EP1548385A2 - Tube d'échangeur de chaleur à deux courants de circulation et échangeur de chaleur comportant de tels tubes - Google Patents

Tube d'échangeur de chaleur à deux courants de circulation et échangeur de chaleur comportant de tels tubes Download PDF

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EP1548385A2
EP1548385A2 EP04030763A EP04030763A EP1548385A2 EP 1548385 A2 EP1548385 A2 EP 1548385A2 EP 04030763 A EP04030763 A EP 04030763A EP 04030763 A EP04030763 A EP 04030763A EP 1548385 A2 EP1548385 A2 EP 1548385A2
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EP
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tube
partition wall
heat exchanger
seal
tubes
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Withdrawn
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EP04030763A
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Alan Day
Gilles Pain
Jonathan Lamard
Michel Guerand
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Valeo Systemes Thermiques SAS
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Valeo Thermique Moteur SA
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Definitions

  • the invention relates to the field of heat exchangers, especially for motor vehicles. It concerns a tube able to be part of a heat exchanger such as a engine cooling radiator of a vehicle automobile.
  • a flat tube for a heat exchanger having an insert having a pleat intermediate, in particular a central fold, forming a partition separating the two circulation channels for one coolant.
  • a heat exchanger in particular for a motor vehicle, comprising at least one row of flat tubes with two fluid circulation channels delimited by a partition wall, a plate collector with openings for receiving the tubes, a cover to close the collector plate and thus form a collector box, as well as a plane seal arranged on the manifold plate to ensure a tightness with the lid.
  • the collector box is then divided by a partition to delimit two rooms that communicate respectively with a first channel and a second channel of each tube, the circulation of the fluid in the channels of each tube being counter-current.
  • the invention relates to a heat exchanger which can be realized not only in the form of an assembled exchanger by brazing, but also in the form of a heat exchanger heat mechanically assembled.
  • the tubes are brazed in the openings of the collector plate and the seal ensures only the seal between the collector plate and lid.
  • the invention relates to a heat exchanger tube of heat with two circulation channels generating losses of reduced load and allowing a high contact surface between the coolant and the tube.
  • the insert has corrugations and the fact that at least one of these undulations constitutes the partition of separation.
  • the corrugations of the insert located on the else of the ripple forming the partition wall have louvers, that is to say openings or openings allowing the fluid to pass through the corrugations at within the same channel.
  • louvers allow a better homogenization and a better distribution of the fluid in the two channels of circulation.
  • the corrugations of the insert located on both sides of the ripple forming the partition wall extend from preferably over the entire height of the tube between two walls opposed.
  • the corrugations of the insert located on both sides of the ripple forming the partition wall can have the same shape as this last wave, or they may have a different form from the latter ripple.
  • the intermediate fold is preferably located substantially at the half-width of each of two opposite walls of the tube, to form a central fold.
  • the tube is closed at a end, the insert having a length less than length of the tube in order to provide a free passage changing the direction of circulation of the fluid.
  • the tube is open to both ends.
  • the circulation of the coolant can in the same direction in the two channels of circulation.
  • the second open end of the tube can be connected to a second collector box in which changes the direction of movement of the fluid.
  • the tubes dishes are mechanically assembled to the collector plate, the seal also ensuring a seal between flat tubes and openings of the collector plate.
  • the tubes of the heat exchanger have undulations, one of these undulations constituting the partition wall.
  • the partition wall can also be constituted by a strut, or by two half-legs of strength.
  • the tubes of the exchanger can also be constituted by the assembly two single-channel tubes.
  • the tubes 10 alternate with corrugated spacers 18.
  • An interlayer, disposed between two adjacent tubes 10, comes to the respective contact of the two tubes by regions end of the waves.
  • the tubes 10 exhibit a form generally flat, that is to say they are delimited by two large parallel faces that are joined together by two small faces, flat or curved. These tubes have an end inserted into the collector box upper 12 and another end inserted into the box 14.
  • the heat exchanger may also be have only one collector box. In that case, the lower end of the tubes is closed and the circulation fluid occurs alternately in one direction and then in the other inside the tubes.
  • Exchangers of the type represented in FIG. 1 can be assembled by brazing.
  • the invention also relates to a heat exchanger mechanically assembled as shown in FIG. exchanger assembled by soldering as shown in FIG. 3.
  • a header plate 20 also called collector or tube plate, is perforated elongated openings whose shape corresponds to the section of the tubes.
  • One end 24 of the tube 10 is received in the perforation 22.
  • a seal 26 is disposed on the slip plate 20. This seal has openings 28 which are superimposed on the openings 22 of the header plate.
  • each tube 10 is introduced at through the manifold plate 20 through the opening 22 and the opening 28 of the seal 26. Then the end 24 of the tube is enlarged to pinch the seal in order to provide a tight connection between the manifold plate 20 and the end of the tube 10.
  • a cover 30 closes the header plate 20 so as to make the collector box 12 or 14.
  • the lid 30 is provided with a peripheral rim 32. Tabs 34 cut in the collector plate 20 are folded and crimped onto the peripheral rim 32 so as to apply the latter on the seal 26.
  • the seal 26 carries a part of the seal between the tubes and the header plate 20 and, on the other hand, the seal between the lid 30 and the In Figure 2, the internal volume of the collector box 12 is only one chamber.
  • each tube 10 is brazed in the opening corresponding to the header plate 20, and the seal 26 only tightens between the cover 30 and the box 20.
  • the lid can be made of a material metallic. In this case, the assembly between the lid and the collector box can be done by soldering, which avoids use a gasket.
  • each of the tubes 46 can have a cutout 48 disposed in the extension of the partition wall 36 when the tubes are in place in the header plate 50.
  • a seal 52 is disposed on the header plate 50.
  • FIG 10 a top view of the seal 52 in the case of a mechanical assembly exchanger. He owns an elongated rectangular general shape whose shape corresponds to that of the header plate 50. It is perforated openings 54 arranged opposite the openings of the collector plate 50. The shape of these openings corresponds to the outer section of the tubes 46. However, the openings 54 are divided into two zones 54a and 54b by a tongue 56 arranged, in the example, along the median axis XX of the seal 52. When the tubes 46 are inserted into the openings of the collector plate 50, the tongue 56 is placed at inside the cut 48.
  • the width of the tongue 56 adapts to the width of the cut. Thanks to the presence of the cutout 48, the partition wall 38 may be applied to the seal 52 and more precisely on the median part of the joint defined by the tongue 56.
  • This provides a seal between the first and second chamber 42, 44 of the collector box 36. Sealing between tubes 46 and the collector plate 50 (in the case of a mechanical assembly exchanger) is performed, conventionally, by flaring out of the upper end of the tube as described in reference to Figure 2.
  • the seal between the peripheral rim 58 of the lid 40 and the plate collector 50 is conventionally made as also described with reference to FIG. that the seal 52 provides a triple function.
  • the joint shall ensure a dual function, namely on the one hand the tightness between the peripheral rim of the lid and the box collector, and on the other hand the sealing at the level of partition wall 38 of the collector box.
  • the seal 52 shown in Figure 11 is appropriate for a brazed assembly exchanger. It includes a ledge peripheral 59 of generally rectangular shape and a tongue 56 disposed along the median axis XX of the seal. This tongue comes to the assembly, to seal between the collector plate and the partition wall of the lid.
  • FIG. 5 shows a sectional view cross section of a tube 46 of the exchanger shown in FIG. figure 4.
  • This is a flat tube of rectangular section delimited by two large parallel faces united by two small parallel faces. The distance between the big faces corresponds to the height H of the tube, or to the width of the rectangular section.
  • An insert designated by the reference 60 is inserted inside the tube 46.
  • the insert 60 comprises, in accordance with the invention, an intermediate fold 62, here a central fold, which extends from one wall 63 to the other wall 65 of the tube (between the large faces). So when the tube is brazed, the central fold 62 makes a separation of a first channel 66 and a second channel 68 for the circulation of a coolant.
  • the central fold 62 is smooth and has a V-section and comes in sealed contact with the inside of walls 63 and 65 to delimit a "dead channel" 69 in which no fluid circulates.
  • This channel 69 is materialized by hatching on the Figures 5 and 8.
  • the insert 60 has, on both sides of the fold central 62 corrugations 70 that improve the heat exchange between the fluid flowing in the tubes 46 and the walls of the tube itself.
  • the corrugations 70 can, as shown in FIG. 4, extending from the wall 63 to the wall 65 over the entire height H of the tube.
  • the amplitude of the corrugations 70 can be equal to that the central fold 62. This then means, in the example, that the central fold 62 and the corrugations 70 have the same shape.
  • These ripples can present a substantially sinusoidal or a form formed by segments rectilinear connected two by two by rounded.
  • the intermediate fold 62, or central fold, and the corrugations 70 have the same shape defined by a V-shaped section.
  • the middle fold and the ripples can have different shapes, like illustrated in Figures 6 and 7.
  • FIG. 6 shows an intermediate fold 62 of shape frustoconical and corrugations 70 having a section V
  • Figure 7 shows an intermediate fold 62 having a V section and corrugations 70 of frustoconical shape.
  • the intermediate fold is located substantially at the mid-width L / 2 of the walls 63 and 65 and then constitutes a central fold.
  • the intermediate fold may be off-center or off-set compared to the mid-width to then form an off-center fold.
  • the insert 60 comprises shutters 72 which allow the passage of the coolant from one wave to another, except for the middle fold 62 (here the central fold 62) which is smooth and does not have any shutters.
  • These louvers are openwork or openings allowing the fluid to cross the thickness of the insert while remaining in the same channel 66 or 68.
  • the circulation of the fluid in the channels 66 and 68 is effected by preference against the current, as illustrated by the arrows Figures 4 and 8.
  • the corrugations 70 can have an amplitude less than the height H of the tube and not include louvers.
  • the central fold 62 is found in the alignment of the partition wall 38. It is, on the other hand, located just under the tongue 56 (FIG. Figure 11). As a result, the sealing tongue 56 is tight between the central fold 62 and the end of the wall of separation 38. To obtain a good seal, it is necessary that the end of the central fold 62 be located in line with the surface of the plate collector 50 on which is disposed the seal 52. If the end of fold 62 is set back from this surface, a game may appear, leading to the appearance of leaks. On the contrary, if the end of the fold central 62 protrudes above the surface of the plate manifold 50, the tongue 56 of the seal 52 will be compressed excessively. It is therefore likely to be cut by the fold 62.
  • the tube described with reference to FIGS. 5, 8 and 9 represents a preferred embodiment of the invention.
  • the heat exchanger described in FIG. receive other types of tubes.
  • Figure 12 we have represented a tube comprising two circulation channels 66 and 68 delimited by a strut 76.
  • the tube 78 has two channels 66 and 68 delimited by two half-legs of force 77.
  • a two-channel tube 82 was made in associating two tubes 84 to a single channel by their short sides 86.
  • the two tubes 84 are brazed together so as to make a two-channel tube 66 and 68.
  • the partition wall 76, 80 or 86 plays the same role as the central fold 62 of the tube described with reference in Figures 4 to 6.
  • the invention finds particular application to heat exchangers heat of motor vehicles and in particular to engine cooling radiators for these vehicles.

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Abstract

Le tube plat, pour un échangeur de chaleur, notamment de véhicule automobile, comporte un insert (60) possédant un pli central (62) formant une cloison de séparation qui délimite deux canaux de circulation (66, 68) pour un fluide caloporteur. L'insert (60) comporte des ondulations (70). L'une de ces ondulations constitue la cloison de séparation (62). Avantageusement, les ondulations (70) de l'insert situées de part et d'autre du pli central (62) comportent des persiennes. Le tube peut être fermé à une extrémité, ou comporter deux extrémités ouvertes.

Description

L'invention se rapporte au domaine des échangeurs de chaleur, notamment pour véhicules automobiles. Elle concerne un tube apte à faire partie d'un échangeur de chaleur tel qu'un radiateur de refroidissement du moteur d'un véhicule automobile.
Plus particulièrement, elle concerne un tube plat pour un échangeur de chaleur, comportant un insert possédant un pli intermédiaire, notamment un pli central, formant une cloison de séparation qui délimite deux canaux de circulation pour un fluide caloporteur.
Elle concerne également un échangeur de chaleur, notamment pour un véhicule automobile, comprenant au moins une rangée de tubes plats présentant deux canaux de circulation de fluide délimités par une cloison de séparation, une plaque collectrice percée d'ouvertures de réception des tubes, un couvercle pour fermer la plaque collectrice et former ainsi une boíte collectrice, ainsi qu'un joint d'étanchéité plan disposé sur la plaque collectrice pour assurer une étanchéité avec le couvercle. La boíte collectrice est alors divisée par une cloison pour délimiter deux chambres qui communiquent respectivement avec un premier canal et un second canal de chaque tube, la circulation du fluide dans les canaux de chaque tube se faisant à contre-courant.
On connaít déjà, d'après GB 2 166 862 A, un tube d'échangeur de chaleur du type défini ci-dessus. Dans chaque tube est inséré un profilé qui, d'une part, forme une cloison centrale de séparation qui permet de délimiter deux canaux de circulation du fluide et qui, d'autre part, génère des turbulences dans l'écoulement du fluide.
Toutefois, un tube de ce type présente des inconvénients. Il entraíne des pertes de charge élevées. D'autre part, la surface d'échange entre le fluide et l'insert est peu importante.
En ce qui concerne l'échangeur de chaleur, on connaít des publications de brevet (par exemple EP 0 764 823 A1 et EP 0 964 218 A2) qui décrivent des échangeurs de chaleur comportant une rangée de tubes possédant deux canaux de circulation délimités par une cloison et une paroi de séparation, disposée dans la boíte collectrice, afin de la diviser en deux chambres. Toutefois, l'ensemble de ces documents concerne des échangeurs assemblés par brasage.
L'invention concerne un échangeur de chaleur qui peut être réalisé non seulement sous la forme d'un échangeur assemblé par brasage, mais aussi sous la forme d'un échangeur de chaleur assemblé mécaniquement.
Dans le cas d'un échangeur assemblé par brasage, les tubes sont brasés dans les ouvertures de la plaque collectrice et le joint d'étanchéité assure seulement l'étanchéité entre la plaque collectrice et le couvercle.
Par contre, dans le cas d'un échangeur assemblé mécaniquement, l'étanchéité entre les tubes et la plaque collectrice est obtenue par l'intermédiaire du même joint d'étanchéité, l'extrémité des tubes étant évasée afin de comprimer le joint d'étanchéité.
La réalisation d'un échangeur de chaleur assemblé mécaniquement pose des problèmes spécifiques qui ne sont pas résolus par les documents cités.
En conséquence, l'invention concerne un tube plat d'échangeur de chaleur à deux canaux de circulation générant des pertes de charge réduites et permettant une surface de contact élevée entre le fluide caloporteur et le tube. -
Ces buts sont atteints, conformément à l'invention, par le fait que l'insert comporte des ondulations et par le fait que l'une au moins de ces ondulations constitue la cloison de séparation.
La présence d'ondulations permet d'augmenter la surface de l'insert, et par conséquent la surface d'échange entre le tube et le fluide caloporteur. D'autre part, les ondulations étant disposées dans le sens de l'écoulement du fluide, elles n'engendrent pas de perte de charges significatives.
De préférence, les ondulations de l'insert situées de part et d'autre de l'ondulation formant la cloison de séparation comportent des persiennes, c'est-à-dire des ouvertures ou ajours permettant au fluide de traverser les ondulations au sein d'un même canal.
Ces persiennes permettent ainsi une meilleure homogénéisation et une meilleure répartition du fluide dans les deux canaux de circulation.
Les ondulations de l'insert situées de part et d'autre de l'ondulation formant la cloison de séparation s'étendent de préférence sur toute la hauteur du tube entre deux parois opposées.
Les ondulations de l'insert situées de part et d'autre de l'ondulation formant la cloison de séparation peuvent avoir la même forme que cette dernière ondulation, ou bien elles peuvent avoir une forme différente de cette dernière ondulation.
Le pli intermédiaire est de préférence situé sensiblement à la mi-largeur de chacune de deux parois opposées du tube, de manière à constituer un pli central.
Cependant, il est envisageable aussi que le pli intermédiaire soit décalé par rapport à la mi-largeur de chacune de deux parois opposées du tube, de manière à constituer un pli décentré.
Dans une variante de réalisation, le tube est fermé à une extrémité, l'insert présentant une longueur inférieure à la longueur du tube afin de ménager un passage libre permettant le changement du sens de circulation du fluide.
Dans une autre réalisation, le tube est ouvert à ses deux extrémités.
Dans ce cas, la circulation du fluide caloporteur peut s'effectuer dans le même sens dans les deux canaux de circulation. Ou bien, la seconde extrémité ouverte du tube peut être raccordée à une seconde boíte collectrice dans laquelle s'effectue le changement du sens de circulation du fluide.
Les problèmes particuliers liés à la réalisation d'un échangeur de chaleur, de type brasé ou de type assemblé mécaniquement, sont résolus par le fait que la boíte collectrice est divisée en une première et une seconde chambre par une paroi de séparation et par le fait que chaque tube comporte une découpe au niveau de sa cloison de séparation afin de permettre à la paroi de séparation de la boíte collectrice de s'appliquer avec étanchéité sur une surface d'appui du joint d'étanchéité, qui est insérée dans la découpe.
Dans le cas d'un échangeur assemblé mécaniquement, les tubes plats sont assemblés mécaniquement à la plaque collectrice, le joint d'étanchéité assurant aussi une étanchéité entre les tubes plats et les ouvertures de la plaque collectrice.
Dans le cas d'un échangeur assemblé par brasage, les tubes plats sont brasés à la plaque collectrice, le joint d'étanchéité assurant seulement une étanchéité entre la plaque collectrice et le couvercle.
Avantageusement, les tubes de l'échangeur de chaleur comportent des ondulations, l'une de ces ondulations constituant la cloison de séparation.
Toutefois, cette réalisation n'est pas la seule possible. La cloison de séparation peut également être constituée par une jambe de force, ou par deux demi-jambes de force. Les tubes de l'échangeur peuvent également être constitués par l'assemblage de deux tubes à un seul canal.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaítront encore à la lecture de la description qui suit d'exemples de réalisation donnés à titre illustratif en référence aux figures annexées. Sur ces figures :
  • la figure 1 est une vue schématique montrant la réalisation générale d'un échangeur de chaleur à tubes ;
  • la figure 2 est une vue de détail en coupe qui explique l'assemblage des tubes à la plaque collectrice dans un échangeur de chaleur assemblé mécaniquement ;
  • la figure 3 est une vue de détail en coupe, analogue à la figure 2, qui explique l'assemblage des tubes à la plaque collectrice dans un échangeur de chaleur assemblé par brasage;
  • la figure 4 est une vue de détail en section transversale de la boíte collectrice d'un échangeur de chaleur conforme à l'invention ;
  • la figure 5 est une vue schématique en coupe d'un tube conforme à l'invention comportant un insert possédant des ondulations ;
  • les figures 6 et 7 illustrent deux variantes de réalisation du tube et de l'insert de la figure 5 ;
  • les figures 8 et 9 sont respectivement une vue en perspective du tube de la figure 5 et de l'insert de ce tube ;
  • la figure 10 est une vue en plan du joint d'étanchéité de l'échangeur de chaleur, de type à assemblage mécanique, de la figure 3 ;
  • la figure 11 est une vue en plan d'un joint d'étanchéité pour un échangeur de chaleur, de type à assemblage brasé ; et
  • les figures 12 à 14 illustrent différentes variantes de réalisation d'un tube destiné à un échangeur de chaleur tel que celui de la figure 4.
L'échangeur de chaleur représenté à la figure 1 comprend un faisceau de tubes 10 disposé entre deux boítes collectrices 12 et 14. Les tubes 10 alternent avec des intercalaires ondulés 18. Un intercalaire, disposé entre deux tubes 10 adjacents, vient au contact respectif des deux tubes par des régions d'extrémité des ondulations.
Dans un échangeur de ce type, les tubes 10 présentent une forme généralement plane, c'est-à-dire qu'ils sont délimités par deux grandes faces parallèles qui sont réunies entre elles par deux petites faces, planes ou incurvées. Ces tubes possèdent une extrémité insérée dans la boíte collectrice supérieure 12 et une autre extrémité insérée dans la boíte collectrice inférieure 14. L'échangeur peut également ne comporter qu'une seule boíte collectrice. Dans ce cas, l'extrémité inférieure des tubes est obturée et la circulation du fluide s'effectue alternativement dans un sens puis dans l'autre à l'intérieur des tubes. Les échangeurs du type représentés sur la figure 1 peuvent être assemblés par brasage.
Toutefois, l'invention concerne aussi bien un échangeur assemblé mécaniquement comme représenté sur la figure 2 qu'un échangeur assemblé par brasage comme représenté sur la figure 3. Comme on le voit sur la figure 2, une plaque collectrice 20, également appelée collecteur ou plaque à tubes, est perforée d'ouvertures allongées dont la forme correspond à la section des tubes. Une extrémité 24 du tube 10 est reçue dans la perforation 22. Un joint d'étanchéité 26 est disposé sur la plaque collectrice 20. Ce joint comporte des ouvertures 28 qui se superposent aux ouvertures 22 de la plaque collectrice.
Dans une première étape, chaque tube 10 est introduit au travers de la plaque collectrice 20 en traversant l'ouverture 22 et l'ouverture 28 du joint d'étanchéité 26. Puis l'extrémité 24 du tube est élargie afin de pincer le joint d'étanchéité de manière à réaliser une liaison étanche entre la plaque collectrice 20 et l'extrémité du tube 10. Un couvercle 30 ferme la plaque collectrice 20 de manière à réaliser la boíte collectrice 12 ou 14. Le couvercle 30 est muni d'un rebord périphérique 32. Des pattes 34 découpées dans la plaque collectrice 20 sont repliées et serties sur le rebord périphérique 32 de manière à appliquer ce dernier sur le joint d'étanchéité 26. Ainsi, le joint 26 réalise d'une part l'étanchéité entre les tubes et la plaque collectrice 20 et, d'autre part, l'étanchéité entre le couvercle 30 et la plaque collectrice 20. Sur la figure 2, le volume intérieur de la boíte collectrice 12 ne constitue qu'une seule chambre.
Dans le cas d'un échangeur assemblé par brasage (figure 3), l'extrémité 24 de chaque tube 10 est brasée dans l'ouverture correspondante de la plaque collectrice 20, et le joint 26 réalise seulement l'étanchéité entre le couvercle 30 et la boíte collectrice 20. Dans une autre réalisation, non représentée, le couvercle peut être réalisé en un matériau métallique. En ce cas, l'assemblage entre le couvercle et la boíte collectrice peut se faire par brasage, ce qui évite de recourir à un joint d'étanchéité.
L'invention concerne, au contraire, une boíte collectrice 36, telle que représentée sur la figure 3, comportant une paroi de séparation 38 qui divise le volume intérieur du couvercle 40 en une première chambre 42 et une seconde chambre 44. En outre, conformément à une autre caractéristique de l'invention, chacun des tubes 46 peut posséder une découpe 48 disposée dans le prolongement de la paroi de séparation 36 lorsque les tubes sont en place dans la plaque collectrice 50.
Un joint d'étanchéité 52 est disposé sur la plaque collectrice 50.
On a représenté sur la figure 10 une vue de dessus du joint 52 dans le cas d'un échangeur à assemblage mécanique. Il possède une forme générale rectangulaire allongée dont la forme correspond à celle de la plaque collectrice 50. Il est perforé d'ouvertures 54 disposées en regard des ouvertures de la plaque collectrice 50. La forme de ces ouvertures correspond à la section extérieure des tubes 46. Toutefois, les ouvertures 54 sont divisées en deux zones 54a et 54b par une languette 56 disposée, dans l'exemple, selon l'axe médian XX du joint 52. Lorsque les tubes 46 sont insérés dans les ouvertures de la plaque collectrice 50, la languette 56 vient se placer à l'intérieur de la découpe 48.
Avantageusement, la largeur de la languette 56 s'adapte à la largeur de la découpe. Grâce à la présence de la découpe 48, la paroi de séparation 38 peut s'appliquer sur le joint 52 et plus précisément sur la partie médiane du joint définie par la languette 56. On réalise ainsi une étanchéité entre la première et la seconde chambre 42, 44 de la boíte collectrice 36. L'étanchéité entre les tubes 46 et la plaque collectrice 50 (dans le cas d'un échangeur à assemblage mécanique) est réalisée, de manière conventionnelle, par évasement de l'extrémité supérieure du tube comme on l'a décrit en référence à la figure 2. En outre, l'étanchéité entre le rebord périphérique 58 du couvercle 40 et la plaque collectrice 50 est réalisée, de manière conventionnelle, comme décrit également en référence à la figure 2. On constate ainsi que le joint d'étanchéité 52 assure une triple fonction.
Dans le cas d'un échangeur à assemblage brasé, le joint doit assurer une double fonction, à savoir d'une part l'étanchéité entre le rebord périphérique du couvercle et la boíte collectrice, et d'autre part l'étanchéité au niveau de la paroi de séparation 38 de la boíte collectrice. Le joint 52 représenté sur la figure 11 convient précisément à un échangeur à assemblage brasé. Il comprend un rebord périphérique 59 de forme générale rectangulaire et une languette 56 disposée selon l'axe médian XX du joint. Cette languette vient, au montage, réaliser l'étanchéité entre la plaque collectrice et la paroi de séparation du couvercle.
On a représenté sur la figure 5 une vue en section transversale d'un tube 46 de l'échangeur représenté sur la figure 4. Il s'agit d'un tube plat de section rectangulaire délimité par deux grandes faces parallèles réunies par deux petites faces parallèles. La distance entre les grandes faces correspond à la hauteur H du tube, ou encore à la largeur de la section rectangulaire. Un insert désigné par la référence générale 60 est introduit à l'intérieur du tube 46. L'insert 60 comporte, conformément à l'invention, un pli intermédiaire 62, ici un pli central, qui s'étend d'une paroi 63 à l'autre paroi 65 du tube (entre les grandes faces). Ainsi, lorsque le tube est brasé, le pli central 62 réalise une séparation étanche d'un premier canal 66 et d'un second canal 68 pour la circulation d'un fluide caloporteur.
Le pli central 62 est lisse et présente une section en V et vient en contact étanche avec l'intérieur des parois 63 et 65 pour délimiter un "canal mort" 69 dans lequel aucun fluide ne circule. Ce canal 69 est matérialisé par des hachures sur les figures 5 et 8.
En outre, l'insert 60 comporte, de part et d'autre du pli central 62 des ondulations 70 qui permettent d'améliorer l'échange thermique entre le fluide qui circule dans les tubes 46 et les parois du tube lui-même. Les ondulations 70 peuvent, comme représenté sur la figure 4, s'étendre de la paroi 63 à la paroi 65 sur toute la hauteur H du tube. En d'autres termes, l'amplitude des ondulations 70 peut être égale à celle du pli central 62. Cela signifie alors, dans l'exemple, que le pli central 62 et les ondulations 70 ont la même forme. Ces ondulations peuvent présenter une forme sensiblement sinusoïdale ou une forme constituée par des segments rectilignes reliés deux à deux par des arrondis.
Dans le cas des figures 5 et 8, le pli intermédiaire 62, ou pli central, et les ondulations 70 ont la même forme définie par une section en V. Toutefois, le pli intermédiaire et les ondulations peuvent avoir des formes différentes, comme illustré aux figures 6 et 7.
La figure 6 montre un pli intermédiaire 62 de forme tronconique et des ondulations 70 ayant une section en V, alors que la figure 7 montre un pli intermédiaire 62 ayant une section en V et des ondulations 70 de forme tronconique. Dans le cas des figures 5, 6 et 7, le pli intermédiaire est situé sensiblement à la mi-largeur L/2 des parois 63 et 65 et constitue alors un pli central.
Toutefois, le pli intermédiaire peut être décentré ou décalé par rapport à la mi-largeur pour former alors un pli décentré.
La forme de l'insert est susceptibles de nombreuses variantes, les figures 5, 6 et 7 n'étant données qu'à titre d'exemple.
Dans le cas des figures 5, 6 et 7, de préférence, comme représenté sur la figure 9, l'insert 60 comporte des persiennes 72 qui permettent le passage du fluide caloporteur d'une ondulation à l'autre, à l'exception du pli intermédiaire 62 (ici le pli central 62) qui est lisse et ne comporte pas de persiennes. Ces persiennes constituent des ajours ou ouvertures permettant au fluide de traverser l'épaisseur de l'insert tout en restant dans le même canal 66 ou 68. La circulation du fluide dans les canaux 66 et 68 s'effectue de préférence à contre-courant, comme illustré par les flèches des figures 4 et 8.
Dans une variante de réalisation, les ondulations 70 peuvent avoir une amplitude inférieure à la hauteur H du tube et ne pas comporter de persiennes.
Le pli central 62, comme représenté sur les figures 5 à 7, se trouve dans l'alignement de la paroi de séparation 38. Il est, d'autre part, situé juste sous la languette 56 (figure 10 ou figure 11). Par suite, la languette d'étanchéité 56 est serrée entre le pli central 62 et l'extrémité de la paroi de séparation 38. Pour obtenir une bonne étanchéité, il est par conséquent nécessaire que l'extrémité du pli central 62 soit située dans l'alignement de la surface de la plaque collectrice 50 sur laquelle est disposé le joint d'étanchéité 52. Si l'extrémité du pli 62 est en retrait par rapport à cette surface, un jeu risque d'apparaítre, conduisant à l'apparition de fuites. Au contraire, si l'extrémité du pli central 62 fait saillie au-dessus de la surface de la plaque collectrice 50, la languette 56 du joint d'étanchéité 52 sera comprimée excessivement. Elle risque par conséquent d'être découpée par le pli 62.
Le tube décrit en référence aux figures 5, 8 et 9 représente un mode de réalisation préférée de l'invention. Toutefois, l'échangeur de chaleur décrit sur la figure 4 peut également recevoir d'autres types de tubes. Sur la figure 12 on a représenté un tube comportant deux canaux de circulation 66 et 68 délimités par une jambe de force 76. Sur la figure 14, le tube 78 comporte deux canaux 66 et 68 délimités par deux demi-jambes de force 77.
Enfin, sur la figure 10, on a réalisé un tube bi-canaux 82 en associant deux tubes 84 à un seul canal par leurs petits côtés 86. Les deux tubes 84 sont brasés ensemble de manière à réaliser un tube à deux canaux 66 et 68. Quelle que soit la réalisation, la cloison de séparation 76, 80 ou 86 joue le même rôle que le pli central 62 du tube décrit en référence aux figures 4 à 6.
L'invention trouve une application particulière aux échangeurs de chaleur de véhicules automobiles et notamment aux radiateurs de refroidissement des moteurs de ces véhicules.

Claims (15)

  1. Echangeur de chaleur, notamment pour un véhicule automobile, comprenant au moins une rangée de tubes plats (46) présentant deux canaux de circulation (66, 68) délimités par une cloison de séparation (62, 76, 80, 86), une plaque collectrice (50) percée d'ouvertures de réception des tubes (46), un couvercle (40) pour fermer la plaque collectrice (50) et former ainsi une boíte collectrice (36), ainsi qu'un joint d'étanchéité plan (52) disposé sur la plaque collectrice (50) pour assurer une étanchéité avec le couvercle (40),
    caractérisé en ce que la boíte collectrice (36) est divisée en une première et une seconde chambres (42, 44) par une paroi de séparation (38) et en ce que chaque tube plat (46) comporte une découpe (48) au niveau de sa cloison de séparation (62, 76, 80, 86) afin de permettre à la paroi de séparation (38) de s'appliquer avec étanchéité sur une surface d'appui (56) du joint d'étanchéité (52), qui est insérée dans la découpe (48).
  2. Echangeur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les tubes plats (46) sont assemblés mécaniquement à la plaque collectrice (50) et en ce que le joint d'étanchéité (52) assure aussi une étanchéité entre les tubes plats (46) et les ouvertures de la plaque collectrice (50).
  3. Echangeur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les tubes plats (46) sont brasés à la plaque collectrice (50) et en ce que le joint d'étanchéité (52) assure seulement une étanchéité entre la plaque collectrice (50) et le couvercle (40).
  4. Tube plat pour un échangeur de chaleur défini selon l'une des revendication 1 à 3, comportant un insert (60) possédant un pli intermédiaire (62) formant une cloison de séparation qui délimite deux canaux de circulation (66, 68) pour un fluide caloporteur, caractérisé en ce que ledit insert (60) comporte des ondulations (70) et en ce que l'une de ces ondulations constitue la cloison de séparation (62).
  5. Tube plat selon la revendication 4, caractérisé en ce que les ondulations (70) de l'insert (60) situées de part et d'autre de l'ondulation (62) formant la cloison de séparation comportent des persiennes (72).
  6. Tube plat selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que les ondulations (70) de l'insert (60) situées de part et d'autre de l'ondulation (62) formant la cloison de séparation s'étendent sur toute la hauteur (H) du tube entre deux parois opposées (63, 65).
  7. Tube plat selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que les ondulations (70) de l'insert (60) situées de part et d'autre de l'ondulation (62) formant la cloison de séparation ont la même forme que cette dernière ondulation (62).
  8. Tube plat selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que les ondulations (70) de l'insert (60) situées de part et d'autre de l'ondulation (62) formant la cloison de séparation ont une forme différente de cette dernière ondulation (62).
  9. Tube plat selon l'une des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que le pli intermédiaire (62) est situé sensiblement à la mi-largeur (L/2) de chacune de deux parois opposées (63, 65) du tube, de manière à constituer un pli central.
  10. Tube plat selon l'une des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que le pli intermédiaire (62) est décalé par rapport à la mi-largeur (L/2) de chacune de deux parois opposées (63, 65) du tube, de manière à constituer un pli décentré.
  11. Tube plat selon l'une des revendications 4 à 10, caractérisé en ce qu'il est fermé à une extrémité, l'insert (60) présentant une longueur inférieure à la longueur totale du tube afin de permettre le retour du fluide caloporteur.
  12. Tube plat selon l'une des revendications 4 à 10, caractérisé en ce qu'il est ouvert à ses deux extrémités.
  13. Tube plat pour un échangeur de chaleur défini selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la cloison de séparation est constituée par une jambe de force (76).
  14. Tube plat pour un échangeur de chaleur défini selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la cloison de séparation est constituée par deux demi-jambes de force (77).
  15. Tube plat pour un échangeur de chaleur défini selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque tube (46) est constitué de deux tubes (84) à un seul canal assemblés par un petit côté (86).
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