FR3028935A1

FR3028935A1 - Collecteur pour echangeur comprenant un revetement depose par brasage

Info

Publication number: FR3028935A1
Application number: FR1461448A
Authority: FR
Inventors: Jerome Mougnier; Alan Day
Original assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Current assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority date: 2014-11-25
Filing date: 2014-11-25
Publication date: 2016-05-27
Also published as: WO2016083478A1; EP3224563A1

Abstract

Le collecteur (10) pour échangeur de chaleur (100) pour dispositif de climatisation de véhicule automobile comprend une nourrice (12) et une plaque collectrice (20) comportant des moyens de positionnement (24) d'un tube (23). La plaque collectrice (20) comprend un revêtement apte à protéger ladite nourrice (12) de la corrosion. La nourrice (12) porte des moyens de positionnement (26) de la plaque collectrice (20).

Description

- 1 - Collecteur pour échangeur comprenant un revêtement déposé par brasage L'invention concerne les échangeurs de chaleur, notamment pour dispositif de climatisation de véhicule automobile. L'échangeur de chaleur a pour fonction de refroidir un fluide frigorigène, circulant 5 dans l'ensemble du dispositif de climatisation et destiné à refroidir de l'air circulant dans un habitacle de véhicule, par échange thermique avec un second fluide qui peut être par exemple un liquide tel que de l'eau glycolée. Généralement, l'échangeur de chaleur comprend au moins un collecteur. Habituellement, le collecteur comprend une nourrice, destinée à mettre en 10 communication fluidique une pluralité de tubes de l'échangeur avec le fluide frigorigène provenant du circuit, par exemple de climatisation. Pour ce faire, la nourrice est reliée d'une part aux tubes et d'autre part à une tubulure du circuit de climatisation. Dans un dispositif de climatisation de véhicule automobile, l'utilisation du dioxyde de carbone, également connu sous la dénomination r744 comme fluide frigorigène, 15 nécessite de faire circuler le r744 dans le dispositif, et donc dans le collecteur, à une pression pouvant atteindre les 125 bars. Ainsi, en tenant compte des facteurs de sécurité imposés par les différentes réglementations, les composants d'un échangeur de chaleur doivent être conçus pour supporter une pression en fluide frigorigène pouvant atteindre les 365 bars. 20 Pour assurer la tenue à la pression du collecteur, on renforce la nourrice avec une plaque de brasage portant un revêtement comprenant de préférence de l'aluminium et au moins deux autres plaques portant également de tels revêtements. Le collecteur comprend donc plusieurs pièces, ce qui rend plus longue et coûteuse sa fabrication. 25 Un but de l'invention est donc de fournir un collecteur pour échangeur de chaleur plus simple à fabriquer. Pour ce faire, on prévoit, selon l'invention, un collecteur pour échangeur de chaleur pour dispositif de climatisation de véhicule automobile comprenant une nourrice et une plaque collectrice comportant des moyens de positionnement d'un tube, caractérisé en 30 ce que ladite plaque collectrice comprend un revêtement apte à protéger ladite nourrice de la corrosion. Ainsi, une seule plaque collectrice, ayant une épaisseur et un revêtement adaptés, permet à la fois de positionner les tubes, de jouer le rôle de plaque de brasage et porte le revêtement qui améliore la tenue en pression et la résistance à la corrosion de la 35 nourrice. Avantageusement, la nourrice porte des moyens dédiés au positionnement de la 3028935 - 2 - plaque, de sorte que cette dernière est positionnée de manière simple sur la nourrice. Il n'est plus nécessaire de prévoir une plaque pour remplir chaque fonction : le positionnement par rapport à la nourrice, le brasage et le positionnement du tube. De préférence, le revêtement de la plaque collectrice comprend de l'aluminium.

Avantageusement, la nourrice est extrudée. Selon un mode de réalisation, la plaque collectrice porte le revêtement sur ses deux faces principales. On améliore ainsi la tenue à la pression du collecteur. De préférence, les moyens de positionnement de la plaque collectrice comprennent 10 des butées de positionnement disposées à deux extrémités suivant une première direction (Y) de la nourrice. Avantageusement, les moyens de positionnement du tube comprennent au moins un évidement apte à recevoir le tube de circulation de fluide. Selon un mode de réalisation, le collecteur comprend au moins un déflecteur (ou 15 une cloison) destiné à diriger un fluide vers une colonne de circulation de fluide de la nourrice. Avantageusement, la nourrice comprend des moyens de positionnement du déflecteur suivant une deuxième direction (Z), perpendiculaire à la première direction (Y), ces moyens comprenant de préférence au moins un interstice disposé à une 20 extrémité suivant la deuxième direction (Z) de la nourrice. Selon un mode de réalisation, la nourrice et la plaque collectrice comprennent des moyens respectifs complémentaires de positionnement suivant une troisième direction (X), perpendiculaire aux première (Y) et deuxième (Z) directions, du déflecteur, ces moyens comprenant de préférence l'interstice de la nourrice et une surface de la 25 plaque collectrice formant butée. On prévoit également selon l'invention, un procédé de fabrication d'un collecteur tel que précédemment décrit, caractérisé en ce qu'on effectue les étapes suivantes : - on dépose un revêtement, comprenant de préférence de l'aluminium, sur au moins une face de la plaque collectrice, au moyen d'une technique dite de colaminage ou 30 d'enduction ou de fluxage ou de rechargement, - on positionne la plaque collectrice par rapport à la nourrice à l'aide des moyens de positionnement portés par la nourrice, et - au moyen d'une technique de brasage, on positionne de façon étanche la plaque collectrice par rapport à la nourrice. 35 De préférence, avant l'étape de brasage, on positionne au moins un déflecteur par rapport à la nourrice et à la plaque collectrice, puis, on positionne de façon étanche le déflecteur par rapport à la nourrice et à la plaque collectrice au moyen de la technique 3028935 - 3 - de brasage. On prévoit, toujours selon l'invention, un échangeur de chaleur pour dispositif de climatisation pour véhicule automobile comprenant un collecteur tel que précédemment décrit. 5 On prévoit enfin, selon l'invention, un dispositif de climatisation pour véhicule automobile comprenant un échangeur de chaleur tel que décrit ci-dessus. On va maintenant décrire, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation de l'invention en se référant aux figures suivantes : - la figure 1 est une vue en perspective éclatée d'un collecteur pour échangeur de chaleur selon l'invention, - la figure 2 est une vue de dessus du collecteur assemblé, - la figure 3 est une vue en perspective éclatée d'un échangeur de chaleur équipé du collecteur, et - la figure 4 est une vue en perspective de l'échangeur assemblé.

On a représenté à la figure 1 une vue en perspective éclatée d'un collecteur 10 pour échangeur de chaleur 100, visible aux figures 3 et 4, d'un dispositif de climatisation de véhicule automobile. L'échangeur de chaleur 100 peut être du type air/gaz ou liquide/gaz. Ici, ce collecteur 10 est destiné à être assemblé à, entre autres, une pluralité de tubes 23 pour former un échangeur de chaleur de type liquide/gaz ou le gaz est un fluide réfrigérant r744 sous une pression maximale de 125 bars en fonctionnement et le liquide de refroidissement de l'eau. Alternativement, le fluide frigorigène peut être sous forme diphasique. Le collecteur 10 comprend une nourrice 12. Cette nourrice 12 comprend, ici, sur l'une de ses faces principales, sept évidements 14, de forme générale parallélépipédique suivant une première direction Y, et successivement alignés suivant une deuxième direction Z perpendiculaire à la direction Y. Ces évidements 14 sont destinés à accueillir des extrémités de tubes 23 dans lesquels le fluide réfrigérant sous pression circule. En outre, chaque interstice 16 entre les évidements 14 comprend quatre orifices 18 successivement disposés suivant la direction Y. Ces orifices 18 sont destinés à permettre la circulation du fluide réfrigérant provenant de la bride 19 visible aux figures 3 et 4. Les orifices 18 alignés suivant la direction Z forment une colonne destinée à permettre la circulation du fluide. Ainsi, la nourrice 12 comprend ici quatre colonnes de circulation de fluide. La nourrice 12 est destinée à mettre en communication fluidique une pluralité de 35 tubes 23 de l'échangeur 100, visibles à la figure 3, et la bride 19 destinée à être reliée à une tubulure du dispositif de climatisation. Le collecteur 10 comprend également une plaque collectrice 20 comprenant du 3028935 - 4 - métal. Cette plaque collectrice 20 porte en outre un revêtement comprenant de l'aluminium déposé au moyen d'une technique dite de rechargement. Selon des variantes du présent mode de réalisation, le revêtement comprenant de l'aluminium a été déposé au moyen d'une technique de fluxage, de colaminage ou d'enduction. Ce 5 revêtement permet d'une part de garantir l'intégrité de la liaison mécanique étanche entre la nourrice 12 et la plaque collectrice 20 mais également sa résistance à la corrosion. Ici, la plaque collectrice 20 est entièrement recouverte par le revêtement, ainsi, elle porte le revêtement sur ses deux faces principales. La plaque collectrice 20 comporte, ici, sept évidements 24 de dimensions similaires 10 à celles des évidements 14 de la nourrice 12. Ces évidements 24 sont destinés à positionner la pluralité de tubes 23 de circulation du fluide de l'échangeur. La plaque collectrice 20 porte donc des moyens de positionnement des tubes 23 de circulation du fluide. En outre, la nourrice 12 comprend quatre butées ou moyens de positionnement 26 15 réalisés, ici, sous la forme de queue d'aronde. Ces butées de positionnement 26 sont disposées respectivement aux extrémités suivant les directions Z et Y de la nourrice 12 et sont aptes à servir de rails pour guider la plaque collectrice 20 lors de l'assemblage du collecteur 10. Ces butées permettent de positionner la plaque collectrice 20 suivant la direction Y, ainsi que selon une troisième direction X, perpendiculaire aux directions 20 Y et Z. Ainsi, la nourrice 12 porte des moyens de positionnement de la plaque collectrice 20. La nourrice 12 comprend également deux interstices 21 situés à ses extrémités suivant la direction Z. Chaque interstice 21 est destiné à recevoir un déflecteur 22 dont le rôle est de diriger le fluide vers les colonnes de circulation de fluide de la nourrice 12. 25 La présence de ces déflecteurs est caractéristique d'une nourrice 12 réalisée par extrusion. Ainsi, chaque interstice 21 positionne un déflecteur (ou cloison) 22 respectif suivant la direction Z. Dans les interstices 20, chaque déflecteur 22 est également positionné par une surface 28 de la plaque collectrice 20 formant butée de positionnement pour chaque déflecteur 22 suivant la direction X et positionne ainsi 30 également le déflecteur suivant la direction Y. Le maintien en position des déflecteurs 22 dans leurs interstices 21 respectifs, suivant la direction Y, est assuré par brasage. La nourrice 12 comporte des moyens de positionnement suivant la direction Z du déflecteur 22, ces moyens comprenant ici les interstices 21.

En outre, du fait que la plaque collectrice 20 prend en sandwich le déflecteur 22 avec l'interstice 21 de la nourrice 12 suivant la direction X, la nourrice 12 et la plaque collectrice 10 comprennent des moyens respectifs complémentaires de positionnement 3028935 - 5 - suivant la direction X du déflecteur 22. Lorsque le déflecteur 22 est ainsi pris en sandwich, il est également positionné suivant la direction Y. Ainsi, la nourrice 12 est protégée de la corrosion par la plaque collectrice 20 portant le revêtement.

5 La nourrice 12 est également renforcée mécaniquement par la plaque collectrice 20, notamment lorsque l'épaisseur de la plaque collectrice 20 est au moins égale à 500pm soit 5x10-4 mètre en unité S.I. L'assemblage des tubes 23 est facilité car les contours des évidements 24 de la plaque collectrice 20 forment des chanfreins d'introduction.

10 En outre, comme on le voit sur la figure 3, la nourrice 12 comprend, sur sa face opposée à celle comportant la plaque collectrice 20, une série de protubérances 25 pour relier la nourrice 12 à la bride 19 afin d'établir une connexion fluidique. Cet assemblage peut se faire au moyen d'une technique de brasage. On va maintenant décrire le procédé de fabrication du collecteur 10 selon l'invention.

15 Tout d'abord, on obtient la nourrice 12, comprenant essentiellement un matériau métallique, par une technique d'extrusion et d'usinage. Puis, on décape la nourrice 12, la plaque collectrice 20 et le déflecteur 22 au moyen d'une technique de fluxage. Ici, le fluxage permet de décaper et donc de préparer les surfaces des différentes pièces du collecteur 10 au brasage.

20 Selon des variantes de ce mode de réalisation, le revêtement est déposé par une technique de colaminage ou d'enduction ou par fluxage, mais distinctement de la première étape de fluxage. Puis, on positionne chaque déflecteur 22 ainsi que la plaque collectrice 20 par rapport à la nourrice 12 à l'aide des moyens précédemment décrits.

25 Enfin, en brasant à la fois la plaque collectrice 20, la nourrice 12 et chaque déflecteur 22, on positionne de façon étanche ces parties du collecteur 10 les unes par rapport aux autres. Bien entendu, on pourra apporter à l'invention de nombreuses modifications sans sortir du cadre de celle-ci.

30 On pourra utiliser d'autres moyens de positionnement des tubes 23 ou de la plaque collectrice 20. On pourra modifier la nature du revêtement déposé sur la plaque collectrice 20. On pourra également utiliser d'autres techniques pour déposer le revêtement sur la plaque collectrice 20.

35 On pourra utiliser différents types de technique d'assemblage comme le brasage dur ou tendre, voire la soudure. Les déflecteurs 22 pourront être remplacés par tout type de pièces formant une

Claims

REVENDICATIONS1. Collecteur (10) pour échangeur de chaleur (100) pour dispositif de climatisation de véhicule automobile comprenant une nourrice (12) et une plaque collectrice (20) comportant des moyens de positionnement (24) d'un tube (23), caractérisé en ce que ladite plaque collectrice (20) comprend un revêtement apte à protéger ladite nourrice (12) de la corrosion.
2. Collecteur (10) selon la revendication précédente, dans lequel la nourrice (12) 10 porte des moyens de positionnement (26) de la plaque collectrice (20).
3. Collecteur (10) selon au moins l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le revêtement de la plaque collectrice (20) comprend de l'aluminium. 15
4. Collecteur (10) selon au moins l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite nourrice (12) a été obtenue par extrusion.
5. Collecteur (10) selon au moins l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la plaque collectrice (20) porte le revêtement sur ses deux faces 20 principales.
6. Collecteur (10) selon au moins l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les moyens de positionnement de la plaque collectrice (20) comprennent des butées de positionnement (26) disposées à deux extrémités suivant une première 25 direction (Y) de la nourrice (12).
7. Collecteur (10) selon au moins l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les moyens de positionnement (24) du tube (23) comprennent au moins un évidement (24) apte à recevoir le tube (23) de circulation de fluide. 30
8. Collecteur (10) selon au moins l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant au moins un déflecteur (22) destiné à diriger un fluide vers une colonne de circulation de fluide de la nourrice (12). 35
9. Collecteur (10) selon la revendication précédente, dans lequel la nourrice (12) comprend des moyens (21) de positionnement du déflecteur (22) suivant une deuxième direction (Z), perpendiculaire à la première direction (Y), ces moyens comprenant de 3028935 - 8 - préférence au moins un interstice (21) disposé à une extrémité suivant la deuxième direction (Z) de la nourrice (12).
10. Collecteur (10) selon la revendication précédente, dans lequel la nourrice (12) et 5 la plaque collectrice (20) comprennent des moyens respectifs complémentaires de positionnement suivant une troisième direction (X), perpendiculaire aux première (Y) et deuxième (Z) directions, du déflecteur, ces moyens comprenant de préférence l'interstice (21) de la nourrice (12) et une surface (28) de la plaque collectrice (20) formant butée.
11. Procédé de fabrication d'un collecteur (10) selon au moins l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on effectue les étapes suivantes : - on dépose un revêtement, comprenant de préférence de l'aluminium, sur au moins une face de la plaque collectrice (20), au moyen d'une technique dite de colaminage ou 15 d'enduction ou de fluxage ou de rechargement, - on positionne la plaque collectrice (20) par rapport à la nourrice (12) à l'aide des moyens de positionnement portés par la nourrice (12), et - au moyen d'une technique de brasage, on positionne de façon étanche la plaque collectrice (20) par rapport à la nourrice (12). 20
12. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel, avant l'étape de brasage, on positionne au moins un déflecteur (22) par rapport à la nourrice (12) et à la plaque collectrice (20), puis, on positionne de façon étanche le déflecteur (22) par rapport à la nourrice (12) et à la plaque collectrice (20) au moyen de la technique de 25 brasage.
13. Echangeur de chaleur pour dispositif de climatisation pour véhicule automobile comprenant un collecteur (10) selon au moins l'une quelconque des revendications 1 à 10. 30
14. Dispositif de climatisation pour véhicule automobile comprenant un échangeur de chaleur selon la revendication précédente.