Brevet FR2873796A1 — publié le 20060203

Arrière-plan de l'invention L'invention concerne un radiateur de chauffage d'un habitacle de véhicule automobile. Elle concerne plus particulièrement un radiateur logé dans un conduit de réchauffage d'air d'un dispositif de conditionnement d'air (ventilation et/ou climatisation) traversé par un flux d'air à réchauffer. Dans les dispositifs de ce type, qui sont bien connus, le radiateur est un échangeur de chaleur de type liquide-air propre à être traversé par un liquide chaud, typiquement le liquide ayant servi au refroidissement du moteur du véhicule qui fournit les calories nécessaires au réchauffage de l'air extérieur ou de l'air issu d'un circuit d'air interne de recirculation qui sera ensuite distribué dans l'habitacle du véhicule automobile. Classiquement, ce radiateur comporte un corps constitué d'une pluralité de tubes plats parallèles sur les faces planes opposées desquels sont brasées ou soudées des intercalaires de forme ondulée formant ailettes d'échange de chaleur, ce corps étant monté entre deux boites collectrices situées sur ses deux parois latérales et dont l'une comporte deux tubulures pour l'admission et l'évacuation du liquide chaud. Cette configuration permet une circulation dite en U (entrée et sortie de ce liquide chaud du même coté). Dans une variante, ces tubulures peuvent être disposées sur chaque boite collectrice de part et d'autre des tubes permettant dans ce cas une circulation dite en I du liquide chaud. Cette structure de radiateur souffre malheureusement de nombreux inconvénients, le plus important résultant d'une mauvaise répartition des températures de l'air distribué à sa sortie qui se répercute alors dans l'habitacle. En effet, la circulation du liquide dans le radiateur n'étant pas symétrique par rapport à la circulation de l'air qui le traverse, la température de sortie d'air n'est pas identique sur toute la surface du radiateur. En outre, un équilibrage des températures est difficile dans le cas d'une séparation des températures en deux zones (gauche/droite). Un autre inconvénient et non des moindres provient de la difficulté de modifier les dimensions du radiateur pour permettre son adaptation sur 2873796 2 différents dispositifs de conditionnement d'air du fait de la structure monobloc des boites collectrices. Objet et résumé de l'invention L'invention a notamment pour but de surmonter ces inconvénients en proposant un radiateur de chauffage dont la géométrie et les dimensions qui peuvent être modifiées très facilement, permettent d'obtenir une température uniforme de sortie d'air. Elle vise également à réaliser un radiateur de chauffage présentant une structure simplifiée, compacte, et de montage/démontage facile notamment dans une configuration, dite en tiroir, de montage latéral dans un dispositif de conditionnement d'air. Ces buts sont atteints par un radiateur de chauffage, notamment d'un habitacle de véhicule automobile, comportant une pluralité de tubes plats parallèles dans lequel circule un fluide de chauffage, chaque tube plat comportant deux canaux superposés, caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de bagues collectrices individuelles fixées sur lesdits tubes plats, une première moitié de ces bagues collectrices individuelles étant alignées et reliées entre elles pour former une canalisation d'admission du fluide de chauffage dans un desdits canaux de chacun desdits tubes plats et une seconde moitié étant alignées et reliées entre elles pour former une canalisation d'évacuation de ce fluide de chauffage depuis l'autre desdits canaux de chacun desdits tubes plats. Avec cette disposition, les boites collectrices latérales sont supprimées et le recours à des éléments collecteurs individuels permet d'adapter la géométrie du radiateur à celle du dispositif de conditionnement auquel il s'incorpore. De préférence, lesdites bagues collectrices individuelles sont fixées sur lesdits tubes plats par paires superposées et sont reliées entre elles par une plaque de liaison et brasées ou soudées sur le tube plat auquel elles sont fixées. Avantageusement, ledit tube plat comporte deux encoches opposées qui débouchent chacune dans un desdits canaux superposés. Selon le mode de réalisation envisagé lesdites encoches opposées peuvent être réalisées au niveau de la partie centrale de chacun 2873796 3 des tubes plats ou au niveau d'une partie d'extrémité de chacun des tubes plats. Chacune desdites bagues collectrices individuelles comporte au moins une ouverture destinée à coopérer avec une encoche du tube plat sur lequel chacune de ces bagues est fixée et au droit de laquelle cette au moins une ouverture est disposée. De préférence, le radiateur selon l'invention comporte à une première extrémité du radiateur une tubulure d'admission fixée solidairement sur une première bague collectrice individuelle de ladite canalisation d'admission du fluide de chauffage et une tubulure d'évacuation fixée solidairement sur une première bague collectrice individuelle de ladite canalisation d'évacuation de ce fluide de chauffage. Il comporte à une seconde extrémité du radiateur, opposée à ladite première extrémité, deux bouchons individuels superposés fixés solidairement sur deux dernières bagues collectrices individuelles superposées, et destinés à fermer la circulation du fluide de chauffage dans lesdites canalisations d'admission et d'évacuation. Lesdits deux bouchons individuels superposés peuvent être reliés entre eux par une plaque de liaison et brasés ou soudés sur le tube plat auquel ils sont fixés. Dans un mode de réalisation, pour permettre un passage du fluide de chauffage entre lesdits deux canaux superposés de chacun desdits tubes plats, chaque tube plat peut comporter à chacune de ses deux extrémités latérales un collecteur individuel d'extrémité. Dans un autre mode de réalisation, le radiateur peut comporter deux collecteurs collectifs d'extrémité montés à chacune des deux extrémités latérales des tubes plats formant le radiateur. La présente invention se rapporte également un à dispositif de conditionnement d'air comprenant le radiateur de chauffage précité. Brève description des dessins L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description faite ciaprès, à titre illustratif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective d'un radiateur de 35 chauffage pour véhicule automobile selon l'invention, les figures 2 et 3 sont des vues de détail d'un des tubes plats formant le corps du radiateur de chauffage de la figure 1, - les figures 4 et 5 sont des vues en coupe explicitant le montage de bagues collectrices disposées entre les tubes plats formant le 5 corps du radiateur de chauffage de la figure 1, - la figure 5A est une loupe des figures 4 et 5 au niveau de la liaison entre les bagues collectrices, - la figure 6 est une vue en perspective d'une première variante de réalisation du radiateur de chauffage de la figure 1, - la figure 7 est une vue en perspective d'une deuxième variante de réalisation du radiateur de chauffage de la figure 1, et - la figure 8 est une vue en perspective d'une troisième variante de réalisation du radiateur de chauffage de la figure 1. Description détaillée de modes de réalisation On se réfère tout d'abord à la figure 1 qui est une vue en perspective d'un échangeur de chaleur de type liquide-air, ou radiateur de chauffage, d'un dispositif de conditionnement d'air d'habitacle de véhicule automobile. Ce radiateur de chauffage 10 qui est logé à l'intérieur d'un conduit de réchauffage d'air (non représenté) dont il occupe toute ou partie de la section rectangulaire transversale, est formé d'un empilage de tubes plats parallèles 12 sur les faces planes opposées desquels sont brasées ou soudées des intercalaires 14 de forme ondulée formant ailettes d'échange de chaleur. Chaque tube est formé classiquement soit à partir d'une feuille métallique pliée et soudée, soit à partir de plaques embouties assemblées face à face, soit encore à partir d'un profil extrudé ou de tout autre procédé de réalisation équivalent, de sorte à former au moins deux canaux superposés 12A, 12B pour la circulation d'un fluide de chauffage, typiquement l'eau chaude issu du refroidissement du moteur du véhicule automobile. Au sens de la présente description, le terme tube plat s'entend donc de tout tube présentant une fois finalisé cette forme plane, quel que soit le mode de réalisation de ce tube: feuille métallique pliée, plaques embouties ou profil extrudé. Les deux extrémités latérales ouvertes de chaque tube sont reçues chacune dans un collecteur d'extrémité individuel 16 formant capot de façon à former après brasage ou soudage un volume fermé et étanche traversé par le même fluide que celui parcourant les canaux du tube. Ainsi, par ces canaux, le fluide de chauffage peut effectuer un aller et retour dans le même tube en passant d'un canal à l'autre. Des paires de bagues collectrices individuelles 20 sont prévues pour être montées sur chaque tube et pour permettre après solidarisation par brasure ou soudure de former d'une part une canalisation d'admission du fluide de chauffage avec une première moitié de ces bagues et d'autre part une canalisation d'évacuation de ce fluide de chauffage avec l'autre moitié de ces bagues réalisant ainsi une circulation du fluide de chauffage d'un tube à l'autre dans l'ensemble du radiateur. En variante, on peut noter qu'il est possible de remplacer les paires de collecteurs d'extrémité individuels 16 par deux collecteurs collectifs d'extrémité venant chacun s'emboîter directement sur chacune des extrémités des tubes plats 12. Le fluide est introduit dans le radiateur et évacué de ce radiateur par respectivement une tubulure d'admission 18e et une tubulure d'évacuation 18s directement intégrées à une extrémité du radiateur par fixation sur ses deux premières bagues collectrices individuelles, le passage de ce fluide d'un tube à l'autre s'effectuant donc par les bagues. La circulation du fluide de chauffage au travers du radiateur va ainsi permettre de réchauffer un flux d'air froid Fe arrivant sur sa face amont (dans le sens d'écoulement de l'air) en générant en sortie de sa face aval un flux d'air réchauffé Fs qui peut alors être mélangé à de l'air frais et/ou distribué de manière connue en soi dans l'habitacle du véhicule automobile. Les figures 2 à 5 illustrent plus en détail la structure des bagues collectrices individuelles 20 et leur montage sur les tubes plats 12. Sur les figures 2 et 3, on remarque que le tube plat 12 est muni dans sa partie centrale de deux encoches opposées 12C, 12D qui débouchent respectivement dans les canaux superposés 12A, 12B. Ces encoches qui peuvent être réalisées avant ou après la formation du tube, en assurant une communication avec l'intérieur des canaux, vont permettre via les bagues 20 le passage du fluide de chauffage d'un tube à l'autre. Dans l'exemple illustré, chaque paire de bague est formée par la réunion, de préférence par emboîtement, de deux étriers 20A, 20B disposés de part et d'autre d'un tube 12 au niveau de sa partie centrale. Le premier étrier 20A est constitué de deux demi-bagues superposées 22A, 24A réunies par une plaque de liaison 26A, chaque demi-bague comportant au moins ouverture, par exemple une fente 28A, 30A, destinée à coopérer avec une encoche du tube, au droit de laquelle elle est disposée, pour assurer la circulation du fluide de chauffage. Le second étrier 20B est également constitué de deux demi-bagues superposées 22B, 24B réunies par une plaque de liaison 26B. Toutefois, ces secondes demi-bagues ne comportent pas de fentes. On notera que la circulation du fluide de chauffage est fermée par la mise en place en bout de radiateur de deux bouchons individuels superposés 32A, 32B reliés par une plaque de liaison 32C et fixés sur les deux dernières bagues collectrices individuelles du radiateur. L'assemblage des deux étriers entre eux et au niveau respectivement des tubulures 18e, 18s et des bouchons 32A, 32B ressortira mieux à l'examen des figures 4 et 5. On notera notamment, comme l'illustre la loupe de la figure 5A, que chaque demi-bague des étriers a des faces interne et externe en escalier pour permettre de réaliser cet assemblage par emboîtement. Ainsi, la face interne (indice i) de chaque demi-bague présente sur une partie de sa longueur un premier diamètre interne (22Ai1, 24Ai1, 22Bi1, 24Bi1) déterminé et sur une partie complémentaire de sa longueur un second diamètre interne (22Ai2, 24Ai2, 22Bi2, 24Bi2) plus petit et sa face externe (indice e) présente sur une partie de sa longueur un premier diamètre externe (22Ae1, 24Ae1, 22Be1, 24Be1) déterminé et sur une partie complémentaire un second diamètre externe (22Ae1, 24Ae1, 22Be1, 24Be1) plus petit. Le premier diamètre interne correspond au second diamètre externe et au diamètre interne des bouchons, le second diamètre interne et le premier diamètre externe correspondant respectivement aux diamètres interne et externe de la canalisation d'admission ou d'évacuation du liquide de chauffage formée une fois les différentes bagues empilées les unes sur les autres. La figure 4 montre plus précisément l'assemblage des tubulures 18e, 18s au niveau du premier diamètre interne des demi-bagues 22A, 24A et la figure 5 l'assemblage des bouchons 32A, 32B au niveau du second diamètre externe des demi-bagues 22B, 24B. Bien. entendu, cette configuration des bagues en deux parties dissymétriques n'est donnée qu'à titre illustratif et l'homme de l'art pourra 2873796 7 envisager toute autre configuration de montage, notamment par étrier monobloc, aboutissant à la réalisation par empilage de bagues collectrices individuelles de deux canalisations transversales superposées munies d'autant de fentes d'accès aux tubes qu'il y a de tubes à alimenter. Cet assemblage du radiateur par empilement de tubes 12, de bagues collectrices individuelles 20 (à l'exception du bouchon individuel d'extrémité 32) et d'intercalaires 14 permet de réaliser très simplement des radiateurs de différentes dimensions. Mais il permet également, à partir de ces mêmes éléments, de réaliser des radiateurs ayant des géométries différentes comme l'illustrent les figures 6 à 8. Ainsi, la figure 6 montre un radiateur avec une configuration présentant des zones d'échange de différentes surfaces, les zones Z1 et Z2 symétriques par rapport à l'axe central longitudinal du radiateur étant plus grandes que les zones Z3 et Z4 également symétriques par rapport à cet axe central longitudinal. Cette configuration est obtenue très facilement en modifiant simplement la longueur des tubes du radiateur (les autres constituants du radiateur restant inchangés), une première série de tubes correspondant aux zones Z1 et Z2 ayant une première longueur déterminée et une seconde série correspondant aux zones Z3 et Z4 ayant une seconde longueur déterminée. Bien entendu, le nombre des zones d'échange précitées n'est pas limité à quatre et un nombre plus important, six ou huit par exemple, est aussi possible. Mais dans tous les cas, on obtient une circulation d'eau symétrique par rapport au circuit d'air et on obtient ainsi une température de sortie d'air du radiateur identique de part et d'autre de l'axe des tubulures. Il est aussi possible d'envisager des zones dissymétriques comme le montre la figure 7, avec une zone ZA présentant une surface plus grande que la zone ZB, cette dissymétrie étant obtenue très simplement par une position décentrée des deux encoches opposées 12A, 12B des tubes plats parallèles 12 du radiateur, le rapport de surface entre les zones ZA et ZB dépendant de la position des encoches sur le tube. Comme précédemment, les autres constituants du radiateur restent identiques. Lorsque les encoches 12A, 12B sont décentrées à une extrémité des tubes, on obtient la configuration de la figure 8 qui montre un radiateur de structure asymétrique avec une seule zone d'échange. Si 2873796 8 cette configuration peut rappeler l'art antérieur, elle s'en distingue toutefois par la structure de la boite collectrice qui est fait d'un simple empilage de bagues collectrices individuelles 20, ce qui lui assure une grande modularité. Classiquement les extrémités 34 (coté encoches) des canaux superposés des tubes sont fermées par pressage, brasage ou soudage. Bien entendu, ces trois configurations des figures 6, 7 et 8 peuvent être combinées ensemble pour réaliser un radiateur avec des zones de surfaces à la fois différentes et dissymétriques. Ainsi, avec la présente invention, le montage du radiateur est réalisé par un simple empilage de pièces avant leur brasage ou soudage et l'intégration des tubulures au radiateur évite leur désaccouplement comme dans l'art antérieur. Ses dimensions peuvent être modifiées facilement en changeant le nombre et/ou la longueur des tubes et des zones d'échange de différentes surfaces peut être obtenues aussi très simplement en modifiant la longueur des tubes au niveau de ces surfaces. 9 REVENDICATIONS 1. Radiateur de chauffage, notamment d'un habitacle de véhicule automobile, comportant une pluralité de tubes plats parallèles (12) dans lequel circule un fluide de chauffage, chaque tube plat comportant deux canaux superposés (12A, 12B), caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de bagues collectrices individuelles fixées sur lesdits tubes plats, une première moitié de ces bagues collectrices individuelles (22A, 22B) étant alignées et reliées entre elles pour former une canalisation d'admission du fluide de chauffage dans un desdits canaux de chacun desdits tubes plats et une seconde moitié (24A, 24B) étant alignées et reliées entre elles pour former une canalisation d'évacuation de ce fluide de chauffage depuis l'autre desdits canaux de chacun desdits tubes plats. 2. Radiateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites bagues collectrices individuelles sont fixées sur lesdits tubes plats par paires superposées (22A, 22B; 24A, 24B). 3. Radiateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdites bagues collectrices individuelles superposées sont reliées entre elles par une plaque de liaison (26A, 26B) et brasées ou soudées sur le tube plat auquel elles sont fixées. 4. Radiateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit tube plat (12) comporte deux encoches opposées (12C, 12D) qui débouchent chacune dans un desdits canaux superposés. 5. Radiateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdites encoches opposées sont réalisées au niveau de la partie centrale de chacun des tubes plats. 6. Radiateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdites encoches opposées sont réalisées au niveau d'une partie 30 d'extrémité de. chacun des tubes plats. 7. Radiateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que chacune desdites bagues collectrices individuelles comporte au moins une ouverture (28A, 30A) destinée à coopérer avec une encoche du tube plat sur lequel chacune de ces bagues est fixée et au droit de laquelle cette au moins une ouverture est disposée. 2873796 10 8. Radiateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte à une première extrémité du radiateur une tubulure d'admission (18e) fixée solidairement sur une première bague collectrice individuelle de ladite canalisation d'admission du fluide de chauffage et une tubulure d'évacuation (18s) fixée solidairement sur une première bague collectrice individuelle de ladite canalisation d'évacuation de ce fluide de chauffage. 9. Radiateur selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte à une seconde extrémité du radiateur, opposée à ladite première extrémité, deux bouchons individuels superposés (32A, 32B) fixés solidairement sur deux dernières bagues collectrices individuelles superposées, et destinés à fermer la circulation du fluide de chauffage dans lesdites canalisations d'admission et d'évacuation. 10. Radiateur selon la revendication 9, caractérisé en ce que lesdits deux bouchons individuels superposés sont reliés entre eux par une plaque de liaison (32C) et brasés ou soudés sur le tube plat auquel ils sont fixés. 11. Radiateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que chacun desdits tubes plats comporte à chacune de ses deux extrémités latérales un collecteur individuel d'extrémité (16) pour permettre un passage du fluide de chauffage entre lesdits deux canaux superposés de chacun desdits tubes plats. 12. Radiateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comporte deux collecteurs collectifs d'extrémité montés à chacune des deux extrémités latérales des tubes plats formant le radiateur, pour permettre un passage du fluide de chauffage entre lesdits deux canaux superposés de chacun desdits tubes plats. 13. Dispositif de conditionnement d'air comprenant un radiateur de chauffage selon l'une quelconque des revendications 1 à 12.