FR2809485A1 - Boite collectrice pour un echangeur de chaleur brase et echangeur comportant une telle boite - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une boîte collectrice pour un échangeur de chaleur. Elle comprend des parois qui délimitent une chambre, l'une des parois de la chambre étant pourvue d'une ouverture (30), une tubulure (32) étant raccordée à l'ouverture (30). La tubulure (32) comporte au moins un ergot (36) et l'ouverture (30) comporte au moins une encoche (34), correspondant à l'ergot (36) de la tubulure (32). De préférence la tubulure comporte trois ergots, et l'ouverture trois encoches, disposées à 120degre les unes des autres. La tubulure peut ainsi être introduite dans l'ouverture et tournée d'un certain angle pour assurer son maintien provisoire avant et pendant une opération de brasage. Application notamment aux échangeurs de chaleur pour véhicule automobile.

Description

<U>Boîte collectrice pour un échangeur de chaleur brasé et</U> <U>échangeur comportant une telle boîte</U> L'invention se rapporte aux échangeurs de chaleur, notamment pour véhicule automobile.

Elle concerne plus particulièrement une boîte collectrice pour un échangeur de chaleur comprenant des parois qui délimitent une chambre, l'une des parois de la chambre étant pourvue d'une ouverture, une tubulure étant raccordée à cette ouverture.

Dans une boîte collectrice de ce genre, la plaque collectri ce, que l'on appelle aussi plaque à trous, possède une multiplicité de trous dans lesquels sont reçues les extrémi tés de tubes qui constituent le faisceau de l'échangeur de chaleur. A ces tubes sont associées des ailettes contribuant à augmenter la surface d'échange de chaleur. La plaque collectrice est formée par une paroi qui délimite une chambre communiquant avec les tubes pour permettre la circulation d'un fluide caloporteur dans le faisceau. L'une des parois de la chambre est munie d'au moins une tubulure pour permettre l'entrée ou la sortie du fluide caloporteur.

Les échangeurs de chaleur brasés comprennent un faisceau monté entre deux boîtes collectrices. Le faisceau est formé d'une multiplicité de tubes disposés parallèlement entre eux et alternant avec des intercalaires. Ces intercalaires sont de type ondulés, c'est-à-dire qu'ils sont formés à partir d'un feuillard métallique déformé pour constituer des ondulations. Ainsi, un intercalaire disposé entre deux tubes adjacents vient au contact respectif des deux tubes par des régions d'extrémité des ondulations.

Habituellement, l'échangeur de chaleur comprend en outre deux joues, encore appelées traverses, qui encadrent le faisceau et sont disposées parallèlement aux tubes. Les différentes pièces sont formées d'une matière métallique revêtue exté rieurement d'un alliage de brasure.

Après assemblage, les différentes pièces de l'échangeur sont brasées par passage dans un four. Il est donc nécessaire de les maintenir temporairement en place afin qu'elles ne puissent pas se déplacer mutuellement durant leur passage dans le four avant d'avoir été solidarisées définitivement entre elles. En particulier, il est nécessaire que les tubulures ne se déplacent pas par rapport à la paroi de la chambre.

Actuellement, la fixation provisoire des tubulures est obtenue en les sertissant sur la boîte collectrice. Une telle opération nécessite un outillage adapté et une reprise de la boîte. Elle est donc coûteuse à effectuer.

La présente invention a pour objet une boîte collectrice, et un échangeur de chaleur comportant une telle boîte, qui permettent une fixation provisoire rapide et peu coûteuse de la tubulure dans une ouverture d'une paroi de la boîte collectrice.

Ce résultat est obtenu conformément à l'invention par le fait que la tubulure comporte au moins un ergot et par le fait que l'orifice comporte au moins une encoche permettant le passage de l'ergot de la tubulure. De la sorte la tubulure peut être maintenue dans l'ouverture par l'ergot ou les ergots après rotation de la tubulure dans l'ouverture.

La tubulure est introduite manuellement ou automatiquement dans l'ouverture, l'ergot ou les ergots étant placés en regard des encoches correspondantes pratiquées à la périphé rie de l'ouverture. Puis la tubulure est tournée angulaire- ment d'un certain angle de manière que l'ergot ou les ergots ne soient plus en regard des encoches. Ainsi la tubulure est maintenue de manière provisoire sur la boîte collectrice de façon stable pendant le passage de l'échangeur dans le four. Avantageusement la tubulure comporte au moins deux ergots. De préférence, la tubulure comporte trois ergots disposés à 120 l'un de l'autre. L'ouverture comportera alors également trois ergots disposés 120 l'un de l'autre. De préférence, le nombre des encoches est égal au nombre des ergots de la tubulure, mais cette caractéristique n'est pas indispensable. Le nombre d'encoches peut également être un multiple du nombre d'ergots. On peut imaginer par exemple que l'ouverture comporte six encoches disposées à 60 l'une de l'autre, ce qui permettrait de limiter l'angle de rotation nécessaire pour introduire les ergots dans les encoches.

Fréquemment, la tubulure est coudée et doit s'étendre dans une direction donnée pour être emmanchée avec un conduit souple. Dans ce cas, il est nécessaire de respecter une orientation angulaire précise de la tubulure par rapport à la boite collectrice. Si la tubulure est montée manuellement, la paroi de la chambre qui comporte l'ouverture est de préfé rence pourvue d'une butée qui limite la rotation de la tubulure par coopération avec un ergot.

D'autres caracteristiques et avantages de la présente invention apparaitront encore à la lecture de la description qui suit d'un exemple de réalisation donné à titre illustra- tif en référence aux figures annexées. Sur ces figures - la figure 1 est une vue partielle en perspective d'une boîte collectrice pour un échangeur de chaleur selon l'inven tion, comprenant une tubulure en cours d'assemblage ; - la figure 2 est une autre vue partielle en perspective analogue à la figure 1 ; et - les figures 3 et 4 sont des vues agrandies analogues à la figure 2 montrant la tubulure respectivement avant et après assemblage.

Sur la figure 1, la boîte collectrice comprend une première partie 10 et une seconde partie 12, chacune formée à partir d'une feuille métallique, avantageusement en aluminium, qui est conformée par des opérations classiques de découpage et d'emboutissage.

La première partie 10 comporte un fond 14 qui est générale ment plat de forme rectangulaire allongée. Ce fond 14 est destiné à constituer la plaque collectrice, encore appelée "plaque à trous", de la boîte collectrice. Ce fond comporte à cette effet une pluralité de trous espacés de forme allongée destinés à recevoir des tubes 18 faisant partie du faisceau de l'échangeur de chaleur. Dans l'exemple décrit, il s'agit de tubes plats 18 entre lesquels sont disposées des ailettes 20 réalisées sous la forme d'intercalaires ondulés. La partie 10 comprend en outre deux flancs latéraux 22 repliés en vis à vis, et qui sont généralement plans et parallèles entre eux. Ces flancs se raccordent sensiblement perpendiculairement au fond 14 par deux lignes pliage 24 qui sont parallèles entre elles. Les flancs latéraux 22 comportent dans leur partie centrale des prolongements respectifs 26 et 28. Le prolongement 26 comporte une ouver ture 30 tandis que le prolongement 28 est complètement fermé. L'ouverture 30 est de forme circulaire et est destinée à permettre l'adaptation d'une tubulure 32 de section circulai re.

La seconde partie 12 s'adapte sur les flancs latéraux 22 en sorte que ces deux parties délimitent conjointement un volume fermé qui communique avec les tubes 18 du faisceau. On comprendra qu'il est possible ainsi de réaliser en une seule opération de brasage un échangeur de chaleur comprenant un faisceau formé par une multiplicité de tubes et d'ailettes, en même temps qu'une ou deux boîtes collectrices.

On a représenté sur la figure 2 une vue en perspective des prolongements respectifs 26 et 28 des flancs latéraux 22. On constate que l'ouverture 30, formée dans le prolongement 26, comporte des encoches 34, qui sont au nombre de trois dans l'exemple de réalisation représenté. Les encoches 34 sont disposées à 120 l'une de l'autre. L'extrémité de la tubulure 32 qui s'engage dans l'ouverture 30 comporte trois ergots 36, eux aussi disposés à 12 l'un de l'autre. Ces ergots forment des protubérances en saillie vers l'extérieur de la tubulure. Lorsque les ergots 36 sont en regard des encoches 34, on peut introduire l'extrémité la tubulure dans l'ouverture 30 comme représenté par la flèche F1 sur la figure 3. La tubulure 32 comporte une collerette 40 qui limite la pénétra tion de la tubulure dans l'ouverture 30. Lorsque la colle rette 40 est en appui sur la paroi 26 de la boite collectri ce, on tourne la tubulure dans un sens ou dans l'autre d'un certain angle, par exemple 10 ou 20 (comme montré par la flèche F2 sur la figure 4), de telle sorte que les ergots ne se trouvent plus en regard des encoches 34. La tubulure est ainsi maintenue de manière suffisamment ferme sur la boite collectrice pour qu'il soit possible d'effectuer l'opération de brasage sans qu'elle se déplace. En particulier, les ergots 36 sont conformés de telle manière qu'un léger serrage de la tubulure sur la paroi 26 soit obtenu.

Toutefois, il arrive fréquemment que la tubulure 32, au lieu d'être cylindrique droite comme représenté dans l'exemple, présente une forme coudée. Dans ce cas, elle devra être disposée selon une orientation angulaire précise par rapport à la boîte collectrice afin de la raccorder à une conduite souple du circuit de circulation du fluide. Si la tubulure est introduite par un robot, ce dernier peut être réglé de manière à donner une orientation angulaire convenable et aucune mesure supplémentaire n'est nécessaire. Si la tubulure est introduite manuellement par un opérateur, la paroi 26 comportera de préférence un bossage 42 (figures 3 et 4), obtenu par exemple par poinçonnage, et formant une butée qui limite le mouvement de rotation de la tubulure par rapport à la boite collectrice. Lorsque l'un des ergots 36 vient en butée contre le bossage 42, l'angle de rotation convenable est obtenu. I1 est important que les encoches 34 aient une faible dimen sion de manière à pouvoir être comblées par l'alliage de brasage lors de l'opération de brasage.

L'échangeur de chaleur de l'invention peut être utilisé notamment pour constituer un radiateur de refroidissement du moteur ou un radiateur de chauffage de l'habitacle d'un véhicule automobile.

Claims (7)

<U>Revendications</U>

1. Boîte collectrice pour un échangeur de chaleur compre nant des parois (12, 14, 22) qui délimitent une chambre, l'une des parois (22) de la chambre étant pourvue d'une ouverture (30), une tubulure (32) étant raccordée à l'ouver ture (30), caractérisée en ce que la tubulure (32) comporte au moins un ergot (36), et en ce que l'ouverture (30) comporte au moins une encoche (34) pour le passage de l'ergot (36), en sorte que la tubulure peut être maintenue dans l'ouverture par l'ergot ou les ergots après rotation de la tubulure dans l'ouverture.

2. Boîte collectrice selon la revendication 1, caractérisée en ce que le nombre d'encoches (34) est égal au nombre d'ergots (36).

3. Boîte collectrice selon la revendication 1, caracterisée en ce que le nombre d'encoches (34) est un multiple du nombre d'ergots (36).

4. Boîte collectrice selon l'une des revendications à 3, caractérisée en ce que la tubulure (32) comporte au moins deux ergots (36).

5. Boîte collectrice selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la tubulure (32) comporte trois ergots (36) disposés à 120 l'un de l'autre.

6. Boîte collectrice selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la paroi de la chambre qui comporte l'ouverture (30) est pourvue d'une butée (42) qui limite la rotation de la tubulure (32) par coopération avec un ergot (36 .

7. Echangeur de chaleur caractérisé en ce qu'il comprend au moins une boite collectrice selon l'une des revendications 1 à 6