FR3060109A1 - Echangeur de chaleur avec une plaque collectrice en alliage d'aluminium et de carbure metallique - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un échangeur de chaleur 1 comportant : • des tubes métalliques 5 parallèles les uns avec les autres et formant un faisceau de tubes 7, dans lesquels un fluide caloporteur est apte à circuler, et • deux plaques collectrices 3, une plaque collectrice 3 étant disposée et brasée à chaque extrémité du faisceau de tubes 7, caractérisé en ce qu'au moins une des plaques collectrices 3 est réalisée dans un matériau comprenant : • une matrice d'aluminium ou d'alliage d'aluminium, et • des inclusions de carbure métallique dans ladite matrice, lesdites inclusions de carbure métallique présentant un coefficient de dilatation inférieur au coefficient de dilatation des tubes métalliques 5, et une concentration volumique supérieure ou égale à 5 %.

Description

® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE
INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE © N° de publication : 3 060 109 (à n’utiliser que pour les commandes de reproduction)
©) N° d’enregistrement national : 16 62209
COURBEVOIE © Int Cl8 : F28 F 21/04 (2017.01), F28 F 9/02
DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1
©) Date de dépôt : 09.12.16. © Demandeur(s) : VALEO SYSTEMES THERMIQUES
(30) Priorité : Société par actions simplifiée — FR.
@ Inventeur(s) : CAPARROS MATHIEU, AZZOUZ
KAMEL et DE VAULX CEDRIC.
(43) Date de mise à la disposition du public de la
demande : 15.06.18 Bulletin 18/24.
©) Liste des documents cités dans le rapport de
recherche préliminaire : Se reporter à la fin du
présent fascicule
(© Références à d’autres documents nationaux ® Titulaire(s) : VALEO SYSTEMES THERMIQUES
apparentés : Société par actions simplifiée.
©) Demande(s) d’extension : © Mandataire(s) : VALEO SYSTEMES THERMIQUES.
ECHANGEUR DE CHALEUR AVEC UNE PLAQUE COLLECTRICE EN ALLIAGE D'ALUMINIUM ET DE CARBURE METALLIQUE.
FR 3 060 109 - A1 (3/) L'invention concerne un échangeur de chaleur 1 comportant:
des tubes métalliques 5 parallèles les uns avec les autres et formant un faisceau de tubes 7, dans lesquels un fluide caloporteur est apte à circuler, et deux plaques collectrices 3, une plaque collectrice 3 étant disposée et brasée à chaque extrémité du faisceau de tubes 7, caractérisé en ce qu'au moins une des plaques collectrices 3 est réalisée dans un matériau comprenant:
une matrice d'aluminium ou d'alliage d'aluminium, et des inclusions de carbure métallique dans ladite matrice, lesdites inclusions de carbure métallique présentant un coefficient de dilatation inférieur au coefficient de dilatation des tubes métalliques 5, et une concentration volumique supérieure ou égale à 5 %.
Échangeur de chaleur avec une plaque collectrice en alliage d'aluminium et de carbure métallique
L'invention concerne le domaine des échangeurs de chaleur et plus précisément le domaine des échangeurs de chaleur brasés.
Les échangeurs de chaleur brasés comportent généralement des tubes, parallèles les uns avec les autres, formant un faisceau de tubes. Les différents tubes composant le faisceau de tubes sont généralement séparés par des intercalaires. Les extrémités du faisceau de tubes sont reliées à des collecteurs formés notamment d'une plaque collectrice munie de trous dans lesquels débouchent les extrémités des tubes qui sont brasées sur la plaque collectrice. La plaque collectrice est recouverte d'une boîte à eau de sorte à former le collecteur. Les collecteurs permettent la distribution ou la récupération d'un premier fluide caloporteur qui passe à l’intérieur des tubes. Un deuxième fluide caloporteur passe quant à lui entre les tubes.
Par échangeur de chaleur brasé, on entend que les différents éléments formant l'échangeur sont fixés entre eux par brasage.
Les liaisons des extrémités de tube, aussi appelées pieds de tubes, avec la plaque collectrice sont soumises à des chocs thermiques importants (exposition à des différences de températures importantes en cours de fonctionnement]. Ces chocs thermiques peuvent provoquer des ruptures, généralement au niveau des brasures de liaison, ou encore des fissurations des extrémités de tubes au niveau de la plaque collectrice du fait de la dilatation de la plaque collectrice sous l'effet du choc thermique. Cette dilatation de la plaque collectrice aura tendance à faire subir un effort de traction aux extrémités des tubes brasés. Cette force de traction peut provoquer des fissurations au niveau de cette zone, lesquelles fissurations peuvent ensuite entraîner des fuites. Par ailleurs, cette traction de la plaque collectrice peut endommager les brasures de liaison entre les tubes et la plaque collectrice. Les brasures peuvent rompre sous l'effet de cette force. Dans ce cas, l'étanchéité de la liaison du tube avec la plaque collectrice n'est plus assurée.
On connaît du document EP 2871437 un échangeur de chaleur composé de deux collecteurs superposés permettant un renforcement de la liaison tube/collecteur au niveau des extrémités des tubes.
Cependant, l'ajout d'un deuxième collecteur entraîne une augmentation importante de la distance entre le collecteur et les intercalaires, ce qui diminue les performances de l'échangeur de chaleur. Par ailleurs, l'ajout d'un deuxième collecteur entraîne une augmentation des coûts de fabrication d'un tel échangeur de chaleur car les besoins en matière première se trouvent considérablement augmentés.
On connaît également du document KR 20150070772 un échangeur de chaleur présentant des inserts de type « clips » intégrés dans les tubes présentant les plus fortes contraintes liées à la dilatation sous l'effet des chocs thermiques. Ces inserts permettent de renforcer la liaison tube/collecteur par le biais d'une augmentation de l'épaisseur de matière dans la zone considérée.
Cependant, la fabrication d'un tel échangeur de chaleur nécessite une modification du procédé de fabrication afin de permettre l'intégration des inserts. Par ailleurs, la fabrication d'un tel échangeur de chaleur est également plus onéreuse car elle implique une augmentation des quantités de matière première nécessaires pour la fabrication d'un tel échangeur de chaleur. De plus, les inserts ne sont pas présents dans tous les tubes, ainsi il n'est pas certain que l'ensemble des tubes composant le faisceau de tubes se retrouvent protégés des chocs thermiques grâce à l'insertion de tels inserts. Par ailleurs, il sera nécessaire d'adapter les procédés de fabrication pour adapter le nombre d'inserts selon la taille de l'échangeur de chaleur, et également pour disposer les inserts à l'intérieur des tubes.
Un des objectifs de la présente invention est de pallier au moins partiellement aux problèmes de l'art antérieur en proposant un échangeur de chaleur brasé présentant des brasures entre les extrémités des tubes du faisceau et la plaque collectrice qui sont moins sensibles à la dilatation liée aux chocs thermiques que les échangeurs de chaleur de l'art antérieur.
Un autre objectif de la présente invention est de proposer un échangeur de chaleur brasé présentant un risque limité de fissuration des extrémités des tubes à cause de la dilatation de la plaque collectrice liée aux chocs thermiques.
Un autre objectif de la présente invention est de proposer un échangeur de chaleur brasé moins sensible aux phénomènes de dilatation liés aux chocs thermiques qui ne nécessite pas d'adaptation du procédé de fabrication de l'échangeur de chaleur.
Un autre objectif de l'invention est de proposer un échangeur de chaleur qui ne nécessite pas d'ajout de matière, et donc d'augmentation des coûts de fabrication, pour augmenter sa résistance à la dilatation liée aux chocs thermiques.
A cet effet, l'invention a pour objet un échangeur de chaleur comportant :
• des tubes métalliques parallèles les uns avec les autres et formant un faisceau de tubes, dans lesquels un fluide caloporteur est apte à circuler, et • deux plaques collectrices, une plaque collectrice étant disposée et brasée à chaque extrémité du faisceau de tubes, avec au moins une des plaques collectrices est réalisée dans un matériau comprenant :
• une matrice d'aluminium ou d'alliage d'aluminium, et • des inclusions de carbure métallique dans ladite matrice, lesdites inclusions de carbure métallique présentant un coefficient de dilatation inférieur au coefficient de dilatation des tubes métalliques, et une concentration volumique supérieure ou égale à 5 %.
La présence d'inclusions de carbure métallique dans la plaque collectrice permet de diminuer le coefficient de dilatation de celle-ci sous l'effet des chocs thermiques. Ainsi, cette plaque est moins sujette à se déformer, ce qui permet de diminuer les forces de traction subies par les brasures ainsi que par les extrémités des tubes. La présence de carbure métallique dans la plaque collectrice permet donc d'augmenter la résistance aux chocs thermiques d'un tel échangeur de chaleur.
Par ailleurs, la présence de carbure métallique dans la matrice d'aluminium de la plaque collectrice permet de conserver l'architecture de celle-ci et donc de l'échangeur de chaleur. Le procédé de fabrication d'un tel échangeur reste donc également inchangé et n'entraîne donc pas d'augmentation de coûts.
De plus, le fait de conserver la même architecture permet d'avoir un échangeur de chaleur dont la masse reste similaire aux échangeurs de chaleur existants.
L'échangeur de chaleur peut en outre comporter l'une des caractéristiques suivantes prises seules ou en combinaison :
Les inclusions de carbure métallique présentent une taille moyenne comprise entre 5 pm et 50 pm, de préférence comprise entre 15 pm et 35 pm.
Le coefficient de dilatation de la plaque collectrice réalisée dans un matériau comprenant les inclusions de carbure métallique est inférieur d'au moins 10 % au coefficient de dilatation des tubes métalliques.
L'échangeur de chaleur comprend au moins une boîte brasée sur au moins une plaque collectrice, ladite boîte étant réalisée dans un matériau identique à la plaque collectrice sur laquelle ladite boîte est brasée.
Le carbure métallique est du carbure de silicium.
La matrice présente une concentration pour les inclusions de carbure de silicium comprise entre 10 % et 60 % en volume.
Les tubes métalliques sont composés d'aluminium ou d'un alliage d'aluminium.
Selon une variante, seule la plaque collectrice en contact avec le fluide caloporteur avant qu’il ne s’écoule à travers les tubes de l'échangeur de chaleur (plaque collectrice qui est donc au contact du fluide caloporteur le plus chaud, en amont de son écoulement dans les tubes pour être refroidi) est réalisée dans un matériau comprenant des inclusions de carbure métallique.
Selon une autre variante, les deux plaques collectrices de l'échangeur de chaleur sont réalisées dans un matériau comprenant des inclusions de carbure métallique.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif, et les dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique de l'échangeur de chaleur présentant une boîte brasée sur chacune des plaques collectrices,
- la figure 2 est une représentation schématique de la matrice d'aluminium comprenant des inclusions de carbure métallique,
- la figure 3 est un graphique représentant l'évolution du coefficient de dilatation thermique de la matrice d'aluminium comprenant des inclusions de carbure de silicium en fonction de la concentration volumique en carbure de silicium dans cette matrice.
Sur ces figures, les éléments identiques portent les mêmes références numériques.
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 ou interchangées pour fournir d'autres réalisations.
Dans la description suivante, il est fait référence à un premier fluide caloporteur et à un second fluide caloporteur, ou encore à une première plaque collectrice et à une seconde plaque collectrice. Il s’agit d’un simple indexage pour différencier et dénommer des éléments proches mais non identiques. Cette indexation n’implique pas une priorité d’un élément 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.
En référence à la figure 1, l'échangeur de chaleur 1 comporte des tubes métalliques 5, deux plaques collectrices 3 de part et d'autre des tubes métalliques 5, des intercalaires 10, et au moins une boîte 9 permettant notamment l'entrée et la sortie d'un premier fluide caloporteur dans l'échangeur de chaleur 1, comme par exemple du liquide de refroidissement.
Les tubes métalliques 5 sont disposés de manière parallèle les uns avec les autres et forment un faisceau de tubes 7. Les tubes métalliques 5 peuvent être composés d'aluminium ou d'un alliage d'aluminium. Par ailleurs, les tubes métalliques 5 sont configurés pour permettre la circulation en leur sein du premier fluide caloporteur.
Un deuxième fluide caloporteur, par exemple de l'air, est destiné à circuler entre les tubes métalliques 5. Des intercalaires 10 peuvent être disposés entre les tubes métalliques 5 du faisceau de tubes 7. Ces intercalaires ont pour objectif de perturber le flux du deuxième fluide caloporteur et également d'augmenter la surface d'échange entre les premier et deuxième fluides caloporteurs. Les intercalaires 10 sont de préférence réalisés dans le même matériau que les tubes métalliques 5 et sont brasés avec ces tubes.
En référence aux figures 1 et 2, une plaque collectrice 3 est disposée et brasée à chaque extrémité du faisceau de tubes 7. Au moins une des plaques collectrices 3 est réalisée dans un matériau comprenant :
• une matrice 11 d'aluminium ou d'alliage d'aluminium, et • des inclusions 13 de carbure métallique dans ladite matrice 11, lesdites inclusions 13 de carbure métallique présentant un coefficient de dilatation inférieur au coefficient de dilatation des tubes métalliques 5, et une concentration volumique supérieure ou égale à 5 %.
La plaque collectrice 3 comprenant des inclusions 13 de carbure métallique présente un coefficient de dilatation plus faible que les plaques collectrices 3 réalisées en aluminium ou en un alliage d'aluminium sans inclusions 13 de carbure métallique. Lorsqu'une plaque collectrice 3 comprenant des inclusions 13 subit des chocs thermiques, la déformation associée à la dilatation de celle-ci est moins importante que celle subie par une plaque collectrice 3 composée uniquement d'aluminium ou d'un alliage d'aluminium. Ainsi, les efforts de traction que les tubes métalliques 5 subissent, notamment au niveau de leurs extrémités sont plus faibles. Les tubes métalliques 5 composant le faisceau de tubes 7 présentent donc un risque de fissuration moindre car ils subissent une force de traction plus faible.
Par ailleurs, l'utilisation de carbure métallique permet également d'obtenir une meilleure résistance des brasures liant la plaque collectrice 3 aux tubes métalliques 5 car elles subissent également des contraintes de traction plus faibles que les brasures des échangeurs de chaleur 1 présentant des plaques collectrices 3 constituées uniquement d'aluminium ou d'un alliage d'aluminium sans inclusions 13 de carbure métallique. Une concentration volumique supérieure ou égale à 5 % en carbure métallique permet notamment une diminution du coefficient de dilatation suffisante pour que les efforts de traction sur les tubes métalliques 5 soient plus faibles.
Le coefficient de dilatation de la plaque collectrice 3 réalisée dans un matériau comprenant les inclusions 13 de carbure métallique est inférieur d'au moins 10 % au coefficient de dilatation des tubes métalliques 5. Ainsi, la plaque collectrice 3 se déformera moins que les tubes métalliques 5 lors de chocs thermiques. Ainsi, l'amélioration de la longévité des tubes métalliques 5, pour les efforts de traction sur lesdits tubes métalliques 5, des brasures, qui sont moins étirées, et donc de l'échangeur de chaleur 1 est possible.
Selon le mode de réalisation de la figure 1, l'échangeur de chaleur 1 comprend deux boîtes 9 brasées sur chaque plaque collectrice 3 de l'échangeur de chaleur 1. Ces boîtes 9 permettent la circulation du premier fluide caloporteur dans l'échangeur de chaleur 1. Selon ce mode de réalisation particulier, la boîte 9 est réalisée dans un matériau identique à celui de la plaque collectrice 3 sur laquelle la boîte 9 est brasée, c'est-à-dire en un matériau comprenant des inclusions 13 de carbure métallique dans la matrice 11 d'aluminium ou d'alliage d'aluminium composant cette boîte 9.
En référence à la figure 2 qui est une représentation schématique de la matrice 11 d'aluminium ou d'alliage d'aluminium comprenant des inclusions 13 de carbure métallique, ces inclusions 13 présentent une taille moyenne comprise entre 5 pm et 50 pm. Selon un mode de réalisation préféré, les inclusions 13 présentent une taille comprise entre 15 pm et 35 pm. Avantageusement, l'utilisation d'inclusions 13 présentant une taille comprise entre 15 pm et 35 pm permet d'obtenir une répartition homogène de celles-ci et contribue à l'obtention d'un brasage de bonne qualité sans avoir à adapter le procédé de ce dernier.
Selon le mode de réalisation particulier de la figure 1 lorsque la plaque collectrice 3 présente la matrice 11 de la figure 2, les inclusions 13 ne présentent pas de forme spécifique.
Selon un autre mode de réalisation non-représenté ici, les inclusions 13 peuvent avoir une forme particulaire comme une forme sphérique ou cylindrique par exemple. Des inclusions sous forme particulaire sont simples à mettre en œuvre, elles ne requièrent pas de compliquer le procédé d’obtention avec des traitements particuliers.
Selon un mode de réalisation particulier, le carbure métallique utilisé pour les inclusions 13 dans la matrice 11 peut être du carbure de silicium (SiC). Cet alliage comprenant de l'aluminium et du carbure de silicium présente un faible coefficient de dilatation, par rapport aux alliages d'aluminium utilisés classiquement pour la réalisation de plaques collectrices 3, ce qui en fait un bon candidat pour la résistance aux chocs thermiques des plaques collectrices 3 de l'échangeur de chaleur 1.
D'autre part, la conductivité thermique du carbure de silicium est assez proche de celle de l'aluminium, ce qui permet d'obtenir un échangeur de chaleur 1 présentant des performances proches de celles d'un échangeur uniquement composé d'aluminium ou d'un alliage d'aluminium.
Le carbure de silicium présente également des propriétés mécaniques proches de celles de l'aluminium. Cela permet d'utiliser le même procédé de brasage que celui utilisé pour la fabrication d'un échangeur de chaleur 1 ne comportant pas d'inclusions 13 de carbure de silicium dans sa matrice 11 d'aluminium ou d'alliage d'aluminium. Ainsi, il n'est pas nécessaire d'adapter le procédé de fabrication en utilisant cet alliage comportant des inclusions 13 de carbure métallique, et notamment de carbure de silicium, ce qui permet un maintien des coûts de production de tels échangeurs de chaleur 1.
Selon un mode de réalisation particulier non représenté ici, seule la plaque collectrice en contact avec le fluide caloporteur avant qu’il ne s’écoule à travers les tubes de l'échangeur de chaleur (plaque collectrice au contact du fluide caloporteur le plus chaud, en amont de son écoulement dans les tubes pour être refroidi) est réalisée dans un matériau comprenant des inclusions 13 de carbure métallique. Selon ce mode de réalisation particulier, la seconde plaque collectrice 3 de l'échangeur de chaleur 1 est constituée d'aluminium ou d'un alliage d'aluminium, généralement identique à celui des tubes métalliques 5. En effet, la plaque collectrice 3 située à l’entrée de l’échangeur thermique vis-à-vis du sens d’écoulement du fluide caloporteur au sein de l’échanguer, subit les chocs thermiques les plus importants. Ainsi, il est nécessaire de limiter la dilatation de cette plaque collectrice 3 liée à ces chocs thermiques de manière à prévenir l'apparition de fissures au niveau des extrémités des tubes métalliques 5 ou encore la rupture des brasures entre la plaque collectrice 3 et les tubes métalliques 5 du fait des forces de traction que ces éléments vont subir de manière intrinsèque au fonctionnement de l'échangeur de chaleur 1.
Selon le mode de réalisation de la figure 1, les deux plaques collectrices 3 de l'échangeur de chaleur 1 sont réalisées dans un matériau comprenant des inclusions 13 de carbure métallique. Avantageusement, ce mode de réalisation permet de ne produire qu'un seul type de plaques collectrices 3 et donc de maintenir de bonnes cadences de production de l'échangeur de chaleur 1 sans avoir à identifier les plaques collectrices 3 comportant les inclusions 13 de carbure métallique des plaques collectrices 3 n'en comportant pas.
En référence à la figure 3 qui correspond à un graphique représentant une courbe 20 correspondant à l'évolution du coefficient de dilatation thermique de l'alliage en fonction de la concentration volumique en carbure de silicium. Selon la figure 3, la courbe 20 est une droite où le coefficient de dilatation thermique diminue avec l'augmentation de la concentration volumique de carbure de silicium dans l'alliage d'aluminium.
Selon la figure 3, le coefficient de dilatation thermique de l'alliage d'aluminium utilisé classiquement dans la composition des tubes 5 et de la plaque collectrice 3 est d'environ 21 ppm/°C. Selon la figure 3, l'ajout de carbure de silicium permet de diminuer le coefficient de dilatation de l'alliage comprenant des inclusions 13 de manière linéaire selon la concentration volumique de carbure de silicium présente dans l'alliage. Par exemple, une concentration volumique de 10 % de carbure de silicium permet d'obtenir un alliage présentant un coefficient de dilatation thermique d'environ 18,75 ppm/°C, ce qui correspond à une réduction d'environ 10 % du coefficient de dilatation thermique de l'alliage comprenant des inclusions 13 de carbure de silicium par rapport au coefficient de dilatation thermique d'un alliage d'aluminium standard.
Avantageusement, les inventeurs ont montré que lorsque la matrice 11 présente une concentration pour les inclusions 13 de carbure de silicium, comprise entre 10 % et 60 % en volume, le coefficient de dilatation de la plaque collectrice 3 est suffisamment laible pour limiter l'apparition de fissures au niveau des extrémités des tubes métalliques 5 ou encore la rupture des brasures entre les tubes métalliques 5 et la plaque collectrice 3. Les inventeurs ont aussi remarqué que lorsque la concentration en carbure de silicium est intérieure à 10 % en volume, le coefficient de dilatation de la plaque collectrice 3 reste trop élevé pour prévenir l'apparition de fissures au niveau des extrémités des tubes métalliques 5 ou la rupture des brasures entre la plaque collectrice 3 et les tubes métalliques 5. Par ailleurs, les inventeurs ont également remarqué que lorsque la concentration volumique en carbure de silicium est supérieure à 60 % en volume, le brasage entre les tubes métalliques 5 du laisceau de tubes 7 et la plaque collectrice 3 est plus difficile à réaliser.
Avantageusement, pour une concentration volumique comprise entre 10 % et 60 % des inclusions 13 de carbure de silicium, dans la matrice 11 de la plaque collectrice 3, la plaque collectrice 3 présente un coefficient de dilatation optimal pour son utilisation, notamment pour la réalisation d'un échangeur de chaleur ayant par exemple des tubes pliés à double canaux de circulation, dits en « B ». Plus précisément, lorsque la concentration volumique en carbure de silicium est de 10 %, le coefficient de dilatation de la plaque collectrice 3 est intérieur de 10 % par rapport au coefficient de dilatation des tubes métalliques 5, comme représenté sur la ligure 3. Cette diminution du coefficient de dilatation permet d'obtenir un coefficient de dilatation suffisamment diminué pour limiter les risques de fissuration des tubes métalliques 5 ou encore les risques de rupture des brasures au niveau des extrémités des tubes métalliques 5 et de la plaque collectrice 3.
Selon un autre mode de réalisation non représenté ici, le carbure métallique peut être du carbure de nickel (NiC). Le carbure de nickel présente des caractéristiques proches de celles du carbure de silicium et donc des avantages similaires.
Ces exemples de réalisation sont tournis à titre illustratil et non limitatil. En effet, il est tout à lait possible pour l'homme de l'art, sans sortir du cadre de l'invention, de remplacer le carbure de silicium par tout autre carbure métallique permettant de diminuer le coefficient de dilatation thermique de la plaque collectrice 3.
Ainsi, la diminution de l'apparition de fissures au niveau des extrémités des 10 tubes métalliques 5 et la diminution des ruptures au niveau des brasures entre les plaques collectrices 3 et les tubes métalliques 5 d'un échangeur de chaleur 1 brasé, liée aux chocs thermiques, est possible grâce à la présence d'inclusion 13 de carbure métallique, et en particulier de carbure de silicium, dans la matrice 11 d'aluminium ou d'alliage d'aluminium composant les plaques collectrices 3 disposées de chaque côté du laisceau 7 de tubes métalliques 5. Ces inclusions 13 permettent de diminuer le coefficient de dilatation des plaques collectrices 3 et ainsi les forces de traction que les extrémités des tubes métalliques 5 ou les brasures subissent. Avantageusement, la présence d'inclusion 13 de carbure métallique dans la matrice 11 des plaques collectrices 3 permet de conserver les mêmes procédés de labrication et de brasage. De plus, la modification de l'alliage permet de conserver la même structure d'échangeur de chaleur 1 que ceux connus dans l'état de l'art, l'ajout de matière n'est donc pas nécessaire pour augmenter la résistance d'un tel échangeur de chaleur 1 aux chocs thermiques.

Claims (9)

  1. REVENDICATIONS
    1. Échangeur de chaleur (1) comportant :
    • des tubes métalliques (5) parallèles les uns avec les autres et formant un faisceau de tubes (7), dans lesquels un fluide caloporteur est apte à circuler, et • deux plaques collectrices (3), une plaque collectrice (3) étant disposée et brasée à chaque extrémité du faisceau de tubes (7), caractérisé en ce qu'au moins une des plaques collectrices (3) est réalisée dans un matériau comprenant :
    • une matrice (11) d'aluminium ou d'alliage d'aluminium, et • des inclusions (13) de carbure métallique dans ladite matrice (11), lesdites inclusions (13) de carbure métallique présentant un coefficient de dilatation inférieur au coefficient de dilatation des tubes métalliques (5), et une concentration volumique supérieure ou égale à 5 %.
  2. 2. Échangeur de chaleur (1) selon la revendication 1, dans lequel les inclusions (13) de carbure métallique présentent une taille moyenne comprise entre 5 pm et 50 pm, de préférence comprise entre 15 pm et 35 pm.
  3. 3. Échangeur de chaleur (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le coefficient de dilatation de la plaque collectrice (3) réalisée dans un matériau comprenant les inclusions (13) de carbure métallique est inférieur d'au moins 10 % au coefficient de dilatation des tubes métalliques (5).
  4. 4. Échangeur de chaleur (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant au moins une boîte (9) brasée sur au moins une plaque collectrice (3), ladite boîte (9) étant réalisée dans un matériau identique à la plaque collectrice (3) sur laquelle ladite boîte (9) est brasée.
  5. 5. Échangeur de chaleur (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le carbure métallique est du carbure de silicium.
    5
  6. 6. Échangeur de chaleur (1) selon la revendication 5, dans lequel la matrice (11) présente une concentration pour les inclusions (13) de carbure de silicium comprise entre 10 % et 60 % en volume.
  7. 7. Échangeur de chaleur (1) selon l’une quelconque des revendications 10 précédentes, dans lequel lesdits tubes métalliques (5) sont composés d'aluminium ou d'un alliage d'aluminium.
  8. 8. Échangeur de chaleur (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel seule la plaque collectrice (3) qui est en contact avec le
    15 fluide caloporteur le plus chaud de l'échangeur de chaleur (1) est réalisée dans un matériau comprenant des inclusions (13) de carbure métallique.
  9. 9. Échangeur de chaleur (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel les deux plaques collectrices (3) de l'échangeur de chaleur (1) sont
    20 réalisées dans un matériau comprenant des inclusions (13) de carbure métallique.
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