FR2558246A1

FR2558246A1 - Heat exchanger with mechanically connected water boxes and collector plates.

Info

Publication number: FR2558246A1
Application number: FR8400401A
Authority: FR
Inventors: Michel Allemandou
Original assignee: Chausson Usines SA
Current assignee: Chausson Usines SA
Priority date: 1984-01-12
Filing date: 1984-01-12
Publication date: 1985-07-19
Also published as: FR2558246B1

Abstract

The heat exchanger with mechanically connected collector plates and water boxes, a deformable seal 5 being interposed between the bottom of each collector plate and a heel 4a of each water box which forms a peripheral edge 4b for clamping lugs, is characterised by lateral cheek plates 6 forming, at their ends, flanges 7 extended by lugs or teeth 13 which are folded down over the corresponding portions of the peripheral edge 4b of the water box 4.

Description

La présente invention concerne les échangeurs de chaleur du type dit à tubes et dissipateurs dans lesquels les extrémités des tubes sont engagées dans des plaques collectrices recouvertes par des boites à eau. The present invention relates to heat exchangers of the so-called tube and dissipator type in which the ends of the tubes are engaged in header plates covered by water boxes.

L'invention s'rappliqué plus particulièrement à ceux de ces échangeurs dont les boîtes à eau sont reliées mécaniquement aux plaques collectrices. Des échangeurs du type rappelé ci-dessus sont bien connus et comprennent des plaques collectrices sont le bord nontant entoure un rebord de la boite à eau et comporte des pattes ou dents qui sont rabattues sur un rebord de la boite à eau. The invention applies more particularly to those of these exchangers whose water boxes are mechanically connected to the manifold plates. Exchangers of the type recalled above are well known and include manifold plates are the edge not surrounding surrounds a rim of the water box and has legs or teeth which are folded over a rim of the water box.

D'autres échangeurs sont également connus qui comportent des agrafes prenant appui, d'une part, en dessous de chaque côté de la plaque collectrice, et, d'autre part, sur le rebord des quatre côtés de la boîte à eau. Other exchangers are also known which include staples bearing, on the one hand, below each side of the collecting plate, and, on the other hand, on the edge of the four sides of the water box.

Cette disposition nécessite l'utilisation de quatre agrafes et il a été constaté que les agrafes prévues sur les petits côtés des plaques collectrices et des boîtes à eau rendent difficile la mise en place de joues latérales qui ont généralement pour fonction de maintenir un intervalle constant entre les plaques collectrices en plus de permettre une fixation facile de l'échangeur à des supports et la mise en place de tirants s'étendant de l'une à l'autre des deux joues pour empêcher le gonflage des tubes en cas de surpression du fluide de circulation. This arrangement requires the use of four staples and it has been found that the staples provided on the short sides of the collector plates and of the water boxes make it difficult to fit side cheeks which generally have the function of maintaining a constant interval between the collector plates in addition to allowing easy attachment of the exchanger to supports and the establishment of tie rods extending from one to the other of the two cheeks to prevent the inflation of the tubes in the event of fluid overpressure traffic.

L'invention permet de simplifier la réalisation des échangeurs de chaleur du type rappelé ci-dessus tout en permettant d'utiliser des plaques collectrices de faible épaisseur présentant une résistance mécanique qui les rendrait impropres à la formation des pattes ou dents devant être rabattues sur le rebord périphérique d'une boîte à eau mais présentant l'avantage de rendre possible une liaison par brasage beaucoup plus facile avec les tubes du faisceau car la faible épaisseur des plaques collectrices permet alors qu'il n'existe que peu ou pas de gradient de température entre elles et les tubes lors du brasage tout en réduisant la durée de maintien à la température de brasage. The invention makes it possible to simplify the production of heat exchangers of the type recalled above while allowing the use of collector plates of small thickness having mechanical strength which would make them unsuitable for the formation of legs or teeth to be folded down on the peripheral edge of a water box but having the advantage of making possible a much easier connection by soldering with the tubes of the bundle because the thin thickness of the collector plates allows then that there is little or no gradient of temperature between them and the tubes during brazing while reducing the holding time at the brazing temperature.

Conformément à l'invention., l'échangeur de chaleur à boites à eau et plaques collectrices reliées mécaniquement, un joint déformable étant interposé entre le fond de chaque plaque collectrice et un talon de chaque boîte à eau qui forme un rebord périphérique pour des pattes de sertissage, est caractérisé par des joues latérales formant à leurs extrémités des flasques prolongés par des pattes ou dents qui sont rabattues sur les parties correspondantes du rebord périphérique de la boite à eau. According to the invention., The heat exchanger with water boxes and mechanically connected manifold plates, a deformable seal being interposed between the bottom of each manifold plate and a heel of each water box which forms a peripheral rim for legs crimping, is characterized by side cheeks forming at their ends flanges extended by lugs or teeth which are folded over the corresponding parts of the peripheral edge of the water box.

Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Various other characteristics of the invention will also emerge from the detailed description which follows.

Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titres d'exemple non limitatif , au dessin annexe. An embodiment of the object of the invention is shown, by way of non-limiting example, in the accompanying drawing.

La fig. 1 est une élévation partiellement arrachée d'un échangeur de chaleur selon l'invention. Fig. 1 is a partially cutaway elevation of a heat exchanger according to the invention.

La fig. 2 est une coupe prise suivant la ligne II-II de la fig. 1. Fig. 2 is a section taken on the line II-II of FIG. 1.

De façon connue, l'échangeur comporte des tubes de circulation-1 entre lesquels sont disposés des dissipateurs 2. Les extrémités des tubes 1 sont engagées dans une plaque collectrice 3 recouverte par une boute à eau 4. Un joint déformable 5 est interposé entre la plaque collectrice 3 et un talon 4a que délimite la plaque collectrice 4 qui, par ailleurs, présente un rebord périphérique 4b. In known manner, the exchanger comprises circulation tubes-1 between which are arranged heatsinks 2. The ends of the tubes 1 are engaged in a collecting plate 3 covered by a water bottle 4. A deformable seal 5 is interposed between the collector plate 3 and a heel 4a which delimits the collector plate 4 which, moreover, has a peripheral rim 4b.

Bien que cela ne soit pas représenté, l'échangeur comporte une seconde plaque collectrice 3 et une seconde boîte à eau 4 à son autre extrémités .Des joues latérales 6 sont disposées de part et d'autre des petits côtés des plaques collectrices 3. Although this is not shown, the exchanger comprises a second collecting plate 3 and a second water box 4 at its other ends. Side cheeks 6 are arranged on either side of the short sides of the collecting plates 3.

Selon l'invention, les joues latérales 6 forment à leurs deux extrémités des flasques 7, par exemple évasés comme illustré par la fig. 2, pour que lesdits flasques présentent au moins sur une partie une largeur égale ou pratiquement égale à celle des petits côtés 8 des plaques collectrices, petits côtés qui entourent, ainsi que les grands côtés 9, la base de la boîte à eau 4. According to the invention, the lateral cheeks 6 form at their two ends flanges 7, for example flared as illustrated in FIG. 2, so that said flanges have at least over a part a width equal or practically equal to that of the short sides 8 of the collector plates, short sides which surround, as well as the long sides 9, the base of the water box 4.

Il est avantageux, comme l'illustre le dessin, que chaque joue présente à la base de chaque flasque 7 une patte 10 formée à partir d'un crevé 11 pour servir d'appui audessous de la plaque collectrice 3 correspondante. La patte 10 permet ainsi d'assurer un espace constant entre les plaques collectrices. It is advantageous, as illustrated in the drawing, that each cheek has at the base of each flange 7 a tab 10 formed from a flat 11 to serve as a support below the corresponding collecting plate 3. The tab 10 thus ensures a constant space between the collector plates.

Il est également avantageux, comme l'illustre la fig. 1, que les joues latérales présentent au niveau des crevés 1l un segment en pente 12 qui assure, d'une part, une légère flexibilité et, d'autre part, rend possible que chaque joue prenne appui contre les premières rangées extrêmes la, lb de dissipateur. Les flasques 7 des joues 6 sont prolongés par des pattes ou dents 13 qui sont destinées à être rabattues sur le rebord 4b des petits côtés de la bote à eau 4 en passant au-dessus des petits côtés 8 de la plaque collectrice. It is also advantageous, as illustrated in FIG. 1, that the side cheeks have at the level of the punctures 11 a sloping segment 12 which ensures, on the one hand, a slight flexibility and, on the other hand, makes it possible for each cheek to bear against the first extreme rows 1a, 1b heatsink. The flanges 7 of the cheeks 6 are extended by lugs or teeth 13 which are intended to be folded over the rim 4b on the short sides of the water box 4 passing over the short sides 8 of the collecting plate.

Outre les joues particulières qui viennent d'être décrites, l'échangeur comporte sur chacun des deux grands côtés 9 des agrafes 14 en forme d'étrier qui prennent appui en dessous du bord périphérique de la plaque collectrice correspondante et sur le dessus du bord périphérique 4b de la boite à eau 4 au moyen de pattes ou dents ou autres éléments repliés 15. In addition to the particular cheeks which have just been described, the exchanger comprises, on each of the two long sides 9, staples 14 in the form of a stirrup which bear under the peripheral edge of the corresponding collecting plate and on the top of the peripheral edge 4b of the water box 4 by means of legs or teeth or other folded elements 15.

La réalisation décrite ci-dessus permet de réliser le faisceau échangeur de chaleur, c'est-à-dire les tubes 1, les dissipateurs 2 et les plaques collectrices 3 à partir de feuilles métalliques minces, par exemple les plaques collectrices peuvent présenter une épaisseur de 0,6 à 0,8 mm si elles sont fabriquées en laiton ou une épaisseur de 1 à 1,2 mm si elles sont fabriquées en aluminium ou alliage d'aluminium recuit, par exemple la qualité AX 3003. Par ailleurs, les joues et donc les pattes ou dents 13 qu'elles comportent de même que les agrafes 14 sont avantageusement fabriquées en acier d'une épaisseur de 1 à 1,2 mm ou encore en aluminium d'une épaisseur également voisine de î,2 mm si on utilise une qualité d'alliage d'aluminium pouvant subir un traitement thermique, par exemple la qualité
AGS.The embodiment described above makes it possible to realize the heat exchanger bundle, that is to say the tubes 1, the dissipators 2 and the collector plates 3 from thin metal sheets, for example the collector plates may have a thickness from 0.6 to 0.8 mm if they are made of brass or a thickness of 1 to 1.2 mm if they are made of aluminum or annealed aluminum alloy, for example the quality AX 3003. Furthermore, the cheeks and therefore the legs or teeth 13 which they comprise as well as the staples 14 are advantageously made of steel with a thickness of 1 to 1.2 mm or also of aluminum with a thickness also close to 1.2 mm if uses a quality of aluminum alloy which can undergo a heat treatment, for example the quality
AGS.

Etant donné que les plaques collectrices peuvent être fabriquées à partir de feuilles minces, cela facilite leur liaison par brasage avec les tubes 11et l'utilisation de feuilles plus épaisses pour constituer les joues 6 et les agrafes 14 permet d'exercer entre le fond des plaques collectrices et le dessus des botes à eau une force de compression élevée et régulière assurant une contrainte uniforme sur toute la longueur du joint d'étanchéité 5. Since the collector plates can be made from thin sheets, this facilitates their connection by soldering with the tubes 11 and the use of thicker sheets to form the cheeks 6 and the staples 14 allows to exert between the bottom of the plates manifolds and the top of the water boxes a high and regular compression force ensuring a uniform stress over the entire length of the seal 5.

L'invention n'est pas limitée à l'exemple de rélisation représenté et décrit en détail, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. En particulier, les joues 6 sont reliées aux petits côtés 8 des plaques collectrices par soudure électrique, brasage, collage ou un autre moyen de la technique. The invention is not limited to the embodiment shown and described in detail, because various modifications can be made without departing from its scope. In particular, the cheeks 6 are connected to the short sides 8 of the collector plates by electrical welding, soldering, gluing or another means of the technique.

Claims

1 - Heat exchanger. with water boxes and collector plates mechanically connected, a deformable seal (5) being interposed between the bottom of each collector plate and a heel of each water box which forms a peripheral rim (4b) for crimping lugs, characterized by side cheeks (6) forming flanges (7) at their ends extended by lugs or teeth (13) which are folded over the corresponding parts of the peripheral rim (.4b) of the water box (4).

2 - Heat exchanger according to claim 1, characterized in that each cheek forms a tab (10) cut from a punctured (11) to bear against the underside of the corresponding collecting plate.

3 - Heat exchanger according to claims 1 or 2, characterized by staples (14) known in themselves, arranged on the long sides of the collector plates and corresponding parts of the water box, said staples being made of metal more higher resistance than the metal constituting the collector plates.

4 - Heat exchanger according to one of claims 1 to 3, characterized in that the cheeks are made of more resistant metal than the collector plates.

5 - Heat exchanger according to one of claims 1 to 4, characterized in that the cheeks are connected to the short sides of the header plates by electrical welding, soldering, gluing or the like.

6 - Heat exchanger according to one of claims 1 to 5, characterized in that the collector plates are made of brass with a thickness of 0.6 to 0.8 mm or of annealed aluminum with a thickness of 1 to 1.2 mm while the cheeks. are made of steel with a thickness of 1 to 1.2 ma or in. heat treated aluminum alloy with a thickness close to 1.2 mm.

7 - Heat exchanger according to one of claims 1 to 6, characterized in that the staples (14) are made of steel with a thickness of 1 to 1.2 mm or of an aluminum alloy heat treated with a thickness close to 1.2 mm.

8 - Heat exchanger according to one of claims 1 to 7, characterized in that the cheeks form flanges (7) of which a part extends over the major part at least of the width of the short sides of the collector plate.

9 - Heat exchanger according to one of claims î to 8, characterized in that the flanges have at the level of the punctures (11) a sloping part so that the cheeks are in contact with the end row (la, resp. Lb ) heatsinks' (1).