EP2553376B1 - Échangeur de chaleur à performances accrues - Google Patents

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EP2553376B1
EP2553376B1 EP11711331.6A EP11711331A EP2553376B1 EP 2553376 B1 EP2553376 B1 EP 2553376B1 EP 11711331 A EP11711331 A EP 11711331A EP 2553376 B1 EP2553376 B1 EP 2553376B1
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EP
European Patent Office
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tube
manifold
exchanger according
tubes
plane
Prior art date
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Active
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EP11711331.6A
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German (de)
English (en)
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Inventor
Christian Riondet
Jean-Marc Lesueur
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Valeo Systemes Thermiques SAS
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques SAS
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Publication date
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    • F28F9/18—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling by welding
    • F28F9/182—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling by welding the heat-exchange conduits having ends with a particular shape, e.g. deformed; the heat-exchange conduits or end plates having supplementary joining means, e.g. abutments
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    • F28F9/185—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling by welding with additional preformed parts

Definitions

  • the invention relates to a heat exchanger and a header plate corresponding to the preamble of claims 1 and 13 respectively, in particular for use in a motor vehicle and a collector plate of such an exchanger.
  • Such a collector plate and such an exchanger are known from DE10360472 .
  • Such exchangers for example the radiators for cooling the motor, have a succession of elongated tubes in which circulates a coolant. Heat exchanges occur between the coolant and the fluid externally in contact with the tubes, generally air.
  • Two manifolds receive the respective ends of these tubes, thus ensuring the fluid communication of the tubes together.
  • These boxes each include a lid and a plate-shaped manifold.
  • the sealing of the junction between the lid and the manifold is generally achieved by means of a seal extending along the edge of the box.
  • the edge of the manifold can be shaped into a groove or groove forming a housing for this joint. This groove also ensures the relative positioning of the cover and the collector.
  • the manifold is perforated with holes adapted to the passage of the tubes, so that the latter open into a respective header box at each of their ends. Once in place, the tubes are secured to the collector, generally by soldering.
  • each tube and the collector To improve the rigidity of the connection between each tube and the collector, it is common to conform an area of the box surrounding each of the holes in a neck of material. Each collar increases the guide length of the tube in the hole and increases the area available for brazing the tube with the lid.
  • the collars are obtained by pushing the material of the collector during the realization of the holes.
  • the height of the collars that is to say the distance from which they protrude from the plate, usually inside the collector box, is related to the thickness of the material used: the thicker the material, the more the collars are high.
  • the ends of the tubes protrude from the collar inside the manifold.
  • the coolant flowing in the box forms vortices. These generate internal pressure losses and adversely affect the performance of the exchanger.
  • the regions in question constitute "dead" zones, that is to say practically useless to the operation of the exchanger.
  • EP 0990868 B1 proposes to reduce these pressure drops by making the collars go beyond the collector outside the collector box.
  • the collars are formed by burrowing the holes in the opposite direction to the direction of insertion of the tubes, i.e. from the inner side of the manifold to the outer side thereof. This makes assembly of the exchanger difficult or impossible, because the holes are then devoid of introduction cone: the cone formed during the repulsion of the material of the collector has a narrowing direction opposite to the direction of introduction of the tubes.
  • step exchangers distance separating the axes of two adjacent tubes
  • FR 2 783 903 proposes to attach an additional plate to the collector, against the inner face of the latter.
  • the space between the portions of the tubes protruding from collars, here internal, is filled by the additional plate.
  • the latter further increases the resistance of the assembly to the crimping forces and protects the ends of the tubes.
  • This plate however constitutes an additional piece to manufacture and to assemble to the rest of the exchanger. This results in increased manufacturing costs.
  • EP 1 384 968 proposes to realize the box in several parts: a first part, intermediate, is crimped on the collector, while a second part, external, is made integral with the first, by gluing, crimping or welding.
  • the intermediate portion is shaped to facilitate insertion of the tubes. In this case, we find the disadvantages of adding an additional piece to the exchanger.
  • US 5,327,959 provides passage holes with a chamfer.
  • the latter is shaped to prevent the penetration of the tubes inside the manifold. The risk of vortex creation is then discarded.
  • the zone for contact between the chamfers and the ends of the tubes being very small, it is not assured that this contact takes place for all the tubes, nor that the solder can take or resist at this point. Finally, the mechanical strength of the exchanger is decreased.
  • the invention aims to improve the existing.
  • the exchanger referred to corresponds to the object of claim 1.
  • the projecting portion internally rises inwardly of the manifold.
  • the receiving element is shaped in the collector.
  • the projecting portion has a section orifice adapted to the passage of an end zone of the tube.
  • the invention also relates to a collector plate for a heat exchanger provided with the characteristics described above.
  • the Figures 1 and 2 show a heat exchanger 1 for use in a motor vehicle, for example for cooling the engine.
  • the exchanger 1 comprises elongated tubes 3 for the circulation of a heat transfer fluid arranged in a bundle.
  • the tubes 3 are aligned in one or more rows, or layers.
  • the figure 2 shows that the exchanger 1 has a sheet of tubes 3.
  • each end of each of the tubes 3 opens into a respective header box 5.
  • the exchanger 1 thus comprises two similar manifolds 5 which put the tubes 3 into fluid communication with each other.
  • the manifolds 5 have a general parallelepipedal appearance. They are arranged vis-à-vis one another.
  • the heat exchanger 1 allows a heat exchange between the coolant circulating in the tubes 3 and a fluid passing through the exchanger externally, generally air.
  • the figure 3 shows a plate 9 shaped in a manifold for a said box (not shown), the collector and a cover (not shown in this figure) forming together a collecting box 5.
  • the lid is in the general shape of parallelepiped, while the collector generally extends in a plane and rectangularly.
  • the collector 9 has a central portion 10 and a rim portion 11 surrounding this central portion 10.
  • the central portion 10 has a plurality of through orifices 12, adapted in shape and position to the introduction and passage of a portion end of the tubes 3.
  • the rim portion 11 has a circumferential groove or groove 13 adapted to the housing of a seal 14.
  • the seal 14 makes it possible to seal the assembly of the cover and collector 9 of the box.
  • a peripheral portion 15 of the collector 9 is folded so as to project, almost perpendicularly, from the central portion 10. This peripheral portion is intended to come close to the side walls of the lid and to crimp it on the collector.
  • the end of the tubes 3 received in the orifices 12 is substantially at the level of the inner envelope plane 16 or slightly below.
  • FIGS. 4 to 6 show in detail a portion of the collector 9 comprising any of the orifices 12.
  • the collector 9 is shaped to have a neck portion 19 which borders the orifice 12.
  • This collar 19 projects from the inner surface of the collector 9, following a direction substantially perpendicular to the general plane of extension of this manifold 9 and from the outer shell face 17 to the inner shell face 16.
  • the free end of the collar 19 is set back from the plane of 16.
  • the collar 19 is made by repelling the material of the plate, so that a slight narrowing of the section of the orifice 12 of the outer surface of the collector 9 is formed.
  • a connecting portion 21 connects the collar 19 to the same portion 21 corresponding to the next tube passage.
  • the connecting portion 21 is made in the form of a portion which projects from the collector 9, in a direction perpendicular to the general extension plane, going from the internal envelope plane 16 to the outer envelope plane 17. connecting portion is located below the general extension plane.
  • the collector 9 has, in the vicinity of each orifice 12, a receiving element for the end of a tube 3, comprising an internally projecting portion shaped as a holding zone for this tube, a connecting portion of the portion protruding from the manifold, this connecting portion projecting from the side of the manifold 9 opposite the manifold, the protruding portion and the connecting portion having mutually opposed projection directions.
  • the openings 12 are adapted to the passage of so-called flat tubes, that is to say whose section is delimited by two long straight edges parallel to each other and connected together, each time, by a semicircular edge.
  • the collars 19 follow the shape of the orifices 12, which can be described as oblong.
  • the connecting portion 21 is made by conforming the cover plate 9 locally in an elongated boss along the length of the orifices 12.
  • the boss has a wave appearance. This corrugation can extend over practically all of the direction concerned, in particular when there are several rows of tubes: it is then possible to use the same connecting portion 21 for several collars 19 aligned in their longitudinal direction.
  • the collars 19 are attached at their base to their respective connecting portion 23 via a bent zone 23, which further facilitates the introduction of the tubes.
  • Each collar 19 can also be seen as a bead of material surrounding the orifice 12.
  • the manifold thus has a succession of bosses similar to the connection zone, that is to say in the form of corrugations, connected to each other in the transverse direction of the orifices 12.
  • the connecting portions 21 are related to each other.
  • the vertices of the corrugations are alternately contained in the inner envelope plane 16 and in the inner envelope plane 17.
  • the orifice 12 coincides, in the general extension plane, with a crest line contained in the plane of the envelope. inner envelope 17.
  • connection zones 23 comprise bases 50 which connect them to each other and by which they are connected to the rest of the collector plate.
  • the figure 7 shows a tube passage opening 12 in a manifold 9, provided with a groove 13 for housing a seal.
  • the figure 8 shows a manifold for an embodiment in which there is no groove 13, the seal then being held in position between the tubes 3 (not visible in this figure) and the flange 15 of the manifold.
  • FIGs 9 and 10 show another aspect of the invention, according to which the free end of the collar 19 is located as close as possible at a distance D1 of 2 millimeters from the internal envelope plane 16, on the side of this plane opposite to the manifold.
  • This makes it possible to arrange a tube 3 so that its end protrudes at most 2 millimeters from the internal envelope plane of the collector 9, on the side of this plane oriented towards the inside of the manifold 5 ( figure 9 ). It also becomes possible to arrange the ends of the tubes at this inner envelope plane ( figure 10 ).
  • the Figures 11 to 13 illustrates the realization of the receiving portion of the ends of the tubes 3.
  • a portion of a metal plate is shaped into a boss portion 27.
  • This deformation of the collector is done keeping substantially the thickness of the plate constant on the portions of this plate forming the boss 27.
  • the top of the boss 27 is shaped as a boss 29 rising in a direction opposite to the elevation direction of the boss 27. This involves at least one stamping operation performed from the outer face to the inner face.
  • the bump 29 is pruned from the outer face of the cover plate 9 to form an orifice 12 at the top of the bump 29. This puncture results in a thinning of the collector and an elongation of the bump 29, so that a collar 19 is formed.
  • the invention is not limited to the embodiments described above by way of example only, but encompasses all the variants that may be considered by those skilled in the art.
  • the shape of the cross section of the tubes 3 may be different from that described, for example round, "bean”, rectangular or other.
  • the number of layers of tubes is also likely to vary.

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Description

  • L'invention a trait à un échangeur thermique et à une plaque collectrice correspondant au préambule des revendications 1 et 13 respectivement, en particulier à usage dans un véhicule automobile ainsi qu'une plaque collectrice d'un tel échangeur.
  • Une telle plaque collectrice et un tel échangeur sont connus de DE10360472 . De tels échangeurs, par exemple les radiateurs pour le refroidissement du moteur, présentent une succession de tubes allongés, dans lesquels circule un fluide caloporteur. Des échanges thermiques se produisent entre le fluide caloporteur et le fluide extérieurement en contact des tubes, en général de l'air.
  • Deux boîtes collectrices reçoivent les extrémités respectives de ces tubes, assurant ainsi la mise en communication de fluide des tubes entre eux. Ces boîtes comprennent chacune un couvercle et un collecteur en forme de plaque.
  • L'étanchéité de la jonction entre le couvercle et le collecteur est en général réalisée au moyen d'un joint d'étanchéité s'étendant suivant le bord de la boîte. En option, le bord du collecteur peut être conformé en une gorge ou rainure formant logement pour ce joint. Cette rainure assure en outre le positionnement relatif du couvercle et du collecteur.
  • Le collecteur est perforé de trous adaptés au passage des tubes, en sorte que ces derniers débouchent à l'intérieur d'une boîte collectrice respective à chacune de leurs extrémités. Une fois en place, les tubes sont rendus solidaires du collecteur, généralement par brasage.
  • Pour améliorer la rigidité de la liaison entre chaque tube et le collecteur, il est courant de conformer une zone de la boîte entourant chacun des trous en un collet de matière. Chaque collet augmente la longueur de guidage du tube dans le trou et accroît la surface disponible pour le brasage du tube avec le couvercle.
  • Les collets sont obtenus en repoussant la matière du collecteur pendant la réalisation des trous. La hauteur des collets, c'est-à-dire la distance de laquelle ils dépassent de la plaque, en général à l'intérieur de la boîte collectrice, est liée à l'épaisseur du matériau utilisé : plus le matériau est épais, plus les collets sont hauts.
  • Pour des raisons de fiabilité, l'extrémité des tubes dépasse du collet à l'intérieur de la boîte collectrice. Dans les régions des boîtes collectrices situées entre les portions d'extrémité des tubes qui dépassent des collets, ainsi que celles situées entre les collets eux-mêmes, le fluide caloporteur qui s'écoule dans la boîte forme des vortex. Ces derniers engendrent des pertes de charges internes et nuisent aux performances de l'échangeur. En outre les régions en question constituent des zones «mortes », c'est-à-dire pratiquement inutiles au fonctionnement de l'échangeur.
  • EP 0990868 B1 propose de réduire ces pertes de charge en faisant dépasser les collets du côté du collecteur extérieur à la boîte collectrice. Les collets sont formés en crevant les trous dans la direction opposée à la direction d'introduction des tubes, c'est-à-dire du côté intérieur du collecteur vers le côté extérieur de celui-ci. Cela rend l'assemblage de l'échangeur difficile, voire irréalisable, car les trous sont alors dépourvus de cône d'introduction : le cône formé lors du repoussement de la matière du collecteur présente une direction de rétrécissement opposée à la direction d'introduction des tubes.
  • La situation est aggravée par le fait que les tubes doivent en général être montés ensemble simultanément pour des raisons de cadence de fabrication.
  • Et cette situation empire encore pour les échangeurs à pas (distance séparant les axes de deux tubes adjacents) réduit, typiquement compris entre 5 et 8 millimètres environ.
  • FR 2 783 903 propose d'accoler une plaque supplémentaire au collecteur, contre la face intérieure de ce dernier. L'espace entre les portions des tubes dépassant des collets, ici intérieurs, se trouve comblé par la plaque supplémentaire. Cette dernière augmente en outre la résistance de l'ensemble aux efforts de sertissage et protège les extrémités des tubes. Cette plaque constitue cependant une pièce supplémentaire à fabriquer et à assembler au reste de l'échangeur. Il en résulte un accroissement des coûts de fabrication.
  • EP 1 384 968 propose de réaliser la boîte en plusieurs parties : une première partie, intermédiaire, est sertie sur le collecteur, tandis qu'une seconde partie, extérieure, est rendue solidaire de la première, par collage, sertissage ou soudage. La partie intermédiaire est conformée de manière à faciliter l'insertion des tubes. Dans ce cas, on retrouve les inconvénients liés à l'ajout d'une pièce supplémentaire à l'échangeur.
  • US 5 327 959 prévoit des trous de passage munis d'un chanfrein. Ce dernier est conformé de manière à empêcher la pénétration des tubes à l'intérieur de la boîte collectrice. Le risque de création de vortex se trouve alors écarté. Cependant, la zone destinée au contact entre les chanfreins et les extrémités des tubes étant très réduite, il n'est pas assuré que ce contact ait lieu pour tous les tubes, ni que la brasure puisse prendre ou résister à cet endroit. Finalement, la résistance mécanique de l'échangeur s'en trouve diminuée.
  • L'invention se fixe pour objectif d'améliorer l'existant. L'échangeur visé correspond à l'objet de la revendication 1.
  • Grâce à cette configuration de l'échangeur, il devient possible de disposer l'extrémité des tubes en dessous d'un plan contenant la face supérieure du collecteur. Ceci évite toute création de vortex. On conserve cependant les avantages d'une longueur suffisante de guidage du tube dans l'orifice et d'une introduction facilitée. Incidemment ceci permet en outre de réduire la longueur des tubes et donc de réaliser des économies de matière première.
  • La portion en saillie intérieurement s'élève vers l'intérieur de la boîte collectrice. L'élément de réception est conformé dans le collecteur. La portion en saillie présente un orifice de section adaptée au passage d'une zone d'extrémité du tube.
  • Selon différents modes de réalisation :
    • les orifices de passage du ou des tubes sont éloignés par rapport à la portion de raccordement,
    • la portion en saillie et la portion de raccordement s'élèvent suivant la direction longitudinale du tube,
    • la zone de maintien est agencée en correspondance de forme avec l'extérieur du tube au voisinage de son extrémité débouchant dans la boîte collectrice,
    • l'extrémité du tube dépasse au plus de 2 millimètres dudit plan d'enveloppe interne du collecteur, du côté de ce plan orienté vers l'intérieur de la boîte collectrice,
    • l'extrémité du tube est disposée sensiblement au niveau du plan d'enveloppe interne du collecteur,
    • l'extrémité du tube est située à une distance inférieure à 4 millimètre du plan d'enveloppe interne du collecteur, du côté de ce plan orienté vers l'extérieur de la boîte collectrice,
    • le collecteur est réalisé en un matériau en plaque d'épaisseur comprise entre 0,8 et 1,8 millimètre, de préférence entre 1,2 et 1,5 millimètre,
    • l'échangeur comprend un faisceau de tubes adaptés à la circulation du fluide caloporteur, dans lequel le faisceau présente un pas d'espacement des tubes compris entre 5 et 15 millimètres, et de préférence entre 6 et 10 millimètres,
    • la boîte comprend un couvercle, serti sur ladite boîte collectrice,
    • la boîte comprend un couvercle brasé sur ladite plaque collectrice,
    • le ou lesdits tubes sont obtenus par pliage d'une feuille de matière,
    • lesdits tubes sont munis de corrugations faisant saillie intérieurement.
  • L'invention concerne encore une plaque collectrice pour échangeur de chaleur muni des caractéristiques décrites plus haut.
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés sur lesquels :
    • la figure 1 représente une vue de face d'un échangeur de chaleur;
    • la figure 2 représente une vue de gauche de l'échangeur de la figure 1;
    • la figure 3 représente une vue en coupe longitudinale d'un collecteur pour l'échangeur des figures 1 et 2;
    • la figure 4 représente une vue en perspective cavalière et de dessus d'un détail IV du collecteur de la figure 3;
    • la figure 5 est analogue à la figure 4, le collecteur étant vue de dessous;
    • la figure 6 représente une vue en coupe longitudinale du détail IV;
    • la figure 7 représente schématiquement une vue en coupe d'un premier mode de réalisation d'un collecteur selon l'invention, dans le sens transversal dudit collecteur
    • la figure 8 est analogue à la figure 7 pour une variante de réalisation du collecteur,
    • la figure 9 représente schématiquement une partie du détail IV, le collecteur et un tube de circulation de fluide étant en une première configuration d'assemblage;
    • la figure 10 est analogue à la figure 9, le tube et le collecteur étant en une seconde configuration d'assemblage;
    • les figures 11 à 13 représentent une partie du détail IV en coupe longitudinale, en différentes étapes de sa conformation;
  • Les dessins annexés pourront non seulement servir à compléter l'invention, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant
  • Les figures 1 et 2 montrent un échangeur thermique 1 à usage dans un véhicule automobile, par exemple pour le refroidissement du moteur.
  • L'échangeur 1 comprend des tubes allongés 3 pour la circulation d'un fluide caloporteur disposés en faisceau. Les tubes 3 sont alignés suivant une ou plusieurs rangées, ou nappes. La figure 2 montre que l'échangeur 1 a une nappe de tubes 3.
  • Chacune des extrémités de chacun des tubes 3 débouche dans une boîte collectrice 5 respective. L'échangeur 1 comprend ainsi deux boîtes collectrices 5 analogues qui mettent en communication fluidique les tubes 3 entre eux. Les boîtes collectrices 5 présentent une allure générale parallélépipédique. Elles sont disposées en vis-à-vis l'une de l'autre.
  • Entre deux tubes 3 adjacents est à chaque fois disposé un intercalaire d'échange de chaleur 7, de forme ondulée et dont le sommet de chacune des oscillations est en contact avec l'un des deux tubes 3 adjacents.
  • En fonctionnement, l'échangeur 1 permet un échange thermique entre le fluide caloporteur en circulation dans les tubes 3 et un fluide traversant extérieurement l'échangeur, en général de l'air.
  • La figure 3 montre une plaque 9 conformée en un collecteur pour une dite boîte (non représentée), le collecteur et un couvercle (non représenté à cette figure) formant conjointement une boîte collectrice 5. Ici le couvercle est en forme générale de parallélépipède, tandis que le collecteur s'étend généralement dans un plan et rectangulairement.
  • Le collecteur 9 présente une portion centrale 10 et une portion de rebord 11 entourant cette partie centrale 10. La partie centrale 10 présente une pluralité d'orifices traversants 12, adaptés en forme et en position à l'introduction et au passage d'une portion d'extrémité des tubes 3.
  • La portion de rebord 11 présente une rainure circonférentielle ou gorge 13 adaptée au logement d'un joint d'étanchéité 14. Le joint 14 permet de rendre étanche l'assemblage du couvercle et collecteur 9 de la boîte. Une portion périphérique 15 du collecteur 9 est repliée de manière à faire saillie, presque perpendiculairement, de la portion centrale 10. Cette portion périphérique est destinée à venir à proximité des parois latérales du couvercle et à la sertir sur le collecteur.
  • La partie centrale 10 s'étend entre deux plans parallèles entre eux et au plan d'extension générale du collecteur 9 :
    • un premier plan situé du côté du plan général d'extension tourné vers l'intérieur de la boîte collectrice 5, ou plan d'enveloppe interne du collecteur 16;
    • un second plan situé du côté du plan général d'extension tourné vers l'extérieur de la boîte collectrice 5, ou plan d'enveloppe externe 17.
  • Selon un aspect de l'invention, l'extrémité des tubes 3 reçue dans les orifices 12 se trouve sensiblement au niveau du plan d'enveloppe interne 16 ou légèrement en deçà.
  • Les figures 4 à 6 montrent en détail une portion du collecteur 9 comprenant l'un quelconque des orifices 12.
  • Le collecteur 9 est conformé de manière à présenter une portion formant collet 19 qui borde l'orifice 12. Ce collet 19 fait saillie de la surface intérieure du collecteur 9, suivant une direction pratiquement perpendiculaire au plan général d'extension de ce collecteur 9 et allant de la face d'enveloppe extérieure 17 vers la face d'enveloppe intérieure 16. L'extrémité libre du collet 19 se trouve en retrait par rapport au plan d'enveloppe intérieur 16. Le collet 19 est réalisé par repoussement de la matière de la plaque, en sorte qu'il se forme un léger rétrécissement de la section de l'orifice 12 de la surface extérieure du collecteur 9.
  • Une portion de raccordement 21 relie le collet 19 à la même portion 21 correspondant au passage de tube suivant. La portion de raccordement 21 est réalisée sous la forme d'une portion qui fait saillie du collecteur 9, suivant une direction perpendiculaire au plan d'extension générale, allant du plan d'enveloppe interne 16 vers le plan d'enveloppe externe 17. Cette portion de raccordement est située en dessous du plan d'extension générale.
  • Autrement dit, le collecteur 9 présente au voisinage de chaque orifice 12 un élément de réception pour l'extrémité d'un tube 3, comprenant une portion en saillie intérieurement conformée en une zone de maintien pour ce tube, une portion de raccordement de la portion en saillie au collecteur, cette portion de raccordement faisant saillie du côté du collecteur 9 opposé à la boîte collectrice, la portion en saillie et la portion de raccordement présentant des directions de saillie mutuellement opposées.
  • Ici, les orifice 12 sont adaptés au passage de tubes dits plats, c'est-à-dire dont la section est délimitée par deux longs bords droits parallèles entre eux et raccordés entre eux, à chaque fois, par un bord demi-circulaire. Les collets 19 suivent la forme des orifices 12, que l'on peut qualifier d'oblongue.
  • Ici, la portion de raccordement 21 est réalisée en conformant la plaque-couvercle 9 localement en un bossage allongé suivant la longueur des orifices 12. En section transversale, le bossage présente une allure d'ondulation. Cette ondulation peut s'étendre sur pratiquement l'ensemble de la direction concernée, en particulier lorsqu'il existe plusieurs rangées de tubes : il est alors possible d'utiliser une même portion de raccordement 21 pour plusieurs collets 19 alignés suivant leur direction longitudinale.
  • Les collets 19 se rattachent en leur base à leur portion de raccordement 23 respective par l'intermédiaire d'une zone coudée 23, laquelle facilite encore l'introduction des tubes.
  • Chaque collet 19 peut également être vu comme un bourrelet de matière entourant l'orifice 12.
  • Aux figures 4 à 6, le collecteur présente donc une succession de bossages analogues à la zone de raccordement, c'est-à-dire en forme d'ondulations, se rattachant les uns aux autres dans la direction transversale des orifices 12. Autrement dit, les portions de raccordement 21 se rattachent les unes aux autres. Les sommets des ondulations sont alternativement contenus dans le plan d'enveloppe interne 16 et dans le plan d'enveloppe interne 17. L'orifice 12 coïncide, dans le plan d'extension générale, avec une ligne de crête contenue dans le plan d'enveloppe interne 17.
  • Comme on le voit sur la figure 6, les zones de raccordement 23 comportent des bases 50 qui les relient entre elles et par lesquelles elles se raccordent au reste de la plaque collectrice.
  • La figure 7 montre un orifice 12 de passage de tube dans un collecteur 9, muni d'une gorge 13 pour le logement d'un joint d'étanchéité.
  • La figure 8 montre un collecteur pour un mode de réalisation dans lequel il n'est pas prévu de gorge 13, le joint étant alors maintenu en position entre les tubes 3 (nonvisibles à cette figure) et le rebord 15 du collecteur.
  • Les figures 9 et 10 montrent un autre aspect de l'invention, selon lequel l'extrémité libre du collet 19 est située au plus près à une distance D1 de 2 millimètres du plan d'enveloppe interne 16, du côté de ce plan opposé à la boîte collectrice. Ceci permet de disposer un tube 3 de manière que son extrémité dépasse au plus de 2 millimètres du plan d'enveloppe interne du collecteur 9, du côté de ce plan orienté vers l'intérieur de la boîte collectrice 5 (figure 9). Il devient également possible de disposer l'extrémité des tubes au niveau de ce plan d'enveloppe interne (figure 10).
  • Les figures 11 à 13 illustre la réalisation de la portion de réception des extrémités des tubes 3.
  • Selon une première étape, illustrée sur la figure 11, une partie d'une plaque métallique est conformée en une portion de bossage 27. Ceci implique au moins une opération d'emboutissage réalisée depuis une grande face de la plaque, qui va former la surface interne du collecteur, en direction de la grande face opposée, qui va former la surface extérieure du collecteur. Cette déformation du collecteur se fait en gardant pratiquement l'épaisseur de la plaque constante sur les portions de cette plaque formant le bossage 27.
  • Selon une seconde étape, illustrée sur la figure 12, le sommet du bossage 27 est conformé en une bosse 29 d'élevant suivant une direction opposée à la direction d'élévation du bossage 27. Ceci implique au moins une opération d'emboutissage réalisée de la face externe vers la face interne.
  • Selon une troisième étape, illustrée sur la figure 13, on réalise un crevage de la bosse 29, depuis la face externe de la plaque-couvercle 9, pour former un orifice 12 au sommet de la bosse 29. Ce crevage résulte en un amincissement du collecteur et un allongement de la bosse 29, en sorte qu'un collet 19 se trouve formé.
  • L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus à titre d'exemple uniquement, mais englobe toutes les variantes que pourra envisager l'homme de l'art. En particulier, la forme de la section transversale des tubes 3 peut être différente de celle décrite, par exemple ronde, en "haricot", rectangulaire ou autre. Le nombre de nappes de tubes est également susceptible de varier.

Claims (13)

  1. Échangeur de chaleur du type comprenant au moins un tube (3) allongé adapté à la circulation d'un fluide caloporteur et au moins une boîte collectrice (5) pour un tel fluide dans laquelle débouche une extrémité dudit tube, la boîte collectrice comprenant un collecteur (9) présentant un élément de réception pour l'extrémité dudit tube, l'élément de réception comprenant une portion (19) en saillie intérieurement conformée en une zone de maintien pour ce tube, l'élément de réception comprenant en outre une portion de raccordement (21) de la portion en saillie intérieurement au reste du collecteur, cette portion de raccordement faisant saillie du côté du collecteur opposé à la boîte collectrice de façon à ce que la portion (19) en saillie intérieurement et la portion de raccordement (21) présentent des directions de saillie mutuellement opposées, l'échangeur de chaleur étant caractérisé en ce que les portions de raccordement (21) présentent des bases (50) par lesquelles elles se raccordent au reste de la plaque collectrice, situé dans un même plan, dit plan d'enveloppe interne (16) du collecteur, et la portion en saillie intérieurement étant située en retrait dudit plan, de façon à ce que ladite zone de maintien du tube ne dépasse pas intérieurement au-delà dudit plan.
  2. Échangeur selon la revendication 1, dans lequel la portion en saillie et la portion de raccordement s'élèvent suivant la direction longitudinale du tube.
  3. Échangeur selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel la zone de maintien est agencée en correspondance de forme avec l'extérieur du tube au voisinage de son extrémité débouchant dans la boîte collectrice.
  4. Echangeur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'extrémité du tube dépasse au plus de 2 millimètres dudit plan d'enveloppe interne du collecteur, du côté de ce plan orienté vers l'intérieur de la boîte collectrice.
  5. Échangeur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'extrémité du tube est disposée sensiblement au niveau du plan d'enveloppe interne du collecteur.
  6. Échangeur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'extrémité du tube est située à une distance inférieure à 4 millimètre du plan d'enveloppe interne du collecteur, du côté de ce plan orienté vers l'extérieur de la boîte collectrice.
  7. Échangeur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le collecteur est réalisé en un matériau en plaque d'épaisseur comprise entre 0.8 et 1,8 millimètre, de préférence entre 1,2 et 1,5 millimètre.
  8. Échangeur selon l'une des revendications précédentes, comprenant un faisceau de tubes adaptés à la circulation du fluide caloporteur, dans lequel le faisceau présente un pas d'espacement des tubes compris entre 5 et 15 millimètres, et de préférence entre 6 et 10 millimètres.
  9. Echangeur selon l'une des revendications précédentes dans lequel la boîte comprend un couvercle, serti sur ladite boîte collectrice.
  10. Echangeur selon l'une des revendications 1 à 9 dans lequel la boîte comprend un couvercle brasé sur ladite plaque collectrice.
  11. Echangeur selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel le ou lesdits tubes sont obtenus par pliage d'une feuille de matière.
  12. Echangeur selon la revendication 11 dans lequel lesdits tubes sont munis de corrugations faisant saillie intérieurement.
  13. Plaque collectrice pour échangeur de chaleur selon l'une quelconque des revendications précédentes.
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