EP0091873B1 - Procédé pour le renfort au moyen de plaquettes au moins des rangées d'extrémité des tubes engagés dans des plaques collectrices pour constituer un échangeur de chaleur et échangeur en faisant application - Google Patents

Procédé pour le renfort au moyen de plaquettes au moins des rangées d'extrémité des tubes engagés dans des plaques collectrices pour constituer un échangeur de chaleur et échangeur en faisant application Download PDF

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EP0091873B1 EP83400714A EP83400714A EP0091873B1 EP 0091873 B1 EP0091873 B1 EP 0091873B1 EP 83400714 A EP83400714 A EP 83400714A EP 83400714 A EP83400714 A EP 83400714A EP 0091873 B1 EP0091873 B1 EP 0091873B1
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Definitions

  • the present invention relates to heat exchangers and more particularly heat exchangers used as coolers, for example as cooling radiators of a heat engine.
  • the invention relates more particularly to the exchangers used on heavy goods vehicles whose end tubes are subjected to significant stresses both thermal and mechanical, which requires strengthening the connection tubes-collector plates.
  • DE-C-703 758 describes a corrugated header plate whose tube passages have bevelled parts and a heel resting on a development of the tubes engaged in the tube passages.
  • the corrugated part of the collector plate forms retained by the solder which also extends between each opening and the underside of the collector plate.
  • the arrangement recommended by the previous publication requires a precise shaping of the collector plate and the realization of a development on each tube, which constitutes an operation which can be carried out essentially with tubes of circular section.
  • the invention simplifies the known embodiments by taking advantage of a drawback presented by the collector plates in which the tube passages are formed by cutting and bending the collars.
  • the method for reinforcing by means of plates at least rows of tube ends, engaged in header plates to form a heat exchanger in which the tube passages of the header plate are made by punching of the collector plate to delimit bevelled parts is characterized in that, in a manner known per se, cambered collars so that the bevelled part is located at the upper end of the collets, in that the bottom of the parts of the collector plate separating two passages of successive tubes so that it is curved, in that the curved parts are applied against a flat plate pierced with lights corresponding to the tubes, this plate being placed on the tubes before the collector plate and in that the assembly is brazed after fluxing, the spaces delimited between the convex parts of the collector and planes of the plate forming circulating circuits ca pills for soldering causing elimination of the flux.
  • Fig. 1 is a plan seen from above of a collector plate of a heat exchanger with circulation tubes comprising the reinforcement device of the invention.
  • Fig. 2 is a very enlarged sectional elevation seen along line II-II of FIG. 1.
  • the drawing illustrates a rectangular collecting plate 1 which delimits tube passages 2 for tubes 3.
  • the collecting plate 1, which is metallic, is shaped by punching so that the tube passages 2 are delimited by collars 4 with bevelled end 4a.
  • the tubes 3 are engaged in the collars 4 and their upper end is flared as shown in 3a above the bevelled part 4a.
  • This embodiment of the collector plate has the additional effect that the bottom 5 of the spaces separating the collars is not planar but, on the contrary, curved as illustrated in FIG. 2, the decreasing radius of curvature in the vicinity of the part joining the bottom 5 to the side of the collars 4 as illustrated in 5a.
  • plates 6 are used which extend over a few rows of tubes, for example four as shown.
  • the plates 6 are completely flat and in their thickness, by means of cutting tools, lights 7 whose shape corresponds to that of the tubes and whose dimensions are slightly larger than those of the tubes 3.
  • the plates 6 are placed so that they are in contact with the underside of the collecting plate, that is to say with the underside of the convex part 5.
  • This arrangement has the effect of providing space between the collecting plate and the above each wafer capillary spaces 8 which communicate with capil spaces laires 9 formed between the openings 7 of the wafer 6 and the outer wall of the tubes 3.
  • the assembly produced is brazed, for example a soft brazing at by means of a lead tin alloy or the like which diffuses into the capillary spaces described above, none of which has dimensions such that residual flows can be retained.
  • the solder since all the spaces are capillary, the solder, when it melts, necessarily circulates in all the parts of the spaces and consequently repels the flux which could be there to allow the wetting of the metal by the solder.

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Description

  • La présente invention concerne les échangeurs de chaleur et plus particulièrement les échangeurs de chaleur utilisés comme refroidisseurs par exemple comme radiateurs de refroidissement d'un moteur thermique.
  • Bien que non exclusivement l'invention concerne de façon plus particulière les échangeurs utilisés sur des véhicules poids-lourds dont les tubes d'extrémité sont soumis à des sollicitations importantes tant thermiques que mécaniques, ce qui oblige à renforcer la liaison tubes-plaques collectrices.
  • Le problème exposé ci-dessus est bien connu des spécialistes et il a été proposé de longue date de renforcer les plaques collectrices au voisinage des rangées d'extrémité des tubes. Pour cela, on a proposé de disposer des plaquettes de renforcement enfilées sur les extrémités des tubes soit au-dessus soit en dessous des plaques collectrices.
  • La Demanderesse a elle-même proposé dans le brevet FR-A-2 250 973 des plaquettes de renfort formant des ondulations successives dans le sommet desquelles des lumières sont pratiquées pour le passage des tubes, ces ondulations servant à retenir de la brasure entre elles et le dessus d'une plaque collectrice. On renforce ainsi considérablement la liaison des tubes et des plaques collectrices.
  • Il est apparu à l'usage que les solutions proposées donnaient satisfaction en permettant à l'échangeur de bien résister tant aux sollicitations mécaniques que thermiques. Cependant, il est apparu que l'amélioration apportée, bien que satisfaisant aux exigences actuelles d'utilisation, n'atteignait pas le degré qu'on pouvait en attendre.
  • Le DE-C-703 758 décrit une plaque collectrice ondulée dont les passages de tubes présentent des parties biseautées et un talon reposant sur un épanouissement des tubes engagés dans les passages de tubes. La partie ondulée de la plaque collectrice forme retenue par la brasure qui s'étend aussi entre chaque épanouissement et le dessous de la plaque collectrice. La disposition préconisée par la publication antérieure nécessite une mise en forme précise de la plaque collectrice et la réalisation d'un épanouissement sur chaque tube, ce qui constitue une opération réalisable essentiellement avec des tubes de section circulaire.
  • L'invention simplifie les réalisations connues en mettant à profit un inconvénient que présentent les plaques collectrices dans lesquelles les passages de tubes sont formés par découpage et cambrage des collets.
  • Conformément à l'invention, le procédé pour le renfort au moyen de plaquettes au moins des rangées d'extrémité de tubes, engagés dans des plaques collectrices pour constituer un échangeur de chaleur dans lequel les passages de tube de la plaque collectrice sont réalisés par poinçonnage de la plaque collectrice pour délimiter des parties biseautées, est caractérisé en ce que, de façon connue en soi, on cambre des collets pour que la partie biseautée se trouve à l'extrémité supérieure des collets, en ce qu'on forme le fond des parties de la plaque collectrice séparant deux passages de tubes successifs pour qu'elle soit bombée, en ce qu'on applique les parties bombées contre une plaque plane percée de lumières correspondant aux tubes, cette plaque étant mise en place sur les tubes préalablement à la plaque collectrice et en ce qu'on brase l'ensemble après fluxage, les espaces délimités entre les parties bombées du collecteur et planes de la plaquette formant des circuits de circulation capillaires pour la brasure en provoquant l'élimination du flux.
  • Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit.
  • Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, au dessein annexé.
  • La fig. 1 est un plan vu de dessus d'une plaque collectrice d'un échangeur de chaleur à tubes de circulation comportant le dispositif de renforcement de l'invention.
  • La fig. 2 est une coupe-élévation très agrandie vue suivant la ligne II-II de la fig. 1.
  • Le dessin illustre une plaque collectrice 1 de forme rectangulaire qui délimite des passages de tube 2 pour des tubes 3. La plaque collectrice 1, qui est métallique, est conformée par poiçon- nage pour que les passages de tube 2 soient délimités par des collets 4 à extrémité biseautée 4a. Les tubes 3 sont engagés dans les collets 4 et leur extrémité supérieure est évasée comme montré en 3a au-dessus de la partie biseautée 4a.
  • Ce mode de réalisation de la plaque collectrice a pour effet supplémentairement que le fond 5 des espaces séparant les collets n'est pas plan mais, au contraire, bombé comme l'illustre la fig. 2, le rayon de courbure décroissant au voisinage de la partie joignant le fond 5 au flanc des collets 4 comme cela est illustré en 5a.
  • Pour renforcer la plaque collectrice au moins au voisinage des tubes d'extrémité, c'est-à-dire les tubes 3" on met en oeuvre des plaquettes 6 s'étendant sur quelques rangées de tubes, par exemple quatre comme représenté. Les plaquettes 6 sont complètement planes et on pratique dans leur épaisseur, au moyen d'outils de découpage, des lumières 7 dont la forme correspond à celle des tubes et dont les dimensions sont légèrement plus grandes que celles des tubes 3.
  • On dispose les plaquettes 6 de façon qu'elles soient en contact avec le dessous de la plaque collectrice, c'est-à-dire avec le dessous de la partie bombée 5. Cette disposition a pour effet de ménager entre la plaque collectrice et le dessus de chaque plaquette des espaces capillaires 8 qui communiquent avec des espaces capillaires 9 ménagés entre les lumières 7 de la plaquette 6 et la paroi externe des tubes 3. Après l'assemblage des tubes, des plaquettes et de la plaque collectrice, on procède au brasage de l'ensemble réalisé, par exemple un brasage tendre au moyen d'un alliage à l'étain plomb ou analogues qui diffuse dans les espaces capillaires décrits ci-dessus dont aucun ne présente des dimensions telles que des reliquats de flux puissent être retenus. En effet, puisque tous les espaces sont capillaires la brasure, lors de sa fusion, circule nécessairement dans toutes les parties des espaces et refoule par conséquent le flux qui pouvait s'y trouver pour permettre le mouillage du métal par la brasure.
  • Il est possible de prévoir des plaquettes s'étendant sur toute la surface des plaques collectrices.

Claims (7)

1. Procédé pour le renfort au moyen de plaquettes (6) au moins des rangées d'extrémité de tubes (3) engagés dans des plaques collectrices (1) pour constituer un échangeur de chaleur dans lequel les passages de tube (2) de la plaque collectrice (1) sont réalisés par poinçonnage de la plaque collectrice pour délimiter des parties biseautées, caractérisé en ce que, de façon connue en soi, on cambre des collets (4) pour que la partie biseautée (4a) se trouve à l'extrémité supérieure des collets, en ce qu'on forme le fond (5) des parties de la plaque collectrice (1) séparant deux passages de tubes successifs (2) pour qu'elle soit bombée, en ce qu'on applique les parties bombées (5) contre une plaque plane (6) percée de lumiéres (7) correspondant aux tubes (3), cette plaque étant mise en place sur les tubes préalablement à la plaque collectrice (1) et en ce qu'on brase l'ensemble après fluxage, les espaces délimités entre les parties bombées du collecteur et planes de la plaquette formant des circuits de circulation capillaires pour la brasure en provoquant l'élimination du flux.
2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité des tubes est évasée au-dessus des parties biseautées des collets pour assurer aussi la circulation de la brasure et sa retenue.
3. Procédé suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les lumières pratiquées dans la plaquette sont de forme correspondant à celle des tubes mais de dimensions très légèrement supérieures aux dimensions externes desdits tubes.
4. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la brasure est réalisée alors que le fond bombé des parties de la plaque collectrice séparant les passages de tube est accosté au-dessus du plan de la plaquette.
5. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que plusieurs plaquettes sont prévues en relation avec la même plaque collectrice.
6. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'une même plaquette recouvre toute l'étendue d'une plaque collectrice.
7. L'application du procédé de l'une des revendications 1 à 6 à la réalisation d'échangeurs de chaleur du type refroidisseur pour véhicules notamment véhicules poids-lourds.
EP83400714A 1982-04-16 1983-04-08 Procédé pour le renfort au moyen de plaquettes au moins des rangées d'extrémité des tubes engagés dans des plaques collectrices pour constituer un échangeur de chaleur et échangeur en faisant application Expired EP0091873B1 (fr)

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