Brevet FR3038975A1 — publié le 20170120

La présente invention concerne un échangeur de chaleur, et plus particulièrement un échangeur de chaleur de type mécanique. Un échangeur de chaleur comprend généralement des tubes, dans lesquels un fluide caloporteur est destiné à circuler, et des éléments d'échange de chaleur reliés à 5 ces tubes. On distingue habituellement des échangeurs de chaleur de type brasé et de type mécanique selon leur procédé de fabrication. Dans un échangeur de chaleur de type mécanique, les éléments d'échange de chaleur, appelés dans ce cas « ailettes », sont reliés aux tubes de la façon suivante. 10 Tout d'abord, on forme dans les ailettes des trous de passage des tubes. Ces trous de passage sont généralement délimités chacun par un bord tombé formant un col. Puis, on dispose les ailettes sensiblement parallèlement entre elles et on enfile chaque tube dans une rangée de trous alignés des ailettes. Enfin, on provoque une expansion radiale des tubes en passant un outil d'expansion à l'intérieur de ces tubes de façon à 15 lier mécaniquement les tubes et les ailettes par sertissage, les cols délimitant les trous de passage des tubes formant alors des collets serrés autour les tubes. Les ailettes de ce type de tube sont en général fabriquées à partir de feuilles de métal lisses. L'invention a pour but de proposer un échangeur de chaleur dont les 20 performances d'échange de chaleur sont améliorées tout en limitant sa masse. A cet effet, l'invention a pour objet un échangeur de chaleur comprenant au moins un tube de circulation de fluide caloporteur relié à au moins une ailette de dissipation de calories, caractérisé en ce que l'ailette est en feuille de métal déployé. Le fait que l'ailette soit en feuille de métal déployé permet d'augmenter l'échange 25 thermique entre l'air et l'ailette tout en limitant la masse de l'échangeur de chaleur, car on augmente la surface d'échange de l'ailette par rapport à une feuille de métal lisse, sans pour autant y ajouter de matière. Dans un mode de réalisation particulier, correspondant à un échangeur de type mécanique, le tube est relié à l'ailette par serrage du tube dans un collet ménagé dans 30 l'ailette. De préférence, afin d'augmenter encore davantage l'échange de chaleur entre l'air et l'ailette, l'échangeur comprenant une rangée de tubes sensiblement parallèles, l'ailette comprend au moins une rangée de déflecteurs formant persienne, ménagée dans l'ailette et intercalée entre deux tubes de la rangée de tubes. 35 Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, la feuille de métal déployé comprend des mailles ayant chacune une forme générale de losange. De préférence, afin d'alléger l'échangeur de chaleur, le métal déployé de la feuille 3038975 2 comprend de l'aluminium. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'une ailette d'un échangeur de chaleur selon l'invention, l'ailette étant formée à partir d'une feuille de métal, caractérisé en ce que a) on comprime la feuille de métal entre deux rangées complémentaires de dents alignées respectivement portées par deux mâchoires d'une presse ; b) on déplace les deux rangées de dents d'un demi-pas, un pas correspondant à la distance entre les sommets consécutifs de deux dents d'une même rangée ; c) on déplace la feuille de métal transversalement aux rangées de dents d'une distance correspondant à la largeur d'une dent ; d) on réitère l'étape a) e) on déplace les deux rangées de dents d'un demi-pas dans le sens inverse à celui de l'étape b) f) on réitère les étapes a) à e), g) on forme des trous de passage de tube. Dans un mode de réalisation particulier, le procédé comporte l'étape supplémentaire de former des persiennes entre lesdits trous de passage. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins dans lesquels : - la figure 1 est une vue partielle en perspective d'une ailette d'un échangeur de chaleur selon un mode de réalisation particulier de l'invention ; - les figures 2 à 7 sont des vues schématiques en perspective d'une presse de fabrication d'une ailette au cours de différentes étapes d'un procédé de fabrication de l'ailette selon un mode de réalisation particulier de l'invention. - la figure 8 est une vue schématique d'un échangeur selon l'invention. On a représenté à la figure 1 une ailette d'un échangeur de chaleur 1 de type mécanique destiné à équiper un véhicule automobile. L'échangeur de chaleur comprend une rangée de tubes 2 sensiblement parallèles, dans lesquels un fluide caloporteur classique est destiné à circuler, et des 30 ailettes 4 de dissipation de chaleur superposées reliées à ces tubes 2. Les tubes 2 sont reliés aux ailettes 4 par serrage des tubes dans des collets 6 ménagés dans les ailettes 4. A cet effet, les ailettes 4 sont munies de trous 8 de passage des tubes. Ces trous de passage 8 sont chacun délimités par un bord formant un collet 6 et présentant deux portions de bord longues reliées par deux petites portions 35 de bord en demi-cercle. Les trous de passage ont chacun une forme générale oblongue avec les portions longues qui sont légèrement concaves en leur milieu. Dans l'exemple décrit, les tubes 2 ont chacun une forme correspondant à celle 3038975 3 décrite pour les trous de passage. Les tubes 2 sont agencés sensiblement parallèlement entre eux, de façon à former une rangée unique. Les ailettes 4 ont une forme générale rectangulaire, sensiblement plane, et sont agencées dans l'échangeur de chaleur 1 de façon sensiblement parallèle entre elles et 5 perpendiculaire aux directions longitudinales des tubes 2. L'échangeur 1 permet la circulation d'un flux d'air d'amont en aval, les ailettes 4 étant destinées à s'étendre à travers ce flux. On a représenté sur la figure 1 par des flèches F la direction de circulation du flux. Pour augmenter l'échange thermique entre le flux F et les ailettes 4, l'échangeur 1 10 comprend également des rangées 10 de déflecteurs 12 formant persiennes, ménagées dans chaque ailette 4 et intercalées chacune entre deux tubes 2. L'ailette 4 est en feuille de métal déployé, et par conséquent les déflecteurs 10 également. De préférence, le métal de la feuille comprend de l'aluminium, par exemple un alliage comprenant essentiellement de l'aluminium. 15 Plus particulièrement, la feuille de métal déployé comprend des mailles 12 ayant chacune une forme de losange. On va maintenant décrire un procédé de fabrication d'une ailette 4 d'un échangeur de chaleur 1 selon l'invention dont les étapes sont illustrées aux figures 2 à 7. 20 L'ailette 4 étant formée à partir d'une feuille 16 de métal, on commence par comprimer cette feuille de métal 16 entre deux rangées 18 complémentaires de dents 20 alignées respectivement portées par deux mâchoires 22 d'une presse 24. Ceci est par exemple réalisé en abaissant la mâchoire 22 supérieure selon la direction et le sens représentées par la flèche C de la figure 2, la compression étant 25 illustrée à la figure 3. Puis, on déplace les deux rangées 18 de dents d'un demi-pas, un pas correspondant à la distance p entre les sommets consécutifs de deux dents 20 d'une même rangée 18. Ce déplacement est représenté par la flèche P1 de la figure 4. On déplace ensuite la feuille de métal 16 transversalement aux rangées 18 de 30 dents d'une distance d correspondant à la largeur d'une dent 20. Ce déplacement est représenté par la flèche D représentée à la figure 5. Après avoir réitéré l'étape de compression entre les rangées 18 de dents 20 comme représenté aux figures 5 et 6, on déplace les deux rangées 18 de dents 20 d'un demi-pas dans le sens inverse de la flèche Pl, c'est-à-dire dans le sens de la flèche P2, 35 représentée à la figure 7. Pour obtenir l'ailette 4 en métal déployé tel que représentée sur la figure 1, on réitère les étapes ci-dessus jusqu'à ce que toute la surface de la feuille 16 ait été 3038975 4 comprimée, puis on réalise les trous et les persiennes. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation présenté et d'autres modes de réalisation apparaîtront clairement à l'homme du métier. Par exemple, selon un mode de réalisation non représenté, les tubes sont de section circulaire et les trous de 5 passage correspondants sont circulaires. REVENDICATIONS1. Echangeur de chaleur comprenant au moins un tube (2) de circulation de fluide 5 caloporteur relié à au moins une ailette (4) de dissipation de chaleur, caractérisé en ce que l'ailette (4) est en feuille (16) de métal déployé. 2. Echangeur de chaleur selon la revendication 1, le tube (2) étant relié à l'ailette (4) par serrage du tube (2) dans un collet (6) ménagé dans l'ailette (4). 3. Echangeur de chaleur selon l'une quelconque des revendications précédentes 10 comprenant une rangée de tubes (2) sensiblement parallèles, dans lequel l'ailette (4) comprend au moins une rangée (10) de déflecteurs (12) formant persienne, ménagée dans l'ailette (4) et intercalée entre deux tubes (2) de la rangée de tubes. 4. Echangeur de chaleur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la feuille (16) de métal déployé comprend des mailles (14) ayant chacune 15 une forme générale de losange. 5. Echangeur de chaleur selon l'un quelconque des revendications précédentes, dans lequel le métal déployé de la feuille (16) comprend de l'aluminium. 6. Procédé de fabrication d'une ailette (4) d'un échangeur de chaleur (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, l'ailette (4) étant formée à partir d'une feuille 20 (16) de métal, caractérisé en ce que a) on comprime la feuille (16) de métal entre deux rangées (18) complémentaires de dents (20) alignées respectivement portées par deux mâchoires (22) d'une presse (24) ; b) on déplace les deux rangées (18) de dents d'un demi-pas, un pas (p) 25 correspondant à la distance entre les sommets consécutifs de deux dents (20) d'une même rangée (18) ; c) on déplace la feuille (16) de métal transversalement aux rangées (18) de dents d'une distance (d) correspondant à la largeur d'une dent (20) ; d) on réitère l'étape a) 30 e) on déplace les deux rangées (18) de dents d'un demi-pas dans le sens inverse à celui de l'étape b) f) on réitère les étapes a) à e) g) on forme des trous de passage de tube (2). 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte l'étape 35 supplémentaire de former des persiennes entre lesdits trous de passage.