depuis la partie de réception de fluide (143) devant être insérée dans la base de montage, la partie de broche (144) comportant un passage au travers duquel le fluide est purgé, dans lequel: la partie de réception de fluide (143) est disposée pour être face à l'orifice de purge (124) en gardant un interstice prédéterminé entre ceux-ci. 2. Echangeur de chaleur (100) selon la revendication 1, dans lequel la partie de broche (144) est formée suivant une forme de tuyau. o 2791763 3. Echangeur de chaleur (100) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la partie centrale (110) est formée suivant une forme rectangulaire. 4. Echangeur de chaleur (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le collecteur de tête (121) est fait d'aluminium. 5. Echangeur de chaleur (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le support (141) est relié à la plaque latérale (131) par un boulon (150). 6. Echangeur de chaleur (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le support (141) comporte une partie de paroi (146a à 146d) s'étendant vers le haut depuis une partie d'extrémité de la partie de réception de fluide (143). 7. Echangeur de chaleur (100) selon la revendication 6, dans lequel la partie de paroi (146a à 146d) est formée le long d'une périphérie de la partie de réception de fluide (143). 8. Echangeur de chaleur (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant en outre un élément d'espacement (147) disposé entre la partie de réception de fluide (143) et l'extrémité inférieure du collecteur de tête (121) afin de ménager un espace (145) entre la partie de réception de fluide (143) et l'extrémité inférieure du collecteur de tête (121). 9. Echangeur de chaleur (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, comprenant en outre un bouchon de collecteur (123) destiné à fermer l'extrémité inférieure du collecteur de tête (121), dans lequel l'orifice de purge (124) est formé dans le bouchon de collecteur (123). 11 2791763 10. Echangeur de chaleur (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel le collecteur de tête (121) et le support (141) sont formés séparément. 11. Echangeur de chaleur (100) pouvant être monté sur une base de montage, l'échangeur de chaleur (100) comprenant: une partie centrale (110) comprenant une pluralité de tubes (111) au travers desquels s'écoule un fluide et une pluralité d'ailettes (112) dont chacune est disposée entre des tubes adjacents (111) afin de faciliter l'échange de chaleur du fluide, un collecteur de tête (121) disposé au niveau d'une extrémité de trajet d'écoulement de tube (111) afin de s'étendre dans une direction sensiblement perpendiculaire à une direction longitudinale des tubes (111) et de communiquer avec chacun des tubes (111), le collecteur de tête (121) comprenant un orifice de purge (124) au travers duquel le fluide dans le collecteur de tête (121) est rejeté, l'orifice de purge (124) étant formé au niveau d'une extrémité inférieure du collecteur de tête (121), et un support (141) par l'intermédiaire duquel la partie centrale (110) et le collecteur de tête (121) sont montés sur la base de montage, le support (141) étant disposé pour être face à l'orifice de purge (124) du collecteur de tête (121) et pour définir un espace (145) avec l'extrémité inférieure du collecteur de tête (121) en vue de recevoir le fluide de l'orifice de purge (124), le support (141) comportant une partie de broche (144) s'étendant vers le bas pour être insérée dans la base de montage, la partie de broche (144) comportant un passage au travers duquel le fluide est purgé depuis l'espace (145). 12. Echangeur de chaleur (100) selon la revendication 11, comprenant en outre une plaque latérale (131) disposée au niveau d'une extrémité inférieure de la partie centrale (110) pour s'étendre parallèlement à la direction longitudinale des tubes (111) en vue de renforcer la partie centrale (110), dans lequel: 12 2791763 le support (141) est relié à la plaque latérale (131). 13. Echangeur de chaleur (100) selon la revendication 11 ou 12, dans lequel le support (141) comporte une partie de réception de fluide en forme de plaque (143) destinée à recevoir le fluide, et une partie de paroi (146a à 146d) s'étendant vers le haut depuis la partie de réception de fluide (143) le long d'une périphérie de la partie de réception de fluide (143), dans lequel: la partie de réception de fluide (143), la partie de paroi (146a à 146d) et l'extrémité inférieure du collecteur de tête (121) définissent l'espace (145). 14. Echangeur de chaleur (100) selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, dans lequel le collecteur de tête (121) est fait d'aluminium. 15. Echangeur de chaleur (100) selon l'une quelconque des revendications 11 à 14, dans lequel le collecteur de tête (121) et le support (141) sont formés séparément.