Brevet FR2875591A1 — publié le 20060324

VTM1559.FRD Echangeur de chaleur à ailettes perfectionnées L'invention a pour objet un échangeur de chaleur, notamment pour véhicule automobile. Plus précisément, elle concerne un échangeur de chaleur comportant un faisceau de tubes séparés par des ailettes (également appelées "intercalaires"), les ailettes étant agencées perpendiculairement au faisceau et recevant chacune l'ensemble des tubes dans des ouvertures de réception qu'elles comportent, chaque ouverture débouchant sur un bord latéral de l'ailette. On connaît déjà une technologie de réalisation d'un échangeur comportant des ailettes de ce type. Ainsi le document FR 2823559 décrit un échangeur de chaleur comportant un intercalaire monobloc constitué par un feuillet de tôle plié en accordéon. Ce type d'échangeur de chaleur est utilisé dans le cadre des échangeurs de chaleur à assemblage mécanique. Il présente un inconvénient important en ce que les tubes qui sont en relation avec l'intercalaire monobloc restent sensiblement mobiles par rapport à celui-ci. La stabilité de l'assemblage reste donc un problème. L'invention vise notamment à améliorer la situation. 30 A cet effet, elle propose un échangeur de chaleur comportant un faisceau de tubes séparés par des ailettes, les ailettes étant agencées perpendiculairement au faisceau et recevant chacune l'ensemble des tubes dans des ouvertures de réception qu'elles comportent, chaque ouverture de réception débouchant sur un bord latéral de l'ailette. Chaque ailette comporte, au débouché d'au moins une des ouvertures de réception, au moins une saillie propre à être rabattue sur le tube lorsque celui-ci est reçu dans l'ouverture, de manière à empêcher toute mobilité entre le tube et l'ailette. Dans une première variante, chaque ailette comporte, au débouché de chaque ouverture, deux saillies propres à être rabattues sur le tube lorsque celui-ci est reçu dans l'ouverture. Dans une seconde variante, les tubes pénètrent deux boîtes collectrices de part et d'autre du faisceau, orthogonalement à celui-ci, et les ailettes les plus proches de ces boîtes comportent, au débouché d'au moins une de leurs ouvertures de réception respectives, au moins une saillie propre à être rabattue sur un tube lorsque celui-ci est reçu dans l'ouverture. Un tel échangeur de chaleur est particulièrement intéressant car le maintien de l'assemblage tube/ailette est assuré par le rabattement de la saillie sur le tube lorsque celui-ci est reçu dans l'ouverture de l'ailette. Cela assure de meilleures performances en terme de dissipation de chaleur ainsi qu'une simplification de l'assemblage des échangeurs de chaleur. Cela permet également de mieux maîtriser les tolérances sur les tubes et les ailettes des échangeurs de chaleur de ce type. De manière préférée l'ensemble des ailettes est un élément monobloc constitué d'un seul feuillard de tôle poinçonné et plié en accordéon. Ce type d'intercalaire est particulière-ment aisé à produire et offre un gain de productivité non négligeable tout en ayant les propriétés avantageuses de l'invention. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description à titre illustra- tif et non limitatif d'exemples illustrés sur les dessins en annexe sur lesquels: - la figure 1 représente une vue schématique d'un échangeur de chaleur selon l'invention; 2875591 3 - la figure 2 représente une vue de dessus d'une ailette de l'échangeur de la figure 1, recevant des tubes, et avant rabattement des saillies; - la figure 3 est un agrandissement du détail III de la figure 2; - la figure 4 est une vue similaire à la figure 3 après rabattement des saillies; - la figure 5 représente des ailettes d'une variante de l'invention dans laquelle elles font partie d'un intercalaire monobloc montré avant pliage de celui-ci; - la figure 6 représente une vue en perspective de l'intercalaire de la figure 5, recevant des tubes sur lesquels les saillies ont été rabattues, et - la figure 7 est un agrandissement du détail VII de la 20 figure 6. La figure 1 représente une vue schématique d'un échangeur de chaleur selon l'invention. Cet échangeur de chaleur comporte deux boîtes collectrices 2 entre lesquelles sont disposées un faisceau de tubes 4 parallèles entre eux. Un ensemble d'ailettes 6 planes, parallèles entre elles, est placé entre les boîtes collectrices 2, de manière intercalaire avec les tubes 4, orthogonalement à ceux-ci. La figure 2 représente une vue de dessus d'une ailette de l'échangeur de la figure 1, recevant des tubes 4. Pour des raisons de simplicité, on a seulement représenté une portion d'une ailette. Cette portion d'ailette qui reçoit trois tubes est obtenue à partir d'une feuille de tôle qu'une presse perfore de diverses manières. On distingue d'abord des ouvertures transversales 10 qui débouchent sur un bord latéral 12 de l'ailette 6 et destinées à la réception des tubes 4. Sur la 2875591 4 figure 2 on voit que les tubes 4 ont été introduits dans ces ouvertures. Dans l'exemple ici décrit, les tubes 4 sont plats. Les ouvertures 10 sont régulièrement espacées dans le sens de la largeur, de manière à délimiter entre elles des zones d'échange de chaleur 14. Dans l'exemple de réalisation ici décrit, les zones d'échange de chaleur 14 sont percées de persiennes 16 destinées à améliorer l'échange de chaleur entre le flux gazeux traversant le faisceau de tubes 4 de l'échangeur et les zones d'échange de chaleur 14. Les ouvertures 10 présentent un évasement 18 au niveau du bord 12 qui facilite l'insertion des tubes 4 dans l'ouverture 10, l'évasement 18 étant délimité par des saillies 20 de l'ailette 6. La figure 3 permet de mieux apprécier la portion de l'ailette 6 située entre deux zones d'échange de chaleur 14 au niveau du bord 12. On a en outre représenté une pince 22 qui vient, une fois le tube 4 en place, faire pression sur les saillies 20 dans le sens indiqué par les flèches F sur la figure 4 et par conséquent, assurer la position relative de l'ailette et du tube concerné. L'opération de serrage des saillies 20 est simple et élémentaire, la feuille étant très fine. On a représenté sur la figure 5 un feuillard de tôle destiné à être plié pour formé un intercalaire monobloc pour une variante d'un échangeur selon l'invention. Le feuillard 30 est en fait sensiblement similaire à une répétition de l'ailette de la figure 2. Pour des raisons de simplicité, seuls les éléments nouveaux ou différents ont été renumérotés. Par souci de simplicité, on a montré un partie de feuillard pour recevoir deux tubes seulement. Le feuillard 30 est une série d'ailettes alignées deux à deux dans le sens de réception des tubes. Deux types de bande de tôle 32 et 34 sont prévus pour séparer et définir les 2875591 5 portions qui constitueront les ailettes une fois le feuil-lard 30 plié. Une fois plié, les bords 32 forment les bords pliés 38 de la figure 7. Afin d'assurer la circulation du flux gazeux au travers des ailettes, les bandes de tôle 32 et 34 sont percées respectivement de trous 36 et 37. Les ouvertures 10 de l'ailette de la figure 2 sont ici allongées le long de deux ailettes, de sorte que lorsque l'on plie le feuillard 30 aux axes désignés par les flèches A, toutes les ouvertures 10 sont dans le même sens et offrent un logement similaire à celui de l'ailette 6 de la figure 2. On notera que la largeur de l'ouverture 10 est ici constante, y compris au niveau des flèches A, ce qui crée un bord droit et élimine l'évasement 18 de l'ailette de la figure 2. La figure 6 montre le feuillard 30 une fois plié, recevant des tubes 4, et dont la position relative au feuillard 30 plié est maintenue par des saillies 40 que l'on a rabattues. Ces saillies 40 sont en fait les portions de tôle des bords pliés 38 subsistants entre les ouvertures 36. Dans les exemples décrits, toutes les saillies des ailettes 6 sont rabattues sur les tubes 4 que les ailettes 6 reçoivent. On pourrait néanmoins imaginer que seules certaines des ailettes 6 ont leur ailettes rabattues, comme par exemple les ailettes 6 situées à proximité des boîtes collectrices 2 recevant les tubes 4. Sur l'ensemble de ces figures, toutes les ailettes comportent des saillies à leur extrémité et toutes les saillies sont systématiquement rabattues sur le tube que reçoit l'ouverture auquel elles appartiennent. On pourrait néanmoins aisément imaginer un nombre moindre de saillies ou qu'elles ne soient pas toutes rabattues. L'invention ne se limite pas à la description des exemples donnés cidessus mais inclut l'ensemble des variantes que l'homme du métier saura envisager, notamment à la lecture des revendications qui suivent. 2875591 6 REVENDICATIONS 1. Echangeur de chaleur comportant un faisceau de tubes (4) séparés par des ailettes (6), les ailettes (6) étant agencées perpendiculairement au faisceau et recevant chacune l'ensemble des tubes (4) dans des ouvertures (10) de réception qu'elles comportent, chaque ouverture (10) de réception débouchant sur un bord latéral (12) de l'ailette (6), caractérisé en ce que chaque ailette (6) comporte, au débouché d'au moins une des ouvertures (10) de réception, au moins une saillie (20; 40) propre à être rabattue sur le tube (4) lorsque celui-ci est reçu dans l'ouverture (10), de manière à empêcher toute mobilité entre le tube (4) et l'ailette (6). 2. Echangeur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque ailette (6) comporte, au débouché de chaque ouverture, deux saillies propres à être rabattues sur le tube (4) lorsque celui-ci est reçu dans l'ouverture. 3. Echangeur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les tubes (4) pénètrent deux boîtes collectrices de part et d'autre du faisceau, orthogonalement à celui-ci, et en ce que les ailettes (6) les plus proches de ces boîtes comportent, au débouché d'au moins une de leurs ouvertures de réception respectives, au moins une saillie propre à être rabattue sur un tube (4) lorsque celui-ci est reçu dans l'ouverture. 4. Echangeur de chaleur selon la revendication 1 à 3, caractérisé en ce que l'ensemble des ailettes (6) est un élément monobloc constitué d'un seul feuillard (30) de tôle poinçonné et plié en accordéon. 5. Echangeur de chaleur selon la revendication 4, caracté- risé en ce que les ailettes (6) sont séparées par un bord plié (38) du feuillard, chaque bord plié (38) du feuillard comportant une ouverture (36, 37) de passage d'un flux traversant l'échangeur. 2875591 7 6. Echangeur de chaleur selon la revendication 5, caractérisé en ce que les saillies (40) sont constituées par les portions (32) des bords pliés (38) dans la région de l'ouverture (36) de passage. 7. Echangeur de chaleur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque saillie (20) comporte un bord intérieur (18) en regard de l'ouverture (10) de réception, ce bord intérieur (18) étant biseauté.