Brevet FR3028931A1 — publié le 20160527

- 1 - Echangeur de chaleur avec étanchéité renforcée L'invention concerne les échangeurs de chaleur, notamment pour dispositifs de climatisation de véhicule automobile. Un dispositif de climatisation de véhicule automobile comprend habituellement un compresseur, un échangeur de chaleur, un détendeur et un évaporateur. L'échangeur de chaleur a pour fonction de refroidir un premier fluide, le réfrigérant du dispositif de climatisation, généralement à l'état gazeux par échange thermique avec un autre fluide. Le second fluide peut être de l'air ambiant, dans le cas des échangeurs de type air/gaz, ou un liquide, dans le cas des échangeurs de type liquide/gaz (tel qu'un refroidisseur de gaz ou WGC pour Water Gaz Cooler). L'échangeur de chaleur comprend généralement un organe formant collecteur du premier fluide et une pluralité de tubes dans lesquels ce premier fluide circule. Ces tubes sont disposés à distance les uns des autres et définissent ainsi entre eux un espace dans lequel le second fluide circule. En outre, une enveloppe étanche entoure l'ensemble des tubes et définit également un espace de circulation du second fluide. On a représenté à la figure 1 un échangeur de chaleur 10 en perspective éclatée selon l'état de la technique. L'échangeur 10 comprend quatre parois 12, 14, 16, 18 planes formant l'enveloppe étanche de l'échangeur 10 et lui conférant une forme générale sensiblement parallélépipédique. L'échangeur 10 comprend en outre une pluralité de tubes 20 permettant la circulation du premier fluide. Les parois 12 et 14 comprennent respectivement un orifice 22, 24 pour y positionner un organe 26, 28 respectif permettant l'alimentation de l'ensemble en second fluide. L'échangeur 10 comprend également deux collecteurs en premier fluide 30 et 32 positionnés en contact avec les quatre parois 12, 14, 16, 18 et participant à délimiter la forme sensiblement parallélépipédique de l'échangeur 10. Les collecteurs 30, 32 sont assemblés aux parois 12, 14, 16, 18 par des moyens connus en soi et sont pour ce faire munis de trois plaques métalliques. Pour chaque collecteur 30, 32, l'une de ces plaques est spécifiquement dédiée au positionnement de la pluralité de tubes 20. Ainsi, un grand nombre de pièces forme l'enveloppe étanche de l'échangeur 10. Le risque de fuite en second fluide suivant les liaisons entre ces pièces est donc important. Un but de l'invention est donc de proposer un échangeur de chaleur dans lequel le risque de fuite est réduit. A cet effet, on prévoit selon l'invention un échangeur de chaleur entre un premier fluide et un second fluide comprenant au moins un tube destiné à permettre la circulation du premier fluide et une enveloppe étanche entourant le tube et délimitant un espace destiné à permettre la circulation du second fluide, caractérisé en ce que 3028931 - 2 - l'enveloppe comprend au moins deux parois portant des moyens de positionnement du tube. Ainsi, il n'est plus nécessaire de prévoir une plaque spécifiquement dédiée au positionnement du tube car les parois délimitant l'enveloppe portent les moyens 5 permettant le positionnement du tube. Comme le nombre de pièces est réduit, le risque de fuites entre les liaisons entre ces pièces l'est également. L'étanchéité globale de l'échangeur est donc renforcée. Selon un mode réalisation, les moyens de positionnement du tube comprennent au moins un peigne. 10 De préférence, chacune des deux parois porte un peigne. Le positionnement des tubes s'effectue ainsi de manière simple. Selon un mode de réalisation les moyens de positionnement du tube sont reliés à une extrémité du tube. L'assemblage de l'échangeur est alors facile. 15 Avantageusement, des moyens d'alimentation en premier fluide, comprenant de préférence un collecteur, sont positionnés sur l'extrémité du tube reliée aux moyens de positionnement du tube. Ainsi, il n'est plus nécessaire d'assembler au collecteur les plaques métalliques, le nombre de composants de l'échangeur s'en trouve réduit. De plus, comme les moyens 20 d'alimentation recouvrent la liaison entre le tube et les moyens de positionnement du tube, cette liaison est protégée. De préférence, une paroi portant une partie des moyens de positionnement du tube comprend un orifice permettant de réaliser l'alimentation de l'échangeur en second fluide. 25 Avantageusement, chacune des deux parois portant des moyens de positionnement du tube comprend un orifice permettant de réaliser l'alimentation de l'échangeur en second fluide. Selon un mode de réalisation, le premier fluide est un gaz. De préférence, le second fluide est un liquide. 30 Les échanges thermiques avec le premier fluide sont ainsi efficaces. On prévoit également selon l'invention un dispositif de climatisation de véhicule automobile comprenant un échangeur de chaleur tel que précédemment décrit. On va maintenant décrire, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation de l'invention en se référant aux figures suivantes : - la figure 2 est une vue en perspective éclatée d'une partie d'un échangeur de chaleur selon l'invention, et - la figure 3 est une vue de cette partie de l'échangeur partiellement assemblé. 3028931 - 3 - On a représenté à la figure 2 une partie d'un échangeur de chaleur 110 selon l'invention. Cet échangeur de chaleur 110 est destiné à être utilisé pour un dispositif de climatisation d'un véhicule automobile. Il comprend deux parois 116 et 118 semblables à celles représentées à la figure 1 à l'exception de leurs extrémités 119 qui présentent 5 une largeur légèrement plus importante que le corps des parois 116, 118. L'échangeur 110 a une forme générale sensiblement parallélépipédique. L'échangeur 110 comprend une pluralité de tubes plats 120 parallèles disposés en faisceau, destinés à permettre la circulation d'un premier fluide. Ici, le premier fluide est un réfrigérant du dispositif de climatisation. Ce fluide peut être notamment du type 10 HFO-1234yf ou R744 ou plus généralement tout autre type de fluide apte à être utilisé dans les dispositifs de climatisation de véhicule automobile. L'échangeur 110 comprend en outre deux parois latérales 112, 114. Ces parois ainsi que les parois 116, 118 forment une enveloppe étanche pour l'échangeur 110. Cette enveloppe définit un espace intérieur à l'intérieur duquel un second fluide est destiné à 15 circuler. Ce second fluide est ici de l'éthylène glycol à l'état liquide, mais peut être, selon des variantes, tout autre type de fluide antigel apte à refroidir le premier fluide. Chaque tube 120 est ainsi positionné à l'intérieur de l'enveloppe étanche et a en outre une forme générale sensiblement plane. Les tubes 120 comprennent des stries sur leurs deux faces principales. Ces stries permettent de maximiser les échanges 20 thermiques entre le premier et le second fluide. Le pas entre chaque tube 120 définit en outre une entretoise à l'intérieur de laquelle le second fluide est destiné à circuler. Selon une variante du présent mode de réalisation, le pas entre chaque tube 120 est nul, mais les stries de chacun des tubes 120 définissent un espace dédié à la circulation du second fluide. 25 Chaque paroi 112, 114 porte, sur ses extrémités, un peigne 115 identique et de pas constant entre deux dents consécutives. Les dents des peignes 115 ont la même forme, la même largeur et la même longueur. Ce pas entre chaque dent du peigne 115 est sensiblement égal à l'épaisseur d'un tube 120. Les peignes 115 respectifs des parois 112, 114 forment des moyens de positionnement des tubes 120 dans 30 l'enveloppe étanche de l'échangeur 110. En outre, la paroi 112 porte, dans une partie 121 en décrochement vers l'extérieur, un orifice circulaire 122. Le diamètre de cet orifice 122 est adapté pour accueillir un organe 126 relié au dispositif de climatisation. Le décrochement vers l'extérieur de la partie 121 dégage un espace pour les parties de l'organe 126 dépassant à l'intérieur de 35 l'enveloppe étanche de l'échangeur 110. Cet organe 126 permet de réaliser l'alimentation de l'échangeur 110 en second fluide. De manière symétrique, la paroi 114 porte également un orifice circulaire, non représenté ici, dont la position dans 3028931 - 4 - l'échangeur 110 est similaire à celle représentée sur la figure 1. L'échangeur 110 comprend également un collecteur 130 ainsi qu'un organe d'alimentation 132 de ce collecteur relié au dispositif de climatisation. Le collecteur 130 et l'organe d'alimentation 132 forment des moyens d'alimentation en premier fluide des 5 tubes 120 de l'échangeur 110. On a représenté à la figure 3 une partie de l'échangeur 110 partiellement assemblé. Comme le pas entre chaque dent du peigne 115 est sensiblement égal à l'épaisseur d'un tube 120, les dents des peignes 115 enserrent chaque extrémité de tube 120 et permettent ainsi le positionnement de cette pluralité de tubes 120. Les moyens de 10 positionnement réciproque sont ainsi directement reliés à chaque extrémité des tubes 120. Le pas entre deux tubes voisins peut ainsi être très faible. Comme on le voit sur la figure 3, les extrémités des tubes 120 s'étendent au-delà des dents des peignes 115. De ce fait, il est possible de relier directement le collecteur 130, auquel est relié l'organe d'alimentation 132, aux tubes 120. Le collecteur 130 15 recouvre les extrémités qui se chevauchent des dents des deux peignes en vis-à-vis. Grâce à cet agencement, comme les peignes font partie des parois 112, 114 qui sont recouvertes d'un placage, on augmente l'apport de placage au niveau du collecteur 130, d'où une meilleure étanchéité de l'échangeur après brasage, étanchéité qui est par ailleurs accrue du fait de la diminution du nombre de pièces formant l'échangeur. 20 Bien entendu, on pourra apporter de nombreuses modifications à l'invention sans sortir du cadre de celle-ci. On pourra notamment modifier le nombre ou la forme des tubes 120 de circulation du premier fluide. On pourra également modifier les moyens d'alimentation en premier et second 25 fluides. On pourra en outre utiliser différents moyens de positionnement réciproque. REVENDICATIONS1. Echangeur de chaleur (110) entre un premier fluide et un second fluide comprenant au moins un tube (120) destiné à permettre la circulation du premier fluide et une enveloppe étanche (112, 114, 116, 118) entourant le tube (120) et délimitant un espace destiné à permettre la circulation du second fluide, caractérisé en ce que l'enveloppe (112, 114, 116, 118) comprend au moins deux parois (112, 114) portant des moyens de positionnement (115) du tube (120). 2. Echangeur (110) selon la revendication précédente, dans lequel les moyens de positionnement du tube (120) comprennent au moins un peigne (115). 3. Echangeur (110) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les moyens de positionnement (110) du tube (120) sont reliés à une extrémité du tube 15 (120). 4. Echangeur (110) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel des moyens d'alimentation (130, 132) en premier fluide, comprenant de préférence un collecteur (130), sont positionnés sur l'extrémité du tube (120) reliée aux moyens de 20 positionnement (115) du tube (120). 5. Echangeur (110) selon au moins l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel une paroi (112, 114) portant une partie des moyens de positionnement (115) du tube (120) comprend un orifice (122) permettant de réaliser 25 l'alimentation de l'échangeur (110) en second fluide. 6. Echangeur (110) selon la revendication précédente, dans lequel chacune des deux parois (112, 114) portant des moyens de positionnement (115) du tube (120) comprend un orifice (122) permettant de réaliser l'alimentation de l'échangeur (110) en 30 second fluide.