EP1762798A1 - Procédé de fabrication d'un réservoir destiné à être intégré dans un échangeur thermique - Google Patents

Procédé de fabrication d'un réservoir destiné à être intégré dans un échangeur thermique Download PDF

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EP1762798A1
EP1762798A1 EP06291434A EP06291434A EP1762798A1 EP 1762798 A1 EP1762798 A1 EP 1762798A1 EP 06291434 A EP06291434 A EP 06291434A EP 06291434 A EP06291434 A EP 06291434A EP 1762798 A1 EP1762798 A1 EP 1762798A1
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EP
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tube
manufacturing
metal
brazing
heat exchanger
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Withdrawn
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EP06291434A
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German (de)
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Inventor
Christophe Margueritta
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Ebea Sas
Original Assignee
Ebea Sas
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B43/00—Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat
    • F25B43/003—Filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B43/00—Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat
    • F25B43/006—Accumulators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/16—Receivers
    • F25B2400/162—Receivers characterised by the plug or stop

Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing a tank intended to be integrated in a heat exchanger.
  • heat exchangers such as air conditioners use a tank that is connected to the collector pipe, itself connected to the cooling fins.
  • the prior manufacture of the tank as it is currently done essentially consists in extruding a piece in the form of a tubular piece and in bringing back to one of the open ends a piece forming a washer which is subsequently fixed by brazing with fluxing.
  • the patent FR 2 785 043 discloses a manifold (14) in at least two parts with one forming a tube and the other forming a threaded end (19) in which is screwed the filter cartridge of the reservoir, the welded circular tube extended at one of its ends by a tube section (19) made in an extruded section pressed around the tube portion and closed at the other end by a brazed lid (26).
  • a collector requires a lot of expensive operations since it is necessary to realize on the one hand tapping respectively in the sheath and the coaxial tube, on the other hand the development of a longitudinal groove on the collector tube, the arrangement of a plastic deformation zone and finally an arc or laser welding operation.
  • the present invention aims to solve the aforementioned drawbacks using simple means, easy to implement and inexpensive.
  • the invention relates to a method of manufacturing a reservoir intended to be integrated in a heat exchanger of the type consisting in a step of rolling a sheet of metal on itself and then welding the rolled edges together in order to constitute a tube and in a subsequent step to place, at one end of the tube, a plug and at the other end a nozzle for housing a filter and finally to fix and seal by soldering the plug and the tip to the tube, characterized in that beforehand, it carries out a plating of the face of the tube constituting the inner wall of a solder metal, in that the step of placing the stopper and a ring is carried out, intended to house the tip internally, by fitting inside the tube, the fixing and sealing step of the plug and the ring being performed by brazing the plated metal on the inner wall of the tube while that of the tip is performed by fitting into the ring with interposition of a seal between them and then fixing the tip to the tube.
  • plating is understood here and in the context of the invention a deposit operation of a metal coating for providing the subsequent solder metal, such as aluminum.
  • Figure 1 is a cross-sectional view of a tank according to the state of the art
  • Figure 2 is a cross-sectional view of a tank according to the invention.
  • Tanks according to the state of the art and according to the invention (1) are intended to be integrated in a heat exchanger not shown in full.
  • the tank (1) shown in FIG. 1 comprises, according to the state of the art, a tube (10) made in one piece by extrusion, one end of which (11) forms the end of a filter and which has the inside a flange (12) forming a locking washer for the male end portion of the not shown filter.
  • a plug wall (2) At the other end of the tube (13) is attached by fluxing a plug wall (2).
  • Brazing with fluxing is a welding which is carried out in a manner known per se by heating the assembled assembly (10,2) to melt the aluminum layer which covers only the plug (2) and thus obtain a perfectly sealed connection between these two pieces (10,2).
  • a method of manufacturing a tank (1) intended to be integrated in a heat exchanger (1) of the type consisting of a step to roll a sheet of metal on itself and then weld together the rolled edges to form a tube (10) and in a subsequent step to place, at one end (13) of the tube, a plug (2) and to the other end (11) a nozzle (3) for housing a filter and finally to fix and seal by sealing the plug (2) and the tip (3) to the tube (10).
  • a plating of the face of the tube (10) constituting the inner wall (100) of a brazing metal is carried out, in that the cork placement step is carried out ( 2) and a ring (4), intended to house the end piece (3), by fitting inside the tube (10), the step of fixing and sealing the plug (2) and the ring (4) being made by brazing the plated metal on the inner wall (100) of the tube (10) while that of the tip (3) is formed by fitting into the ring with interposition of a seal (5) between them then attaching the tip to the tube (10).
  • the plating of the face (100) of the tube (10) is carried out before rolling.
  • the tip (3) inside the tube (10) before the fitting of the tip (3) inside the tube (10), it comprises an intermediate step of fitting inside the tube of a washer (12). ) intended to serve as a stop for the filter itself intended to be housed in the nozzle, the sealing of the washer (12) with the tube (10) being made by brazing the plated metal on the inner wall (100) of the tube.
  • the inner wall (100) of the latter is deformed towards the inside of the tube (10) so as to constitute a longitudinal positioning stop of the puck.
  • the step of brazing the metal plated internally in the tube (10) during the soldering step with global fluxing of the heat exchanger is performed.
  • a plating of the face of the tube (10) constituting the outer wall (101) of a brazing metal is carried out beforehand, the brazing of the latter allowing the fixing and the sealing between the tube and the fastening elements of the heat exchanger.
  • the step of soldering the externally plated metal (101) to the tube (10) during the step with global fluxing of the heat exchanger is carried out.
  • the attachment of the tip (3) fitted into the ring to the tube (10) is formed by interlocking pins (30) elastically deformable, formed at the periphery of the tip (3), in slots (102) formed at the end of the tube (10).

Abstract

Procédé de fabrication d'un réservoir (1) destiné à être intégré dans un échangeur thermique du type consistant dans une étape à rouler une feuille de métal sur elle-même puis à souder entre eux les bords roulés afin de constituer un tube (10) puis dans une étape ultérieure à placer, à l'une des extrémités du tube, un bouchon (2) et à l'autre des extrémités un embout (3) destiné à loger un filtre puis enfin à fixer et étancher par brasage le bouchon (2) et l'embout (3) au tube (10), caractérisé en ce qu'au préalable, on réalise un plaquage de la face du tube (10) constituant la paroi intérieure (100) d'un métal de brasage, en ce qu'on réalise l'étape de placement du bouchon (2) et d'une bague (4), destinée à loger intérieurement l'embout (3), par emmanchement à l'intérieur du tube (10), l'étape de fixation et étanchéification du bouchon (2) et de la bague (4) étant réalisée par brasage du métal plaqué sur la paroi intérieure (100) du tube (10) tandis que celle de l'embout (3) est réalisée par emmanchement dans la bague avec interposition d'un joint (5) entre eux puis fixation de l'embout au tube (10).

Description

  • La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un réservoir destiné à être intégré dans un échangeur thermique.
  • Dans l'automobile, les échangeurs thermiques tels que les climatiseurs utilisent un réservoir qui est raccordé au tube collecteur, lui-même raccordé aux ailettes de refroidissement.
  • La fabrication préalable du réservoir telle qu'elle est faite actuellement consiste essentiellement à extruder une pièce sous la forme d'une pièce tubulaire et à rapporter à l'une des extrémités ouvertes une pièce formant rondelle que l'on vient fixer ultérieurement par brasage avec fluxage.
  • Ce procédé permet globalement d'obtenir un réservoir fiable et étanche. Cependant, de par la nature de fabrication du tube par extrusion et plus particulièrement de la rondelle stop insérée au milieu du tube, il s'avère que le positionnement du filtre logé dans le réservoir n'est pas satisfaisant à coup sûr. En outre, le temps et le coût de fabrication d'un tel réservoir peuvent s'avérer élevés.
  • Le brevet FR 2 785 043 divulgue un collecteur (14) en au moins deux parties avec l'une formant tube et l'autre formant embout fileté (19) dans lequel est vissée la cartouche filtrante du réservoir, le tube circulaire soudé prolongé à l'une de ses extrémités par un tronçon de tube (19) fait dans un profilé extrudé pressé autour de la portion de tube et fermé à l'autre de ses extrêmités par un couvercle (26) brasé. Un tel collecteur nécessite beaucoup d'opérations coûteuses puisqu'il faut réaliser dune part des taraudages respectivement dans la gaine et le tube coaxial, d'autre part l'aménagement d'une rainure longitudinale sur le tube collecteur, l'aménagement d'une zone de déformation plastique et enfin une opération de soudure à l'arc ou au laser.
  • Ainsi, la présente invention a pour objectif de résoudre les inconvénients précités à l'aide de moyens simples, faciles à mettre en oeuvre et peu onéreux.
  • A cet effet, l'invention concerne un procédé de fabrication d'un réservoir destiné à être intégré dans un échangeur thermique du type consistant dans une étape à rouler une feuille de métal sur elle-même puis à souder entre eux les bords roulés afin de constituer un tube puis dans une étape ultérieure à placer, à l'une des extrémités du tube, un bouchon et à l'autre des extrémités un embout destiné à loger un filtre puis enfin à fixer et étancher par brasage le bouchon et l'embout au tube, caractérisé en ce qu'au préalable, on réalise un plaquage de la face du tube constituant la paroi intérieure d'un métal de brasage, en ce qu'on réalise l'étape de placement du bouchon et d'une bague, destinée à loger intérieurement l'embout, par emmanchement à l'intérieur du tube, l'étape de fixation et étanchéification du bouchon et de la bague étant réalisée par brasage du métal plaqué sur la paroi intérieure du tube tandis que celle de l'embout est réalisée par emmanchement dans la bague avec interposition d'un joint entre eux puis fixation de l'embout au tube.
  • Par « plaquage », il faut comprendre ici et dans le cadre de l'invention une opération de dépôt d'un revêtement de métal destiné à fournir le métal de brasage ultérieurement, tel que de l'aluminium.
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention se dégageront de la description qui va suivre en regard des dessins annexés qui ne sont donnés qu'à titre d'exemples non limitatifs.
  • La figure 1 est une vue en coupe transversale d'un réservoir selon l'état de l'art ;
  • La figure 2 est une vue en coupe transversale d'un réservoir selon l'invention.
  • Par souci de clarté, les références désignant les mêmes parties de pièces selon l'état de l'art et selon l'invention sont identiques. Les réservoirs selon l'état de l'art et selon l'invention (1) sont destinés à être intégré dans un échangeur thermique non représenté en totalité.
  • Le réservoir (1) représenté à la figure 1 comprend selon l'état de l'art un tube (10) réalisé en une seule pièce par extrusion dont une extrémité (11) forme l'embout d'un filtre et qui présente intérieurement une collerette (12) formant rondelle d'arrêt pour la partie embout mâle du filtre non représentée. A l'autre extrémité du tube (13) est fixée par brasage avec fluxage une cloison formant bouchon (2). Le brasage avec fluxage est une soudure qui s'effectue de manière connue en soi en chauffant l'ensemble assemblé (10,2) pour faire fondre la couche d'aluminium qui recouvre uniquement le bouchon (2) et obtenir ainsi une liaison parfaitement étanche entre ces deux pièces (10,2).
  • Le temps et coût de production pour réaliser ce tube collecteur (10) sont trop élevés.
  • Pour résoudre ces inconvénients, selon le mode de réalisation illustré de l'invention, il est proposé un procédé de fabrication d'un réservoir (1) destiné à être intégré dans un échangeur thermique (1) du type consistant dans une étape à rouler une feuille de métal sur elle-même puis à souder entre eux les bords roulés afin de constituer un tube (10) puis dans une étape ultérieure à placer, à l'une des extrémités (13) du tube, un bouchon (2) et à l'autre des extrémités (11) un embout (3) destiné à loger un filtre puis enfin à fixer et étancher par brasage le bouchon (2) et l'embout (3) au tube (10).
  • Selon le mode de réalisation illustré, au préalable, on réalise un plaquage de la face du tube (10) constituant la paroi intérieure (100) d'un métal de brasage, en ce qu'on réalise l'étape de placement du bouchon (2) et d'une bague (4), destinée à loger intérieurement l'embout (3), par emmanchement à l'intérieur du tube (10), l'étape de fixation et étanchéification du bouchon (2) et de la bague (4) étant réalisée par brasage du métal plaqué sur la paroi intérieure (100) du tube (10) tandis que celle de l'embout (3) est réalisée par emmanchement dans la bague avec interposition d'un joint (5) entre eux puis fixation de l'embout au tube (10).
  • La fixation mécanique ou autre entre l'embout (3) et le tube (10) intervenant après le brasage du métal plaqué, il est possible de choisir un embout (3) réalisé en matière plastique et de le fixer au tube par accrochage mécanique de type clippage comme décrit ci-après, solution simple et économique.
  • Selon une variante avantageuse, on réalise le plaquage de la face (100) du tube (10) avant son roulage.
  • Selon le mode de réalisation préféré et illustré, avant l'emmanchement de l'embout (3) à l'intérieur du tube (10), il comporte une étape intermédiaire d'emmanchement à l'intérieur du tube d'une rondelle (12) destinée à servir de butée au filtre lui-même destiné à être logé dans l'embout, l'étanchéification de la rondelle (12) avec le tube (10) étant réalisée par brasage du métal plaqué sur la paroi intérieure (100) du tube.
  • Selon le mode de réalisation illustré, avant l'étape d'emmanchement de la rondelle (12), on déforme vers l'intérieur du tube (10) la paroi intérieure (100) de ce dernier afin de constituer une butée de positionnement longitudinale de la rondelle.
  • De préférence, on réalise l'étape de brasage du métal plaqué intérieurement dans le tube (10) lors de l'étape de brasage avec fluxage globale de l'échangeur thermique.
  • Selon le mode de réalisation illustré et préféré, on réalise préalablement un plaquage de la face du tube (10) constituant la paroi extérieure (101) d'un métal de brasage, le brasage de ce dernier permettant la fixation et l'étanchéification entre le tube et les éléments de fixation de l'échangeur thermique.
  • De préférence, on réalise l'étape de brasage du métal plaqué extérieurement (101) au tube (10) lors de l'étape avec fluxage globale de l'échangeur thermique.
  • Selon le mode de réalisation illustré, la fixation de l'embout (3) emmanché dans la bague au tube (10) est réalisée par emboîtement d'ergots (30) élastiquement déformables, pratiqués à la périphérie de l'embout (3), dans des fentes (102) pratiquées à l'extrémité du tube (10).
  • Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés à titre d'exemples, mais elle comprend aussi tous les équivalents techniques ainsi que leurs combinaisons.
  • Ainsi, une fois le brasage du métal plaqué réalisé, il est tout à fait possible de réaliser la fixation de l'embout au tube par tous autres moyens que l'emboîtement élastique décrit précédemment.

Claims (8)

  1. Procédé de fabrication d'un réservoir (1) destiné à être intégré dans un échangeur thermique du type consistant dans une étape à rouler une feuille de métal sur elle-même puis à souder entre eux les bords roulés afin de constituer un tube (10) puis dans une étape ultérieure à placer, à l'une des extrémités (13) du tube, un bouchon (2) et à l'autre des extrémités (11) un embout (3) destiné à loger un filtre puis enfin à fixer et étancher par brasage le bouchon (2) et l'embout (3) au tube (10), caractérisé en ce qu'au préalable, on réalise un plaquage de la face du tube (10) constituant la paroi intérieure (100) d'un métal de brasage, en ce qu'on réalise l'étape de placement du bouchon (2) et d'une bague (4), destinée à loger intérieurement l'embout (3), par emmanchement à l'intérieur du tube (10), l'étape de fixation et étanchéification du bouchon (2) et de la bague (4) étant réalisée par brasage du métal plaqué sur la paroi intérieure (100) du tube (10) tandis que celle de l'embout (3) est réalisée par emmanchement dans la bague avec interposition d'un joint (5) entre eux puis fixation de l'embout au tube (10).
  2. Procédé de fabrication d'un réservoir (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que on réalise le plaquage de la face du tube avant son roulage.
  3. Procédé de fabrication d'un réservoir (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu',avant l'emmanchement de l'embout à l'intérieur du tube (10), il comporte une étape intermédiaire d'emmanchement à l'intérieur du tube d'une rondelle (12) destinée à servir de butée au filtre lui-même destiné à être logé dans l'embout (3), l'étanchéification de la rondelle (12) avec le tube (10) étant réalisée par brasage du métal plaqué sur la paroi intérieure (100) du tube.
  4. Procédé de fabrication d'un réservoir selon la revendication 3, caractérisé en ce qu',avant l'étape d'emmanchement de la rondelle, on déforme vers l'intérieur du tube la paroi intérieure de ce dernier afin de constituer une butée de positionnement longitudinale de la rondelle.
  5. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on réalise l'étape de brasage du métal plaqué intérieurement dans le tube lors de l'étape de brasage avec fluxage globale de l'échangeur thermique.
  6. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on réalise préalablement un plaquage de la face du tube constituant la paroi extérieure (101) d'un métal de brasage, le brasage de ce dernier permettant la fixation et l'étanchéification entre le tube et les éléments de fixation de l'échangeur thermique.
  7. Procédé de fabrication selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'on réalise l'étape de brasage du métal plaqué extérieurement au tube lors de l'étape avec fluxage globale de l'échangeur thermique.
  8. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la fixation de l'embout (3) emmanché dans la bague au tube (10) est réalisée par emboîtement élastique d'ergots (30) pratiqués à la périphérie de l'embout (3) dans des fentes (102) pratiquées à l'extrémité du tube (10).
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