FR2968753A1 - Echangeur de chaleur, notamment pour vehicule automobile - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un échangeur de chaleur entre un premier fluide et un second fluide, comportant : - un faisceau (3) d'échange de chaleur, - un carter (5) de réception dudit faisceau ouvert à deux extrémités (6) selon l'axe d'écoulement (A) dudit premier fluide, et - de part et d'autre desdites extrémités (6), un boîtier de distribution (7,9) dudit premier fluide, comprenant une plaque collectrice (7a,9a) de maintien et un couvercle (7b,9b) associé. A chaque extrémité ouverte (6) ledit carter (5) présente un contour périphérique (57), tel que ledit contour (57) comporte des moyens de sertissage (71) dudit couvercle (7b,9b) correspondant, présente une forme complémentaire à la forme de ladite plaque collectrice (7a,9a), et présente sur sa surface interne en vis-à-vis de ladite plaque collectrice (7a,9a), une butée (77) périphérique formée sur toute la périphérie dudit contour (57) et formant butée pour ladite plaque collectrice (7a,9a) associée selon l'axe d'écoulement (A).

Description

-1- Échangeur de chaleur, notamment pour véhicule automobile L'invention concerne un échangeur de chaleur notamment pour véhicule automobile. L'invention concerne aussi des procédés d'assemblage d'un tel échangeur de 5 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 10 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 ou de tubes disposé(e)s parallèlement les 15 un(e)s aux autres de façon à 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. Les éléments d'échange du faisceau sont reçus dans un carter de réception. 20 Ce carter est généralement ouvert à deux extrémités pour être relié à des boîtiers de distribution de fluide: un boîtier de distribution d'entrée et un boîtier de distribution de sortie. Le premier fluide s'écoule dans les éléments d'échange depuis le boîtier de distribution d'entrée vers le boîtier de distribution de sortie. Par ailleurs, deux orifices sont généralement prévus sur les parois du carter; ces orifices sont agencés pour être 25 connectés à des canalisations d'écoulement du deuxième fluide, une canalisation d'entrée et une canalisation de sortie. Ces canalisations débouchent dans le volume du carter et permettent la circulation du deuxième fluide autour des éléments d'échange et d'écoulement du premier fluide. Selon une solution connue, le carter et les boîtiers de distribution sont fixés 30 ensemble par brasage ou soudage. Dans ce cas chaque boîtier de distribution est 2968753 -2- complètement métallique et l'étanchéité est assurée par le brasage. Toutefois, avec cette solution on ne peut pas prévoir de boîtiers de distribution au moins en partie réalisé en matière plastique. On connaît des solutions dans lesquelles le boîtier de distribution comporte une 5 plaque collectrice de maintien des tubes ou des plaques métallique, tandis qu'un couvercle est par exemple réalisé en matière plastique. Dans ce cas, l'étanchéité entre la plaque collectrice et le couvercle est assurée par l'intermédiaire d'un joint d'étanchéité, la plaque collectrice étant munie de pattes serties contre un rebord périphérique du couvercle. 10 Cette plaque collectrice métallique est généralement brasée aux éléments d'échange du faisceau. Cependant, une telle plaque collectrice présente généralement une épaisseur relativement faible, par exemple de l'ordre de 0,8 mm, et présente donc une faible résistance mécanique. 15 En outre, lorsque cette plaque a subi au préalable un traitement thermique pour son brasage aux éléments d'échange du faisceau, sa résistance mécanique est encore affaiblie. La plaque collectrice sollicitée par la fixation par sertissage risque de se déformer, et la fixation par sertissage n'est donc pas rigide. L'invention a pour objectif de pallier ces inconvénients de l'art antérieur en 20 proposant une fixation rigide du boîtier de distribution. 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, comportant : un faisceau d'échange de chaleur entre lesdits fluides, un carter de réception dudit faisceau ouvert à deux extrémités selon l'axe 25 d'écoulement dudit premier fluide, et de part et d'autre desdites extrémités ouvertes dudit carter, un boîtier de distribution dudit premier fluide, comprenant une plaque collectrice de maintien dans laquelle débouche ledit faisceau et un couvercle associé fermant ledit boîtier de distribution, caractérisé en ce qu'à chaque extrémité ouverte ledit carter présente un contour 30 périphérique, tel que ledit contour : 2968753 -3- comporte des moyens de sertissage dudit couvercle correspondant, présente une forme complémentaire à la forme de ladite plaque collectrice associée, et présente sur sa surface interne en vis-à-vis de ladite plaque collectrice associée, une butée périphérique formée sur toute la périphérie dudit contour et formant butée pour ladite plaque collectrice associée selon l'axe d'écoulement dudit premier fluide. Le carter est directement utilisé pour le sertissage du couvercle. Cette fixation de sertissage est rigide et la plaque collectrice ne risque pas d'être déformée du fait de la butée périphérique.

Ledit échangeur peut en outre comporter une ou plusieurs caractéristiques suivantes, prises séparément ou en combinaison : ledit premier fluide est de l'air, ledit échangeur est un refroidisseur d'air de suralimentation, ledit échangeur présente une forme générale sensiblement parallélépipédique, et l'axe d'écoulement dudit premier fluide est parallèle à la dimension de la longueur dudit échangeur, ledit contour comporte des pattes de sertissage régulièrement réparties sur ledit contour, ladite plaque collectrice est réalisée sous la forme d'une plaque plane présentant des bords périphériques relevés de façon à former une gorge périphérique de réception d'un joint d'étanchéité, et ladite butée périphérique est formée au niveau de toute la gorge périphérique de réception du joint d'étanchéité, ladite plaque collectrice est réalisée en matériau métallique et ledit couvercle est réalisé en matériau plastique, ledit échangeur comporte des moyens de clipsage complémentaires portés d'une part par ladite plaque collectrice et d'autre part par ledit carter, ledit carter comporte deux parois de forme générale sensiblement en « L », au moins une première paroi des deux parois dudit carter comporte des moyens de sertissage sur la deuxième paroi dudit carter, ledit échangeur comporte un moyen de compression exerçant une force de 2968753 -4- compression inclinée par rapport au plan de contact entre ledit couvercle et ladite plaque collectrice, ladite plaque collectrice comporte des moyens de rigidification réalisés par déformation de matière, 5 lesdites parois dudit carter comportent des moyens de rigidification réalisés par déformation de matière.

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 10 limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels : la figure 1 est une vue à l'état assemblé d'un échangeur de chaleur, la figure 2 est une vue éclatée de l'échangeur de la figure 1, la figure 3 est une vue partielle en perspective représentant une partiellement une paroi du carter de l'échangeur des figures 1 et 2, 15 la figure 4 est une vue partielle en perspective représentant deux parois de carter assemblées autour du faisceau d'échange de chaleur de l'échangeur des figures 1 et 2, la figure 5 est une autre vue partielle en perspective représentant deux parois de carter assemblées, 20 la figure 6 est une autre vue partielle en perspective représentant deux parois de carter assemblées autour du faisceau d'échange de chaleur, la figure 7 est une première vue en coupe transversale, représentant partiellement un couvercle assemblé à une plaque collectrice associée, ainsi qu'une partie du contour périphérique du carter maintenant la plaque collectrice et le couvercle, 25 la figure 8 est une deuxième vue en coupe transversale, représentant partiellement un couvercle assemblé à une plaque collectrice associée en comprimant un joint d'étanchéité, ainsi qu'une partie du contour périphérique du carter maintenant la plaque collectrice et le couvercle, la figure 9a illustre de façon simplifiée une première variante de sertissage de la 30 plaque collectrice au carter, 2968753 -5- la figure 9b illustre de façon simplifiée une deuxième variante de sertissage de la plaque collectrice au carter, la figure 9c illustre de façon simplifiée une troisième variante de sertissage de la plaque collectrice au carter, et 5 la figure 10 est une vue en perspective partielle d'une plaque collectrice présentant dans moyens de rigidification.

Dans ces figures, les éléments sensiblement identiques portent les mêmes références. 10 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. Il s'agit 15 par exemple d'un refroidisseur par eau des gaz d'échappement dits "recirculés" d'un moteur thermique à combustion interne de véhicule automobile ou encore d'un refroidisseur d'air de suralimentation d'un tel moteur; l'eau est de préférence de l'eau du circuit de refroidissement dit "basse température" dudit moteur; il s'agit typiquement d'eau glycolée. 20 On a représenté sur la figure 1 une vue à l'état assemblé d'un échangeur 1 de chaleur et sur la figure 2, une vue en éclaté de cet échangeur 1. L'échangeur 1 présente dans l'exemple illustré une forme générale sensiblement parallélépipédique, présentant une longueur L, qui est sa plus grande dimension, une 25 largeur 1 et une hauteur h. En référence aux figures 1 et 2, l'échangeur 1 comporte : un faisceau 3 d'échange de chaleur entre un premier fluide tel que l'air et un deuxième fluide tel que le liquide de refroidissement, un carter 5 de réception du faisceau d'échange 3, 30 un boîtier de distribution 7 pour l'entrée du premier fluide, ici l'air, comprenant une 2968753 -6- plaque collectrice 7a et un couvercle associé 7b, un boîtier de distribution 9 pour la sortie du premier fluide, comprenant également une plaque collectrice 9a et un couvercle associé 9b.

5 Le faisceau d'échange Le faisceau 3 d'échange de chaleur comporte un empilement d'éléments d'échange de chaleur tels que des plaques ou des tubes 11 selon l'exemple illustré. Les tubes 11 d'écoulement d'air sont de forme aplatie. Chaque tube 11 présente une longueur L' sensiblement égale à la longueur L de 10 l'échangeur 1 et une largeur 1' sensiblement égale à la largeur 1 de l'échangeur 1; une épaisseur e relativement faible, selon une dimension parallèle à la hauteur h de l'échangeur 1. Les tubes 11 sont assemblés parallèlement les uns aux autres, l'ensemble des tubes 11 formant un empilement dans la direction de la hauteur h de l'échangeur 1. 15 L'échangeur 1 ici représenté sur la figure 2 comporte un faisceau de dix tubes 11; bien entendu, il pourrait en comporter un nombre inférieur ou supérieur. Les tubes 11 ainsi assemblés parallèles les uns aux autres, permettent la circulation en leur sein du premier fluide, ici l'air, globalement dans la direction de la longueur L' des tubes 11, selon l'axe d'écoulement A. Le sens de circulation de l'air est 20 illustré à titre indicatif par la flèche Fi.

Les tubes 11 définissent donc d'une part des premiers canaux 13 pour la circulation du premier fluide : dans notre exemple l'air, et délimitent d'autre part des seconds canaux 15 pour la circulation du second fluide : dans notre exemple l'eau. 25 On peut prévoir dans les premiers canaux 13 des ailettes de perturbation 14, par exemple de forme sensiblement ondulée et brasées aux tubes 11, de façon à perturber l'écoulement de l'air dans les 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 tubes 11. Ces ailettes 14 sont bien connues de l'homme du 30 métier et ne sont pas décrites plus en détail dans la présente. 2968753 -7- De même, on peut aussi prévoir dans les seconds canaux 15 des perturbateurs (non représentés) de l'écoulement de l'eau présentant une forme créant des turbulences dans l'écoulement d'eau passant à travers eux. À titre d'exemple, ces perturbateurs peuvent se présenter sous la forme d'une paroi crénelée. 5 Ainsi, de l'air est alimenté au niveau du boîtier 7,9 de distribution d'entrée d'air, s'écoule dans les tubes 11, cet écoulement étant éventuellement perturbé par des ailettes 14, et ressort de l'échangeur 1 par le boîtier 7 de distribution de sortie d'air.

Carter 10 Comme mentionné précédemment, les tubes 11 avec éventuellement des ailettes de perturbation et des perturbateurs, sont montés dans un carter de réception 5. Selon le mode de réalisation illustré, le carter 5 comporte une première paroi 17 et une deuxième paroi 19, ces parois 17,19 étant respectivement conformées en « L »; autrement dit, chaque paroi 17,19 a une section transversale, par rapport à la direction 15 de la longueur L de l'échangeur 1, en forme de « L ». Les deux parois 17,19 sont sensiblement identiques. Une telle paroi 17,19 présente à titre d'exemple une épaisseur de l'ordre de 2 mm. Chaque paroi 17,19 est conformée en « L » par exemple par pliage autour d'une 20 arête respective 21,23 pour former respectivement deux volets 17a,17b et 19a,19b de part et d'autre de l'arête 21,23 et perpendiculaires l'un à l'autre. Dans l'exemple illustré, chaque volet 17a,17b,19a,19b présente une forme générale sensiblement rectangulaire. La première paroi 17 en « L » comporte donc un premier volet 17a et un deuxième volet 17b volets perpendiculaires l'un à l'autre et joints au niveau de l'arête 21. 25 De même la deuxième paroi 19 en « L » comporte un premier volet 19a et un deuxième volet 19b perpendiculaires l'un à l'autre et joints au niveau de l'arête 23.

Comme on le remarque sur la figure 3, on peut prévoir au niveau des arêtes 21,23 des portions 25 sensiblement arrondies. Cette forme arrondie 25 est par exemple 30 obtenue en relevant les bords respectifs des volets 17a,17b ou 19a,19b au niveau de 2968753 -8- l'arête 21 ou 23. De plus, cette forme relevée en arrondi 25 est réalisée à proximité des extrémités ouvertes 6 du carter 5 selon l'axe A d'écoulement de l'air, à savoir ici dans la direction de la longueur L de l'échangeur 1. Cet aménagement spécifique facilite la réalisation 5 d'un contour périphérique du carter 5 complémentaire de la plaque collectrice 7a,9a comme cela sera décrit par la suite.

Le carter 5 comporte en outre des orifices 27 et 29 (cf figure 2) respectivement de connexion à des canalisations 31,33 d'écoulement d'eau dans l'échangeur 1, associés 10 à un circuit d'eau dans lequel l'échangeur 1 est monté. En l'espèce l'échangeur 1 présente une canalisation d'entrée 31 et une canalisation de sortie 33, reliées à un circuit d'eau dans lequel l'échangeur 1 est monté. Les canalisations d'entrée 31 et de sortie 33 d'eau dans l'échangeur 1 sont ici connectées à deux faces distinctes de l'échangeur 1. 15 Ainsi, les orifices 27,29 de connexion à ces canalisations 31,33 sont respectivement percés sur un volet 17b,19b d'une paroi 17,19. Selon l'exemple illustré, la canalisation d'entrée 31 est prévue sur le deuxième volet 17b de la première paroi 17 et la canalisation de sortie 33 est prévue sur le deuxième volet 19b de la deuxième paroi 19. 20 De plus, les volets 17b,19b présentant les orifices 27,29 de connexion aux canalisations 31,33 d'écoulement de l'eau, peuvent en outre présenter respectivement un renfoncement 34 obtenu par exemple par emboutissage de la paroi 17,19, pour venir en contact avec les parois des tubes 11 s'étendant dans le plan défini par la longueur L et la hauteur h de l'échangeur 1. 25 Une étanchéité est par exemple obtenue par brasage de la surface interne du renfoncement 34 aux tubes 11. Grâce à l'agencement des parois 17,19 et de leurs renfoncements 34 par rapport aux tubes 11, l'échangeur 1 est alimenté en eau par l'orifice 27 connecté à la canalisation d'entrée d'eau 31 et l'eau s'écoule dans le volume ménagé à proximité de cet orifice 27, 30 ce qui lui permet de se répartir dans tous les seconds canaux 15 d'écoulement d'eau, puis 2968753 -9- est collectée en sortie dans le volume ménagé à proximité de l'orifice 29 connecté à la canalisation de sortie d'eau 33 et l'eau est évacuée par cette canalisation 33. Ainsi, l'échangeur 1 est alimenté en eau par la canalisation 31 d'entrée d'eau, circule dans les canaux 15 d'écoulement d'eau; cette circulation étant éventuellement 5 perturbée par des perturbateurs, et ressort de l'échangeur 1 par la canalisation 33 de sortie d'eau, selon l'axe d'écoulement d'eau B illustré sur la figure 1. Le sens d'écoulement de l'eau est illustré à titre indicatif par la flèche F2 (figures 1 et 2). Selon le mode de réalisation illustré, l'agencement des boîtiers 7,9 et de ces canalisations d'entrée 31 et de sortie 33 est tel que les deux fluides, l'air et l'eau, 10 circulent perpendiculairement, ce qui favorise l'échange de chaleur.

Pour former le carter 5 sous sa forme définitive, les parois 17,19 sont fixées l'une à l'autre autour du faisceau 3 et autour des plaques collectrices 7a,9a. Elles sont par exemple brasées. 15 Pour ce faire, les parois 17,19 conformées en « L » sont mises en position autour du faisceau 3 et des plaques collectrices 7a,9a dans des positions inversées, autrement dit tête-bêche. Une fois les parois 17,19 mises en position, le carter 5 présente donc deux 20 extrémités ouvertes 6 selon l'axe d'écoulement A de l'air; dans notre exemple dans la direction de la longueur L de l'échangeur 1 et donc dans la direction de la longueur L' du faisceau 3. Ici, ces extrémités ouvertes 6 sont au niveau des petits côtés de la forme parallélépipédique du faisceau 3. Pour la fixation des parois 17,19 l'une à l'autre, chaque paroi 17,19 comporte, à 25 l'extrémité libre de ses volets 17a,7b ; 19a,19b des bords de fixation aux volets de l'autre paroi. Plus précisément, chaque premier volet 17a (respectivement 19a) présente un bord de fixation 35 (respectivement 37) au deuxième volet 19b (respectivement 17b) de l'autre paroi 19 (respectivement 17). Et, chaque deuxième volet 17b (respectivement 19b) présente un bord de fixation 39 (respectivement 41, au premier volet 19a 30 (respectivement 17a) de l'autre paroi 19 (respectivement 17). 2968753 -10- Ainsi, la première paroi 17 comporte à l'extrémité libre de son premier volet 17a un bord 35 de fixation au deuxième volet 19b de la deuxième paroi 19, et à l'extrémité libre de son deuxième volet 17b un bord 39 de fixation au premier volet 19a de la deuxième paroi 19. 5 De même, la deuxième paroi 19 comporte à l'extrémité libre de son premier volet 19a un bord 37 de fixation au deuxième volet 17b de la première paroi 17, et à l'extrémité libre de son deuxième volet 19b un bord 41 de fixation au premier volet 17a de la première paroi 17. Ces bords de fixation 35,37 et 39,41 peuvent être des bords repliés. 10 Dans l'exemple illustré le bord 39 du deuxième volet 17b de la première paroi 17 et le bord 41 du deuxième volet 19b de la deuxième paroi 19 sont repliés. Ces bords 39,41 sont par exemple pliés respectivement autour d'une deuxième arête de pliage 43,45. Selon l'exemple illustré sur la figure 2, ces bords 39,41 s'étendent par exemple perpendiculairement au deuxième volet 17b,19b, auquel il est relié. 15 Cette deuxième arête de pliage 43,45 est ici parallèle à l'arête 21,23 de pliage entre le premier et le deuxième volet de chaque paroi 17,19. Selon l'exemple illustré, les bords de fixation 35 et 37 respectivement des volets 17a et 19a sont dans la continuité de ces volets 17a,19a respectifs. Comme mentionné précédemment, les parois 17,19 conformées en « L » sont 20 mises tête-bêche autour du faisceau 3 et des plaques collectrices 7a,9a; dans cette position, le bord de fixation 35,37 du premier volet 17a,19a de chaque paroi 17,19 vient donc en appui sur le bord de fixation 41,39 du deuxième volet 19b,17b l'autre paroi 19,17.

25 En outre, dans cette position tête-bêche des parois 17,19 du carter 5, elles peuvent être assemblées avant brasage. On peut prévoir par exemple un assemblage par sertissage. À cet effet, comme on le remarque sur les figures 4 et 5, le carter 5 peut comporter des moyens de sertissage au niveau des bords de fixation 35,37,39,41 des parois 17,19. 30 Selon l'exemple illustré, on prévoit des pattes de sertissage 47 au niveau des 2968753 -11- bords de fixation 35,37,39,41 des volets qui sont rabattues sur les bords de fixation en vis-à-vis du volet de l'autre paroi. En outre, comme on le remarque sur la figure 5, on peut aussi prévoir un assemblage par vissage. 5 Dans l'exemple illustré, un axe de vissage 49 peut être ménagé au niveau d'une patte de sertissage 47 et donc de la portion 51 complémentaire sur laquelle la patte de sertissage 47 est rabattue. On utilise donc le sertissage des parois 17,19 entre elles pour la fixation par vissage. En outre, comme on le constate sur la figure 5, les parois 17,19 peuvent 10 présenter des moyens de rigidification 52, pour résister notamment à l'effort de sertissage. Ces moyens de rigidification 52 sont par exemple réalisés par déformation de matière de la paroi 17,19, formant par exemple une bosse, au niveau de la deuxième arête de pliage 43,45 pour les bords repliés 39,41 respectifs des deuxièmes volets 15 17b,19b des parois 17,19. Ces moyens de rigidification 52 présentent par exemple une forme sensiblement triangulaire dont le sommet est au niveau de l'arête 43,45 et dont la base relie le deuxième volet 17b,19b et le bord de pliage associé 39,41.

Par ailleurs, on peut également prévoir que dans cette position des parois 17,19 20 en « L » agencées tête-bêche autour du faisceau 3 et des plaques collectrices 7a,9a, les parois 17,19 soient clipsées avec les plaques collectrices 7a,9a (cf figures 4 et 5). A cet effet, l'échangeur 1 comporte des moyens complémentaires de clipsage 53,55 portés d'une part par les plaques collectrices 7a,9a et d'autre part par le carter 5. Dans l'exemple illustré, les plaques collectrices 7a,9a présentent des languettes 25 de clipsage 53 et le carter 5 présente des orifices 55 dans lesquels ces languettes 53 sont insérées pour le clipsage du carter 5 aux plaques collectrices 7a,9a. Plus précisément, ces orifices 55 sont prévus sur un contour périphérique 57 du carter 5 entourant les plaques collectrices 7a,9a. Selon le mode de réalisation décrit du carter 5 avec deux parois conformées en « L », le contour périphérique 57 du carter 5 est 30 formé par les bordures latérales 59 de chaque volet des parois 17,19. 2968753 -12- Boîtier de distribution d'air En se référant à nouveau à la figure 2, comme évoqué précédemment, l'échangeur 1 comporte, à chacune de ses extrémités, selon l'axe A d'écoulement de l'air, 5 ici dans la dimension de la longueur L de l'échangeur 1, un boîtier de distribution d'air 7,9; 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. Ces boîtiers de distribution 7,9 sont agencés au niveau des extrémités ouvertes 6 du carter 5. 10 Le boîtier de distribution de sortie 9 est selon le mode de réalisation décrit monté de manière symétrique au boîtier d'entrée 7. Les boîtiers de distribution 7,9 peuvent être réalisés en matière plastique, par exemple par injection. Les boîtiers 7,9 de distribution sont reliés à des canalisations d'un circuit d'air 15 dans lequel est monté l'échangeur 1 et présentent respectivement une tubulure d'entrée 45 et de sortie 47. Les tubes 11 débouchent dans les boîtiers 7,9; l'air est donc introduit dans les tubes 11 par l'intermédiaire du boîtier 7 de distribution d'entrée et est recueilli en sortie des tubes 11 par le boîtier de distribution de sortie 9.

20 Comme mentionné précédemment, chaque boîtier de distribution 7,9 comporte une plaque collectrice 7a,9a, dont la fonction est de maintenir les tubes 11 en position, de guider l'écoulement d'air entre le volume intérieur du boîtier de distribution 7,9 et les tubes 11. Un plaque collectrice présente généralement une faible épaisseur, par exemple de l'ordre de 0,8mm ou lmm. 25 Le boîtier 7,9 comporte par ailleurs un couvercle 7b,9b, formant avec la plaque collectrice 7a,9a le volume du boîtier 7,9.

En référence aux figures 1 et 2, la plaque collectrice 7a,9a se présente sous la forme d'une plaque montée transversalement par rapport à la longueur L de l'échangeur 30 1 pour recevoir les extrémités des tubes 11. 2968753 -13- La plaque collectrice 7a,9a présente une pluralité d'orifices 61, chaque orifice 61 étant associé à un tube 11. Chaque orifice 61 a une forme correspondant à la section d'un tube 11. Chaque orifice 61 peut être bordé par des collets 63. Les tubes 11 sont aboutés sur la plaque collectrice 7a,9a au droit des orifices 61, 5 avec leurs parois d'extrémités brasées aux collets 63; les extrémités des tubes 11 sont ainsi séparées les unes des autres par ces collets 63; les espaces de séparation entre les tubes 11 successifs définissent les canaux 15 d'écoulement du flux d'eau, dans lesquels peuvent être montés les perturbateurs. Comme les collets 63 sont brasés aux extrémités des tubes 11 et remplissent transversalement, par rapport à la direction de la longueur L 10 de l'échangeur 1, tout l'espace entre elles, ces collets 63 empêchent l'eau de s'écouler dans le volume du couvercle 7b,9b; en outre, ces collets 63 empêchent également l'eau de s'écouler dans les tubes 11. La plaque collectrice 7a,9a est par exemple formée à partir d'une plaque plane métallique. Cette plaque peut être emboutie pour former les collets 63 et poinçonnée 15 pour former les orifices 61 de réception des extrémités des tubes 11, bordés par les collets 63.

En outre, un moyen d'étanchéité tel qu'un joint d'étanchéité 65 est agencé entre chaque plaque collectrice 7a,9a et chaque boîte collectrice 7b,9b associée. Ce joint 65 20 permet d'assurer l'étanchéité à l'air entre le couvercle 7b,9b et la plaque collectrice 7a,9a. Il est par exemple formé en élastomère. À cet effet, le bord périphérique de la plaque collectrice 7a,9a peut être relevé pour former une gorge périphérique 67 (mieux visible sur les figures 7 et 8) permettant de recevoir le joint d'étanchéité 65. Cette gorge 67 s'étend sur toute la périphérie du 25 bord de la plaque collectrice 7a,9a et présente une section en forme de U dont l'ouverture est tournée du côté du couvercle 7b,9b. Chaque boîte collectrice 7b,9b comporte quant à elle, un talon 69 apte à s'insérer dans la gorge périphérique 67 de la plaque collectrice 7a,9a associée pour venir comprimer le joint d'étanchéité 65. 30 Le talon 69 peut selon l'exemple illustré former une protubérance par rapport à 2968753 -14- l'alignement de la voûte du couvercle 7b,9b. Cette protubérance s'étend radialement vers l'extérieur de l'échangeur 1.

Par ailleurs, le couvercle 7b,9b du boîtier de distribution 7,9, est maintenu 5 directement par le carter 5, et est fixé à lui, par sertissage. À cet effet, à chaque extrémité ouverte du carter 5, le contour 57 périphérique, formé dans l'exemple illustré par les bordures latérales 59 des parois 17,19, entoure le talon 69 du couvercle 7b,9b en regard. En outre, selon le mode de réalisation illustré sur les figures 2, 7 et 8, les parois 10 17,19 du carter 5, comportent sur leurs bordures latérales 59 des pattes de sertissage 71 du couvercle 7b,9b. Plus précisément, les deux volets 17a,17b et 19a,19b de chaque paroi 17,19 comportent, à chacune de leurs bordures latérales 59, des pattes de sertissage 71. Pour ce faire, le talon 69 d'un couvercle 7b,9b comporte une surface d'appui 73 15 d'appui des pattes de sertissage 71. Les pattes de sertissage 71 du carter 5 sont recourbées sur cette surface d'appui 73 du couvercle 7b,9b et le carter 5 peut ainsi maintenir directement le couvercle 7b,9b

Comme l'illustre de façon schématique la figure 7, afin de résister à cet effort de 20 sertissage, on peut prévoir un moyen de compression 75, tel qu'un plot, exerçant sur le couvercle 7b,9b une force de compression représentée de façon schématique par la flèche Fc, inclinée par rapport au plan de contact entre le couvercle 7b,9b, plus précisément son talon 69, et la plaque collectrice 7a,9a. La force de compression Fc appliquée est donc oblique avec une composante 25 normale N et une composante tangentielle T qui s'oppose à l'effort de sertissage Fs appliqué. Cette composante tangentielle T permet, en concours avec l'effort d'adhérence du joint Fi, qui s'oppose également à l'effort de sertissage FS appliqué, d'avoir un effort de sertissage réellement transmis FT inférieur à l'effort Fs appliqué. 30 Ceci est illustré de façon schématique par les flèches Fc, N, T, Fs, Fi, FT, sur la figure 7.

De plus, la plaque collectrice 7a,9a est également maintenue par le carter 5. À cet effet, le contour périphérique 57 du carter 5 présente une forme complémentaire à la forme de la plaque collectrice 7a,9a comme cela est visible sur les figures 2, 7 et 8. Ainsi, le carter 5 présente à son extrémité ouverte du côté du boîtier d'entrée 7, un contour 57 dont toute la périphérie présente une forme complémentaire de la plaque collectrice 7a, et présente à son extrémité ouverte du côté du boîtier de sortie 9 un contour 57 dont toute la périphérie présente une forme complémentaire de la plaque collectrice 9a. Comme mentionné précédemment, selon le mode de réalisation illustré du carter 5 avec deux parois 17,19 conformées en «L» dont chaque volet 17a,17b ; 19a,19b présente une forme générale rectangulaire, le contour périphérique 57 du carter 5 à ces 15 extrémités ouvertes 6, est formé par les bordures latérales 59 de chaque volet 17a,17b,19a,19b. En particulier, le contour 57 présente sur sa surface interne en vis-à-vis de la plaque collectrice 7a,9a une butée périphérique 77. Cette butée 77 s'étend sur toute la périphérie du contour 57 et forme une butée 20 pour la plaque collectrice 7a,9a en limitant son déplacement selon l'axe d'écoulement A de l'air, ici dans le sens longitudinal de l'échangeur 1 et du faisceau 3. Cette butée 77 est par exemple formée par emboutissage des volets 17a,17b,19a,19b sur leurs bordures latérales 59. En se référant à nouveau à la figure 3, le Demandeur a constaté qu'un 25 aménagement particulier, tel que les arrondis 25 au niveau des extrémités des arêtes de pliage 21,23, facilite l'emboutissage des parois 17,19 pour obtenir la butée 77 périphérique interne du contour 57 du carter 5. Selon l'exemple de réalisation décrit du carter 5 avec deux parois 17,19 conformées en « L », la butée périphérique 77 est formée, par exemple par 30 emboutissage, par : -15- 2968753 -16- une première butée 77a sur toute la largeur de la bordure latérale 59 du volet 17a, une deuxième butée 77b sur toute la largeur de la bordure latérale 59 du volet 17b, une troisième butée 77c sur toute la largeur de la bordure latérale 59 du volet 19a, une quatrième butée 77d sur toute la largeur de la bordure latérale 59 du volet 19b. 5 Ces butées 77a,77b,77c,77d sont en saillie par rapport à la surface interne des volets 17a, 17b, 19a, 19b, c'est-à-dire leur surface en regard du faisceau 3.

En outre, comme cela est mieux visible sur la figure 8, la butée périphérique 77 formée sur la surface interne des parois 17,19 est réalisée en vis-à-vis de toute la gorge 10 67 périphérique de réception du joint d'étanchéité 65 formée par le bord relevé de la plaque collectrice 7a,9a. Ainsi, le bord de la plaque collectrice 7a,9a est coincé, c'est-à-dire mis en butée de part et d'autre, selon l'axe d'écoulement A de l'air, ici dans la direction de la longueur L de l'échangeur 1, entre le talon 69 du couvercle 7b,9b et la butée 77 périphérique interne formée sur les parois 17,19 du carter 5. Ainsi, le rebord du couvercle 7b,9b formant surface d'appui 73 pour les pattes de sertissage 71, et la plaque collectrice 7a,9a sont maintenus en position entre la butée 77 et les pattes de sertissage 71 des parois 17,19 du carter 5. Par l'effet du sertissage, les pattes 71 exercent une contrainte sur le couvercle 7b,9b et la plaque collectrice 7a,9a, qu'elles bloquent en position entre elles et la butée périphérique.

En outre, le talon 69 du couvercle 7b,9b et la plaque collectrice 7a,9a peuvent être agencées de façon à augmenter la rigidité de la plaque collectrice 7a,9a pour résister à l'effort de sertissage.

En effet, en se référant aux figures 7 et 8, chaque plaque collectrice 7a,9a peut présenter en amont de la gorge périphérique 67 formée pour recevoir un joint d'étanchéité 65, une surface sensiblement plane 79, s'étendant radialement par rapport au joint d'étanchéité 65 et de façon sensiblement parallèle à la surface du talon 69 en regard du joint 65 et de la gorge 67. 2968753 -17- De plus, on peut aussi prévoir un sertissage des parois 17,19 et des plaques collectrices 7a,9a. Plusieurs variantes de sertissage peuvent être prévues, notamment les variantes représentées de façon simplifiée sur les figures 9a à 9c. Ainsi à titre d'exemple, selon une première variante (figure 9a) on applique un 5 effort de sertissage S incliné par rapport à la surface de contact entre la plaque collectrice 7a,9a et la paroi 17 ou 19 du carter 5 de façon à introduire un poinçon 81 de sertissage de la plaque collectrice 7a,9a dans un orifice 83 de la paroi 17,19. Selon une deuxième variante (figure 9b) l'effort de sertissage S est appliqué perpendiculairement à la surface de contact entre la plaque collectrice 7a,9a et la paroi 10 17 ou 19 du carter 5. Et, une troisième variante illustrée sur la figure 9c, diffère de la deuxième variante, en ce que la plaque collectrice 7a,9a présente un poinçon 81 polygonal, par exemple de forme sensiblement en pentagone.

15 Pour résister aux efforts de sertissage, la plaque collectrice 7a,9a peut présenter des moyens de rigidification 85 (figure 10). De façon similaire aux moyens de rigidification 52 des parois 17,19 visibles sur la figure 5, ces moyens de rigidification 85 sont par exemple réalisés par déformation de matière de la plaque collectrice 7a,9a, formant sensiblement des creux sur la surface de 20 la plaque collectrice 7a,9a en regard du contour périphérique 77 du carter 5.

Procédé d'assemblage On décrit maintenant un procédé d'assemblage d'un tel échangeur 1. De façon connue on assemble les éléments d'échange du faisceau 3 d'échange de 25 chaleur tels que les plaques 11, et éventuellement les ailettes de perturbation 14 et/ou perturbateurs ensemble par exemple par brasage. On place de part et d'autre du faisceau 3 dans le sens d'écoulement de l'air, les plaques collectrices 7a,9a de maintien des tubes 11 du faisceau; les tubes 11 débouchant dans les orifices 61 des plaques collectrices 7a,9a bordés de collets 63. 30 On positionne les parois 17,19 du carter 5 autour du faisceau 3 et des plaques 2968753 -18- collectrices 7a,9a. On peut prévoir une étape de conformage, dans laquelle de part et d'autre de l'échangeur 1 selon l'axe d'écoulement A de l'air, on applique une force de conformage pour bien positionner les éléments entre eux avant assemblage, notamment afin 5 d'assurer la localisation et le contact des plaques collectrices 7a,9a avec les parois 17,19 du carter 5. Les parois 17,19 peuvent ensuite être clipsées aux plaques collectrices 7a,9a de part et d'autre selon l'axe A d'écoulement de l'air. Les parois 17,19 peuvent aussi être serties entre elles. 10 On peut aussi prévoir selon une alternative de réalisation, un sertissage des parois 17,19 et des plaques collectrices 7a,9a. On peut ensuite, braser d'une part les tubes 11 à chaque plaque collectrice 7a,9a, et d'autre part les parois 17 et 19 du carter 5 entre elles. Ces parois 17,19 peuvent être brasées ensemble par brasage des surfaces de leurs volets 17a, 17b, respectivement 19a, 15 19b, en contact les unes contre les autres; plus précisément au niveau de leurs bords de fixation respectifs 35,37,39,41. Puis, on dispose un joint d'étanchéité 65 dans la gorge 67 formée dans chaque plaque collectrice 7a,9a, et on positionne de chaque côté le couvercle 7b,9b associé de façon à former le volume du boîtier de distribution d'entrée 7 d'une part, et de sortie 9 20 d'autre part,en comprimant le joint d'étanchéité. Les plaques collectrices 7a,9a et les couvercles 7b,9b associés sont maintenus par le contour périphérique 77 du carter 5, formant butée selon l'axe A d'écoulement de l'air. On peut alors sertir les parois 17,19 du carter 5 aux couvercles 7b,9b, de part et 25 d'autre de l'échangeur 1 selon l'axe d'écoulement A de l'air. Bien entendu, l'ordre des étapes de ce procédé peut être interverti.

On comprend donc qu'un tel échangeur 1 présentant un carter 5 dont le contour périphérique 77 présente une forme complémentaire de la plaque collectrice 7a,9a sur 30 toute la périphérie de façon à former une butée selon l'axe A d'écoulement de l'air, 2968753 -19- permet un sertissage du couvercle 7b,9b directement fait par le carter 5, sans élément additionnel. Cette fixation par sertissage est plus rigide et ne risque pas de se déformer, contrairement aux sertissages connus dans l'art antérieur entre un plaque collectrice et 5 un couvercle. En outre, la présence de la butée périphérique 77 sur toute la périphérie garantit que la plaque collectrice 7a,9a ne soit pas sollicitée; cette dernière ne risque donc pas de se déformer. En outre, il est possible de prévoir un couvercle 7b,9b formée en matière plastique, ce qui n'est pas possible dans le cadre d'une fixation par brasage ou soudage, 10 pour lesquelles la boîte 11 doit être métallique; bien entendu, la fixation du couvercle 7b,9b au carter 5 par sertissage peut également être mise en oeuvre avec une boîte métallique 11.

Claims (7)

1. REVENDICATIONS1. Échangeur de chaleur entre un premier fluide et un second fluide, comportant : - un faisceau (3) d'échange de chaleur entre lesdits fluides, un carter (5) de réception dudit faisceau ouvert à deux extrémités (6) selon l'axe d'écoulement (A) dudit premier fluide, et de part et d'autre desdites extrémités ouvertes (6) dudit carter (5), un boîtier de distribution (7,9) dudit premier fluide, comprenant une plaque collectrice (7a,9a) de maintien dans laquelle débouche ledit faisceau et un couvercle (7b,9b) associé fermant ledit boîtier de distribution (7,9), caractérisé en ce qu'à chaque extrémité ouverte (6) ledit carter (5) présente un contour périphérique (57), tel que ledit contour (57) : - comporte des moyens de sertissage (71) dudit couvercle (7b,9b) correspondant, - présente une forme complémentaire à la forme de ladite plaque collectrice (7a,9a) associée, et présente sur sa surface interne en vis-à-vis de ladite plaque collectrice (7a,9a) associée, une butée (77) périphérique formée sur toute la périphérie dudit contour (57) et formant butée pour ladite plaque collectrice (7a,9a) associée selon l'axe d'écoulement (A) dudit premier fluide.
2. 2. Échangeur selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit contour (57) comporte des pattes de sertissage (71) régulièrement réparties sur ledit contour (57).
3. 3. Échangeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que : - ladite plaque collectrice (7a,9a) est réalisée sous la forme d'une plaque plane 2968753 -21- présentant des bords périphériques relevés de façon à former une gorge périphérique (67) de réception d'un joint d'étanchéité (65), et en ce que ladite butée périphérique (77) est formée au niveau de toute la gorge périphérique (67) de réception du joint d'étanchéité (65). 5
4. 4. Échangeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite plaque collectrice (7a,9a) est réalisée en matériau métallique et en ce que ledit couvercle (7b,9b) est réalisé en matériau plastique.
5. 5. Échangeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de clipsage (53,55) complémentaires portés d'une part 10 par ladite plaque collectrice (7a,9a) et d'autre part par ledit carter (5).
6. 6. Échangeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit carter (5) comporte deux parois (17,19) de forme générale sensiblement en «L» et en ce qu'au moins une première paroi des deux parois (17,19) dudit carter (5) comporte des moyens de sertissage (47) sur la deuxième paroi dudit carter (5). 15
7. 7. Échangeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de compression (75) exerçant une force de compression inclinée par rapport au plan de contact entre ledit couvercle (7b,9b) et ladite plaque collectrice (7a,9a).