FR2916836A1 - Echangeur de chaleur muni de joues perforees - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un échangeur de chaleur, notamment pour véhicule automobile, comprenant un faisceau d'échange de chaleur, et au moins une joue (1) disposée à une extrémité dudit faisceau et comportant une âme centrale (2) sensiblement plane, et au moins une zone de dilatation (4) pour compenser des dilatations longitudinales. La zone de dilatation (4) comprend au moins deux ouvertures (5) distinctes agencées sur un même axe transversal (t) de l'âme centrale (2).

Description

Echangeur de chaleur muni de joues perforées

L'invention concerne un échangeur de chaleur, notamment un échangeur de chaleur destiné à l'équipement d'un véhicule 5 automobile.

Les échangeurs de chaleur classiques comportent un faisceau de tubes, délimité par deux tubes d'extrémités. En complément, des intercalaires peuvent être prévus entre les 10 tubes du faisceau pour améliorer l'échange de chaleur. Un intercalaire d'extrémité peut être disposé sur la face externe de chacun des tubes d'extrémité. Le ou les intercalaires d'extrémité délimitent ainsi le faisceau de tubes. 15 Un échangeur de chaleur comporte deux plaques collectrices qui sont traversées par les extrémités des tubes du faisceau de tubes. Une joue est disposée directement sur chacun desdits intercalaires d'extrémité mentionnés ciavant.

Ces joues d'échangeur de chaleur, appelées aussi "plaques latérales", forment ainsi entretoise entre les plaques collectrices pour maintenir un écartement constant entre 25 elles et faciliter la fabrication de l'échangeur. D'autre part, elles peuvent être utilisées pour supporter et maintenir des organes accessoires liés à l'échangeur de chaleur, tels qu'un groupe moto-ventilateur.

30 Généralement, chaque joue comprend une âme centrale, qui peut ou non être bordée par des ailes ou ailettes longitudinales qui s'étendent respectivement tout au long ou isolément le long de la joue. L'âme centrale a généralement une forme rectangulaire et plane. Chaque aile ou ailette longitudinale fait saillie par rapport au plan défini par l'âme centrale et a pour fonction principale de rigidifier et renforcer la joue associée.

Lorsque l'échangeur est en fonctionnement, un premier fluide circule à l'intérieur des tubes du faisceau de tubes tandis qu'un second fluide balaye extérieurement le faisceau de tubes. Les variations de température du fluide circulant à l'intérieur des tubes peuvent provoquer des écarts de température qui engendrent une dilatation thermique au centre de l'échangeur. Il en résulte des contraintes mécaniques dans les tubes et les plaques collectrices. De telles contraintes peuvent causer des ruptures et/ou des fissures au sein de l'échangeur, d'où des risques de fuite du fluide.

Par ailleurs, pour limiter les coûts de fabrication de l'échangeur de chaleur on tend de plus en plus vers une épaisseur de tubes relativement fine. Par conséquent, les tubes sont de moins en moins résistants aux chocs thermiques mentionnés ci-dessus et ainsi les risques de rupture/fissure augmentent.

Afin de limiter ces risques de rupture/fissure, il convient de dissocier mécaniquement les extrémités de chaque joue de la partie centrale de la joue, afin d'éviter le transfert aux tubes des contraintes liées à la dilatation thermique. Pour cela, il est connu de réaliser une découpe transversale de la joue après le brasage de l'échangeur. Par exemple, une telle découpe peut être réalisée par sciage. Cette solution améliore la résistance des tubes aux chocs thermiques, mais a l'inconvénient de générer des copeaux qui nuisent à la propreté des échangeurs et des machines, et de diminuer la tenue en vibration et/ou en pressions alternées de l'échangeur.

Dans d'autres réalisations existantes, il est connu d'introduire des affaiblissements dans la joue pour lui permettre de se dilater localement, et par conséquent de limiter les transferts de contrainte aux tubes et plaques collectrices. Notamment, les documents FR2183375, EP1195573, US6328098 et FR2873434 décrivent de tels affaiblissements.

Dans ces documents, les joues en question, présentent des ailes longitudinales conférant une section transversale des 15 joues sensiblement en forme de U.

Le document FR2183375 propose un pli transversal, en forme de lyre, disposé soit sur la patte de fixation qui relie la joue à la plaque collectrice soit directement sur la joue. 20 Le document EP1195573 propose une ouverture sur chaque joue de sorte qu'une partie du bord de l'ouverture est située au voisinage d'un bord de la joue. Par ailleurs, un pli est prévu qui s'étend transversalement de la partie précitée du 25 bord de l'ouverture au bord de la joue situé à son voisinage.

Le document US6328098 propose de réaliser des zones de rupture en forme de plis au niveau de l'âme centrale et/ou 30 au niveau des ailes.

Ces solutions améliorent la résistance des tubes aux chocs thermiques pour des joues présentant des ailes longitudinales ayant une hauteur relativement importante, en particulier de l'ordre de 8 mm.

Les documents précités ne sont toutefois pas adaptés lorsque les ailes de la joue ont une hauteur relativement faible d'environ 3mm. Pour cela, le document FR2873434 vient proposer une joue, comprenant une zone de dilatation se présentant, notamment sous forme d'une ouverture en forme de "M" ou en forme de "X", qui est agencée dans l'âme centrale de la joue.

En fonction de la récente évolution des échangeurs de chaleur ainsi que des performances accrues requises, certains échangeurs demandent une épaisseur plus importante que ceux utilisés dans le passé. Les solutions proposées dans les documents antérieurs, ne sont pas adaptées pour certains échangeurs de chaleur de la nouvelle génération.

La présente invention vient améliorer la situation. A cet effet, l'invention propose un échangeur de chaleur, notamment pour véhicule automobile, comprenant: - un faisceau d'échange de chaleur, - au moins une joue disposée à une extrémité dudit 25 faisceau.

La joue de l'échangeur de chaleur selon l'invention, comporte une âme centrale sensiblement plane et au moins une zone de dilatation pour compenser des dilatations 30 longitudinales.

La zone de dilatation mentionnée ci-avant et selon l'invention, comprend au moins deux ouvertures distinctes20 agencées sur un même axe transversal de ladite âme centrale.

Des caractéristiques optionnelles selon différents modes de 5 réalisation de l'invention, sont énoncées ci-après:

Selon un mode de réalisation, la zone de dilatation comprend - deux plis latéraux dirigés vers l'intérieur de la joue, 10 disposés de part et d'autre de l'axe longitudinal médian au niveau du bord de la joue, et au moins deux plis centraux disposés sur ledit axe transversal, et entre lesdites ouvertures.

15 Avantageusement, la zone de dilatation comprend des ailettes longitudinales afin de rigidifier la zone de dilatation. Ces ailettes peuvent se prolonger le long du bord de la joue, et ainsi dépasser ladite zone de dilatation. 20 Au moins un desdits plis latéraux de l'échangeur peut s'étendre sur une partie d'une ailette et sur la partie correspondante de la zone de raccordement de l'ailette à l'âme centrale. De même, au moins un des plis centraux de l'échangeur de chaleur peut s'étendre sur une partie d'une ailette et sur la partie correspondante de la zone de raccordement de l'ailette à l'âme centrale, 30 Selon un mode de réalisation, les plis latéraux et les plis centraux de la zone de dilatation, sont symétriques par rapport l'axe longitudinal médian mentionné ci-dessus. 25 Les plis permettent de compenser la dilatation de la joue. Plus précisément une ouverture des plis, et par conséquent de la zone de dilatation, permet d'affaiblir l'âme centrale et ainsi de compenser une dilatation longitudinale de la joue. Ceci sera détaillé plus loin.

Selon un autre mode de réalisation, les ouvertures de la zone de dilatation ont une longueur au moins sensiblement 10 égale à la longueur des plis latéraux.

Avantageusement, les plis latéraux et centraux présentent des pointes sensiblement situées sur un même axe transversal par rapport à l'âme centrale. Les pointes sont de préférence situées sur un axe transversal et central. On entend par là que l'axe est situé au milieu de la zone de dilatation.

20 L'échangeur de chaleur selon un mode de réalisation, peut être réalisé de manière à ce que la joue comporte deux zones de dilatation. Chacune des deux zones de dilatation étant située respectivement au voisinage d'une des deux plaques collectrice. 25 Les ouvertures mentionnées plus haut peuvent présenter une forme générale rectangulaire, une forme générale en "X", une forme générale en "H" ou encore une forme générale en Lorsque les ouvertures présentent la dernière de ces formes, les jambes des "M" sont dirigées suivant des axes parallèles entre eux et longitudinaux à l'âme centrale. 15 30 Pour les échangeurs de chaleur comportant deux zones de dilatation, tel que défini plus haut, les jambes des "M" sont dirigées soit vers une plaque collectrice voisine, soit vers l'opposé d'une plaque collectrice voisine.

Selon un mode préférentiel, la longueur des ouvertures est inférieure à la moitié de la largeur de la joue.

Avantageusement, les plis latéraux et centraux comprennent une fente, de direction sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal médian de l'âme centrale. Ces fentes facilitent le pliage des ailettes qui accompagne l'ouverture des plis lors d'une dilatation longitudinale de la joue. Ceci sera détaillé plus loin.

Préférentiellement, les fentes ont une forme générale en "V", le pied du "V" étant dirigé à l'encontre de la direction des plis. Lorsque, les plis présentent des pointes telles que mentionnées plus haut, les fentes se situent de préférence au niveau des ces pointes.

25 Selon un mode de réalisation, la longueur d'une zone de dilatation sur une joue, est inférieure à la moitié de la largeur de ladite joue.

De préférence, les axes transversaux sur lesquels se 30 situent les ouvertures sont à une distance comprise entre 75mm et 300mm de leur plaque collectrice voisine.20 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés sur lesquels: - La figure 1 représente une vue schématique de face d'un échangeur de chaleur classique,

- La figure 2 représente une vue de dessus d'une partie de la joue présentant des ouvertures ayant une forme générale 10 rectangulaire selon un mode de réalisation de l'invention,

- La figure 3 représente une vue de dessus d'une partie de la joue présentant des ouvertures ayant une forme générale en forme de "M", selon un mode préférentiel de réalisation 15 de l'invention,

- La figure 4 représente une vue en perspective d'une partie d'un échangeur de chaleur muni d'une joue présentant des ouvertures ayant une forme générale en forme de "Mn, 20 selon un mode préférentiel de réalisation de l'invention,

- La figure 5 représente une vue de dessus d'une partie de la joue présentant des ouvertures ayant une forme générale en forme de "H", selon un autre mode de réalisation de 25 l'invention,

- La figure 6 représente une vue de dessus d'une partie de la joue présentant des ouvertures ayant une forme générale en forme de "X", selon un autre mode de réalisation de 30 l'invention. - La figure 7 représente une vue de dessus d'une partie de la joue selon un mode optionnel de l'invention présentant des ailettes prolongées le long du bord de la joue.

La figure 1 représente un échangeur de chaleur 20 classique, notamment un échangeur de chaleur pour véhicule automobile. Cet échangeur de chaleur 20 comporte un faisceau de tubes 21. Lesdits tubes sont parallèles entre eux et disposés entre deux plaques collectrices 22 distinctes. Chaque plaque collectrice 22 est traversée par une extrémité du faisceau de tubes, et plus précisément par les extrémités des tubes du faisceau de tubes.

Les plaques collectrices 22 sont respectivement recouvertes 15 par une boîte collectrice 23.

Des dissipateurs de chaleur sous forme d'intercalaires 24 ondulés (plis alternés) sont insérés entre les tubes 21. L'échange de chaleur a lieu entre fluide qui circule dans 20 les tubes 21 et l'air qui traverse les intercalaires 24. Outre leur rôle de dissipateurs de chaleur, les intercalaires 24 permettent de maintenir un écartement entre les tubes, et limitent la déformation des tubes lorsque ceux-ci sont traversés par un fluide sous-pression. 25 Le faisceau de tubes 21 est délimité par deux tubes d'extrémité 25 et 26, correspondant respectivement au tube d'extrémité supérieur et au tube d'extrémité inférieur du faisceau. Dans la présente description, les expressions 30 "tube supérieur" et "tube inférieur", sont utilisées en référence à la position de l'échangeur de chaleur 20 de la figure 1. Dans la position de la figure 1, les tubes 21 sont sensiblement horizontaux. Bien évidement, l'homme du métier saura que en variante, l'échangeur 20 peut être disposé de telle sorte que les tubes 21, soient orientés verticalement, auquel cas, les tubes d'extrémité 25 et 26 seraient les tubes latéraux.

La suite de la description sera faite en référence à la position représentée sur la figure 1, à titre d'exemple non limitatif. À des fins de clarté, les tubes d'extrémité 25 et 26 pourront par la suite être désignés respectivement par tube supérieur et tube inférieur.

Comme représenté sur la figure 1, un intercalaire d'extrémité 27 est disposé sur la face externe du tube supérieur 25 et un intercalaire d'extrémité 28 est disposé sur la face externe du tube inférieur 26. Dans la suite de la description et à des fins de clarté, ces intercalaires d'extrémité 27 et 28 pourront être désignés respectivement par "intercalaire supérieur" et "intercalaire inférieur".

L'échangeur de chaleur 20 comporte une joue 1 disposée soit sur l'intercalaire supérieur 27 soit sur l'intercalaire inférieur 28, soit encore sur les deux simultanément lorsque deux joues sont présentes (cas de la figure 1).

La ou les joues 1 sont prévues pour maintenir un écart constant entre les plaques collectrices et faciliter la fabrication de l'échangeur.

La liaison entre le tube supérieur 25, l'intercalaire 27, 30 les plaques collectrices 22 et la joue 1 est généralement réalisée par brasage.

Pareillement, la liaison entre le tube inférieur 26, l'intercalaire 28, les plaques collectrices 22 et la joue 1 est généralement réalisé par brasage.

En fonctionnement, un fluide entre par l'une des boîtes collectrices 23 et circule au travers les tubes 21 du faisceau. La température élevée du fluide provoque un transfert de chaleur vers les parois des tubes 21 et sur les intercalaires 24. L'air balayant extérieurement l'échangeur de chaleur 20 est en contact direct avec les intercalaires 24. Grâce à ces intercalaires 24, la surface d'échange de chaleur est importante. Ceci permet un refroidissement plus efficace du fluide circulant dans les tubes 21.

Sous l'effet de la température élevée du fluide mentionné ci-dessus, les tubes 21 ont tendance à se dilater longitudinalement. Ceci engendre des contraintes au niveau de la zone de fixation des tubes 21 aux plaques collectrices 22 et peut causer des ruptures et/ou des fissures au sein de l'échangeur 20.

L'utilisation des joues 1 permet, non seulement de faciliter la procédure de brasage, mais également de maintenir un certain écartement entre les plaques collectrices, ceci en s'opposant a la dilatation longitudinale des tubes 21. Toutefois, la température de chaque joue ne s'élève pas en même temps que celle du tube d'extrémité correspondant, dans la mesure où la joue n'est pas en contact thermique direct avec le fluide. Chaque joue 1 est en effet en contact avec l'intercalaire d'extrémité correspondant 27 et/ou 28, sur sa longueur, de sorte que la pression qui s'exerce à l'intérieur du tube d'extrémité correspondant 25 et/ou 26 est transmise à la joue par l'intercalaire d'extrémité 27 et/ou 28. Ainsi, les joues 1 présentent une dilatation différentielle qui peut entraîner une déformation de certaines parties de l'échangeur. Pour limiter cette dilatation différentielle, il est utile de dissocier mécaniquement les parties d'extrémités de la joue 1 de sa partie centrale.

10 Pour cela, l'échangeur 1 comporte sur chaque joue 1 au moins une zone de dilatation 4 (représenté par une zone hachurée sur la figure 1).

La figure 2 représente une vue de dessus d'une partie d'une 15 joue 1, selon un premier mode de réalisation de l'invention. L'invention sera décrite en référence à la joue 1 supérieure. Toutefois, elle peut s'appliquer de manière analogue à la joue 1 inférieure.

20 La joue 1 a globalement une section transversale plane. Elle comporte une âme centrale 2, sensiblement plane, bordée par endroits isolés d'ailettes longitudinales 3a et 3b. Les ailettes, encore appelées bords relevés, sont généralement verticalement perpendiculaires au plan de 25 l'âme centrale 2 et peuvent être disposées au niveau du bord 7 de la joue 1 ou directement sur le corps de l'âme centrale (détaillé plus loin). Ainsi, chaque ailette longitudinale 3a et 3b fait saillie par rapport au plan défini par l'âme centrale 2. Ces ailettes longitudinales, 30 comme décrit plus haut, ont pour rôle de renforcer et de rigidifier la joue 1, et sont à cet effet généralement réalisés par pliage de l'âme centrale 2. Ainsi on défini une continuité de matière entre l'âme 2 et les ailettes 3a.5 Également à des fins de rigidité et de renforcement, la présence de nervures 15, peut être prévue sur l'âme centrale.

Selon une caractéristique de l'invention, la joue 1 comporte une zone de dilatation 4 (représentée sur la figure 2 par une zone délimitée par deux traits interrompus), adaptée pour compenser une dilatation thermique qui se produirait longitudinalement sur la joue 1.

Au niveau du bord 7 et de cette zone de dilatation 4, apparaissent les ailettes 3a, telles que décrites ci- dessus. Ces ailettes 3a peuvent optionnellement se prolonger le long du bord 7, et ainsi dépasser la zone de dilatation pour maintenir une continuité de rigidité en flexion avec le reste de la joue. Ceci est illustré sur la figure 7.

La zone de dilatation 4 est conformée de manière à réduire la raideur en traction de la joue et compenser ainsi une dilatation thermique longitudinale. Elle est en outre conformée de sorte que la raideur en flexion de la joue soit suffisante pour assurer une tenue à la vibration acceptable.

Dans le mode de réalisation représenté, la zone de dilatation 4 peut être vue comme comprenant deux motifs élémentaires disposés côte à côte. Plus précisément, un motif élémentaire comprend à lui seul une possibilité d'expansion ou de dilatation longitudinale. Dans le cadre de l'invention visant les échangeurs de chaleur d'épaisseur relativement importante, les inventeurs ont trouvés que pour une compensation de dilatation thermique plus efficace, il s'avère avantageux de prévoir plusieurs motifs élémentaires les uns à coté des autres, au lieu d'agrandir ou d'étendre un seul motif élémentaire sur toute la largeur de la joue 1.

Pour cela, la zone de dilatation 4 comporte au moins 2 ouvertures 5 agencées sur un même axe transversal t de 10 l'âme centrale 2.

Selon le premier mode de réalisation de l'invention, les ouvertures 5 présentent une forme générale rectangulaire (cas de la figure 2). Deux plis latéraux 6 sont dirigés vers l'intérieur de la joue 1, et par conséquent dirigés l'un vers l'autre.

Les plis latéraux 6 peuvent être symétriques entre eux par 20 rapport à l'axe longitudinal médian lm de la joue 1. Plus précisément, les plis 6 sont disposés de part et d'autre de l'axe lm et au niveau des bords 7 de la joue 1.

La zone de dilatation 4 comprend également au moins deux 25 plis centraux 9, qui de manière analogue aux plis latéraux 6, sont disposés sur le même axe transversal t de l'âme centrale 2. Ces plis centraux 9 peuvent être dirigés soit vers l'intérieur soit vers l'extérieur de la joue 1.

30 Les plis centraux 9 peuvent être symétriques entre eux et par rapport à un ou plusieurs axes longitudinaux 1 parallèles à l'axe longitudinal médian 1m. 15 Les ouvertures 5 facilitent la réalisation des plis latéraux 6, et une (ou des) ouverture(s) 13 disposée(s) entre les ouvertures 5 sur l'axe transversal t facilite(nt) la réalisation des plis centraux 9. Un motif élémentaire tel décrit plus haut comprend, ici, une des deux ouvertures 5 et les plis latéraux 6 et centraux 9 adjacents à l'ouverture 5.

10 La ou les ouvertures 13 présentent une forme générale de losange. De préférence, le nombre d'ouvertures 13 est directement dépendant du nombre d'ouvertures 5. Plus précisément pour n ouvertures 5, la zone de dilatation 4 comprend n-1 ouvertures 13 (n étant un nombre entier 15 positif supérieur ou égal à 2).

Chaque pli latéral 6 et central 9 s'étend sur la partie de l'ailette 3a située dans la zone de dilatation 4, ainsi que sur la partie correspondante de la zone de raccordement 8 20 de l'ailette 3a à l'âme centrale 2.

On comprendra donc que chaque pli latéral 6 et central 9 forme une continuité de matière entre une ailette 3a et la zone de raccordement 8 de l'ailette 3a à l'âme centrale 2. Les plis latéraux 6 et centraux 9 permettent de compenser la dilatation longitudinale de la joue 1.

Selon un mode de réalisation, chaque pli latéral 6 et 30 central 9, présente une pointe 10 disposée sensiblement sur l'axe transversal t de la joue 1. 25 De préférence, et selon le mode de réalisation représenté, l'axe transversal t auquel il est fait référence dans la présente description, est central, perpendiculaire au plan de l'âme 2 (donc à l'axe 1m) et situé sensiblement au milieu de la zone de dilatation 4. Par conséquent les pointes 10 sont préférentiellement disposées au milieu de la zone de dilatation 4.

Les plis latéraux 6 et centraux 9 peuvent être obtenus par des déformations de la joue, vers l'intérieur de la joue en ce qui concerne les plis latéraux et vers l'extérieur ou l'intérieur en ce qui concerne les plis centraux. Les déformations sont réalisées selon des lignes de plis suivant l'axe transversal t.

Selon un aspect de l'invention, la longueur des ouvertures 5 et la longueur des plis latéraux 6 et centraux 9 peuvent être sensiblement égales ou inférieurs (cas de la figure 2) à la longueur L1 de la zone de dilatation 4. Selon un autre aspect de l'invention la longueur des ouvertures 5 peut être supérieure à la longueur L1 de la zone de dilatation 4.

25 L'ouverture 5 permet d'affaiblir la joue suivant l'axe longitudinal 1m de la joue 1. Ainsi, la joue est adaptée pour s'étendre, voire se rompre sous l'effet d'une contrainte relativement faible, résultant d'une dilatation longitudinale. 30 Dans la zone de dilatation 4, les ailettes 3a ainsi que la zone de raccordement 8 des ailettes à l'âme centrale 2, contribuent à affaiblir la joue longitudinalement tout en20 permettant de maintenir une certaine rigidité en flexion de la joue, dans le plan perpendiculaire au plan de l'âme centrale 2. Une telle rigidité est nécessaire à la tenue en vibration de la joue.

Les ailes selon l'invention, sont généralement de faible hauteur, notamment de l'ordre de 1 à 3 mm au-dessus de l'âme centrale. Pour cette raison, il est difficile de découper les ailes pour contribuer à l'affaiblissement de la joue 1. Ceci en raison de la complexité et du coût de telles opérations.

Comme représenté sur la figure 2, les ouvertures 5 conformes au premier mode de réalisation de l'invention peuvent avoir une forme sensiblement rectangulaire, dont la longueur L2 dans le sens suivant un axe longitudinal 1 de la joue 1, est inférieur à la moitié de le largeur Lj de la joue 1.

Les bords longitudinaux des ouvertures 5 peuvent être légèrement incurvés, sous l'effet des déformations mises en oeuvre pour former les plis latéraux 6 et centraux 9.

Dans le cadre de l'exemple de réalisation représenté, la 25 joue 1 peut comprendre une unique zone de dilatation 4.

En variante, la joue 1 peut comprendre deux zones de dilatation 4. La distance entre le milieu de chaque zone de dilatation 4 et l'une des plaques collectrices 22 est 30 sensiblement comprise par exemple entre 75 mm et 300 mm.

En complément, des trous de positionnement 14 peuvent être prévus sur l'âme centrale 2. Ces trous de positionnement permettent de maintenir la joue 1 en place dans l'outil prévu pour la réalisation des ouvertures 5.

Afin de faciliter le pliage des ailettes 3a, des fentes 12 peuvent être prévues sur la paroi intérieure de chaque pli latéral 6 et central 9. Les fentes se situent au niveau des pointes des plis 6 et 9 et sont orientées en direction sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal médian lm de l'âme centrale 2.

Chaque fente 12 a de préférence une section transversale en forme de "V", le pied du "V" étant orienté à l'encontre de la direction des plis 6 et 9.

La figure 3 représente une vue de dessus d'une partie de joue 1 selon un autre mode de réalisation de l'invention. Selon ce mode de réalisation, les ouverture 5 ont une forme générale de dont les jambes 11 sont orientées généralement suivant l'axe longitudinal lm de la joue 1.

La figure 4 représente une vue en perspective d'une partie d'un échangeur de chaleur conforme au mode de réalisation de la figure 3.

Dans une telle forme de réalisation, les jambes 11 du "M" de chaque zone de dilatation 4 peuvent être orientées soit vers la plaque collectrice 22 voisine située à proximité, comme représenté sur la figure 4, soit vers le centre de la joue 1 (non représenté).

Des ailettes 3a peuvent s'étendre du coté intérieur des jambes 11 des ouvertures 5 en forme de "M". Ceci toujours pour des raisons de rigidité.

La longueur L2 des ouvertures 5 en forme de "M", est de préférence sensiblement inférieure à la moitié de la largeur Lj de la joue. La figure 3 fait également apparaître les fentes 12 analogues à celles décrites plus haut.

Pareillement que pour le premier mode de réalisation 10 décrits avant, les ouvertures 5 en forme de "M" et les plis latéraux 6 et centraux 9 de la zone de dilatation 4 permettent d'affaiblir l'âme centrale 2 pour compenser une dilatation longitudinale de la joue 1, tout en favorisant une rigidité en flexion, dans le plan perpendiculaire au 15 plan de l'âme 2.

Par ailleurs, les plis latéraux 6 et centraux 9 de la zone de dilatation 4 peuvent permettre de tenir l'intercalaire supérieur plaqué contre le tube supérieur, pendant le 20 brasage.

Lors du procédé de brasage il est possible de ne pas braser un ou plusieurs plis d'intercalaire d'extrémité 27 situé en dessous le la joue 1 et au niveau de la zone de dilatation 25 4. Ceci améliore la compensation de dilatation. Le fait de prévoir au moins un pli d'intercalaire 27 libre augmente la souplesse de la joue, tout en conservant une tenue en pression alternée du tube satisfaisante.

30 Il est également possible de ne pas braser les plis latéraux 6 et centraux 9 de la joue 1 sur les intercalaires 27. Ceci améliore également la souplesse en dilatation.5 Pendant le brasage, les tubes d'extrémité 25 et 26 chauffés peuvent se dilater sous l'effet du chauffage. Les joues 1 peuvent alors subir une dilatation différentielle par rapport aux tubes d'extrémité 25 et 26. Toutefois, cette dilatation différentielle est compensée par la zone de dilatation 4, conforme à l'invention, qui se déforme de manière à ne pas reporter les contraintes sur les extrémités de l'échangeur.

La joue 1 conforme à l'invention peut être obtenue par emboutissage. Les ouvertures 5 peuvent être obtenues par une découpe de la joue dans la zone de dilatation 4, et notamment par poinçonnage.

Les plis latéraux 6 et centraux 9 peuvent être réalisés par une déformation des ailettes 3a et de la zone de raccordement 8 des ailettes àl'âme 2, vers l'intérieur de la joue 1.

Pour procéder au montage de l'échangeur de chaleur 20 conforme à l'invention, le faisceau de tubes 21 est tout d'abord assemblé, avec des intercalaires 24 insérés entre les tubes 21 et des intercalaires d'extrémités 27 et 28 disposés respectivement sur les tubes d'extrémité 25 et 26.

Les tubes 21 du faisceau sont ensuite engagés dans les plaques collectrices 22, puis les joues 1 sont fixées aux plaques collectrices 22. L'échangeur 20 assemblé est ensuite brasé. Les boîtes collectrices 23 peuvent être montées après brasage de l'échangeur 20. En variante, elles peuvent être brasées avec le faisceau de tubes 21.

Conformément à l'invention, il est possible d'adapter la forme des plis latéraux 6, des plis centraux 9 et les dimensions de la zone de dilatation 4 de telle manière pour que les plis 6 et 9 se cassent pendant l'utilisation de l'échangeur 20. Ceci permet de dissocier complètement l'extrémité de la joue 1 de sa partie centrale. On obtient ainsi un effet similaire à celui qui résulterait d'une coupe par sciage de la joue selon l'art antérieur.

Bien évidemment, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-avant. Elle englobe toutes les variantes de réalisation qui pourront être envisagées par l'homme du métier. En particulier, l'invention n'est pas limitée à une ouverture 5 en forme générale de rectangle ou à une ouverture en forme générale de "M". D'autres formes peuvent être envisagées pour mettre en œuvre l'invention. En particulier, des ouvertures 5 en forme générale de "H" ou de "X", comme représentée respectivement sur les figures 5 et 6 peuvent être réalisées.

L'échangeur de chaleur convient principalement aux véhicules automobiles. Il peut notamment être réalisé sous la forme d'un radiateur de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile ou de refroidisseur d'air de suralimentation. 30

Claims (2)

Revendications

1. Échangeur de chaleur (20), notamment pour véhicule automobile, comprenant: - un faisceau d'échange de chaleur, - au moins une joue (1) disposée à une extrémité dudit faisceau et comportant une âme centrale (2) sensiblement plane, et au moins une zone de dilatation (4) pour compenser des dilatations longitudinales, caractérisé en ce que ladite zone de dilatation (4) comprend au moins deux ouvertures (5) distinctes agencées sur un même axe transversal (t) de ladite âme centrale (2).

2. Échangeur de chaleur (20) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la zone de dilatation (4) comprend: - deux plis latéraux (6) dirigés vers l'intérieur de la joue (1), disposés de part et d'autre de l'axe longitudinal médian (lm) au niveau du bord (7) de la joue (1), et - au moins deux plis centraux (9) disposés sur 20 ledit axe transversal (t), et entre lesdites ouvertures (5). 4. Échangeur de chaleur (20) selon l'une des revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la zone de dilatation (4) 25 comprend des ailettes (3a) longitudinales. 5. Échangeur de chaleur (20) selon la revendication 3, caractérisé en ce que les ailettes (3a) se prolongeant le long du bord (7) et dépassent la zone de dilatation (4). 6. Échangeur de chaleur (20) selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que au moins un desdits plis latéraux (6) et/ou au moins un desdits plis centraux (9) s'étend sur 30une partie d'une ailette (3a) et sur la partie correspondante de la zone de raccordement (8) de l'ailette (3a) à l'âme centrale (2). 6. Échangeur de chaleur (20) selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que les plis latéraux (6) et les plis centraux (9) sont symétriques par rapport audit axe longitudinal médian (lm). 7. Échangeur de chaleur (20) selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que les ouvertures (5) de la zone de dilatation (4) ont une longueur (L2) au moins sensiblement égale à la longueur des plis latéraux (6). 8. Échangeur de chaleur (20) selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que les plis latéraux (6) et centraux (9) présentent des pointes (10) sensiblement situées sur ledit axe transversal (t) de l'âme centrale (2). 9. Échangeur de chaleur (20) selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'axe transversal (t) est central, situé au milieu de la zone de dilatation (4). 10. Échangeur de chaleur (20) selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la joue (1) comporte deux zones de dilatation (4), chaque zone de dilatation (4) étant située au voisinage d'une plaque collectrice (22). 11. Echangeur de chaleur (20) selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que lesdites ouvertures (5) ont une forme générale rectangulaire.3012. Échangeur de chaleur (20) selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que lesdites ouvertures (5) ont une forme générale en "H" ou en "X". 5 13. Échangeur de chaleur (20) selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que lesdites ouvertures (5) ont une forme générale en "M", les jambes (11) des "M" étant dirigées suivant des axes parallèles 10 entre eux et longitudinaux à l'âme centrale (2). 14. Échangeur de chaleur (20) selon la revendication 13 prise en combinaison avec la revendication 10, caractérisé en ce que les jambes (11) des "M" sont dirigées vers une 15 plaque collectrice (22) voisine. 15. Échangeur de chaleur (20) selon la revendication 13 prise en combinaison avec la revendication 10, caractérisé en ce que les jambes (11) des "M" sont dirigées vers 20 l'opposé d'une plaque collectrice (22) voisine. 16. Echangeur de chaleur (20) selon l'une des revendications 1 à 15 caractérisé en ce que la longueur (L2) d'une ouverture (5) est inférieur à la moitié de le 25 largeur (Lj) de la joue 1. 17. Échangeur de chaleur (20) selon les revendications 2 à 16, caractérisé en ce que chacun des plis latéraux (6) et centraux (9) comprend une fente (12), de direction 30 sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal médian (1m) de l'âme centrale (2).18. Échangeur de chaleur (20) selon la revendication 17, caractérisé en ce que les fentes (12) ont une forme générale en "V", le pied du "V" étant dirigé l'encontre de la direction des plis (6, 9). 19. Echangeur de chaleur (20) selon l'une des revendications 17 ou 18 prise en combinaison avec la revendication 8, caractérisé en ce que les fentes (12) se situent au niveau des pointes (10) des plis (6, 9). 10 20. Échangeur de chaleur (20) selon l'une des revendications 1 à 19, caractérisé en ce que la longueur (L1) d'une zone de dilatation (4) sur une joue (1), est inférieure à la moitié de la largeur (Lj) de ladite joue 15 (1). 21. Échangeur de chaleur (20) selon l'une des revendications 1 à 20, caractérisé en ce que le ou les axes transversaux (t) sur lesquels se situent les ouvertures (5) 20 sont à une distance comprise entre 75mm et 300mm de la plaque collectrice (22) voisine.5