EP2450657A1 - Échangeur de chaleur, notamment pour véhicule automobile, et procédés d'assemblage correspondants - Google Patents

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EP2450657A1
EP2450657A1 EP11188042A EP11188042A EP2450657A1 EP 2450657 A1 EP2450657 A1 EP 2450657A1 EP 11188042 A EP11188042 A EP 11188042A EP 11188042 A EP11188042 A EP 11188042A EP 2450657 A1 EP2450657 A1 EP 2450657A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
distribution box
housing
exchanger
exchanger according
distribution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP11188042A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Carlos Martins
Carlos Da Silva
Jean-Sylvain Bernard
Anne-Sylvie Magnier-Cathenod
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Systemes Thermiques SAS
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Systemes Thermiques SAS filed Critical Valeo Systemes Thermiques SAS
Publication of EP2450657A1 publication Critical patent/EP2450657A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0031—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other
    • F28D9/0043—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/001—Casings in the form of plate-like arrangements; Frames enclosing a heat exchange core
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/0219—Arrangements for sealing end plates into casing or header box; Header box sub-elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/008—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for vehicles
    • F28D2021/0082—Charged air coolers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2230/00—Sealing means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2275/00—Fastening; Joining
    • F28F2275/02—Fastening; Joining by using bonding materials; by embedding elements in particular materials
    • F28F2275/025—Fastening; Joining by using bonding materials; by embedding elements in particular materials by using adhesives

Definitions

  • the invention relates to a heat exchanger, in particular for a motor vehicle.
  • the invention also relates to methods for assembling such a heat exchanger.
  • a heat exchanger for example used in the automotive industry and more specifically in an internal combustion engine of a motor vehicle, comprises heat exchange elements and fluid flow in which heat exchanging fluids circulate. between them.
  • the heat exchange elements may for example comprise tubes or plates, gas flow disturbing fins and / or fluid flow disruptors or the like.
  • Exchangers comprising a bundle of plates arranged parallel to each other on one or more rows parallel to each other, these plates being arranged to define on the one hand the first circulation channels of a first fluid and on the other hand second circulation channels of a second fluid by exchanging heat with the first fluid.
  • an exchanger comprises a housing for receiving the exchange elements or, according to an alternative embodiment, the exchange elements are mounted in a housing connected to a circuit of the first fluid.
  • the object of the invention is to improve the performance of known heat exchangers. Another object of the invention is to reduce the bulk of such heat exchangers.
  • said bundle is assembled by brazing and said at least one distribution box is assembled by gluing to said bundle.
  • the invention relates to a heat exchanger, in particular for cooling the supercharging air for a heat engine, such as a diesel engine of a motor vehicle.
  • Such an exchanger may be an exchanger called "air-water”, that is to say an exchanger in which the fluids that exchange heat are air and water.
  • the water is preferably water from the so-called “low temperature” cooling circuit of said engine; it is typically brine.
  • the heat exchange bundle 3 comprises a stack of plates 11.
  • a plate 11 (better visible on the figure 5 ) has a generally rectangular shape.
  • the plates 11 are arranged in pairs.
  • the stack of plates 11 makes it possible to delimit on the one hand first channels 13 ( figure 4 ) for the circulation of the first fluid, and secondly second channels 15 for the circulation of the second fluid ( figure 6 ).
  • the plates 11 arranged in pairs define a space e for delimiting a second channel 15 for the circulation of the second fluid, the coolant in the present example.
  • the second channels 15 for the circulation of the second fluid are thus defined by two adjacent plates of a pair.
  • the first channels 13 they are delimited each time between the plates 11 provided vis-à-vis two pairs of adjacent plates 11.
  • disturbance fins 16 can be provided ( figure 4 ), for example of substantially undulating shape and brazed to the plates, so as to disturb the flow of air in these first channels 13 by increasing the exchange surface.
  • the plates 11 respectively comprise two openings, for example inlet pipes 17 and outlet 19, for the passage of the second fluid.
  • the tubings 17, 19 of a plate 11 communicate respectively with the tubings 17, 19 of a plate 11 of an adjacent pair, for example by interlocking, to allow the circulation of the second fluid between the plates 11.
  • the plates 11 may have disruptive bosses 21 of the second fluid flowing in the second channels 15, so as to improve the heat exchange.
  • the plates 11 may also comprise longitudinal ribs 23 joining two plates 11 of a pair so as to define circulation passes 25a to 25d ( figure 5 ) for the second fluid.
  • these plates 11 with possibly disturbing fins 16 are mounted in a receiving housing 5 as mentioned above, having at least one opening 6 for assembling the bundle 3 with one or more distribution boxes 7, 9.
  • the casing 5 has inlet orifices 27 and outlet ports 29 of water in the exchanger 1, associated with a water circuit in which the exchanger 1 is mounted and communicating respectively with the tubes 17, 19 of the ductwork. exchange 3.
  • this receiving casing 5 is formed of a first inner casing 31 and a second outer casing 33.
  • the outer casing 33 may have openings 34 which facilitate brazing.
  • Each housing 31,33 comprises for example two assembled half-housings. So, as this is best seen on the figure 3 the first inner casing 31 may comprise two inner half-casings 31a and 31b assembled, for example by brazing, to form the inner casing 31.
  • the second outer casing 33 may comprise two outer half-casings 33a and 33b assembled, for example by brazing, to form the outer casing 33.
  • These inner casings 31 and outer casings 33 are arranged to form a receiving groove 35 a heel 37 of a distribution box 7.9.
  • the beam and more particularly the receiving housing is arranged to form at least one receiving groove of the sealing means.
  • the heat exchanger 1 comprises on the one hand an inlet casing 7 of the first fluid, the air in the present example, and on the other hand an outlet distribution casing 9 of the first fluid, the water in the present example, the casing 5 thus has two openings 6 on either side of the beam 3.
  • the two inner casings 31 and outer 33 are arranged so as to form such a groove 35 on each side of the exchanger 1 to receive on the one hand the heel 37 of the inlet housing 7 of the first fluid, the air in the present example, and on the other hand the heel of the outlet housing 9 of the first fluid, the water in this example (see Figures 1 and 2 ).
  • a sealing means (not shown) is arranged in the groove 35 between the bundle 3 and the distribution boxes 7, 9. This groove 35 thus forms a sealing groove.
  • the sealing means may be a seal formed by glue, such as silicone for example or epoxy glue, deposited in the sealing groove between the bundle 3 and each distribution box 7, 9. Moreover, bonding allows greater tolerance than mechanical seals.
  • glue such as silicone for example or epoxy glue
  • the watertightness is done on two sides of the exchanger 1 between the distribution boxes 7, 9 and the bundle 3.
  • the inner casing 31 has folded peripheral edges 39 and the outer casing has straight peripheral edges 41; a groove 35 is thus formed between the folded edges 39 and the straight edges 41.
  • both the peripheral edges 39 of the inner casing 31 and the peripheral edges 41 of the outer casing 33 protrude on either side of the beam 3 so as to receive the sealing means and the heels 37 of the casings distribution 7.9.
  • the outer casing 33 has means 43 for holding the heels 37 of the distribution casings 7, 9 in the grooves 35.
  • These holding means 43 comprise, for example, tabs 43 for holding on the periphery of the outer casing. 33 ( Figures 1 to 4 ), which are folded on the distribution boxes 7.9 (see figure 1 ).
  • the exchanger 1 comprises, at each of its ends, an air distribution box; on the one hand a casing 7 of air inlet distribution and, on the other hand a casing 9 of air outlet distribution.
  • the output distribution box 9 is according to the embodiment described similar to the input box 7 and mounted symmetrically; of course, according to another embodiment, the input boxes 7 and output 9 may be different.
  • the distribution boxes 7, 9 may be made of plastic, for example by injection.
  • the plates 11 open into the housings 7.9.
  • the distribution casings 7, 9 are connected to ducts of an air circuit in which the exchanger 1 is mounted and respectively have an inlet and outlet tubing 45 and 47 (see FIG. Figures 1 and 2 ).
  • the air is introduced into the plates 11 via the input distribution box 7 and is collected at the outlet of the plates 11 by the output distribution box 9.
  • the exchange elements of the exchange bundle 3 are assembled, such as the plates 11, and possibly the perturbation fins 16 and / or disruptive elements, for example by brazing together.
  • this beam 3 is arranged in the inner casing 31.
  • the two inner half-casings 31a, 31b are assembled around the bundle 3.
  • the inner housing 31 containing the bundle 3 is arranged in the outer casing 33.
  • the outer half-casings 33a, 33b are assembled around the assembly formed by the inner casing 31 containing the bundle 3. This assembly can for example, by soldering.
  • each distribution box 7, 9 is introduced into the associated groove 35 formed by the inner casings 31 and outer casings 33.
  • a sealant adhesive is injected into the grooves 35 formed by the inner casings 31 and outer casings 33 on either side of the bundle 3 between the bundle 3 and the distribution boxes 7, 9.
  • the beam 3 becomes a bearing structure of the exchanger 1 and the assembly has a smaller volume and is therefore less subject to mechanical stresses compared to known solutions of the prior art. This bearing structure is constructive.
  • FIG. 9 to 15 a second embodiment of a heat exchanger 100,200 comprising a beam 102,202 heat exchange (better visible on the figures 11 and 13 ) which is received in a distribution box 104,204.
  • the beam 102 for heat exchange (better visible on the figure 12 ) allows the exchange of heat between a first fluid such as the charge air and a second fluid such as the coolant, in the example of a charge air cooler.
  • This beam 102 is substantially similar to the beam 3 of the first embodiment and therefore comprises a stack of plates 11 as described above defining on the one hand first channels 13 for the circulation of the first fluid, and secondly second channels For the circulation of the second fluid.
  • this beam 102 may comprise in the first channels 13 perturbation fins 16 and the plates 11 may have bosses 21 forming disrupter of the second fluid flowing in the second channels 15 and possibly longitudinal ribs 23 joining two plates 11 of a pair so as to define circulation passes 25a to 25d for the second fluid.
  • the plates 11 also comprise respectively two inlet pipes 17 and outlet 19, for the passage of the second fluid; the tubings 17, 19 of a plate 11 communicating respectively with the tubings 17, 19 of a plate 11 of an adjacent pair to allow the circulation of the second fluid between the plates 11.
  • the exchange beam 102 according to the second embodiment further comprises two end plates 106a, 106b closing two corresponding openings 108a, 108b of the distribution box 104.
  • the beam 102 is therefore mounted in the distribution box 104 and not in a housing 5 as in the first embodiment, and the two end plates 106a, 106b of the beam 102 closes the openings 108a, 108b of the distribution box 104 forming a receiving box.
  • one of the end plates 106b has inlet openings 27 and outlet 29 of water respectively communicating with the tubes 17,19 of the exchange beam 102 and with connecting pipes 110 and 112 associated with a water circuit in which the exchanger 100 is mounted.
  • This housing 104 is here formed of a single piece which may be plastic and for example made by injection.
  • this housing 104 has two opposite openings 108a, 108b closed by the beam 102 during mechanical assembly.
  • the casing 104 is connected to ducts of an air circuit in which the exchanger 102 is mounted and thus has an inlet pipe 114 and an outlet pipe 116 thus allowing the circulation of air to flow. through the plates 11 opening into this housing 104.
  • this housing 104 has two opposite edges 118a, 118b at the periphery of the openings 108a, 108b respectively cooperating with the end plates 106a, 106b for both the mechanical assembly and for sealing.
  • this sealing means is arranged in a groove at the periphery of the openings 108a, 108b of the distribution box 104.
  • a first groove for receiving the sealing means is formed by the peripheral rim 120 of one of the end plates 106b. Indeed, this flange 120 is folded so as to form a peripheral receiving groove 122 for the sealing means and the distribution box 104, more precisely for the peripheral edge 118b of the housing 104.
  • the beam is arranged to so as to form at least one receiving groove of said sealing means.
  • a second groove 123 for receiving the sealing means is formed at the opposite peripheral edge 118a of the dispensing box 104, in which the peripheral edge 124 of the end plate 106a is also arranged.
  • the receiving grooves 122,123 serve both for the mechanical assembly of the beam 102 in the housing 104 and for sealing.
  • the sealing means may be a seal formed advantageously of glue, especially epoxy glue or silicone to ensure the mechanical assembly and the seal between the beam 102 and the housing 104 .
  • the beam 102 is thus glued to the housing 104 on two sides, here two long sides of the exchanger 100.
  • the beam 102 contributes to the reinforcement of the housing 104.
  • the exchange elements of the exchange bundle 102 such as the plates 11, and possibly the disturbing fins 16 and / or disruptive fins, are assembled together, for example by brazing.
  • the beam 102 is arranged in the distribution box 104, for example by sliding, until the outer end plates 106a, 106b of the beam 102 respectively close the openings 108a, 108b of the housing 104. .
  • a sealing material adhesive is then injected into the grooves of the reception provided for this purpose at the periphery of the openings 108a, 108b.
  • This assembly results in a reduction of the internal volume subjected to the pressure.
  • the beam 102 forms a supporting structure of the exchanger 100 contributing to the reinforcement of the housing 104.
  • the seal is this time on three sides of the exchanger 200.
  • the beam 202 (better visible on the figure 14 ) is substantially identical to the beam 102 illustrated on the figure 12 .
  • the exchange elements identical to those described above are not described further.
  • This beam 202 also comprises two end plates 206a, 206b closing two opposite openings 208a, 208b of the casing 204 but also comprises an outer lateral cover 210 for closing a third opening 212 of the casing 204 (cf. figure 15 ).
  • This third opening 212 in this example on a small side of the exchanger 200, allows for example the insertion of the beam 202 in the housing 204.
  • the end plates 206a, 206b of the beam 202 may have guide rails 213a, for example cooperating with guide grooves 213b, of the housing 204 when the beam 202 is inserted into the housing of distribution 204.
  • the side cover 210 has two orifices 214,216 respectively communicating on the one hand with the orifices 27,29 provided on the outer plate 206b and on the other hand with the tubing 110,112 for connection to the water circuit in which the exchanger 200 is mounted. .
  • This side cover 210 is in the illustrated example realized with a general shape substantially in polyhedron with side faces 210a substantially triangular.
  • the side cover 210 also has holding means 218 on the housing 204.
  • the side cover 210 is thus assembled facing a side wall 219 ( figure 14 ) of the beam 202 by closing the opening 212 of the housing 204.
  • the plates 11 of the beam 202 open into the casing 204 connected to pipes of an air circuit in which the exchanger 202 is mounted and thus has an inlet pipe 220 and a pipe outlet 222 for the circulation of air through the plates 11.
  • the housing 204 may as previously be made in one piece, this time having three openings 208a, 208b, 212.
  • the distribution box 204 is formed by the assembly of two half-housings 204a and 204b.
  • Each half-housing 204a, 204b has a substantially U-shaped cross-section.
  • the first half-housing 204a comprises for example the opening 208a and optionally the two inlet pipes 218 and outlet 220 as in the example shown on two opposite sides of the half-housing 204a.
  • the second half-housing 204b includes the opening 208b.
  • Each half-housing 204a, 204b includes guide means 213b for guiding the beam 202 during assembly of the beam 202 and the housing 204.
  • the two half-housings 204a, 204b can be assembled together by any appropriate means, as non-limiting examples by ultrasonic welding, friction, induction or by gluing.
  • the beam 202 is the outer end plates 206a, 206b of the beam 202 that support the sealing means (not shown) arranged between the plates 206a, 206b and the distribution housing 204 at the periphery of the openings 208a, 208b of the distribution box 204.
  • the beam is arranged to form at least one receiving groove of the sealing means;
  • a seal is further provided between the lateral face of the beam facing the side cover 210 and this side cover 210.
  • Sealing is thus provided here on three sides, here two long sides and a small side of the exchanger 200.
  • the beam 202 contributes to the reinforcement of the housing 204.
  • the exchange elements of the exchange beam 202 are assembled such as the plates 11, and possibly the disturbance fins 16 and / or disruptive together for example by brazing.
  • the bundle 202 is arranged in the distribution box 204, for example by guiding the rails 213a of the external end plates 206a, 206b in the complementary grooves 213b of the casing 204, until the plates external end 206a, 206b of the beam 202 respectively close the openings 208a, 208b of the housing 204 or alternatively each half-housing 204a, 204b.
  • a sealing material is then injected into the receiving grooves provided for this purpose at the periphery of the openings 208a, 208b, as well as between the side wall 219 of the beam 202 and the side cover 210.
  • the exchanger 200 can then be brazed.
  • this assembly causes a reduction in the internal volume subjected to pressure, and the beam 202 forms a supporting structure of the exchanger 200 by contributing to the reinforcement of the housing 204.
  • a heat exchanger according to the embodiments described here are distinguished by a small footprint and ease of assembly while providing the necessary seal.
  • the exchange beam forms a bearing structure of the exchanger and the exchanger has a volume less subject to mechanical stress.

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Abstract

L'invention concerne un échangeur de chaleur entre au moins un premier fluide et un second fluide, notamment pour véhicule automobile, comprenant un faisceau d'échange (3) de chaleur entre lesdits fluides, au moins un boîtier de distribution (7,9) pour le premier fluide, et un moyen d'étanchéité entre ledit faisceau (3) et ledit au moins un boîtier de distribution (7,9). Selon l'invention, ledit moyen d'étanchéité est supporté par au moins deux parois externes (5) dudit faisceau (3) de sorte que ledit faisceau (3) devient une structure portante dudit échangeur.

Description

  • L'invention concerne un échangeur de chaleur notamment pour véhicule automobile. L'invention concerne aussi des procédés d'assemblage d'un tel échangeur de chaleur.
  • Un échangeur de chaleur, par exemple utilisé dans l'industrie automobile et plus précisément dans un moteur thermique à combustion interne de véhicule automobile, comprend des éléments d'échange de chaleur et d'écoulement de fluide dans lesquels circulent des fluides échangeant de la chaleur entre eux. Les éléments d'échange de chaleur peuvent par exemple comprendre des tubes ou des plaques, des ailettes de perturbation de la circulation de gaz et/ou des perturbateurs d'écoulement de fluide ou autres.
  • De nombreuses configurations structurelles sont envisageables. On connaît des échangeurs comprenant un faisceau de plaques disposées parallèlement les unes aux autres sur une ou plusieurs rangées parallèles entre elles, ces plaques étant agencées pour définir d'une part des premiers canaux de circulation d'un premier fluide et d'autre part des seconds canaux de circulation d'un deuxième fluide en échangeant de la chaleur avec le premier fluide.
  • De nombreuses associations de fluides peuvent être envisagées, qu'il s'agisse de liquides et/ou de gaz.
  • Selon une solution connue un échangeur comporte un carter de réception des éléments d'échanges ou selon une variante de réalisation les éléments d'échange sont montés dans un boîtier relié à un circuit du premier fluide.
  • Cependant, la fabrication de tels échangeurs peut ne pas être optimale; notamment le volume soumis aux pressions peut être sensiblement important diminuant les performances de l'échangeur. De plus, certains échangeurs peuvent ne pas présenter une étanchéité satisfaisante.
  • L'invention a pour objectif d'améliorer les performances des échangeurs de chaleur connus. L'invention a encore pour objectif de réduire l'encombrement de tels échangeurs de chaleur.
  • À cet effet, l'invention a pour objet un échangeur de chaleur entre au moins un premier fluide et un second fluide, notamment pour véhicule automobile, comprenant :
    • un faisceau d'échange de chaleur entre lesdits fluides,
    • au moins un boîtier de distribution pour le premier fluide, et
    • un moyen d'étanchéité entre ledit faisceau et ledit au moins un boîtier de distribution
      caractérisé en ce que ledit moyen d'étanchéité est supporté par au moins deux parois externes dudit faisceau de sorte que ledit faisceau devient une structure portante dudit échangeur.
  • On améliore ainsi l'étanchéité de l'échangeur et on réduit le volume soumis aux sollicitations mécaniques.
  • Ledit échangeur peut en outre comporter une ou plusieurs caractéristiques suivantes, prises séparément ou en combinaison :
    • ledit moyen d'étanchéité comporte de la colle;
    • la colle formant moyen d'étanchéité est de la colle epoxy ou du silicone;
    • lesdites parois externes dudit faisceau sont formées par un carter de réception entourant ledit faisceau et présentant au moins une ouverture pour l'assemblage avec ledit au moins un boîtier de distribution, le faisceau et plus particulièrement ledit carter de réception étant agencé de façon à former au moins une gorge de réception dudit moyen d'étanchéité;
    • ledit carter de réception dudit faisceau comporte un premier carter intérieur et un second carter extérieur, agencés de façon à former au moins une gorge de réception dudit moyen d'étanchéité et d'un talon dudit au moins un boîtier de distribution;
    • ledit carter intérieur comporte deux demi-carters intérieurs et ledit carter extérieur comporte deux demi-carters extérieurs;
    • ledit carter intérieur présente des bords sensiblement droits et ledit carter extérieur présente des bords pliés;
    • ledit carter extérieur présente des bords sensiblement droits et en ce que ledit carter intérieur présente des bords pliés;
    • ledit carter extérieur présente des moyens de maintien du talon dudit au moins un boîtier de distribution dans ladite au moins une gorge;
    • les moyens de maintien comportent des languettes de maintien en périphérie dudit carter extérieur, rabattues sur ledit au moins un boîtier de distribution;
    • ledit faisceau et ledit carter sont assemblés par brasage et en ce que ledit carter extérieur présente des ouvertures configurées pour faciliter l'assemblage par brasage;
    • ledit au moins un boîtier de distribution comporte des gorges d'évacuation de condensats;
    • ledit au moins un boîtier de distribution forme un boîtier de réception dudit faisceau;
    • ledit au moins un boîtier de distribution présente au moins deux ouvertures fermées par ledit faisceau par assemblage mécanique;
    • ledit faisceau comporte deux plaques d'extrémité configurées pour fermer deux ouvertures opposées dudit au moins un boîtier de distribution et supportant respectivement ledit moyen d'étanchéité;
    • le moyen d'étanchéité est configuré d'une part pour assurer l'étanchéité entre ledit faisceau et ledit au moins un boîtier de distribution et d'autre part pour l'assemblage mécanique dudit au moins un boîtier de distribution et dudit faisceau;
    • ladite au moins une gorge recevant le moyen d'étanchéité est agencé en périphérie d'une ouverture dudit au moins un boîtier de distribution;
    • ledit au moins un boîtier de distribution présente au moins une troisième ouverture fermée par ledit faisceau et ladite au moins une troisième ouverture est configurée pour l'insertion dudit faisceau dans ledit au moins un boîtier de distribution lors de l'assemblage;
    • ledit échangeur comporte des moyens de guidages complémentaires portés d'une part par ledit faisceau et d'autre part par ledit au moins un boîtier de distribution pour guider l'insertion dudit faisceau dans ledit au moins un boîtier de distribution;
    • ledit faisceau comporte un capot latéral fermant ladite au moins une troisième ouverture;
    • ledit au moins un boîtier de distribution est formé d'une seule pièce;
    • ledit au moins un boîtier de distribution est formé par l'assemblage de deux demi-boîtiers de section transversale sensiblement en « U »;
    • ledit échangeur est configuré pour refroidir l'air de suralimentation d'un moteur dans un véhicule automobile.
  • L'invention concerne aussi un procédé d'assemblage d'un échange de chaleur tel que défini ci-dessus comprenant les étapes suivantes :
    • on agence ledit faisceau dans ledit carter intérieur,
    • on agence l'ensemble formé par ledit faisceau et ledit carter intérieur dans ledit carter extérieur,
    • on introduit le talon dudit au moins un boîtier de distribution dans ladite au moins une gorge formée par lesdits carters intérieur et extérieur, et
    • on injecte un matériau d'étanchéité dans ladite au moins une gorge formée par lesdits carters intérieur et extérieur.
  • Selon une variante de réalisation, ledit procédé comprend les étapes suivantes :
    • on insère ledit faisceau dans ledit au moins un boîtier de distribution, et
    • on injecte un matériau d'étanchéité dans des gorges formées entre ledit faisceau et ledit au moins un boîtier de distribution.
  • Selon un mode de réalisation, ledit faisceau est assemblé par brasage et ledit au moins un boîtier de distribution est assemblé par collage audit faisceau.
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels :
    • la figure 1 est une vue en perspective éclatée d'un échangeur de chaleur,
    • la figure 2 représente une vue en perspective de l'échangeur de la figure 1 assemblé,
    • la figure 3 est une vue en perspective éclatée d'un faisceau d'échange de l'échangeur des figures 1 et 2,
    • la figure 4 est une vue en perspective du faisceau de la figure 3 assemblé,
    • la figure 5 représente une plaque du faisceau d'échange de chaleur des figures 3 et 4,
    • la figure 6 est une vue partielle en perspective représentant une paire de plaques de la figure 5 formant un second canal pour la circulation du second fluide,
    • la figure 7 représente de façon schématique l'échangeur de chaleur selon une variante de réalisation du carter de réception du faisceau d'échange,
    • la figure 8 est une vue en perspective d'un boîtier de distribution,
    • la figure 9 est une vue en perspective d'un échangeur de chaleur selon un deuxième mode de réalisation,
    • la figure 10 est une vue en éclaté de l'échangeur de la figure 9,
    • la figure 11 est une vue en coupe transversale de l'échangeur des figures 9 et 10,
    • la figure 12 est une vue éclatée d'un faisceau d'échange de l'échangeur des figures 9 et 10,
    • la figure 13 représente une vue en perspective d'une autre variante de réalisation d'un échangeur de chaleur,
    • la figure 14 est une vue en éclaté du faisceau d'échange de chaleur de l'échangeur de la figure 13,
    • la figure 15 est une vue en perspective représentant un boîtier de distribution et le faisceau d'échange de l'échangeur de la figure 13 avant assemblage du boîtier et du faisceau ensemble, et
    • la figure 16 représente une vue en éclaté du boîtier de distribution de l'échangeur de la figure 13.
  • Dans ces figures, les éléments sensiblement identiques portent les mêmes références.
  • L'invention concerne un échangeur de chaleur, en particulier pour refroidir l'air de suralimentation pour moteur thermique, tel qu'un moteur diesel de véhicule automobile.
  • Un tel échangeur peut être un échangeur dit « air-eau », c'est-à-dire un échangeur dans lequel les fluides qui échangent de la chaleur sont l'air et l'eau. Dans le cas d'un refroidisseur d'air de suralimentation; l'eau est de préférence de l'eau du circuit de refroidissement dit "basse température" dudit moteur; il s'agit typiquement d'eau glycolée.
    • Premier mode de réalisation
  • On a représenté sur la figure 1, une vue en éclaté d'un échangeur 1 de chaleur selon un premier mode de réalisation et sur la figure 2 une vue à l'état assemblé de cet échangeur 1.
  • L'échangeur 1 présente une forme générale sensiblement parallélépipédique. Cet échangeur 1 comporte :
    • un faisceau 3 d'échange de chaleur entre un premier fluide tel que l'air de suralimentation et un deuxième fluide tel que le liquide de refroidissement,
    • un carter 5 de réception du faisceau d'échange 3, et
    • deux boîtiers de distribution 7,9 du premier fluide, ici de l'air de suralimentation.
    Le faisceau d'échange
  • En se référant aux figures 3 et 4, le faisceau 3 d'échange de chaleur comporte un empilement de plaques 11.
  • Une plaque 11 (mieux visible sur la figure 5) présente une forme générale rectangulaire. Les plaques 11 sont disposées par paires.
  • L'empilement des plaques 11 permet de délimiter d'une part des premiers canaux 13 (figure 4) pour la circulation du premier fluide, et d'autre part des seconds canaux 15 pour la circulation du second fluide (figure 6).
  • En effet, les plaques 11 disposées par paires définissent un espace e permettant de délimiter un second canal 15 pour la circulation du second fluide, le liquide de refroidissement dans le présent exemple. Les seconds canaux 15 pour la circulation du second fluide sont donc définis par deux plaques adjacentes d'une paire.
  • Quant aux premiers canaux 13 ils sont délimités à chaque fois entre les plaques 11 prévues en vis-à-vis de deux paires de plaques 11 adjacentes.
  • On peut prévoir dans ces premiers canaux 13 des ailettes de perturbation 16 (figure 4), par exemple de forme sensiblement ondulée et brasées aux plaques, de façon à perturber l'écoulement de l'air dans ces premiers canaux 13 en augmentant la surface d'échange.
  • Cette perturbation permet de faciliter les échanges thermiques entre l'air et l'eau au travers des parois des plaques 11. Ces ailettes 16 sont bien connues de l'homme du métier et ne sont pas décrites plus en détail dans la présente.
  • En outre, comme on le constate sur la figure 5, les plaques 11 comportent respectivement deux ouvertures, par exemple des tubulures d'entrée 17 et de sortie 19, pour le passage du second fluide.
  • Les tubulures 17,19 d'une plaque 11 communiquent respectivement avec les tubulures 17,19 d'une plaque 11 d'une paire adjacente, par exemple par emboîtement, pour permettre la circulation du second fluide entre les plaques 11.
  • Par ailleurs, comme l'illustrent les figures 5 et 6, les plaques 11 peuvent présenter des bossages 21 formant perturbateurs du second fluide circulant dans les seconds canaux 15, de manière à améliorer l'échange de chaleur.
  • Les plaques 11 peuvent encore comporter des nervures 23 longitudinales joignant deux plaques 11 d'une paire de manière à définir des passes de circulation 25a à 25d (figure 5) pour le second fluide.
    • Carter
  • En se référant à nouveau aux figures 1 à 4, ces plaques 11 avec éventuellement des ailettes de perturbation 16, sont montées dans un carter de réception 5 comme mentionné précédemment, présentant au moins une ouverture 6 permettant l'assemblage du faisceau 3 avec un ou plusieurs boîtiers de distribution 7,9.
  • Le carter 5 comporte des orifices d'entrée 27 et de sortie 29 d'eau dans l'échangeur 1, associés à un circuit d'eau dans lequel l'échangeur 1 est monté et communiquant respectivement avec les tubulures 17,19 du faisceau d'échange 3.
  • En outre, ce carter de réception 5 est formé d'un premier carter intérieur 31 et d'un second carter extérieur 33.
  • Dans le cas d'un assemblage par brasage de l'échangeur de chaleur 1, le carter extérieur 33 peut présenter des ouvertures 34 qui facilitent le brasage.
  • Chaque carter 31,33 comporte par exemple deux demi-carters assemblés. Ainsi, comme cela est mieux visible sur la figure 3, le premier carter intérieur 31 peut comporter deux demi-carters intérieurs 31a et 31b assemblés, par exemple par brasage, pour former le carter intérieur 31.
  • De même, le second carter extérieur 33 peut comporter deux demi-carters extérieurs 33a et 33b assemblés, par exemple par brasage, pour former le carter extérieur 33. Ces carters intérieur 31 et extérieur 33 sont agencés de façon à former une gorge 35 de réception d'un talon 37 d'un boîtier de distribution 7,9. Autrement dit, ici, le faisceau et plus particulièrement le carter de réception est agencé de façon à former au moins une gorge de réception du moyen d'étanchéité.
  • Selon le mode de réalisation illustré, l'échangeur 1 comporte d'une part un boîtier d'entrée 7 du premier fluide, l'air dans le présent exemple, et d'autre part un boîtier de distribution de sortie 9 du premier fluide, l'eau dans le présent exemple, le carter 5 présente donc deux ouvertures 6 de part et d'autre du faisceau 3. Les deux carters intérieur 31 et extérieur 33 sont donc agencés de façon à former une telle gorge 35 de chaque côté de l'échangeur 1 pour recevoir d'une part le talon 37 du boîtier d'entrée 7 du premier fluide, l'air dans le présent exemple, et d'autre part le talon du boîtier de sortie 9 du premier fluide, l'eau dans le présent exemple (voir figures 1 et 2).
  • Ainsi, c'est le faisceau 3 qui porte les boîtiers de distribution 7 et 9.
  • Afin d'assurer l'étanchéité de l'échangeur 1, un moyen d'étanchéité (non représenté) est agencé dans la gorge 35 entre le faisceau 3 et les boîtiers de distribution 7,9. Cette gorge 35 forme donc une gorge d'étanchéité.
  • Le moyen d'étanchéité peut être un joint d'étanchéité formé par de la colle, telle que du silicone par exemple ou encore de la colle epoxy, déposée dans la gorge 35 d'étanchéité entre le faisceau 3 et chaque boîtier de distribution 7,9. Par ailleurs, le collage permet une plus grande tolérance que les étanchéités mécaniques.
  • Dans l'exemple illustré l'étanchéité se fait sur deux faces de l'échangeur 1 entre les boîtiers de distribution 7,9 et le faisceau 3.
  • Par ailleurs, le carter intérieur 31 présente des bords 39 périphériques pliés et le carter extérieur présente des bords périphériques 41 droits; une gorge 35 est ainsi formée entre les bords 39 repliés et les bords droits 41.
  • En variante (cf figure 7) ce sont les bords 41 du carter extérieur 33 qui sont pliés par exemple et les bords 39 du carter intérieur 31 quant à eux sont droits. Dans ce cas, lorsque l'assemblage se fait par collage celui-ci se fait sur une plus grande distance par rapport à la première variante illustrée sur les figures 1 à 4.
  • Dans ces deux cas, aussi bien les bords périphériques 39 du carter intérieur 31 que les bords périphériques 41 du carter extérieur 33 dépassent de part et d'autre du faisceau 3 de façon à recevoir les moyens d'étanchéité et les talons 37 des boîtiers de distribution 7,9.
  • Par ailleurs, on peut prévoir que le carter extérieur 33 présente des moyens de maintien 43 des talons 37 des boîtiers de distribution 7,9 dans les gorges 35. Ces moyens de maintien 43 comportent par exemple des languettes 43 de maintien en périphérie du carter extérieur 33 (figures 1 à 4), qui sont rabattues sur les boîtiers de distribution 7,9 (voir figure 1).
    • Boîtier de distribution d'air
  • Comme évoqué précédemment, l'échangeur 1 comporte, à chacune de ses extrémités, un boîtier de distribution d'air; d'une part un boîtier 7 de distribution d'entrée d'air et, d'autre part un boîtier 9 de distribution de sortie d'air.
  • Le boîtier de distribution de sortie 9 est selon le mode de réalisation décrit semblable au boîtier d'entrée 7 et monté de manière symétrique; bien entendu, selon une autre forme de réalisation, les boîtiers d'entrée 7 et de sortie 9 peuvent être différents.
  • Les boîtiers de distribution 7,9 peuvent être réalisés en matière plastique, par exemple par injection.
  • Les plaques 11 débouchent dans les boîtiers 7,9. Les boîtiers 7,9 de distribution sont reliés à des canalisations d'un circuit d'air dans lequel est monté l'échangeur 1 et présentent respectivement une tubulure d'entrée 45 et de sortie 47 (voir figures 1 et 2). L'air est introduit dans les plaques 11 par l'intermédiaire du boîtier 7 de distribution d'entrée et est recueilli en sortie des plaques 11 par le boîtier de distribution de sortie 9.
  • Par ailleurs, on peut prévoir des gorges 49 d'évacuation de condensats au niveau des talons 37 des boîtiers de distribution 7,9 comme l'illustre la figure 8.
    • Procédé d'assemblage
  • On décrit maintenant un procédé d'assemblage d'un échangeur de chaleur 1 tel que décrit précédemment.
  • De façon connue on assemble les éléments d'échange du faisceau d'échange 3 tels que les plaques 11, et éventuellement les ailettes de perturbation 16 et/ou perturbateurs ensemble par exemple par brasage.
  • Une fois assemblé, on agence ce faisceau 3 dans le carter intérieur 31. Par exemple, on assemble les deux demi-carters intérieurs 31a,31b autour du faisceau 3.
  • Puis, on agence le carter intérieur 31 contenant le faisceau 3 dans le carter extérieur 33. Par exemple, on assemble les demi-carters extérieurs 33a,33b autour de l'ensemble formé par le carter intérieur 31 contenant le faisceau 3. Cet assemblage peut par exemple se faire par brasage.
  • Ensuite, on introduit le talon de chaque boîtier de distribution 7,9 dans la gorge 35 associée formée par les carters intérieur 31 et extérieur 33.
  • Enfin, on injecte une colle formant matériau d'étanchéité dans les gorges 35 formées par les carters intérieur 31 et extérieur 33 de part et d'autre du faisceau 3 entre le faisceau 3 et les boîtiers de distribution 7,9.
  • Avec un tel échangeur de chaleur 1 comprenant un carter de réception 5 ménagé de façon à former de part et d'autre du faisceau 3 des gorges 35 de réception des moyens d'étanchéité et des boîtiers de distribution, le faisceau 3 devient une structure portante de l'échangeur 1 et l'ensemble présente un volume moindre et est donc moins soumis aux sollicitations mécaniques par rapport aux solutions connues de l'art antérieur. Cette structure portante est constructive.
    • Deuxième mode de réalisation
  • On a représenté sur les figures 9 à 15, un deuxième mode de réalisation d'un échangeur de chaleur 100,200 comprenant un faisceau 102,202 d'échange de chaleur (mieux visible sur les figures 11 et 13) qui est reçu dans un boîtier de distribution 104,204.
    • Première variante
  • On a représenté sur les figures 9 et 10 un tel échangeur 100 selon une première variante de réalisation dans laquelle l'étanchéité se fait sur deux faces de l'échangeur 100.
    • Faisceau d'échange
  • De façon similaire à l'échangeur 1 du premier mode de réalisation, le faisceau 102 d'échange de chaleur (mieux visible sur la figure 12) permet l'échange de chaleur entre un premier fluide tel que l'air de suralimentation et un deuxième fluide tel que le liquide de refroidissement, dans l'exemple d'un refroidisseur d'air de suralimentation.
  • Ce faisceau 102 est sensiblement similaire au faisceau 3 du premier mode de réalisation et comporte donc un empilement de plaques 11 tel que décrit précédemment définissant d'une part des premiers canaux 13 pour la circulation du premier fluide, et d'autre part des seconds canaux 15 pour la circulation du second fluide.
  • Comme précédemment, ce faisceau 102 peut comporter dans les premiers canaux 13 des ailettes de perturbation 16 et les plaques 11 peuvent présenter des bossages 21 formant perturbateurs du second fluide circulant dans les seconds canaux 15 et éventuellement des nervures 23 longitudinales joignant deux plaques 11 d'une paire de manière à définir des passes de circulation 25a à 25d pour le second fluide.
  • Bien sûr, les plaques 11 comportent aussi respectivement deux tubulures d'entrée 17 et de sortie 19, pour le passage du second fluide; les tubulures 17,19 d'une plaque 11 communiquant respectivement avec les tubulures 17,19 d'une plaque 11 d'une paire adjacente pour permettre la circulation du second fluide entre les plaques 11.
  • Ces éléments d'échange de chaleur identiques à ceux du premier mode de réalisation ne sont pas décrits davantage.
  • En se référant aux figures 9 à 12, le faisceau d'échange 102 selon le deuxième mode de réalisation comporte encore deux plaques d'extrémité 106a,106b fermant deux ouvertures 108a,108b correspondantes du boîtier de distribution 104.
  • Le faisceau 102 est donc monté dans le boîtier de distribution 104 et non dans un carter 5 comme dans le premier mode de réalisation, et les deux plaques d'extrémité 106a,106b du faisceau 102 ferme les ouvertures 108a,108b du boîtier de distribution 104 formant boîtier de réception.
  • À l'instar du carter 5 selon le premier mode de réalisation, l'une des plaques d'extrémité 106b comporte des orifices d'entrée 27 et de sortie 29 d'eau communiquant respectivement avec les tubulures 17,19 du faisceau d'échange 102 et avec des tubulures de connexion 110 et 112 associés à un circuit d'eau dans lequel l'échangeur 100 est monté.
    • Boîtier de distribution
  • On décrit maintenant plus en détail le boîtier de distribution 104 (figures 9 à 11).
  • Ce boîtier 104 est ici formé d'une seule pièce qui peut être en matière plastique et par exemple réalisé par injection.
  • Comme mentionné précédemment ce boîtier 104 comporte deux ouvertures opposées 108a,108b fermées par le faisceau 102 lors de l'assemblage mécanique.
  • Par ailleurs, le boîtier 104 est relié à des canalisations d'un circuit d'air dans lequel est monté l'échangeur 102 et présente donc une tubulure d'entrée 114 et une tubulure de sortie 116 permettant donc la circulation de l'air à travers les plaques 11 débouchant dans ce boîtier 104.
  • De plus ce boîtier 104 présente deux bordures opposées 118a,118b en périphérie des ouvertures 108a,108b coopérant respectivement avec les plaques d'extrémité 106a,106b à la fois pour l'assemblage mécanique et pour l'étanchéité.
    • Étanchéité
  • En effet, selon le mode de réalisation illustré, ce sont les plaques d'extrémité 106a,106b externes du faisceau 102 qui supportent le moyen d'étanchéité (non représenté) agencé entre les plaques 106a,106b et le boîtier de distribution 104. Plus précisément, ce moyen d'étanchéité est agencé dans une gorge en périphérie des ouvertures 108a,108b du boîtier de distribution 104.
  • Selon l'exemple illustré sur les figures 10 et 11, une première gorge pour recevoir le moyen d'étanchéité est formé par le rebord périphérique 120 d'une des plaques d'extrémité 106b. En effet, ce rebord 120 est replié de façon à former une gorge périphérique de réception 122 pour le moyen d'étanchéité et le boîtier de distribution 104, plus précisément pour le bord périphérique 118b du boîtier 104. Autrement dit, le faisceau est agencé de façon à former au moins une gorge de réception dudit moyen d'étanchéité.
  • Une deuxième gorge 123 pour recevoir le moyen d'étanchéité est formée au niveau du bord périphérique 118a opposé du boîtier de distribution 104, dans lequel s'agence également le bord périphérique 124 de la plaque d'extrémité 106a.
  • Ainsi les gorges de réception 122,123 servent à la fois pour l'assemblage mécanique du faisceau 102 dans le boîtier 104 et pour l'étanchéité. À cet effet, le moyen d'étanchéité peut être un joint d'étanchéité formé par avantageusement de la colle, notamment de la colle époxy ou encore du silicone pour garantir l'assemblage mécanique et l'étanchéité entre le faisceau 102 et le boîtier 104.
  • Le faisceau 102 est donc lié par collage au boîtier 104 sur deux côtés, ici deux grands côtés de l'échangeur 100. Ainsi, le faisceau 102 contribue au renfort du boîtier 104.
    • Procédé d'assemblage
  • On décrit maintenant un procédé d'assemblage d'un échangeur de chaleur 100 tel que décrit ci-dessus.
  • De façon connue on assemble les éléments d'échange du faisceau d'échange 102 tels que les plaques 11, et éventuellement les ailettes de perturbation 16 et/ou perturbateurs ensemble par exemple par brasage.
  • Une fois le faisceau 102 assemblé, on l'agence dans le boîtier de distribution 104, par exemple par coulissement, jusqu'à ce que les plaques d'extrémité 106a,106b externes du faisceau 102 ferment respectivement les ouvertures 108a,108b du boîtier 104.
  • On injecte ensuite une colle formant matériau d'étanchéité dans les gorges de réception prévues à cet effet en périphérie des ouvertures 108a,108b.
  • Cet assemblage entraîne une réduction du volume intérieur soumis à la pression. Et, le faisceau 102 forme une structure portante de l'échangeur 100 en contribuant au renfort du boîtier 104.
    • Deuxième variante
  • Selon une deuxième variante de réalisation illustrée par les figures 13 à 16 l'étanchéité se fait cette fois sur trois faces de l'échangeur 200.
    • Faisceau d'échange
  • Le faisceau 202 (mieux visible sur la figure 14) est sensiblement identique au faisceau 102 illustré sur la figure 12. Les éléments d'échange identiques à ceux décrits précédemment ne sont pas décrits davantage.
  • Ce faisceau 202 comporte également deux plaques d'extrémité 206a,206b fermant deux ouvertures 208a,208b opposées du boîtier 204 mais comporte en outre un capot latéral 210 externe pour fermer une troisième ouverture 212 du boîtier 204 (cf figure 15).
  • Cette troisième ouverture 212, dans cet exemple sur un petit côté de l'échangeur 200, permet par exemple l'insertion du faisceau 202 dans le boîtier 204.
  • Dans ce cas, on peut prévoir des moyens complémentaires de guidage 213a,213b portés d'une part par le faisceau 202 et d'autre part par le boîtier 204.
  • Selon l'exemple illustré, les plaques d'extrémité 206a,206b du faisceau 202 peuvent présenter des rails de guidage 213a, coopérant par exemple avec des rainures de guidage 213b, du boîtier 204 lors de l'insertion du faisceau 202 dans le boîtier de distribution 204.
  • Le capot latéral 210 comporte deux orifices 214,216 communiquant respectivement d'une part avec les orifices 27,29 prévus sur la plaque externe 206b et d'autre part avec les tubulures 110,112 de connexion au circuit d'eau dans lequel est monté l'échangeur 200.
  • Ce capot latéral 210 est dans l'exemple illustré réalisé avec une forme générale sensiblement en polyèdre avec des faces latérales 210a sensiblement triangulaires. Le capot latéral 210 présente encore des moyens de maintien 218 sur le boîtier 204.
  • Le capot latéral 210 est donc assemblé en regard d'une paroi latérale 219 (figure 14) du faisceau 202 en fermant l'ouverture 212 du boîtier 204.
    • Boîtier de distribution
  • On décrit maintenant plus en détail le boîtier de distribution 204 de cette deuxième variante (mieux visible sur les figures 15 et 16).
  • Comme dans la première variante précédemment décrite, les plaques 11 du faisceau 202 débouchent dans le boîtier 204 relié à des canalisations d'un circuit d'air dans lequel est monté l'échangeur 202 et présente donc une tubulure d'entrée 220 et une tubulure de sortie 222 permettant la circulation de l'air à travers les plaques 11.
  • Le boîtier 204 peut comme précédemment être réalisé d'une seule pièce en présentant cette fois trois ouvertures 208a,208b,212.
  • Selon la variante illustrée, le boîtier de distribution 204 est formé par l'assemblage de deux demi-boîtiers 204a et 204b. Chaque demi-boîtier 204a,204b présente une section transversale sensiblement en « U ».
  • Comme on le remarque sur la figure 16, le premier demi-boîtier 204a comporte par exemple l'ouverture 208a et éventuellement les deux tubulures d'entrée 218 et de sortie 220 comme dans l'exemple illustré sur deux côtés opposés du demi-boîtier 204a.
  • Le deuxième demi-boîtier 204b comporte lui l'ouverture 208b.
  • Chaque demi-boîtier 204a,204b comporte des moyens de guidage 213b pour le guidage du faisceau 202 lors de l'assemblage du faisceau 202 et du boîtier 204.
  • Les deux demi-boîtiers 204a,204b peuvent être assemblés entre eux par tout moyen approprié, comme à titre d'exemples non limitatifs par soudage par ultrasons, friction, induction ou encore par collage.
    • Étanchéité
  • Comme précédemment, ce sont les plaques d'extrémité 206a,206b externes du faisceau 202 qui supportent le moyen d'étanchéité (non représenté) agencé entre les plaques 206a,206b et le boîtier de distribution 204 en périphérie des ouvertures 208a,208b du boîtier de distribution 204. Autrement dit, ici aussi, le faisceau est agencé de façon à former au moins une gorge de réception du moyen d'étanchéité;
  • Une étanchéité est en outre assurée entre la face latérale du faisceau en vis-à-vis du capot latéral 210 et ce capot latéral 210.
  • L'étanchéité est donc assurée ici sur trois côtés, ici deux grands côtés et un petit côté de l'échangeur 200. Ainsi, le faisceau 202 contribue au renfort du boîtier 204.
    • Procédé d'assemblage
  • On décrit maintenant un procédé d'assemblage d'un échangeur de chaleur 200 tel que décrit ci-dessus.
  • De façon similaire aux précédents modes de réalisation décrits, on assemble les éléments d'échange du faisceau d'échange 202 tels que les plaques 11, et éventuellement les ailettes de perturbation 16 et/ou perturbateurs ensemble par exemple par brasage.
  • Une fois le faisceau 202 assemblé, on l'agence dans le boîtier de distribution 204, par exemple par guidage des rails 213a des plaques externes 206a,206b d'extrémité dans les rainures 213b complémentaires du boîtier 204, jusqu'à ce que les plaques d'extrémité 206a,206b externes du faisceau 202 ferment respectivement les ouvertures 208a,208b du boîtier 204 ou en alternative de chaque demi-boîtier 204a,204b.
  • Comme précédemment, on injecte ensuite un matériau d'étanchéité dans les gorges de réception prévues à cet effet en périphérie des ouvertures 208a,208b, ainsi qu'entre la paroi latérale 219 du faisceau 202 et le capot latéral 210. L'échangeur 200 peut ensuite être brasé.
  • Encore, cet assemblage entraîne une réduction du volume intérieur soumis à la pression, et, le faisceau 202 forme une structure portante de l'échangeur 200 en contribuant au renfort du boîtier 204.
  • On comprend donc qu'un échangeur de chaleur selon les modes de réalisation décrits ici se distinguent par un faible encombrement et une facilité d'assemblage tout en assurant l'étanchéité nécessaire.
  • En outre, le faisceau d'échange forme une structure portante de l'échangeur et l'échangeur présente un volume moins soumis aux sollicitations mécaniques.

Claims (16)

  1. Échangeur de chaleur entre au moins un premier fluide et un second fluide, notamment pour véhicule automobile, comprenant :
    - un faisceau d'échange (3;102;202) de chaleur entre lesdits fluides,
    - au moins un boîtier de distribution (7,9;104;204) pour le premier fluide, et
    - un moyen d'étanchéité entre ledit faisceau (3;102;202) et ledit au moins un boîtier de distribution (7,9;104;204),
    caractérisé en ce que le faisceau est agencé de façon à former au moins une gorge de réception dudit moyen d'étanchéité et en ce que ledit moyen d'étanchéité est supporté par au moins deux parois externes (5;106a,106b;206a,206b) dudit faisceau (3;102;202) de sorte que ledit faisceau (3;102;202) devient une structure portante dudit échangeur.
  2. Échangeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen d'étanchéité comporte de la colle.
  3. Échangeur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdites parois externes dudit faisceau (3) sont formées par un carter (5) de réception entourant ledit faisceau (3) et présentant au moins une ouverture (6) pour l'assemblage avec ledit au moins un boîtier de distribution (7,9).
  4. Echangeur selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit carter de réception dudit faisceau comporte un premier carter intérieur (31) et un second carter extérieur (33), agencés de façon à former au moins une gorge (35) de réception dudit moyen d'étanchéité et d'un talon (37) dudit au moins un boîtier de distribution (7,9).
  5. Échangeur selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que ledit carter intérieur (31) comporte deux demi-carters intérieurs (31a,31b) et ledit carter extérieur (33) comporte deux demi-carters extérieurs (33a,33b).
  6. Échangeur selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que ledit faisceau (3) et ledit carter (5) sont assemblés par brasage et en ce que ledit carter extérieur (33) présente des ouvertures (34) configurées pour faciliter l'assemblage par brasage.
  7. Échangeur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit au moins un boîtier de distribution (104;204) forme un boîtier de réception dudit faisceau (102;202).
  8. Échangeur selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit au moins un boîtier de distribution (104;204) présente au moins deux ouvertures (108a,108b;208a,208b,212) fermées par ledit faisceau (102;202) par assemblage mécanique.
  9. Échangeur selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit faisceau (102;202) comporte deux plaques d'extrémité (106a,106b;206a,206b) configurées pour fermer deux ouvertures (108a,108b;208a,208b) opposées dudit au moins un boîtier de distribution (104;204) et supportant respectivement ledit moyen d'étanchéité.
  10. Échangeur selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que le moyen d'étanchéité est configuré d'une part pour assurer l'étanchéité entre ledit faisceau (102;202) et ledit au moins un boîtier de distribution (104;204) et d'autre part pour l'assemblage mécanique dudit au moins un boîtier de distribution (104;204) et dudit faisceau (102;202).
  11. Échangeur selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que ledit au moins un boîtier de distribution (204) présente au moins une troisième ouverture (212) fermée par ledit faisceau (202) et en ce que ladite au moins une troisième ouverture (212) est configurée pour l'insertion dudit faisceau (102) dans ledit au moins un boîtier de distribution (204) lors de l'assemblage.
  12. Échangeur selon l'une quelconque des revendications 7 à 11, caractérisé en ce que ledit au moins un boîtier de distribution (104) est formé d'une seule pièce.
  13. Échangeur selon l'une quelconque des revendications 7 à 11, caractérisé en ce que ledit au moins un boîtier de distribution (204) est formé par l'assemblage de deux demi-boîtiers (204a,204b) de section transversale sensiblement en « U ».
  14. Échangeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est configuré pour refroidir l'air de suralimentation d'un moteur dans un véhicule automobile.
  15. Procédé d'assemblage d'un échangeur (1) de chaleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 et 14, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
    - on agence ledit faisceau (3) dans ledit carter intérieur (31),
    - on agence l'ensemble formé par ledit faisceau (3) et ledit carter intérieur (31) dans ledit carter extérieur (33),
    - on introduit le talon (37) dudit au moins un boîtier de distribution (7,9) dans ladite au moins une gorge (35) formée par lesdits carters intérieur (31) et extérieur (33), et
    - on injecte un matériau d'étanchéité dans ladite au moins une gorge (35) formée par lesdits carters intérieur (31) et extérieur (33).
  16. Procédé d'assemblage d'un échangeur selon l'une quelconque des revendications 7 à 14, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
    - on insère ledit faisceau (102;202) dans ledit au moins un boîtier de distribution (104;204), et
    - on injecte un matériau d'étanchéité dans des gorges formées entre ledit faisceau (102;202) et ledit au moins un boîtier de distribution (104;204).
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