Brevet FR3062473A1 — publié le 20180803

Collecteur pour échangeur de chaleur L'invention concerne un collecteur pour échangeur de chaleur et plus 5 particulièrement un collecteur comportant un joint compressible d'étanchéité disposé entre une plaque collectrice et un couvercle. Les collecteurs d'échangeur de chaleur comportent généralement une plaque collectrice au travers de laquelle passent des tubes et un couvercle 10 recouvrant la plaque collectrice de sorte à former une chambre dans laquelle un fluide caloporteur peut circuler. La plaque collectrice comporte généralement une gorge périphérique à l'intérieur de laquelle est placé un joint d'étanchéité. Les bords du couvercle viennent s'insérer dans la gorge périphérique afin de comprimer le joint d'étanchéité. 15 Cependant la fixation du couvercle sur la plaque collectrice, notamment par sertissage, peut conduire à une compression trop importante du joint d'étanchéité dans la gorge périphérique, ce qui peut entraîner sa détérioration et ainsi augmenter les risques de fuites dans le temps. 20 Un des buts de la présente invention est donc de remédier au moins partiellement aux inconvénients de l'art antérieur et de proposer un collecteur et un échangeur de chaleur dont la liaison entre le couvercle et la plaque collectrice est améliorée. 25 La présente invention concerne donc un collecteur pour échangeur de chaleur comportant : ° une plaque collectrice comprenant des orifices destinés à recevoir des tubes, ladite plaque collectrice comprenant une gorge périphérique, ° un joint d'étanchéité compressible disposé au sein de la gorge 30 périphérique, 3062473 2 ° un couvercle recouvrant la plaque collectrice et comportant des parois latérales s'insérant dans la gorge périphérique et comprimant le joint d'étanchéité, les parois latérales du couvercle comportant des éléments de retenue 5 saillants venant s'appuyer sur la plaque collectrice. Ces éléments de retenue forment des butés et viennent empêcher le couvercle et plus particulièrement les extrémités de ses parois latérales de s'enfoncer au-delà d'une certaine limite dans la gorge périphérique. Ces éléments de retenue permettent que le joint 44 soit suffisamment comprimé pour assurer 10 l'étanchéité tout en évitant qu'il soit comprimer excessivement ce qui pourrait l'endommager. Selon un aspect de l'invention, la plaque collectrice a une forme générale rectangulaire avec deux grands cotés et deux petits cotés, les éléments de retenue 15 venant en appui simultanément sur les deux grands cotés et/ou les deux petits cotés simultanément de ladite plaque collectrice 4. Selon un autre aspect de l'invention, les éléments de retenue sont réalisés sur la face externe des parois latérales et viennent en appui du rebord extérieur 20 de la gorge périphérique. Selon un autre aspect de l'invention, le rebord extérieur de la gorge périphérique comporte des pattes de sertissage et les éléments de retenue viennent en appui entre deux pattes de sertissage. 25 Selon un autre aspect de l'invention, les éléments de retenue sont réalisés sur la face interne des parois latérales et viennent en appui du rebord interne de la gorge périphérique. 30 Selon un autre aspect de l'invention, sur un même côté de la plaque 3062473 3 collectrice, le couvercle comporte un unique élément de retenue continu sur la longueur dudit coté de la plaque collectrice. Selon un autre aspect de l'invention, sur un même côté de la plaque 5 collectrice, le couvercle comporte au moins deux éléments de retenue locaux répartis sur la longueur dudit coté de la plaque collectrice. Selon un autre aspect de l'invention, les éléments de retenue locaux sont disposés de sorte à être en appui sur la plaque collectrice en regard des espaces 10 entre les orifices de ladite plaque collectrice. Selon un autre aspect de l'invention, les éléments de retenue viennent de matière avec le couvercle. 15 La présente invention concerne également un échangeur de chaleur comportant un collecteur tel que décrit précédement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple 20 illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels : - la figure 1 montre une représentation schématique d'un échangeur de chaleur, - la figure 2 montre une représentation schématique en coupe du collecteur de l'échangeur de chaleur de la figure 1, 25 - la figure 3 montre une représentation en perspective de la liaison entre le couvercle et la plaque collectrice selon un premier mode de réalisation, - la figure 4 montre une représentation en perspective et en coupe de la liaison entre le couvercle et la plaque collectrice selon un deuxième mode de réalisation, 3062473 4 - la figure 5 montre une représentation en perspective et en coupe de la liaison entre le couvercle et la plaque collectrice selon une variante du deuxième mode de réalisation, - la figure 6 montre une représentation en perspective de la liaison entre le couvercle et la plaque collectrice selon une autre variante du deuxième mode de réalisation. Les éléments identiques sur les différentes figures, portent les mêmes références. Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s'appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées pour fournir d'autres réalisations. Dans la présente description, on peut indexer certains éléments ou paramètres, comme par exemple premier élément ou deuxième élément ainsi que premier paramètre et second paramètre ou encore premier critère et deuxième critère etc. Dans ce cas, il s'agit d'un simple indexage pour différencier et dénommer des éléments ou paramètres ou critères proches mais non identiques. Cette indexation n'implique pas une priorité d'un élément, paramètre ou critère par rapport à un autre et on peut aisément interchanger de telles dénominations sans sortir du cadre de la présente description. Cette indexation n'implique pas non plus un ordre dans le temps par exemple pour apprécier tels ou tels critères. La figure 1 montre un échangeur de chaleur 1, généralement de forme parallélépipédique, comprenant un faisceau formé d'une multitude de tubes 2 à 3062473 5 l'intérieur desquels peut circuler un premier fluide caloporteur. Les tubes 2 sont de section ovale ou oblongue, définie par un grand axe et un petit axe et sont disposés parallèlement entre eux de sorte un former une rangée de tubes 2. Entre les tubes 2, sont disposés des entretoises 6 qui agissent comme perturbateur et 5 augmentent la surface d'échange thermique avec un deuxième fluide caloporteur passant entre les tubes 2. Les tubes 2 et les entretoises 6 sont généralement réalisés en métal. Les tubes 2 et les entretoises 6 formant le faisceau peuvent être fixés entre eux par brasage. Les entretoises 6 sont alors appelées intercalaires et sont par exemple des 10 bandes ondulées ou crénelées, placées entre les tubes 2 et fixées auxdits tubes 2 par brasage. On parle alors de faisceau brasé. Les tubes 2 et les entretoises 6 formant le faisceau peuvent être fixés entre eux par fixation mécanique. Les entretoises 6 sont alors appelées ailettes et sont par exemple des plaques métalliques comportant des orifices dans lesquels passent les tubes 2. Les tubes 2 15 sont fixés dans ces orifices par expansion de leur diamètre. On parle alors de faisceau mécanique. L'échangeur de chaleur 1 comporte également deux collecteurs 3 ou boites à eau, un collecteur 3 étant disposé à chaque extrémité des tubes 2. Ces collecteurs 20 3 comportent chacun une plaque collectrice 4 et un couvercle 8 venant recouvrir la plaque collectrice 4 et refermer le collecteur 3 de sorte à former une chambre 30 (visible sur la figure 2) dans laquelle peut circuler le premier fluide caloporteur. Ces collecteurs 3 permettent la collecte et/ou la distribution du premier fluide caloporteur afin qu'il circule dans les tubes 2. 25 La plaque collectrice 4 fait la liaison de façon étanche entre le collecteur 3 et le faisceau de tubes 2. De plus, la plaque collectrice 4 peut être de forme générale rectangulaire avec deux grands cotés et deux petits cotés. La plaque collectrice 4 comporte également une multitude d'orifices ayant une forme correspondante à la forme de la section des tubes 2 et propres à recevoir les extrémités des tubes 2. Les orifices sont donc disposés en rangée parallèlement au 3062473 6 grand côté de la plaque collectrice 4. Les tubes 2 peuvent être fixés à la plaque collectrice 4 de façon étanche par brasage, on parle alors d'échangeur de chaleur brasé. Les tubes 2, les entretoises 6 ainsi que les plaques collectrices 4 peuvent être réalisés dans un 5 matériau métallique notamment en aluminium ou alliage d'aluminium afin d'avoir une bonne conductivité thermique et permettre le brasage. Le couvercle 8 peut être quant à lui réalisé en matière plastique. Selon une alternative, les tubes 2 peuvent être fixés à la plaque collectrice 4 de façon mécanique avec intervention d'un joint d'étanchéité, on parle alors 10 d'échangeur de chaleur mécanique. Avec ce mode de fixation, le collecteur 3 dans son ensemble, c'est-à-dire la plaque collectrice 4 et le couvercle 8, peut être réalisé en matière plastique. 15 Comme illustré à la figure 2 qui est une représentation schématique d'une coupe transversale d'un collecteur 3, la plaque collectrice 4 comporte sur toute sa périphérie une gorge périphérique 42. Le couvercle 8 comporte des parois latérales 81 s'insérant dans la gorge périphérique 42 et comprimant un joint d'étanchéité 44 inséré dans la gorge périphérique 42 afin d'assurer l'étanchéité. Le 20 couvercle 8 peut notamment être maintenu contre la plaque collectrice 4 par des pattes de sertissage 43 disposées sur le rebord extérieur 41 de la gorge périphérique 42 et repliées sur un épaulement 80 du couvercle 8 disposé aux extrémités de ses parois latérales 81. Par rebord extérieur 41 de la gorge périphérique 42 on entend ici le rebord qui est du côté extérieur du collecteur 3, 25 c'est à dire le plus éloigné des orifices de la plaque collectrice 4. Comme le montrent les figures 3 à 6, les parois latérales 81 du couvercle 8 comportent des éléments de retenue 82 saillants venant s'appuyer sur la plaque collectrice 4. 30 Ces éléments de retenue 82 forment des butés et viennent empêcher le 3062473 7 couvercle 8 et plus particulièrement les extrémités de ses parois latérales 81 de s'enfoncer au-delà d'une certaine limite dans la gorge périphérique 42. Ces éléments de retenue 82 sont disposés sur les parois latérales 81 du couvercle 8 à une certaine distance des extrémités de ces parois latérales 81 de sorte que le joint 5 44 soit suffisamment comprimé pour assurer l'étanchéité tout en évitant qu'il soit comprimer excessivement ce qui pourrait l'endommager. Lorsque la plaque collectrice 4 a une forme générale rectangulaire avec deux grands cotés et deux petits cotés, les éléments de retenue 82 viennent en appui sur ses deux grands cotés et/ou ses deux petits cotés simultanément afin de 10 retenir l'enfoncement du couvercle 8. De préférence ces éléments de retenue 82 viennent de matière avec le couvercle 8 et peuvent ainsi être réalisés en même temps que le couvercle 8 par exemple par moulage lorsque le couvercle 8 est réalisé en matière plastique. 15 Selon un premier mode de réalisation illustré à la figure 3, les éléments de retenue 82 sont réalisés sur la face externe des parois latérales 81. Les éléments de retenue 82 peuvent ainsi être un épaulement de la paroi latérale 81 qui vient en appui sur le rebord extérieur 41 de la gorge périphérique 42. Par face externe on entend ici la face du couvercle 8 qui est du côté extérieur du collecteur 3, c'est à 20 dire le plus éloigné de la chambre 30. Lorsque le couvercle 8 est fixé par sertissage et que la plaque collectrice 4 comporte des pattes de sertissage 43 sur le rebord extérieur 41 de la gorge périphérique 42, les éléments de retenue 82 viennent alors en appui entre les pattes de sertissage 43 pour ne pas gêner le sertissage. Comme le montre la figure 25 3, les éléments de retenue 82 peuvent être ainsi en appui sur le rebord extérieur 41 de la gorge périphérique 42 au niveau d'une découpe 45 ménagée entre deux pattes de sertissage 43 avant qu'elles ne soient rabattues sur l'épaulement 80 du couvercle 8. 30 Selon un deuxième mode de réalisation illustré aux figure 4 à 6, les 3062473 8 éléments de retenue 82 sont réalisés sur la face interne des parois latérales 81. Les éléments de retenue 82 peuvent ainsi être des épaulements de la paroi latérale 81 qui viennent en appui sur le rebord interne 41 de la gorge périphérique 42 et viennent en appui sur le rebord interne de la gorge périphérique 42. Par face 5 interne et rebord interne on entend ici la face du couvercle 8 et le rebord de la gorge périphérique 42 qui sont du côté intérieur du collecteur 3, c'est à dire celui étant à l'intérieur de la chambre 30. Les éléments de retenue 82 peuvent également être une partie biseautée de la paroi latérale 81 qui vient en appui sur le rebord interne de la gorge 10 périphérique 42 et qui bloque l'extrémité de la paroi latérale 81 contre le rebord externe de la gorge périphérique 42. Le fait que les éléments de retenue 82 soient sur la face interne des parois latérales 81 permet que les éléments de retenue 82 ne gênent pas la fixation du couvercle 8 notamment le sertissage et évitent les problèmes de positionnement du 15 couvercle 8 lors du montage du collecteur 3. La figure 4 montre une première variante du deuxième mode de réalisation dans laquelle, sur un même côté de la plaque collectrice 4, le couvercle 8 comporte un unique élément de retenue 82. Cet élément de retenue 82 est continu 20 sur la longueur du coté de la plaque collectrice 4 pour une bonne répartition de la pression exercée par la fixation du couvercle 8 et ainsi éviter un affaissement local du couvercle 8 dans la gorge périphérique 42 lors de la fixation dudit couvercle 8. La figure 5 montre quant à elle une deuxième variante du deuxième mode 25 de réalisation dans laquelle, sur un même côté de la plaque collectrice 4, le couvercle 3 comporte au moins deux moyens de retenue 82 locaux répartis sur la longueur dudit coté de la plaque collectrice 4. Sur les grands cotés de la plaque collectrice 4, les éléments de retenue 82 peuvent être en appui aussi bien en regard des orifices de la plaques collectrice 4 30 que des espaces entres deux orifices si la distance entre le bord de ces orifices et le 3062473 9 rebord interne de la gorge périphérique 42 est suffisante, comme illustré sur la figure 5. Si la distance entre le bord des orifices de la plaque collectrice 4 et le rebord interne de la gorge périphérique 42 n'est pas suffisante, comme illustré sur 5 la figure 6, les éléments de retenue 82 locaux sont disposés de sorte à être en appui sur la plaque collectrice 4 en regard des espaces entre les orifices de ladite plaque collectrice 4 et sont insérés partiellement dans ces espaces. Afin d'avoir une bonne répartition de la pression exercée par la fixation du couvercle 8 et ainsi éviter un affaissement local du couvercle 8 dans la gorge périphérique 42 lors de 10 la fixation dudit couvercle 8, un élément de retenue 82 peut être placé au regard chaque orifice de tube. Ainsi, on voit bien que du fait de la présence des éléments de retenue 82 empêchant que le couvercle 8 ne s'enfonce pas trop dans la gorge périphérique 42, 15 le joint d'étanchéité 44 ne peux être comprimé excessivement et ainsi cela réduit les risques de détérioration de ce joint d'étanchéité 44 dans le temps et les probabilités de fuites. REVENDICATIONS1. Collecteur (3) pour échangeur de chaleur (1) comportant : o une plaque collectrice (4) comprenant des orifices destinés à recevoir des tubes (2), ladite plaque collectrice (4) comprenant une gorge périphérique (42), o un joint d'étanchéité (44) compressible disposé au sein de la gorge périphérique (42), o un couvercle (8) recouvrant la plaque collectrice (4) et comportant des parois latérales (81) s'insérant dans la gorge périphérique (42) et comprimant le joint d'étanchéité (44), caractérisé en ce que les parois latérales (81) du couvercle (8) comporte des éléments de retenue (82) saillants venant s'appuyer sur la plaque collectrice (4). Collecteur (3) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la plaque collectrice (4) a une forme générale rectangulaire avec deux grands cotés et deux petits cotés, les éléments de retenue (82) venant en appui sur les deux grands cotés et/ou les deux petits cotés simultanément de ladite plaque collectrice (4). Collecteur (3) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les éléments de retenue (82) sont réalisés sur la face externe des parois latérales (81) et viennent en appui du rebord extérieur (41) de la gorge périphérique (42). Collecteur (3) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le rebord extérieur (41) de la gorge périphérique (42) comporte des pattes de sertissage (43) et que les éléments de retenue (82) viennent en appui entre 15 2. 20 3. 25 4. 3062473 11 deux pattes de sertissage (43). 5. Collecteur (3) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les éléments de retenue (82) sont réalisés sur la face interne des parois 5 latérales (81) et viennent en appui du rebord interne de la gorge périphérique (42). 6. Collecteur (3) selon la revendication 5, caractérisé en ce que sur un même côté de la plaque collectrice (4), le couvercle (8) comporte un unique 10 élément de retenue (82) continu sur la longueur dudit coté de la plaque collectrice (4). 7. Collecteur (3) selon la revendication 5, caractérisé en ce que sur un même côté de la plaque collectrice (4), le couvercle (8) comporte au moins deux éléments de retenue (82) locaux répartis sur la longueur dudit coté de la plaque collectrice (4). 8. Collecteur (3) selon la revendication 7, caractérisé en ce que les éléments de retenue (82) locaux sont disposés de sorte à être en appui sur la plaque collectrice (4) en regard des espaces entre les orifices de ladite plaque collectrice (4). 9. Collecteur (3) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments de retenue (82) viennent de matière avec le couvercle (8). 10. Échangeur de chaleur (1) comportant un collecteur (3) selon l'une des revendications précédentes.