FR2851331A1 - Boite collectrice pour echangeur de chaleur, notamment pour evaporateur de circuit de climatisation de vehicule automobile, et echangeur comportant cette boite collectrice - Google Patents

Abstract

La boîte collectrice comprend une plaque collectrice (8) comportant des perforations pour l'insertion de tubes droits ou de tubes en U d'échange de chaleur pour la circulation d'un premier fluide. Elle comporte également une plaque de distribution (22) accolée à la plaque collectrice qui délimite des chambres d'entrée (40) pour l'entrée du premier fluide dans les tubes (6) et des chambres de sortie (42) pour la sortie du premier fluide hors des tubes (6). Une plaque de fermeture (10) ferme les chambres d'entrée (40) et les chambres de sortie (42) de la plaque de distribution (22). Un canal de distribution (12) et un canal collecteur (14) sont accolés à la plaque de fermeture (10). Ces canaux communiquent avec les chambres d'entrée et de sortie par des passages d'injection et des passages d'aspiration formés dans la plaque de distribution (22).

Description

Boîte collectrice pour échangeur de chaleur, notamment pour évaporateur de

circuit de climatisation de véhicule automobi5 le, et échangeur comportant cette boîte collectrice

L'invention concerne une boîte collectrice pour un échangeur de chaleur, notamment pour un évaporateur de circuit de climatisation de véhicule automobile, pour l'échange de 10 chaleur entre un premier fluide et un second fluide, comprenant une plaque collectrice comportant des perforations pour l'insertion de tubes d'échange de chaleur pour la circulation du premier fluide.

Elle concerne également un échangeur de chaleur, notamment un évaporateur de circuit de climatisation de véhicule automobile, qui comporte cette boîte collectrice.

Les circuits de climatisation des véhicules automobiles 20 modernes comprennent un évaporateur dans lequel un fluide de climatisation passe de l'état liquide à l'état gazeux. Il est également connu d'utiliser des fluides de climatisation tels que le C02 avec lesquels le circuit de climatisation peut fonctionner sans changement de phase. Le circuit de climati25 sation est alors muni d'échangeurs de chaleur permettant d'élever ou d'abaisser leur température, le fluide de climatisation restant à l'état gazeux. Dans de tels échangeurs, la pression du fluide de climatisation est très élevée et est habituellement comprise entre 100 et 150 bars lorsque 30 que l'échangeur fonctionne en pompe à chaleur. Cette pression est comprise entre 350 et 450 bars dans le cas de tests à l'éclatement, un coefficient de 3 étant utilisé pour vérifier la tenue mécanique. Les échangeurs actuellement connus, généralement constitués de plaques assemblées par brasage, 35 peuvent difficilement résister à des pressions aussi élevées.

Il en résulterait des risques de fuite, voire d'explosion, de l'échangeur.

La présente invention résout cet inconvénient par le fait 40 qu'elle comporte une plaque de distribution, accolée à la plaque collectrice, qui délimite des chambres d'entrée pour l'entrée du premier fluide dans les tubes et des chambres de sortie pour la sortie du premier fluide hors des tubes, et une plaque de fermeture qui ferme les chambres d'entrée et les chambres de sortie de la plaque de distribution.

Avantageusement, la boîte collectrice comporte un canal de distribution et un canal collecteur accolés à la plaque de fermeture, le canal de distribution communiquant avec les 10 chambres d'entrée par des passages d'injection formés dans la plaque de fermeture et le canal collecteur communiquant avec les chambres de sortie de la plaque de distribution par des passages d'aspiration formés dans la plaque de fermeture.

Grâce à ces caractéristiques l'évaporateur est capable de résister à une grande pression, pouvant atteindre 350 bars.

Il peut fonctionner avec une pompe à chaleur. Il peut être réalisé aisément et il est équilibré thermiquement.

De préférence, le canal de distribution et le canal collecteur sont formés d'une seule pièce avec la plaque de fermeture, par exemple sous forme de profilé.

En variante, le canal de distribution, le canal collecteur et 25 la plaque de fermeture peuvent être constitués d'au moins deux pièces distinctes agencées pour être assemblées au cours d'un procédé de montage de l'échangeur de chaleur.

Pour faciliter la fabrication, la boîte collectrice peut 30 comporter une plaque de jonction possédant des collets qui pénètrent dans les perforations de la plaque collectrice.

Cette plaque favorise l'assemblage par brasage des tubes à la plaque collectrice.

Dans une réalisation particulière, le canal de distribution et le canal collecteur sont ouverts à leurs deux extrémités.

La plaque collectrice peut comporter un bord relevé qui obture l'une des extrémités ouvertes du canal de distribution et l'une des extrémités ouvertes du canal collecteur.

Le canal de distribution peut comporter une bride à son extrémité d'entrée et le canal collecteur peut comporter une bride à son extrémité de sortie.

L'échangeur de chaleur de l'invention, notamment un évapora10 teur de circuit de climatisation de véhicule automobile, comporte au moins une boîte collectrice conforme à l'invention. Il peut être équipé de tubes d'échange de chaleur en U ou de tubes droits.

Dans ce dernier cas, les tubes possèdent une seconde extrémité engagée dans un logement d'un collecteur intermédiaire ou dans une seconde boîte collectrice conforme à la présente invention.

Il est possible aussi d'interposer une plaque de jonction entre les extrémités des tubes et les perforations de la boîte collectrice.

Sous un autre aspect l'invention concerne un procédé de 25 fabrication d'une boîte collectrice telle que décrite cidessus, comprenant les opérations suivantes: a) réaliser une plaque collectrice comportant des perforations pour l'insertion de tubes d'échange de chaleur pour la 30 circulation du premier fluide, b) réaliser une plaque de distribution qui délimite des chambres d'entrée du premier fluide dans les tubes et des chambres de sortie pour la sortie du premier fluide hors des 35 tubes, c) réaliser une plaque de fermeture, et d) accoler la plaque de distribution à la plaque collectrice et accoler la plaque de fermeture à la plaque de distribution pour fermer les chambres d'entrée et les chambres de sortie de la plaque de distribution.

De manière avantageuse, le procédé comprend en outre une opération e) consistant à accoler un canal de distribution et un canal collecteur à la plaque de fermeture, en sorte que le canal de distribution communique avec les chambres d'entrée 10 de la plaque de distribution et que le canal collecteur communique avec les chambres de sortie de la plaque de distribution.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention 15 apparaîtront encore à la lecture de la description qui suit d'exemples de réalisation donnés à titre illustratif en référence aux figures annexées. Sur ces figures: la figure 1 est une vue générale en élévation d'un évapora20 teur conforme à la présente invention; la figure 2 est une vue de droite de l'évaporateur représenté sur la figure 1; la figure 3 est une vue de gauche de l'évaporateur représenté sur la figure 1; la figure 4 est une vue de dessus de l'évaporateur représenté sur les figures 1 à 3; la figure 5 est une vue en coupe à échelle agrandie de la boîte collectrice de l'échangeur des figures 1 à 4 par un plan de section passant par les passages d'injection et d'aspiration de la plaque de fermeture, le plan de section 35 passant sensiblement dans l'épaisseur du tube pour illustrer ainsi les différents canaux; la figure 6 est une vue en coupe à échelle agrandie et similaire à la figure 5 selon un plan de coupe situé en dehors des passages d'injection et d'aspiration de la plaque de fermeture; la figure 7 est une vue de dessous de la plaque de distribu5 tion; la figure 8 est une vue de dessus de la plaque de distribution faisant en outre ressortir la disposition des tubes en U; la figure 9 illustre schématiquement la circulation du fluide de climatisation dans un tube en U; la figure 10 est une vue de détail à échelle agrandie d'une 15 extrémité du canal de distribution et du canal collecteur; la figure 11 est une vue de détail à échelle agrandie de l'autre extrémité du canal de distribution et du canal collecteur; la figure 12 est une vue en perspective d'une plaque de fermeture formée d'une seule pièce avec le canal de distribution et le canal collecteur; la figure 13 est une vue en perspective d'une boîte collectrice intermédiaire destinée à un évaporateur comportant des tubes droits; la figure 14 est une vue en perspective d'un évaporateur 30 comportant une boîte collectrice intermédiaire; la figure 15 est une vue de dessous de l'évaporateur représenté sur la figure 14; la figure 16 est une vue en perspective d'une plaque de fermeture en deux parties; la figure 17 est une vue partielle en perspective d'une des parties de la plaque de fermeture de la figure 16; la figure 18 est une vue partielle en perspective de l'autre partie de la plaque de fermeture de la figure 16; et la figure 19 est une vue en plan d'une plaque de distribution dans une variante de réalisation.

On a représenté sur les figures 1 à 4 un échangeur de chaleur conforme à l'invention. Dans l'exemple, il s'agit d'un évaporateur destiné à un circuit de climatisation de véhicule 10 automobile, mais il pourrait également s'agir d'un autre type d'échangeur, par exemple un condenseur. L'évaporateur comporte une boîte collectrice 2 conforme à la présente invention dont la structure sera décrite plus en détail ultérieurement.

Cette boîte collectrice est raccordée à un faisceau 4 de tubes 6, des tubes en U dans l'exemple représenté sur les figures 1 à 4. Ces tubes pourraient être également des tubes droits. Les tubes 6 sont maintenus, dans l'exemple, par un 20 cadre 7 comportant deux petits côtés 7a parallèles aux tubes 6 et un grand côté 7b comportant des échancrures traversées par les extrémités en épingle 6E des tubes 6. Le cadre 7, qui est facultatif, est une aide utilisée en cours d'assemblage de l'échangeur de chaleur, qui sert à retenir les intercalai25 res (en position verticale) et qui sert pour le brasage. Ce cadre est muni d'une couche de soudure sur sa face intérieure, tandis que sa face extérieure ne comporte pas de couche de soudure pour ne pas se souder aux outillages servant au maintien de l'échangeur de chaleur avant brasage. 30 La boîte collectrice 2 comporte une plaque collectrice 8 comportant des perforations qui seront décrites ultérieurement dans lesquelles sont engagées les extrémités libres des tubes en U 6. Une plaque de fermeture 10 (figure 4) est 35 disposée au- dessus de la plaque collectrice 8. Un canal de distribution 12 et un canal collecteur 14 sont accolés à la plaque de fermeture 10. Le canal de distribution 12 et le canal collecteur 14 peuvent être réalisés d'une seule pièce avec la plaque de fermeture, comme dans l'exemple représenté, ou bien ils peuvent être réalisés séparément et assemblés ultérieurement, par exemple par brasage. Les canaux 12 et 14 se présentent sous la forme d'un tube allongé de section circulaire ayant deux extrémités 12a, 12b, 14a, 14b ouvertes. 5 L'extrémité 12a du canal 12 permet l'entrée du fluide de climatisation comme schématisé par la flèche 13 (figure 4) tandis que l'extrémité 14a du canal 14 permet la sortie de ce même fluide, comme schématisé par la flèche 15. Une bride de fixation 18 est montée sur les extrémités 12a et 14a des 10 canaux 12 et 14. Un détendeur peut être monté directement sur cette bride. On peut également monter un jeu de tubes pour n'avoir au passage de l'évaporateur dans le four de brasage qu'un évaporateur sans tube. A leur seconde extrémité ouverte 12b, 14b, les canaux 12 et 14 sont obturés par un bord relevé 15 20, faisant partie de la plaque collectrice 8. En variante de réalisation les canaux 12 et 14 pourraient être obturés par des bouchons.

On a représenté sur la figure 5 une vue en coupe à échelle 20 agrandie selon le plan V-V de la figure 7 de la partie supé rieure de l'évaporateur décrit sur les figures 1 à 4. On remarque, sur cette figure, la plaque de distribution 22 qui se présente comme une plaque métallique épaisse accolée à la plaque collectrice 8. On remarque également que cette 25 dernière comporte des bords relevés 23, réalisés par exemple par emboutissage, de manière à réaliser un logement qui permet de centrer et de maintenir la plaque de distribution 22. La plaque collectrice 8 comporte des ouvertures allongées dans lesquelles sont insérées les extrémités libres des tubes 30 6.

Dans l'exemple représenté, une plaque de jonction 24 est disposée entre la plaque collectrice 8 et les extrémités des tubes 6. La plaque de jonction 24 comporte des collets 35 relevés qui pénètrent dans les perforations de la plaque collectrice 8. Cette plaque de jonction, qui est facultative, a pour fonction d'améliorer la liaison entre la plaque collectrice et les tubes et de faciliter le brasage. On observera également que la plaque de fermeture 10 est réalisée d'une seule pièce avec le canal de distribution 12 et le canal collecteur 14, par exemple sous la forme d'un profilé extrudé. Dans l'exemple représenté, la plaque de fermeture 10 comporte deux ailes relevées 26 perpendiculaires 5 au plan de la plaque de fermeture. Un passage d'injection 28 prévu dans l'épaisseur de la plaque de fermeture 10 permet le passage du fluide de climatisation, par exemple du C02, du canal de distribution 12 vers la plaque de distribution 22.

De la même manière, un passage d'aspiration 30 prévu dans 10 l'épaisseur de la plaque de fermeture 10 permet la sortie du fluide de climatisation vers le canal collecteur 14.

On notera également sur la figure 5 le bord relevé 20 de la plaque collectrice 8 qui ferme de manière étanche l'une des 15 extrémités du canal de distribution 12 et du canal collecteur 14.

Comme on peut le voir plus particulièrement sur la figure 7, qui représente une vue de dessous de la boîte collectrice, la 20 plaque de distribution 22 présente la forme générale d'un rectangle allongé comportant deux grands côtés 32 parallèles, et deux petits côtés 34. Les grands côtés parallèles 32 sont reliés par des cloisons transversales 36 perpendiculaires à la grande dimension de la plaque de distribution 22. Deux 25 cloisons transversales 38 sont reliées entre elles par une cloison longitudinale 38 formant ainsi un H. Deux cloisons longitudinales 36 et une cloison transversale 38 délimitent respectivement une chambre d'entrée 40 et une chambre de sortie 42 pour le fluide de climatisation. La chambre 30 d'entrée 40 est située, naturellement, sous le canal de distribution 12, tandis que la chambre de sortie 42 est située sous le canal collecteur 14. On remarque les passages d'injection 28 dans la chambre d'entrée 40 et les passages d'aspiration 30 dans la chambre de sortie 42. Les passages 35 d'injection 28 et les passages d'aspiration 30 ont un diamètre inférieur à 2 mm.

Entre deux structures en forme de H successives, on trouve des chambres de retour 44, de forme rectangulaire allongée, délimitées par deux cloisons transversales 36 appartenant à deux structures en forme de H différentes. Les chambres de retour 44 ne comportent pas de cloisons longitudinales 38.

Elles ont pour fonction de permettre le retour du fluide de 5 climatisation vers la chambre de sortie 42. Deux passages d'injection 28 débouchent dans chacune des chambres d'entrée 40 et, de la même manière, deux passages d'aspiration débouchent dans chacune des chambres de sortie 42, à l'exception d'une chambre particulière située à la partie gauche, 10 selon la figure 7, de la plaque de distribution 22.

Comme on peut le voir sur la figure 5, les tubes 6 sont perforés d'une multiplicité de canaux longitudinaux 25, de section circulaire dans l'exemple. Une moitié de ces canaux 15 se trouve en regard de la chambre d'entrée 40, tandis que l'autre moitié des canaux 25 se trouve en regard de la chambre de sortie 42. Le fluide de climatisation pénètre dans les canaux 25 situés en regard de la chambre d'entrée 40, comme schématisé par la flèche 27. Le fluide ressort des 20 canaux 25 situés en regard de la chambre de sortie 42 comme schématisé par la flèche 29. La cloison de séparation 38, située entre les chambres 40 et 42, isole les canaux parcourus dans le sens de la flèche 27 des canaux parcourus dans le sens de la flèche 29.

On a représenté schématiquement sur la figure 8 la disposition des tubes d'entrée en U 6 par rapport aux chambres d'entrée 40, de sortie 42 et de retour 44. Deux tubes en U 6 débouchent respectivement dans chacune de ces chambres 40, 42 30 et 44. Chaque tube en U comporte une extrémité 46 qui débouche dans les chambres d'entrée 40 et de sortie 42 et une extrémité 48 qui débouche dans la chambre de retour 44. On remarquera que pour deux tubes successifs, par exemple les tubes 6a et 6b, les positions des extrémités 46 et 48 sont 35 inversées. En d'autres termes, pour le tube 6a, l'extrémité 46 se trouve à droite, selon la figure 8, tandis que pour le tube 6b elle se trouve à gauche.

La circulation du fluide de climatisation est la suivante. Le fluide pénètre dans l'évaporateur par le canal de distribution 12, puis traverse les passages d'injection 28 formés dans la plaque de distribution 22, et il pénètre dans les 5 chambres d'entrée 40 de la plaque de distribution 22. Chaque chambre d'entrée 40 alimente deux tubes en U différents 6a et 6b, comme on le voit sur la figure 8. Le fluide de climatisation descend dans une moitié latérale d'une branche du U et remonte vers la chambre de retour 44 en débouchant dans une 10 partie latérale de la chambre 44. Dans cette variante, le fluide a la possibilité de se mélanger avec celui provenant du tube voisin à l'intérieur de la chambre 44. Ce fluide passe alors vers l'autre partie de la chambre 44 et pénètre dans la même branche du U, mais dans la partie latérale 15 opposée. Le fluide redescend alors dans le tube et remonte pour déboucher dans la chambre 42 pour ressortir de l'échangeur de chaleur via les passages d'aspiration 30 et le canal collecteur 14.

On constate ainsi que dans l'exemple représenté, le fluide de climatisation circule en quatre passes, comme schématisé aussi sur la figure 9. Il effectue deux allers et retours dans un seul et même tube en U 6. Les tubes sont groupés par paires, par exemple les tubes 6a et 6b. Leurs extrémités 25 d'entrée 46 sont situées dans une même chambre d'entrée 40, et leurs extrémités de sortie 48 sont situées dans une même chambre de sortie 42. En revanche, les chambres de retour 44 sont différentes pour chacun de ces tubes. Le tube 6c, situé à l'extrémité gauche de l'évaporateur, selon la figure 8, 30 débouche dans une chambre d'entrée et une chambre de sortie plus étroite que les chambres d'entrée et de sortie courante.

De la même manière, le tube 6z situé à l'extrémité droite de l'évaporateur, possède une extrémité 48 qui débouche dans une chambre de retour prévue pour un tube unique, et donc plus 35 étroite que les chambres de retour courantes 44.

On a représenté sur la figure 10 une vue de détail de l'extrémité d'entrée et de sortie du fluide de climatisation dans le canal de distribution 12 et le canal collecteur 14. il

Une bride 18 commune aux canaux 12 et 14 est montée sur la plaque de fermeture 10 constituée d'une seule pièce avec les canaux 12 et 14 (voir la vue en perspective de la figure 12) par l'intermédiaire de tubes 52 présentant une extrémité de 5 plus petit diamètre 54 emmanchée dans le diamètre intérieur des canaux 12 et 14 et une partie évasée 56 de plus grand diamètre emmanchée dans la tubulure 18. Les canaux 12 et 14, les tubes 52 et les brides 18 présentent un axe commun 60. On note également sur la figure 10 que le cadre 7 présente deux 10 nervures de rigidification 62. On remarque également la plaque intermédiaire 24 comportant des collets relevés 64 qui pénètrent dans les ouvertures longitudinales prévues dans la plaque collectrice 8.

On a représenté sur la figure 11 une vue de détail qui montre les extrémités fermées 12b et 14b du canal de distribution 12 et du canal collecteur 14. Comme on l'a expliqué précédemment, ces extrémités ouvertes sont obturées par un bord relevé 20 de la plaque collectrice 8. L'étanchéité entre le 20 bord relevé et les canaux 12 et 14 est assuré par brasage. Il ne s'agit là bien entendu que d'une variante de réalisation.

Le bord relevé 20 pourrait être remplacé par des bouchons (non représentés) insérés dans le diamètre intérieur des canaux 12 et 14.

On a représenté sur la figure 13 une variante de réalisation d'un évaporateur conforme à l'invention, par exemple d'un évaporateur de circuit de climatisation de véhicule automobile. Dans cette variante de réalisation, les tubes 6 sont des 30 tubes droits ou des tubes en I. Cet évaporateur comporte une boîte inférieure 66. Les tubes 6 possèdent une extrémité supérieure 68 (selon la figure 13) insérée, comme décrit pour le premier mode de réalisation en référence aux figures 1 à 12 dans les perforations de la plaque collectrice 8 compor35 tant éventuellement une plaque de jonction 24. Les extrémités inférieures 70 sont insérées, chacune, dans une auge particulière 72 faisant partie de la boîte collectrice inférieure 66.

Dans ce mode de réalisation, la circulation du fluide de climatisation est similaire, à la différence que chacune des auges 72 établit une communication entre les deux moitiés d'un tube en U. Le fluide de climatisation parcourt de haut 5 en bas une moitié des canaux 25 du tube 6 jusqu'à déboucher dans une auge 72. De là il passe dans l'autre moitié des canaux du tube 6 et circule de bas en haut dans cette moitié des canaux.

La boîte collectrice inférieure 66 permet ainsi, grâce à ses auges 72, d'établir une circulation du fluide de climatisation en deux passes dans chaque tube 6. Toutefois, il va de soi que d'autres modes de circulation comportant par exemple deux passes seulement, ou plus de quatre passes, peuvent être 15 envisagés sans sortir du cadre de l'invention.

On a représenté sur la figure 14 une vue générale en perspective d'un échangeur de chaleur, par exemple un évaporateur de circuit de climatisation de véhicule automobile comportant 20 une boîte intermédiaire 78. La boîte intermédiaire 78 est similaire à la boîte collectrice qui a été décrite en référence aux figures 1 à 12.

Elle comporte en effet une plaque collectrice 8 comportant 25 des ouvertures allongées dans lesquelles les extrémités supérieures des tubes droits de l'évaporateur représenté sur la figure 14 sont insérées, avec, éventuellement, interposition d'une plaque de jonction 24. La boîte collectrice intermédiaire 78 comporte également une plaque de distribu30 tion 22 possédant des cloisons transversales qui délimitent des chambres qui permettent de canaliser la circulation du fluide de climatisation. L'organisation de ces chambres peut être identique à celle qui a été décrite précédemment, ou bien elle peut être différente. Enfin, la boîte collectrice 35 comporte une plaque de fermeture 80. Toutefois, la plaque de fermeture 80 ne comporte ni canal de distribution, ni canal collecteur, parce que l'entrée et la sortie du fluide de climatisation se font par l'extrémité opposée de l'évaporateur. En conséquence, la plaque de fermeture 80 ne comporte pas non plus de passages d'injection 28 et de passages d'aspiration 30 pour le fluide de climatisation. La plaque de fermeture 80 ferme donc totalement les chambres délimitées dans la plaque de distribution (non représentée) de la boîte collectrice intermédiaire.

On a représenté sur la figure 15 une vue de détail en perspective qui montre la réalisation de la plaque de distribution 82 de la boîte collectrice intermédiaire 78. La 10 plaque de distribution 82 présente la forme d'un rectangle allongé comportant deux grands côtés et deux petits côtés (non référencés). Elle est montée à l'intérieur d'une plaque de distribution 83. Elle comporte des cloisons de séparation transversales 36 perpendiculaires aux grands côtés et des 15 cloisons de séparation longitudinales 38 perpendiculaires aux cloisons de séparation transversales 36. Cependant, comme on le remarque sur la figure 15, les cloisons de séparation transversales 38 sont présentes dans toutes les chambres délimitées par les cloisons transversales 36, et non dans une 20 chambre sur deux, comme c'est le cas dans la plaque de distribution décrite précédemment. Les cloisons 36 et 38 délimitent des chambres de retour 84 destinées à une moitié des canaux 25 des tubes multicanaux 6 et une chambre de retour 86 destinée à l'autre moitié des canaux 25 des tubes 25 multicanaux 6.

La circulation du fluide de climatisation est identique à celle qui a été décrite précédemment. Le fluide de climatisation, qui débouche par une extrémité des tubes multicanaux 25 30 dans la chambre 84 pénètre dans les tubes multicanaux du tube 6 débouchant dans la même chambre (flèche 87) pour remonter vers la chambre de retour 40 et revenir dans la chambre de retour 86, en parcourant les canaux 25 de l'autre moitié du tube 6. Puis il pénètre dans les canaux 25 du tube associé de 35 la chambre 86 (flèche 89) pour remonter vers la chambre de sortie 42 située dans la plaque de distribution 26 située dans la partie supérieure (selon les figures 14 et 15) de l'évaporateur.

La plaque de fermeture 10 de la figure 16 est formée de deux parties profilées 90 et 92 assemblées par brasage/soudage. La partie 90 (figures 16 et 17) qui forme l'essentiel de la plaque de fermeture comporte les deux ailes relevées 26 et 5 deux demi-coquilles 94 et 96. La partie 92 (figures 16 et 18) forme un couvercle propre à coopérer avec la partie 90. Elle comporte deux demi-coquilles 98 et 100 propres à s'assembler respectivement avec les demi-coquilles 94 et 96 de la partie 90 pour former respectivement le canal de distribution 12 et 10 le canal collecteur 14.

La plaque de fermeture 10 peut ainsi être réalisée à partir d'un profilé unique ou à partir de deux parties profilées assemblées entre elles. Il est envisageable aussi de la 15 réaliser d'autres manières, par exemple à partir d'un profilé simple qui constitue la plaque de fermeture proprement dite et de deux tubes accolés à cette plaque pour former le canal de distribution et le canal collecteur. La plaque de fermeture avec le canal de distribution et le canal collecteur 20 pourrait aussi être obtenue par roulage d'un bandeau métallique unique pour lui donner une forme appropriée. Dans tous les cas les passages d'injection 28 et les passages d'aspiration 30 sont réalisés dans la plaque de fermeture 10 dans une autre opération du procédé. Les passages d'injection 28 font 25 communiquer le canal de distribution 12 avec les chambres d'entrée 40 de la plaque de distribution 22, tandis que les passages d'aspiration 30 font communiquer le canal collecteur 14 avec les chambres de sortie 42 de la plaque de distribution 22.

La figure 19 illustre une variante de la plaque de distribution 22 qui diffère de la réalisation décrite plus haut par le fait qu'elle comporte des renforts supplémentaires 102 réalisés sous la forme de nervures transversales qui séparent 35 les chambres 40, 42 et 44 et qui contribuent à fournir un échangeur de chaleur résistant aux fortes pressions.

Le procédé de fabrication de la boîte collectrice consiste pour l'essentiel à accoler la plaque de distribution 22 à la plaque collectrice 8 et à accoler la plaque de fermeture 10 à la plaque de distribution pour fermer les chambres d'entrée 40 et les chambres de sortie 42 de la plaque de distribution 22. La boîte collectrice ainsi obtenue est ensuite assemblée 5 aux autres composants de l'échangeur, l'ensemble étant ensuite brasé ou soudé de préférence en une seule étape.

Claims (19)

Revendications

1 - Boîte collectrice pour échangeur de chaleur, notamment pour évaporateur de circuit de climatisation de véhicule 5 automobile, pour l'échange de chaleur entre un premier fluide et un second fluide, comprenant une plaque collectrice (8) comportant des perforations pour l'insertion de tubes d'échange de chaleur (6) pour la circulation du premier fluide, caractérisée en ce qu'elle comporte une plaque de 10 distribution (22) accolée à la plaque collectrice qui délimite des chambres d'entrée (40) du premier fluide dans les tubes (6) et des chambres de sortie (42) pour la sortie du premier fluide hors des tubes (6) et une plaque de fermeture (10) qui ferme les chambres d'entrée (40) et les 15 chambres de sortie (42) de la plaque de distribution (22).

2 - Boîte collectrice selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un canal de distribution (12) et un canal collecteur (14) accolés à la plaque de fermeture (10), 20 le canal de distribution (12) communiquant avec les chambres d'entrée (40) de la plaque de distribution (22) par des passages d'injection (28) formés dans la plaque de fermeture (10), le canal collecteur (14) communiquant avec les chambres de sortie (42) de la plaque de distribution (22) par des 25 passages d'aspiration (30) formés dans la plaque de fermeture (10).

3 - Boîte collectrice selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le canal de distribution (12) et le 30 canal collecteur (14) sont formés d'une seule pièce avec la plaque de fermeture (10).

4 - Boîte collectrice selon la revendication 3, caractérisée en ce que le canal de distribution (12), le canal collecteur 35 (14) et la plaque de fermeture (10) sont réalisés d'une seule pièce sous la forme d'un profilé.

- Boîte collectrice selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le canal de distribution (12), le canal collecteur (14) et la plaque de fermeture (10) sont constitués d'au moins deux pièces distinctes (90, 92) agencées pour être assemblées au cours d'un procédé de montage de l'échangeur de chaleur.

6 - Boîte collectrice selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la plaque de distribution (22) comporte des cloisons transversales (36) perpendiculaires à ses grands côtés (32), les cloisons transversales (36) 10 délimitant des chambres (40, 42, 44) pour le premier fluide.

7 - Boîte collectrice selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre des cloisons longitudinales (38) perpendiculaires aux cloisons transversales (36) afin de 15 diviser l'espace compris entre deux cloisons transversales (36) en la chambre d'entrée (40) et la chambre de sortie (42).

8 - Boîte collectrice selon l'une des revendications 1 à 6, 20 caractérisée en ce qu'elle comporte une plaque de jonction (24) comportant des collets qui pénètrent dans les perforations de la plaque collectrice (22).

9 - Boîte collectrice selon l'une des revendications 2 à 8, 25 caractérisée en ce que le canal de distribution (12) et le canal collecteur (14) sont ouverts à leurs deux extrémités (12a, 12b, 14a, 14b).

- Boîte collectrice selon la revendication 9, caractérisée 30 en ce que la plaque collectrice (8) comporte un bord relevé (20) qui obture l'une des extrémités ouvertes (12b, 14b) du canal de distribution (12) et du canal collecteur (14).

11 - Boîte collectrice selon l'une des revendications 2 à 10, 35 caractérisée en ce que le canal de distribution (12) comporte une bride (18) à son extrémité d'entrée (12a) et en ce que le canal collecteur (14) comporte une bride (18) à son extrémité de sortie (14a).

12 - Echangeur de chaleur, notamment évaporateur pour circuit de climatisation de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une boîte collectrice selon l'une des

revendications 1 à 11.

13 - Echangeur de chaleur selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comporte des tubes de circulation de fluide (6) plats comportant des canaux (25) de circulation de fluide.

14 - Echangeur de chaleur selon la revendication 13, caractérisé en ce que les tubes (6) de circulation de fluide sont des tubes en U. 15 - Echangeur de chaleur selon la revendication 13, caractérisé en ce que les tubes de circulation de fluide (6) sont des tubes droits.

16 - Echangeur de chaleur selon la revendication 15, caracté20 risé en ce que les tubes droits (6) ont une première extrémité engagée dans une perforation de la plaque collectrice (8).

17 - Echangeur de chaleur selon la revendication 16, caracté25 risé en ce qu'une plaque de jonction (24) est interposée entre les extrémités des tube (6) et les perforations de la plaque collectrice (8).

18 - Echangeur de chaleur selon la revendication 16, caracté30 risé en ce que les tubes droits ont une seconde extrémité engagée dans une auge (72) d'une autre boîte collectrice (66).

19 - Echangeur de chaleur selon la revendication 16, caracté35 risé en ce que la seconde extrémité (70) des tubes droits (6) est engagée dans une seconde boîte collectrice (78) conforme

à l'une des revendications 1 à 11.

- Procédé de fabrication d'un boîte collectrice pour échangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations suivantes: a) réaliser une plaque collectrice (8) comportant des perforations pour l'insertion de tubes d'échange de chaleur (6) pour la circulation du premier fluide, b) réaliser une plaque de distribution (22) qui délimite des 10 chambres d'entrée (40) du premier fluide dans les tubes (6) et des chambres de sortie (42) pour la sortie du premier fluide hors des tubes (6), c) réaliser une plaque de fermeture (10), et 15 d) accoler la plaque de distribution (22) à la plaque collectrice (8) et accoler la plaque de fermeture (10) à la plaque de distribution pour fermer les chambres d'entrée (40) et les chambres de sortie (42) de la plaque de distribution 20 (22).

21 - Procédé selon la revendication 20, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une opération e) consistant à accoler un canal de distribution (12) et un canal collecteur 25 (14) à la plaque de fermeture (10) en sorte que le canal de distribution (12) communique avec les chambres d'entrée (40) de la plaque de distribution (22) et que le canal collecteur (14) communique avec les chambres de sortie (42) de la plaque de distribution (22).

22 - Procédé selon la revendication 21, caractérisé en ce que l'opération e) comprend la réalisation du canal de distribution (12), du canal collecteur (14) et de la plaque de fermeture (10) d'une seule pièce sous la forme d'un profilé. 35 23 - Procédé selon la revendication 21, caractérisé en ce que l'opération e) comprend la réalisation du canal de distribution (12), du canal collecteur (14) et de la plaque de fermeture (10) sous la forme d'au moins deux pièces distinctes (90, 92).

24 - Procédé selon la revendication 23, caractérisé en ce 5 qu'il comprend en outre la formation de passages d'injection (28) dans la plaque de fermeture (10) pour faire communiquer le canal de distribution (12) avec les chambres d'entrée (40) de la plaque de distribution (22) et la formation de passages d'aspiration (30) dans la plaque de fermeture (10) pour faire 10 communiquer le canal collecteur (14) avec les chambres de sortie (42) de la plaque de distribution (22).