Brevet FR2799826A1 — publié le 20010420

Echanqeur de chaleur brasé de structure compacte, en particu- lier pour véhicule automobile L'invention se rapporte aux échangeurs de chaleur brasés et en particulier à ceux destinés aux véhicules automobiles. Elle concerne plus particulièrement un échangeur de chaleur brasé comprenant au moins une boîte collectrice ayant une paroi munie d'ouvertures espacées, et un faisceau de tubes et d'ailettes dans lequel les extrémités des tubes débouchent dans la boîte collectrice au travers desdites ouvertures. Dans les échangeurs de chaleur connus de ce type, les extrémités des tubes sont emmanchées dans les ouvertures de la paroi de la boîte collectrice et sont ensuite brasées cette dernière pour assurer une communication étanche entre les tubes et le volume que délimite la boîte collectrice. I1 en résulte que la paroi de la boîte collectrice, qui est munie d'ouvertures et qui forme ainsi collecteur, doit présenter une largeur supérieure à celle des tubes, ce qui augmente l'encombrement en largeur de l'échangeur de chaleur. En outre, l'assemblage d'un tel échangeur nécessite des opérations délicates pour faire pénétrer les extrémités des tubes dans les ouvertures de la ou des boîtes collectrices de l'échangeur de chaleur. Par ailleurs, du fait que les extrémités des tubes débouchent l'intérieur de la boîte collectrice, il en résulte des pertes de charges subies par le fluide qui parcourt l'échan geur de chaleur. Les échangeurs de chaleur de ce type comprennent habituelle ment des joues d'extrémité qui encadrent le faisceau et viennent ainsi protéger les ailettes d'extrémité. Ceci nécessite donc de prévoir des pièces supplémentaires assembler et complique par conséquent la réalisation l'échangeur de chaleur. L'invention a notamment pour but de surmonter les inconve nients précités. Elle propose à cet effet un échangeur de chaleur du type défini en introduction, dans lequel les extrémités des tubes sont pourvues chacune d'un collet périphérique propre à venir appui et à être brasé contre la paroi de la boîte collec trice, du côté extérieur, en entourant une ouverture de la paroi. Ainsi, la liaison des tubes avec la paroi de la boîte collectrice s'effectue par l'intermédiaire des collets prévus extrémités des tubes. I1 en résulte que les tubes ne sont plus emmanchés dans les ouvertures de la boîte collectrice, comme dans la technique antérieure. De ce fait, il est possible de réaliser un échangeur de chaleur dont la boîte collectrice possède une largeur sensiblement égale à celle des tubes, permettant de gagner en compacité. plus, les pertes de charge subies par le fluide sont diminuées et l'assemblage de l'échangeur de chaleur est simplifié. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, tubes sont de type plat et les ailettes sont des intercalai ondulés. De préférence, la paroi est sensiblement plane dans la région ouvertures, qui forme collecteur. Selon une autre caractéristique de l'invention, les collets presentent, avant assemblage, une forme évasée propre à être déformée en venant en appui contre la paroi de manière à épouser la forme extérieure de ladite paroi. Ceci permet de réaliser un bon contact mécanique entre le collet et la paroi avant leur assemblage par brasage. Selon une autre caractéristique de l'invention, le faisceau comprend deux tubes d'extrémité formant joues et dont les collets respectifs sont brasés sur la paroi de la boite collectrice dans une région dépourvue d'ouverture. Ainsi, ces tubes d'extrémité, ne sont pas parcourus par le fluide, et forment des joues, ce qui évite la nécessité d'utiliser des pièces particulières. Selon une autre caractéristique de l'invention, la ou chaque boîte collectrice est réalisée d'une seule pièce à partir d'une feuille métallique, par emboutissage et pliage ou roulage. Cela permet aussi de simplifier la fabrication de l'échangeur de chaleur. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, la ou chaque boîte collectrice comprend deux extrémités opposées propres à etre obturées par un bouchon ou un rabat. Dans une application préférentielle de l'invention, l'échan geur de chaleur comprend deux boîtes collectrices assemblées respectivement aux deux extrémités du faisceau, chaque tube du faisceau comprenant deux extrémités opposées munies chacune d' collet. De préférence, l'échangeur de chaleur de l'invention réalisé en aluminium. Dans la description qui suit, faite seulement à titre d'exemple, se réfère aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est une vue partielle en perspective éclatee d'un échangeur de chaleur selon l'invention avant assemblage et brasage ; - la figure 2 est une vue partielle en élévation montrant une partie de l'échangeur de chaleur de la figure 1 avant assemblage d'un tube par brasage ; - la figure 3 est une vue analogue la figure 2 après brasage du tube ; et - la figure 4 est une vue en coupe correspondant à la figure 3. L'échangeur de chaleur de la figure 1 comprend un faisceau 10 formé d'une multiplicité de tubes 12 disposés en parallèle et d'ailettes 14 réalisées sous la forme d'intercalaires ondulés. Les tubes 12 sont des tubes plats, c'est-à-dire qu'ils comprennent deux faces planes opposées contre lesquel les viennent en appui des ondulations des ailettes 14. Les tubes 12 et les ailettes 14 sont réalisés en une matière métallique, avantageusement en aluminium et sont destinés à être brasés mutuellement. L'échangeur de chaleur comprend en outre deux boîtes collec trices 16, encadrant le faisceau 10, dont une seule est représentée sur la figure 1. Cette boîte collectrice est réalisée d'une seule pièce à partir d'une feuille métallique, avantageusement en alumi nium, soit par emboutissage et pliage, soit par roulage. Dans l'exemple représenté, la boîte collectrice 16 a une section transversale de forme générale rectangulaire et elle est délimitée par une paroi conformée 18. Au travers de cette paroi 18 sont aménagées une pluralité d'ouvertures 20 espacées les unes des autres d'une distance correspondant à l'écart respectif entre les tubes. Dans l'exemple, ces ouvertures 20 ont la forme de fentes allongées correspondant sensiblement à la section des tubes. Ces ouvertures 20 sont ménagées dans une face 22 sensiblement plane de la paroi 18 qui forme collecteur et dont la largeur est sensiblement égale à la largeur L des tubes. La boîte collectrice 16 comprend en outre une face 24 opposée la face 22 et deux grandes faces dont une seule, savoir la face 26, est visible sur la figure 1. Cette face 26 comporte une ouverture circulaire 28 permettant l'introduc tion d'une tubulure 30 d'entrée ou de sortie pour un fluide destiné à parcourir l'échangeur de chaleur. Cette tubulure 30 est brasée avec la boîte collectrice 16. La boîte collectrice 16 comporte deux extrémités ouvertes 32 et 34. L'extrémité 32 peut être obturée soit par un bouchon 36, soit encore par un rabat 38 rattaché, dans l'exemple, à la face 18. I1 en est de même pour l'extrémité 34. Comme on peut le voir sur la figure 1, chaque tube 12 comporte deux extrémités opposées 40 pourvues chacune d'un collet périphérique 42 propre à venir en appui et être brasé contre la paroi 18 de la boîte collectrice, du côté exté rieur, en entourant à chaque fois une ouverture 20 de cette paroi. Dans l'exemple, les collets 42 sont propres à venir en appui contre la face 22, formant collecteur, qui fait partie de la paroi 18. Comme on peut le voir sur la figure 2, chaque collet 42 présente, avant brasage, une forme évasée propre à être déformée ultérieurement en venant en appui contre la paroi (figures 3 et 4) de manière à épouser la forme extérieure de la paroi 18. Dans l'exemple, le collet présente, avant assemblage, une forme évasée formant un angle aigu a (figure 2) par rapport à une normale génératrice du tube du faisceau. Ainsi, lorsque le collet est ensuite appliqué contre la face 22 de la paroi 18, il est déformé et vient automatiquement épouser la forme de cette paroi pour assurer un bon contact mécanique, permettant ultérieurement un bon brasage entre le collet et la boîte collectrice. Comme on peut le voir sur la figure 1, le faisceau comprend deux tubes d'extrémité particuliers, dont un seul (le tube 12E) est visible. Ce tube particulier constitue un "tube mort" qui n'est pas traversé par le fluide. Ce tube est identique aux autres tubes du faisceau mais ne débouche pas dans la boîte collec trice étant donné que son collet 42E vient s'appliquer contre la face 22 de la paroi 18 dans une région de cette dernière qui est dépourvue d'ouvertures. Ainsi, ce tube d'extrémité constitue une joue, ou traverse, qui encadre le faisceau. L'avantage est qu'il n'est pas nécessaire de prévoir une pièce spécifique, comme c'est le cas habituellement dans les échangeurs de chaleur de type brasé. Ainsi l'invention permet de réaliser un échangeur de chaleur brasé de structure compacte pouvant être obtenu avec un minimum d'opérations et un minimum de pièces. L'échangeur de chaleur est avant tout destiné aux véhicules automobiles et peut constituer par exemple un radiateur de refroidissement du moteur du véhicule, un radiateur de chauffage de l'habitacle du véhicule, ou encore un condenseur ou évaporateur d'un circuit de climatisation. Revendications 1. Echangeur de chaleur de type brasé comprenant au moins une boite collectrice (16) ayant une paroi (18) munie d'ouvertures espacées (20), et un faisceau (10) de tubes (12) et d'ailettes (14) dans lequel les extrémités (40) des tubes débouchent dans la boîte collectrice au travers desdites ouvertures, caractérisé en ce que les extrémités (40) des tubes (12) sont pourvues chacune d'un collet périphérique (42) propre à venir en appui et être brasé contre la paroi (18) de la boîte collectrice (16), du côté extérieur, en entourant une ouverture (20) de la paroi. 2. Echangeur de chaleur selon la revendication 1, caracte- risé ce que les tubes (12) sont de type plat et les ailettes (14) sont des intercalaires ondulés. 3. Echangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 2, caractérisé en ce que la paroi (18) est sensiblement plane dans la région (22) des ouvertures (20), qui forme collec teur. 4. Echangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 3, caractérisé en ce que les collets (42) présentent, avant assemblage, une forme évasée propre à être déformée en venant en appui contre la paroi (18) de manière à épouser la forme extérieure de ladite paroi. 5. Echangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le faisceau (10) comprend deux tubes d'extrémité (12E) formant joues et dont les collets respec tifs (42E) sont brasés sur la paroi (18) de la boîte collec trice dans une région dépourvue d'ouverture. 6. Echangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la ou chaque boîte collectrice (16) est réalisée d'une seule pièce à partir d'une feuille métallique, par emboutissage et pliage ou par roulage. 7. Echangeur de chaleur selon la revendication 6, caracté risé en ce que la ou chaque boîte collectrice (16) comprend deux extrémités opposées (32, 34) propres à être obturées par un bouchon (36) ou un rabat (38). 8. Echangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend deux boîtes collectrices (16) assemblées respectivement à deux extrémités du faisceau (10), et en ce que chaque tube (12) du faisceau comprend deux extrémités opposées munies chacune d'un collet (42). 9. Echangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il est réalisé en aluminium.