Brevet FR3145973A1 — publié le 20240823

L’invention concerne un ensemble comportant : un échangeur de chaleur comprenant des tubes de circulation de fluide caloporteur, ces tubes étant en matériau métallique et espacés les uns des autres de manière à laisser passer un flux d’air entre les tubes, une grille de protection comprenant des barreaux en matériau métallique, espacés les uns des autres, chaque barreau étant positionné en vis-à-vis de l’un des tubes de l’échangeur de chaleur, ensemble dans lequel l’un au moins des barreaux de la grille de protection est pourvu d’au moins un écarteur ayant une zone brasée à l’un des tubes de l’échangeur de chaleur, et présentant une forme configurée pour maintenir un écartement prédéterminé entre ce barreau et ce tube. Figure d’abrégé : Fig. 1 ENSEMBLE COMPORTANT UN ECHANGEUR DE CHALEUR ET UNE GRILLE DE PROTECTION La présente invention concerne un ensemble comportant un échangeur de chaleur comprenant des tubes de circulation de fluide caloporteur, ces tubes étant en matériau métallique et espacés les uns des autres de manière à laisser passer un flux d’air entre les tubes, et une grille de protection configurée pour protéger cet échangeur de chaleur. On connaît par la demande de brevet EP3943865 un ensemble comportant un échangeur de chaleur comprenant des tubes de circulation de fluide caloporteur et une grille de protection configurée pour protéger cet échangeur de chaleur. La face interne de cette grille de protection est fixée directement à l’échangeur de chaleur par brasage ou par montage à l’aide de languettes de fixation. La plaque de protection protège donc au moins une portion de l’échangeur de chaleur contre les impacts de cailloux. L’invention vise à proposer une optimisation de la plaque de protection apportant un certain nombre d’avantages comme on le verra ci-après. La présente invention a ainsi pour objet un ensemble comportant : un échangeur de chaleur comprenant des tubes de circulation de fluide caloporteur, ces tubes étant en matériau métallique et espacés les uns des autres de manière à laisser passer un flux d’air entre les tubes, une grille de protection comprenant des barreaux en matériau métallique, espacés les uns des autres, chaque barreau étant positionné en vis-à-vis de l’un des tubes de l’échangeur de chaleur, ensemble dans lequel l’un au moins des barreaux de la grille de protection est pourvu d’au moins un écarteur ayant une zone brasée à l’un des tubes de l’échangeur de chaleur, et présentant une forme configurée pour maintenir un écartement prédéterminé entre ce barreau et ce tube. L’invention offre ainsi une solution pour protéger efficacement un échangeur de chaleur contre des impacts de cailloux ou autres objets ou débris. De tels impacts pourraient endommager l’échangeur de chaleur, notamment ses tubes, et provoquer une fuite potentielle de fluide de refroidissement. Ceci peut mener à la mise hors service de l’échangeur de chaleur. Un autre avantage de l’invention est l’utilisation d’une grille de protection en métal, par exemple en aluminium. Cela permet d’utiliser une grille plus fine qu’une grille en plastique pour la même solidité. Elle occupe ainsi moins d’espace, ce qui est particulièrement avantageux pour des applications automobiles. Par ailleurs, le montage de la grille de protection par brasage directement sur l’échangeur de chaleur permet de supprimer une étape d’assemblage. Selon l’un des aspects de l’invention, la zone brasée participe à la solidarisation de la grille de protection à l’échangeur de chaleur. Selon l’un des aspects de l’invention, la grille de protection est entièrement métallique, notamment en aluminium ou en alliage d’aluminium. Selon l’un des aspects de l’invention, la grille de protection et les tubes de l’échangeur de chaleur sont faits dans le même matériau métallique ou, en variante, dans des matériaux métalliques différents. Selon l’un des aspects de l’invention, la grille de protection étant métallique, notamment en aluminium, elle peut être relativement légère, notamment plus légère qu’une grille analogue qui serait faite en matière plastique. Cette grille de protection en métal peut présenter une épaisseur relativement faible tout en étant suffisamment solide pour assurer une protection fiable contre des cailloux projetés contre la grille de protection. L’invention permet ainsi de réduire l’encombrement lié à la grille de protection, ce qui est très avantageux dans des applications automobiles par exemple, qui ont des contraintes sévères en termes d’encombrement. Selon l’un des aspects de l’invention, les barreaux de la grille sont parallèles entre eux. Selon l’un des aspects de l’invention, chaque barreau se présente sous la forme d’une bande longitudinale. Selon l’un des aspects de l’invention, la grille comprend au moins une traverse qui relie les barreaux, en étant perpendiculaire à ces barreaux. Selon l’un des aspects de l’invention, la grille comprend une pluralité de traverses qui relient les barreaux, en étant perpendiculaires à ces barreaux, et ces traverses sont notamment régulièrement espacées le long des barreaux. Selon l’un des aspects de l’invention, les traverses se présentent sous la forme de bandes de matière. Selon l’un des aspects de l’invention, la grille de protection, avec les barreaux et les traverses, est faite d’un seul tenant. Selon l’un des aspects de l’invention, l’écarteur du barreau est formé par un tronçon de ce barreau. Autrement dit, l’écarteur est fait avec le barreau. Selon l’un des aspects de l’invention, le tronçon du barreau qui forme l’écarteur présente un ou plusieurs coudes. Par exemple, le barreau s’étend globalement dans un plan et le tronçon formant l’écarteur s’écarte de ce plan du fait du ou des coudes. Selon l’un des aspects de l’invention, la zone brasée de l’écarteur est sensiblement plane, notamment de forme sensiblement rectangulaire. Selon l’un des aspects de l’invention, la zone brasée est entre deux coudes qui permettent que la zone brasée soit en dehors du plan principal du barreau, avec une inter-distance qui définit l’écartement souhaité. Selon l’un des aspects de l’invention, la grille de protection comporte des barreaux pourvus d’un ou plusieurs écarteurs, et d’autres barreaux dépourvus d’écarteur. Selon l’un des aspects de l’invention, l’un au moins des barreaux comprend au moins 3, voire au moins 4 ou 5, écarteurs repartis le long du barreau. Selon l’un des aspects de l’invention, la grille de protection comporte des barreaux tous pourvus d’un ou plusieurs écarteurs. Selon l’un des aspects de l’invention, la grille de protection comporte un cadre pourvu de deux montants et les extrémités longitudinales de chacun des barreaux joignent respectivement ces deux montants. Selon l’un des aspects de l’invention, le cadre présente une forme sensiblement rectangulaire. Selon l’un des aspects de l’invention, l’échangeur de chaleur comporte une paroi latérale inférieure et une paroi latérale supérieure parallèles aux tubes, et entre lesquelles s’étendent les tubes, et la grille de protection est localement brasée à l’une au moins des parois latérales inférieure et supérieure. Selon l’un des aspects de l’invention, ces parois latérales inférieure et supérieure comportent chacun un bord replié sur lequel est brasée la grille de protection. Selon l’un des aspects de l’invention, le cadre de la grille de protection est localement brasé à l’une au moins des parois inférieure et supérieure, notamment brasée aux deux parois inférieure et supérieure. Selon l’un des aspects de l’invention, l’échangeur de chaleur comprend au moins une boîte collectrice à laquelle se raccordent les tubes pour l’alimentation en fluide de refroidissement, et la grille de protection est configurée de sorte à laisser un espacement ente la boîte collectrice et la grille de protection. En variante, l’échangeur de chaleur comprend au moins une boîte collectrice à laquelle se raccordent les tubes pour l’alimentation en fluide de refroidissement, et la grille de protection est brasée localement sur la boîte collectrice. Selon l’un des aspects de l’invention, l’échangeur de chaleur est du type brasé. Dans ce type d’échangeur de chaleur, les tubes sont brasés à leurs extrémités à des boîtes collectrices. Selon l’un des aspects de l’invention, les zones brasées entre l’échangeur de chaleur et la grille de protection peuvent être sur les tubes et/ou sur les parois latérales et/ou une boîte collectrice de l’échangeur de chaleur. Selon l’un des aspects de l’invention, l’échangeur de chaleur comporte des ailettes de refroidissement placées entre les tubes. Selon l’un des aspects de l’invention, l’échangeur de chaleur est un radiateur configuré pour permettre un échange de chaleur entre de l’air qui traverse ce radiateur, par les ailettes, et un fluide caloporteur qui circule au sein de ce radiateur, dans les tubes. La présente invention permet avantageusement de maintenir la grille de protection à une distance des tubes et des ailettes de refroidissement, de sorte que lors du brasage, une matière de brasage (encore appelée « cladding » en anglais) ne migre pas au niveau des ailettes de refroidissement, une telle migration créant des défauts. L’invention permet ainsi d’éviter des problèmes de qualité lors de cette opération de brasage Selon l’un des aspects de l’invention, l’échangeur de chaleur comporte, de part et d’autre des tubes, des boîtes collectrices configurées pour respectivement distribuer du fluide caloporteur dans les tubes et évacuer du fluide caloporteur ayant circulé dans les tubes. L’invention a encore pour objet une grille de protection comprenant des barreaux en matériau métallique, espacés les uns des autres, chaque barreau étant configuré pour être positionné en vis-à-vis de l’un des tubes d’un échangeur de chaleur, tel que l’un au moins des barreaux de la grille de protection est pourvu d’au moins un écarteur ayant une zone à braser configurée pour être brasée à l’un des tubes de l’échangeur de chaleur, et présentant une forme configurée pour maintenir un écartement prédéterminé entre ce barreau et ce tube. L’invention porte également sur un procédé de fabrication d’un ensemble comportant, d’une part, un échangeur de chaleur comprenant des tubes de circulation de fluide caloporteur, ces tubes étant en matériau métallique et espacés les uns des autres de manière à laisser passer un flux d’air entre les tubes, et, d’autre part, une grille de protection comprenant des barreaux en matériau métallique, espacés les uns des autres, chaque barreau étant positionné en vis-à-vis de l’un des tubes de l’échangeur de chaleur, le procédé comportant l’étape suivante : braser ensemble la grille de protection et l’échangeur de chaleur au moins dans une zone brasée, cette zone brasée étant sur un écarteur d’un barreau de la grille de protection. De préférence, l’échangeur de chaleur est de type brasé, à savoir ses tubes sont assemblés avec des boîtes collectrices par brasage, dans un four. Grâce à l’invention, il est possible de réaliser le brasage nécessaire sur l’échangeur de chaleur et le brasage de la grille de protection sur cet échangeur de chaleur lors d’une même étape, à savoir lors d’un même passage dans le four de brasage. Ceci permet de simplifier le procédé de fabrication. Selon l’un des aspects de l’invention, le ou les écarteurs permettent de maintenir la grille de protection à une distance des tubes et des ailettes de refroidissement, de sorte que lors du brasage, une matière de brasage (encore appelée « cladding » en anglais) ne migre pas au niveau des ailettes de refroidissement, une telle migration créant des défauts. L’invention permet ainsi d’éviter des problèmes de qualité lors de cette opération de brasage. Selon l’un des aspects de l’invention, la grille de protection est globalement écartée de l’échangeur de chaleur, à l‘exception des endroits correspondant aux zones brasées. D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, fournie à titre illustratif et non limitatif, et des dessins annexés dans lesquels : La est une représentation schématique et partielle, en perspective, d’un ensemble comportant un échangeur de chaleur et une grille de protection selon l’invention ; La est une représentation agrandie de la zone de l’ensemble de la . Les éléments identiques, similaires, ou analogues, conservent la même référence d’une figure à l’autre. On a représenté un ensemble 1 comportant un échangeur de chaleur 2 et une grille de protection métallique 3, selon un exemple de réalisation de l’invention. L’échangeur de chaleur 2 est un radiateur configuré pour permettre un échange de chaleur entre de l’air qui traverse ce radiateur, par des ailettes 16, et un fluide caloporteur qui circule au sein de ce radiateur, dans les tubes 4. L’échangeur 2 est du type brasé, et les tubes 4 sont brasés à leurs extrémités à des boîtes collectrices 15 situées de part et d’autre. Ces tubes 4 et ces boîtes collectrices 15 sont de plus raccordés pour respectivement distribuer du fluide caloporteur dans les tubes 4 et évacuer du fluide caloporteur ayant circulé dans les tubes de refroidissement 4. Les tubes 4 sont espacés les uns des autres et séparés par les ailettes de refroidissement 16 L’échangeur de chaleur 2 comporte une paroi latérale inférieure 12 et une paroi latérale supérieure 13 parallèles aux tubes 4, et entre lesquelles s’étendent les tubes 4. Elles comportent chacun un bord replié 14 sur lequel est brasée la grille de protection 3. La grille de protection 3 est configurée pour protéger les tubes 4 de l’échangeur de chaleur 2 contre d’éventuels impacts de cailloux. La grille de protection 3 est en aluminium. Elle peut ainsi être relativement légère, notamment plus légère qu’une grille analogue qui serait faite en matière plastique. Cette grille de protection 3 en métal peut présenter une épaisseur relativement faible tout en étant suffisamment solide pour assurer une protection fiable contre des cailloux projetés contre la grille de protection. La grille 3 est faite d’un seul tenant, et comprend des barreaux 5, des traverses 8, et un cadre 10. Le cadre 10 présente une forme sensiblement rectangulaire. Il comporte un barreau extrême supérieur 17, un barreau extrême inférieur 18, et deux montants 11. Les extrémités longitudinales de chacun des barreaux 5 de la grille 3 joignent respectivement ces deux montants 11. Les barreaux 5 se présentent sous la forme de bandes longitudinales parallèles entre elles. Ils sont espacés les uns des autres, chaque barreau étant positionné en vis-à-vis de l’un des tubes 4 de l’échangeur de chaleur. Sur la , un barreau sur 4 de la grille de protection 3 est pourvu de 5 écarteurs, ce nombre pouvant varier. Les autres barreaux sont dépourvus d’écarteurs. L’écarteur 6 du barreau est formé par un tronçon de ce barreau 5, et ce tronçon présente un ou plusieurs coudes 9. L’écarteur 6 comporte, entre deux coudes 9, une zone à braser 7 sensiblement plane, et de forme sensiblement rectangulaire. Les coudes 9 permettent que la zone à braser 7 soit écartée du plan principal du barreau 19, avec une inter-distance qui définit l’écartement prédéterminé entre ce barreau 5 et l’échangeur 2. La grille de protection 3 est ainsi globalement écartée de l’échangeur de chaleur 2, à l‘exception des endroits correspondant aux zones brasées. La grille 3 comprend de plus un ensemble de bandes de matière nommées traverses 8 perpendiculaires aux barreaux 5, et régulièrement espacées le long de la grille 3. La grille de protection 3 est configurée de sorte à laisser un espacement ente la boîte collectrice 15 et la grille de protection 3. La grille de protection 3 et les tubes 4 de l’échangeur de chaleur 1 sont faits dans le même matériau métallique ou, en variante, dans des matériaux métalliques différents. La grille de protection 1 est en aluminium. L’échangeur de chaleur 2 et la grille de protection 3 sont assemblés par brasage. Les zones brasées entre l’échangeur de chaleur 2 et la grille de protection 3 peuvent être sur les tubes 4 et/ou sur les parois latérales 12,13 et/ou une boîte collectrice 15 de l’échangeur de chaleur 2. Le cadre 10 de la grille de protection est localement brasé à l’une au moins des parois latérale 12,13, notamment brasée aux deux parois inférieure 12 et supérieure 13. Dans une variante non illustrée, la grille de protection 3 est brasée localement sur la boîte collectrice 15. Le procédé de brasage pour lier la grille de protection à l’échangeur de chaleur comporte l’étape suivante : braser ensemble la grille de protection 3 et l’échangeur de chaleur 2 dans les zones brasées. Grâce à l’invention, il est possible de réaliser le brasage nécessaire sur l’échangeur de chaleur 2 et le brasage de la grille de protection 3 sur cet échangeur de chaleur 2 lors d’une même étape, à savoir lors d’un même passage dans le four de brasage. Ceci permet de simplifier le procédé de fabrication. Le ou les écarteurs 6 permettent de maintenir la grille de protection 3 à une distance des tubes 4 et des ailettes de refroidissement 16, de sorte que lors du brasage, une matière de brasage (encore appelée « cladding » en anglais) ne migre pas au niveau des ailettes de refroidissement 16, une telle migration créant des défauts. L’invention permet ainsi d’éviter des problèmes de qualité lors de cette opération de brasage. Ensemble (1) comportant : un échangeur de chaleur (2) comprenant des tubes de circulation de fluide caloporteur (4), ces tubes étant en matériau métallique et espacés les uns des autres de manière à laisser passer un flux d’air entre les tubes, une grille de protection (3) comprenant des barreaux (5) en matériau métallique, espacés les uns des autres, chaque barreau (5) étant positionné en vis-à-vis de l’un des tubes (4) de l’échangeur de chaleur (2), ensemble (1) dans lequel l’un au moins des barreaux (5) de la grille de protection (3) est pourvu d’au moins un écarteur (6) ayant une zone brasée (7) à l’un des tubes de l’échangeur de chaleur (2), et présentant une forme configurée pour maintenir un écartement prédéterminé entre ce barreau (5) et ce tube (4). Ensemble selon la revendication 1, dans lequel l’écarteur (6) du barreau (5) est formé par un tronçon de ce barreau. Ensemble selon la revendication 2, dans lequel l’écarteur (6) est fait avec le barreau (5). Ensemble selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le tronçon du barreau (5) qui forme l’écarteur (6) présente un ou plusieurs coudes (9). Ensemble selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la grille de protection (3) comporte des barreaux (5) pourvus d’un ou plusieurs écarteurs (6), et d’autres barreaux dépourvus d’écarteur. Ensemble selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’échangeur de chaleur (2) comporte une paroi latérale inférieure (12) et une paroi latérale supérieure (13) parallèles aux tubes (4), et entre lesquelles s’étendent les tubes, et la grille de protection (3) est localement brasée à l’une au moins des parois latérales inférieure et supérieure (12,13). Ensemble selon la revendication 6, dans lequel ces parois latérales inférieure et supérieure (12,13) comportent chacun un bord replié (14) sur lequel est brasée la grille de protection (3). Ensemble selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les zones brasées entre l’échangeur de chaleur (2) et la grille de protection (3) sont sur les tubes (4), et sur des parois latérales (12,13) et/ou une boîte collectrice (15) de l’échangeur de chaleur (2). Grille de protection (3) comprenant des barreaux (5) en matériau métallique, espacés les uns des autres, chaque barreau (5) étant configuré pour être positionné en vis-à-vis de l’un des tubes (4) d’un échangeur de chaleur (2) , dans lequel l’un au moins des barreaux (5) de la grille de protection (3) est pourvu d’au moins un écarteur (6) ayant une zone à braser (7) configurée pour être brasée à l’un des tubes de l’échangeur de chaleur (2), et présentant une forme configurée pour maintenir un écartement prédéterminé entre ce barreau (5) et ce tube (4). Procédé de fabrication d’un ensemble (1) comportant, d’une part, un échangeur de chaleur (2) comprenant des tubes (4) de circulation de fluide caloporteur, ces tubes étant en matériau métallique et espacés les uns des autres de manière à laisser passer un flux d’air entre les tubes, et, d’autre part, une grille de protection (3) comprenant des barreaux (5) en matériau métallique, espacés les uns des autres, chaque barreau étant positionné en vis-à-vis de l’un des tubes (4) de l’échangeur de chaleur, le procédé comportant l’étape suivante : braser ensemble la grille de protection (3) et l’échangeur de chaleur (1) au moins dans une zone brasée, cette zone brasée étant notamment sur un écarteur (6) d’un barreau (5) de la grille de protection.