FR3095503A1

FR3095503A1 - Echangeur de chaleur avec fixation de coin améliorée.

Info

Publication number: FR3095503A1
Application number: FR1904398A
Authority: FR
Inventors: Benjamin Ferlay; Mohamed Asri; Nicolas Vallee; Zoulikha Soukeur; Damian GUT
Original assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Current assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority date: 2019-04-25
Filing date: 2019-04-25
Publication date: 2020-10-30
Anticipated expiration: 2039-04-25
Also published as: FR3095503B1

Abstract

Titre de l’invention : Echangeur de chaleur avec fixation de coin améliorée. La présente invention a pour objet un échangeur de chaleur (1) comprenant un faisceau d’échange de chaleur (2), une boite d’entrée (6) et/ou une boite de sortie (8) et au moins un organe de fixation (16) disposé en périphérie du faisceau d’échange de chaleur (2) et de tel sorte qu’il fixe la boite d’entrée (6) et/ou la boite de sortie (8) dans le faisceau d’échange de chaleur (2), caractérisé en ce qu’une pièce (24) vient en recouvrement d’un coin (19) de l’organe de fixation (16) de telle sorte qu’il renforce la fixation de la boite d’entrée (6) et/ou la boite de sortie (8) au niveau de ses coins.

Description

Echangeur de chaleur avec fixation de coin améliorée.

La présente invention se rapporte au domaine des échangeurs de chaleur et plus particulièrement de la fixation entre un faisceau d’échange de chaleur et une boite d’entrée et/ou de sortie d’un fluide qui traverse le faisceau d’échange de chaleur.

Un échangeur de chaleur, comme par exemple un refroidisseur d’air de suralimentation, comporte généralement un faisceau d’échange de chaleur comprenant des tubes à l’intérieur desquels circule un premier fluide caloporteur. L’échangeur comprend également des boites d’entrée ou de sortie d’un second fluide caloporteur, ici l’air de suralimentation en provenance d’un turbocompresseur. Les boites d’entrée ou de sortie sont fixées au faisceau d’échange de chaleur de sorte que le second fluide caloporteur circule entre les tubes et puisse échanger des calories avec le premier fluide caloporteur.

Lors du procédé de fabrication de l’échangeur de chaleur, les boites sont généralement fixées au faisceau d’échange de chaleur au moyen d’un organe de fixation. Cet organe de fixation peut comprendre un bord métallique qui s’étend sur la périphérie du faisceau d’échange de chaleur et qui comprend une portion supérieure rabattue par des outils de sertissage sur la boite.

Néanmoins, il a été observé par le demandeur que la pression exercée dans le faisceau d’échange de chaleur par la force de l’air du turbocompresseur peut faire gonfler la boîte et endommager la portion supérieure, et notamment celles proche des coins du faisceau d’échange de chaleur. Cette pression exercée sur le faisceau d’échange de chaleur peut à terme conduire à la rupture d’une partie de la portion supérieure proche des coins et donc affaiblir la fixation de la boite d’entrée ou de sortie dans le faisceau d’échange de chaleur.

Le but de la présente invention est donc de remédier à l’inconvénient cité ci-dessus en concevant une fixation renforcée entre le faisceau d’échange de chaleur et au moins une boite d’entrée et/ou de sortie, en augmentant la résistance aux efforts au niveau des coins de la liaison entre la plaque collectrice et la boîte.

La présente invention concerne donc un échangeur de chaleur comportant :

un faisceau d’échange de chaleur dans lequel circulent un premier fluide et un second fluide,
au moins une boite configurée pour canaliser le second fluide depuis ou vers le faisceau d’échange de chaleur, ladite boite comprenant au moins un épaulement orienté vers l’extérieur de ladite boite ;
au moins un organe de fixation de la boite disposé au moins en partie à la périphérie du faisceau d’échange de chaleur et comportant :
- au moins une gorge périphérique délimitée par une paroi de base et une paroi latérale et dans laquelle est logé au moins partiellement l’épaulement de la boite ;
- la paroi latérale est en partie prolongée par au moins une portion supérieure en contact sur l’épaulement de la boite, la paroi latérale étant dépourvue de portion supérieure au niveau d’au moins un coin de l’organe de fixation ;

caractérisé par le fait que l’échangeur de chaleur comprend au moins une pièce disposée sur le coin de l’organe de fixation, la pièce comprenant au moins une paroi de repli venant maintenir l’épaulement de la boite dans la gorge de l’organe de fixation.

L’échangeur de chaleur est un dispositif permettant des échanges de calories entre deux fluides sans les mélanger. Dans le cadre de l’invention, celui-ci peut notamment être un refroidisseur d’air de suralimentation, dont la fonction est de refroidir l’air venant d’un turbocompresseur avant son entrée dans un moteur à combustion interne. L’échangeur de chaleur comprend alors une boite d’entrée permettant de diriger l’air sortant du turbocompresseur vers le faisceau d’échange de chaleur et une boite de sortie permettant de diriger l’air sortant du faisceau d’échange de chaleur vers le moteur à combustion interne. Afin de solidariser les boites d’entrée et de sortie au faisceau d’échange de chaleur, l’organe de fixation est disposé sur la périphérie du faisceau d’échange de chaleur, de telle sorte qu’une paroi latérale de l’organe de fixation suive le contour du faisceau d’échange de chaleur.

L’organe de fixation comprend alors une portion supérieure, notamment en forme de dent, qui prolonge la paroi latérale et qui permet de sertir la boite dans le faisceau d’échange de chaleur.

Selon l’invention, l’organe de fixation est dépourvu de portion supérieure au niveau d’au moins un des coins de la boite, et avantageusement de tous les coins. La pièce vient alors en recouvrement du coin de boite où l’organe de fixation est dépourvu de portion supérieure, renforçant ainsi la fixation entre l’organe de fixation et la boîte spécifiquement au niveau du coin.

Cette configuration permet d’une part de renforcer la fixation de la boite dans les coins du faisceau d’échange de chaleur, et d’autre part de diminuer les contraintes au niveau des portions supérieures proches des coins de boite. Avantageusement, la pièce est en une matière métallique.

Selon une caractéristique de l’invention, la pièce comprend une paroi d’appui en contact avec la paroi latérale de l’organe de fixation.

Le fait que la paroi d’appui soit en contact avec la paroi latérale de l’organe de fixation permet de limiter les risques de rupture au niveau de la portion supérieure et également d’offrir une plus grande surface de fixation de la pièce sur l’organe de fixation. Avantageusement selon l’invention, la paroi d’appui de la pièce est brasée sur la paroi latérale de l’organe de fixation.

Selon une caractéristique de l’invention, la pièce comprend au moins deux portions orientées l’une par rapport à l’autre selon un angle compris entre 80° et 100° de telle sorte que la paroi d’appui épouse le coin de l’organe de fixation. Dit autrement, la paroi d’appui comprend un angle similaire à la paroi latérale du coin de l’organe de fixation, de telle sorte que la paroi d’appui épouse la forme de la paroi latérale au niveau du coin de l’organe de fixation. Cette caractéristique facilite la solidarisation de la paroi d’appui sur la paroi latérale au niveau du coin de l’organe de fixation.

Selon une caractéristique de l’invention, la pièce comprend une paroi de solidarisation en contact avec la paroi de base de l’organe de fixation. La paroi de solidarisation permet à la pièce d’enserrer l’organe de fixation et ainsi d’augmenter le maintien de la pièce sur le coin de ce même organe de fixation. Toujours selon l’invention, la paroi de solidarisation de la pièce peut être brasée sur la paroi de base de l’organe de fixation. Le brasage permet de solidariser la paroi de solidarisation et la paroi de base de l’organe de fixation de manière solide et fiable.

Selon les caractéristiques précédentes, la pièce composée d’une paroi de repli, d’une paroi d’appui et d’une paroi de solidarisation, forme un cavalier.

Selon une caractéristique de l’invention, l’épaulement de la boite comprend une zone de contact opposée verticalement à la gorge de l’organe de fixation, la paroi de repli de la pièce étant au moins en partie adossée sur la zone de contact de l’épaulement.

On comprend de ce qui précède que la paroi de repli est une paroi de la pièce, ou cavalier, qui est sertie sur l’épaulement de la boite, de telle sorte que cette paroi de repli soit en partie en contact avec la zone de contact de l’épaulement. Le sertissage consiste alors à solidariser la pièce par déformation d’une matière de la paroi de repli sur la zone de contact.

Selon une caractéristique de l’invention, la paroi de repli de la pièce comprend une portion déformée en appui sur la zone de contact de l’épaulement et au moins une aile disposée à distance non nulle de la zone de contact de l’épaulement. La déformation de la portion déformée peut être effectuée au moyen d’un pointeau et d’un marteau, ou de toute autre pression mécanique exercée sur la paroi de repli.

Selon une caractéristique de l’invention, la paroi de repli comprend une portion centrale au droit du coin de boite, la portion centrale comportant au moins une déformation. La déformation est réalisée par sertissage, par exemple par une opération de poinçonnage.

Selon une caractéristique de l’invention, la paroi de repli comprend une première extrémité de repli et une deuxième extrémité de repli en contact au moins en partie avec la portion supérieure de l’organe de fixation, de part et d’autre du coin de boite, au moins une des extrémités de repli comporte au moins un point de déformation. La déformation est réalisée par sertissage, par exemple par une opération de poinçonnage.

Selon une caractéristique de l’invention, la pièce comprend au moins deux ergots positionnés en regard verticalement l’un de l’autre et de telle sorte qu’ils solidarisent la pièce enserrée autour de l’organe de fixation.

On comprend que la pièce est clipser, c’est-à-dire qu’elle va subir une déformation lors de son positionnement sur le coin de l’organe de fixation, afin que les ergots enserrent ce dernier et qu’elle retrouve sa forme initiale avant déformation. Une telle configuration de la pièce permet son montage et démontage rapide et facile sans destruction de matière. La pièce est alors dans une matière flexible, permettant sa déformation élastique autour de l’organe de fixation.

Selon une caractéristique de l’invention, la pièce et l’organe de fixation sont solidarisés par une au moins une déformation.

Selon une caractéristique de l’invention, la paroi de solidarisation de la pièce comporte au moins une déformation.

Ces déformations sont réalisées par sertissage, par exemple par une opération de poinçonnage.

Selon une caractéristique de l’invention, la zone de contact de l’épaulement est dans un plan identique entre sa partie au droit de la paroi latérale dépourvue de portion supérieure et sa partie où la paroi latérale est pourvue d’une portion supérieure. Dit autrement, une première distance séparant une des extrémités de repli du cavalier de la paroi de solidarisation est strictement supérieure à une deuxième distance séparant la portion déformée ou le point de déformation de la portion centrale, de la paroi de solidarisation.

De manière alternative, la zone de contact de l’épaulement comprend une surépaisseur au droit de la paroi latérale dépourvue de portion supérieure par rapport à sa partie où la paroi latérale est pourvue d’une portion supérieure. Dit autrement, la première distance séparant une des extrémités de repli de la paroi de solidarisation est égale ou inférieure à la deuxième distance séparant la portion déformée ou le point de déformation de la portion centrale, de la paroi de solidarisation.

Selon une caractéristique de l’invention, la pièce présente un profil en U ou en L. Le profil en U ou L s’apprécie alors suivant une coupe verticale de la pièce.

Selon une caractéristique de l’invention, l’organe de fixation comprend une plaque collectrice pourvue de fentes au niveau desquelles des tubes du faisceau d’échange de chaleur débouchent. Selon un exemple de l’invention, la paroi de base, la paroi latérale et la plaque collectrice sont monobloc et unitaire.

D’autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui suit d’une part, et de plusieurs exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins schématiques annexés d’autre part, sur lesquels :

est une vue générale en perspective d’un échangeur de chaleur comportant l’invention ;

est une vue en coupe, suivant un premier plan X illustré sur la figure 1, de l’organe de fixation enserré sur un épaulement d’une boite d’entrée ou de sortie de l’échangeur de chaleur ;

est une vue rapprochée d’un coin de faisceau, d’un faisceau d’échange de chaleur avec une pièce selon un premier mode de réalisation de l’invention ;

est une vue en perspective de la pièce de la figure 3 ;

est une vue en coupe, suivant un deuxième plan A illustré sur la figure 3, de la pièce de la figure 3 au coin du faisceau d’échange de chaleur ;

est une vue rapprochée d’un coin de faisceau, d’un faisceau d’échange de chaleur avec une pièce selon un deuxième mode de réalisation de l’invention ;

est une vue en coupe, suivant un quatrième plan C illustré à la figure 6, de la pièce de la figure 6 selon un deuxième mode de réalisation ;

est une vue en perspective de la pièce positionnée au coin du faisceau d’échange de chaleur selon un troisième mode de réalisation de l’invention ;

est une vue en perspective de la pièce selon le troisième mode de réalisation de la figure 8 ;

est une vue en coupe, suivant un cinquième plan D illustré à la figure 8, de la pièce de la figure 8 au coin de faisceau du faisceau d’échange de chaleur ;

est une vue en perspective de la pièce positionnée au coin de faisceau, du faisceau d’échange de chaleur selon un quatrième mode de réalisation de l’invention ;

est une vue en perspective de la pièce selon le quatrième mode de réalisation de la figure 11 ;

est une vue en perspective de la pièce positionnée au coin de faisceau, du faisceau d’échange de chaleur selon un cinquième mode de réalisation de l’invention ;

est une vue en perspective de la pièce selon le cinquième mode de réalisation de la figure 13 ;

est une vue en coupe, suivant un sixième plan E et un septième plan F illustrés à la figure 11 et la figure 13, de la pièce de la figure 11 et de la figure 13 au coin de faisceau, du faisceau d’échange de chaleur ;

est une vue en coupe, suivant un huitième plan G et un neuvième plan H illustrés à la figure 11 et la figure 13, de la pièce de la figure 11 et de la figure 13 au niveau d’une des extrémités de repli de la pièce ;

est une vue en coupe, suivant un plan transversal similaire au septième plan F de la figure 13, de la pièce au coin de faisceau, du faisceau d’échange de chaleur selon un sixième mode de réalisation de l’invention.

Les caractéristiques, variantes et les différentes formes de réalisation de l’invention peuvent être associées les unes avec les autres, selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes aux autres. On pourra notamment imaginer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites par la suite de manière isolée des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieur.

La figure 1 illustre un échangeur de chaleur 1 conforme à l’invention. L’échangeur de chaleur 1, ici un refroidisseur d’air de suralimentation, est composé d’un faisceau d’échange de chaleur 2, d’un collecteur d’admission 4 ainsi que d’au moins un organe de fixation 16. Le faisceau d’échange de chaleur 2 est composé d’une paroi périphérique 15 suivant la forme d’un quadrilatère et comprenant donc quatre coins de faisceau 3. Le faisceau d’échange de chaleur 2 comprend plusieurs tubes ou un assemblage de plaques (non visibles) dans lesquels circule un premier fluide caloporteur entre un conduit d’entrée 62 et un conduit de sortie 63 dudit premier fluide caloporteur, ici un liquide.

L’échangeur de chaleur 1 comprend également une boite d’entrée 6 et une boite de sortie 8 d’un second fluide caloporteur, par exemple un flux d’air suralimenté.

La boite d’entrée 6 est positionnée sur une première face 5a du faisceau d’échange de chaleur 2. La boite de sortie 8 est positionnée sur une deuxième face 5b du faisceau d’échange de chaleur 2, opposée à la première face 5a du faisceau d’échange de chaleur 2 selon une direction verticale V de l’échangeur de chaleur 1. Le boite d’entrée 6 et la boite de sortie 8 présentent une forme de quadrilatère avec quatre coins de boite 7. Les quatre coins de boite 7 sont alors disposés en regard des quatre coins de faisceau 3 du faisceau d’échange de chaleur 2.

Une tubulure d’entrée 61 est reliée à la boite d’entrée 6 afin de diriger l’air vers cette même boite d’entrée 6. A l’opposé de la boite d’entrée 6, suivant la direction verticale V de l’échangeur de chaleur 1, le collecteur d’admission 4 est positionné en recouvrement de la boite de sortie 8. Le collecteur d’admission 4 a pour fonction de repartir le flux d’air vers des chambres de combustion du moteur à combustion interne, au moyen de quatre conduits d’admission 42. Le collecteur d’admission 4 comporte également des interfaces de fixation 43, lui permettant d’être solidarisé au véhicule automobile ou de porter d’autres composants. La boite de sortie 8 et le collecteur d’admission 4 peuvent former une seule et unique pièce.

Un premier organe de fixation 16a est disposé sur la périphérie de la première face 5a du faisceau d’échange de chaleur 2 de telle sorte qu’il suit le contour de la paroi périphérique 15 et les coins de faisceau 3 du faisceau d’échange de chaleur 2. De manière équivalente, un deuxième organe de fixation 16b est disposé sur la périphérie de la deuxième face 5b du faisceau d’échange de chaleur 2 de telle sorte qu’il suit le contour de la paroi périphérique 15 et les coins de faisceau 3 du faisceau d’échange de chaleur 2. On comprend de ce qui précède que les organes de fixation 16 comportent chacun quatre coins 19 d’organe de fixation 16 dont la forme épouse le contour des coins de faisceau 3 du faisceau d’échange de chaleur 2. Le premier organe de fixation 16a et le deuxième organe de fixation 16b ont pour fonction de maintenir respectivement la boite d’entrée 6 et la boite de sortie 8 dans le faisceau d’échange de chaleur 2, notamment lorsque de l’air le traverse.

Dans la suite de la description détaillée, on regroupera sous le terme de boite 6, 8, la boite d’entrée 6 et la boite de sortie 8, lorsque les caractéristiques décrites s’appliquent indifféremment à l’une ou l’autre des boites 6, 8. De la même manière, on regroupera le premier organe de fixation 16a et le deuxième organe de fixation 16b, sous le terme d’organe de fixation 16 lorsque les caractéristiques décrites s’appliquent indifféremment à l’un ou l’autre des organes de fixation 16.

La figure 2 illustre une vue en coupe suivant un premier plan X illustré à la figure 1, de l’organe de fixation 16 disposé le long de la paroi périphérique 15 du faisceau d’échange de chaleur 2.

La boite 6, 8 du faisceau d’échange de chaleur 2 comprend un épaulement 10 orienté vers l’extérieur de ladite boite 6, 8. L’épaulement 10 comprend alors une extrémité au niveau d’un bord libre de l’épaulement 10 de la boite 6, 8, formant une zone d’appui 12. L’épaulement 10 comprend également une zone de contact 9 à l’opposé de la zone d’appui 12 suivant la direction verticale V de l’échangeur de chaleur 1. Entre la zone d’appui 12 et la zone de contact 9 s’étend une face d’épaulement 11, suivant la direction verticale V de l’échangeur de chaleur 1 et dirigée vers l’extérieur de la boite 6, 8.

L’organe de fixation 16 est alors disposé le long de la périphérie du faisceau d’échange de chaleur 2 de telle sorte qu’il enserre l’épaulement 10 de la boite 6, 8. L’organe de fixation 16 comprend une paroi latérale 18 qui s’étend suivant la direction verticale V de l’échangeur de chaleur et qui est en contact avec la face d’épaulement 11. La paroi latérale 18 est alors prolongée d’une part, par une paroi de base 20 suivit d’une paroi de gorge 21, de telle sorte que ces parois forment une gorge 23 autour de la zone d’appui 12 de l’épaulement 10. La paroi de base 20 est ainsi la paroi au droit de la zone d’appui 12, tandis que la paroi de gorge 21 est la paroi qui s’étend entre l’épaulement 10 et le faisceau d’échange de chaleur 2. La paroi latérale 18 est prolongée d’autre part, par une portion supérieure 22, positionnée de telle sorte qu’elle soit au contact de la zone de contact 9 de l’épaulement 10.

Un espace 13 est ménagé entre la paroi de base 20 et la zone d’appui 12. L’espace 13 permet alors de loger un joint 14. Le joint 14 permet d’assurer l’étanchéité de la fixation de la boite 6, 8 contre le faisceau d’échange de chaleur 2. Lorsque la boite 6, 8 est fixée dans le faisceau d’échange de chaleur 2, le joint 14 est comprimé entre la zone d’appui 12 et la paroi de base 20. Selon un exemple de réalisation non illustré, le joint peut être directement intégré à la zone d’appui de l’épaulement, notamment en étant surmoulé sur la zone d’appui 12.

Selon une caractéristique de l’invention, l’organe de fixation 16 est dépourvu de portion supérieure 22 au niveau d’au moins un de ses coins d’organe de fixation positionné en regard d’un coin de boite de la boite 6, 8, et avantageusement au niveau de tous les coins de l’organe de fixation 16. On comprend alors que la zone de contact 9 de l’épaulement 10 est laissée libre au niveau d’au moins un coin de boite de la boite 6, 8, une pièce, visible à partir de la figure 3, pouvant alors être disposée en partie en recouvrement de la zone de contact 9 de l’épaulement 10 laissée libre.

La figure 3 illustre la pièce 24, selon un premier mode de réalisation, positionnée au niveau d’un des coins de boite 7 de la boite 6, 8. La figure 4 illustre la pièce 24 de la figure 3 en vue de l’intérieur, tandis que la figure 5 montre une vue en coupe selon un deuxième plan A illustré à la figure 3, de la pièce 24. La description ci-dessous est faite en rapport à la figures 3, 4 et 5.

La pièce 24 comprend une première portion 240 et une deuxième portion 241 orientées l’une par rapport à l’autre selon un angle compris entre 80° et 100° de telle sorte que la paroi d’appui 26 épouse le coin 19 de l’organe de fixation 16 contre lequel elle est positionné. La paroi d’appui 26 est positionnée contre la paroi latérale 18 de l’organe de fixation 16 et peut-être par exemple brasée dessus. De manière préférée, l’angle entre la première portion 240 et la deuxième portion 241 est égal à 90° +/-1°.

La pièce 24 est également composée d’une paroi de repli 28 qui s’étend depuis la paroi d’appui 26. La paroi de repli 28 comprend une première extrémité de repli 35 et une deuxième extrémité de repli 36 qui s’étendent sensiblement perpendiculairement depuis la paroi d’appui 26, et qui sont disposées de part est d’autre du coin 19 de l’organe de fixation 16 lorsque la pièce 24 est disposée sur l’organe de fixation 16, comme visible à la figure 3. On comprend alors que la première extrémité de repli 35 est la deuxième extrémité de repli 36 sont en contact avec la portion supérieure 22 de l’organe de fixation 16 lorsque la pièce 24 est installée sur l’échangeur de chaleur.

La paroi de repli 28 comprend une portion centrale 40 qui s’étend entre la première extrémité de repli 35 est la deuxième extrémité de repli 36.

Selon ce mode premier mode de réalisation de l’invention, la portion centrale 40 de la paroi de repli 28 est, dans un état initial, sensiblement parallèlement à la paroi d’appui 26 depuis lequel elle s’étend. On entend ici par état initial, l’état d’origine de la pièce 24 avant son assemblage sur l’échangeur de chaleur. Après avoir enchâssé la pièce 24 sur le coin 19 de l’organe de fixation 16, une pression est exercée sur la portion centrale 40, de telle sorte à créer une portion déformée 33. La portion déformée 33 est alors plaquée contre la zone de contact 9 de l’épaulement 10 située au coin de boite 7 de la boite 6, 8, tel que cela est visible sur la figure 5. Deux ailes 32 s’étendent alors de part et d’autre de la portion déformée 33 en étant à une distance non nulle de la zone de contact 9 de l’épaulement 10.

Selon le premier mode de réalisation de la pièce 24, celle-ci comprend également une paroi de solidarisation 30 opposée, suivant la direction verticale V de l’échangeur de chaleur, à la paroi de repli 28 et qui s’étend sensiblement perpendiculairement à la paroi d’appui 26.

Lorsque la pièce 24 est positionnée dans le coin 19 de l’organe de fixation 16, la paroi de solidarisation 30 est en contact avec la paroi de base 20 de l’organe de fixation 16. La paroi de solidarisation 30 a pour fonction de renforcer la fixation de la pièce 24 sur le coin 19 de l’organe de fixation 16, notamment en permettant son enserrement en combinaison avec la paroi de repli 28. La paroi de solidarisation 30 peut par exemple être brasée sur la paroi de base 20 de l’organe de fixation 16.

La pièce 24 prend la forme d’un cavalier et permet de renforcer le maintien du coin de boite 7 de la boite 6, 8 contre le coin de faisceau 3 du faisceau d’échange de chaleur 2. La pièce 24 sous forme de cavalier comprend ici un profil en U, visible par une coupe suivant un deuxième plan B de la figure 4.

Selon une caractéristique de l’invention, la zone de contact 9 de l’épaulement 10 peut être dans un plan identique entre sa partie au droit de la paroi latérale 18 dépourvue de portion supérieure 22, c’est-à-dire au coin 19 de l’organe de fixation 16, et sa partie où la paroi latérale 18 est pourvue d’une portion supérieure 22.

Comme cela est visible à la figure 4, on définit une première distance D1, correspondant à la distance séparant la première extrémité de repli 35 et/ou la deuxième extrémité de repli 36, de la paroi de solidarisation 30. La deuxième distance D2 correspond elle, à la distance séparant la portion déformée 33 de la portion centrale 40, de la paroi de solidarisation 30. On comprend alors que cette deuxième distance D2 est générée par le sertissage de la portion centrale 40 de la pièce 24.

Comme cela a été exposé précédemment, les extrémités de repli 35, 36 sont en contact avec la portion supérieure 22 de l’organe de fixation 16. A l’inverse, la portion centrale 40 est plus précisément, la portion déformée 38, est en contact direct avec la zone de contact 9 de l’épaulement 10. Ainsi, on comprend que la première distance D1 soit supérieure à la deuxième distance D2, puisqu’une paroi supplémentaire, c’est à dire la portion supérieure 22 est interposée entre la zone de contact 9 de l’épaulement 10 et l’extrémité de repli 35, 36.

Selon un autre mode de réalisation non illustré, la zone de contact de l’épaulement du coin de boite peut comprendre une surépaisseur. On entend par surépaisseur que l’épaulement comprend une épaisseur mesurée suivant une droite parallèle à la direction verticale de l’échangeur de chaleur supérieure à son épaisseur en dehors du coin de boite. Avantageusement selon ce mode de réalisation, la surépaisseur s’étend dans le même plan que celui dans lequel s’étend la paroi supérieure de l’organe de fixation, permettant ainsi à la première distance et à la deuxième distance d’être sensiblement égale.

Il convient de considérer que les caractéristiques de l’épaulement 10 et de première distance D1 et deuxième distance D2 précédemment décrites, s’appliquent à l’ensemble des modes de réalisation qui seront exposés dans la suite de la description détaillée.

On va maintenant décrire un deuxième mode de réalisation de l’invention. La figure 6 montre une vue de la pièce 24 selon le deuxième mode de réalisation, sur le coin de boite 7 de la boite 6, 8. La figure 7 illustre une vue en coupe, suivant un quatrième plan C illustré à la figure 6, de la pièce 24 de la figure 6.

Dans ce mode de réalisation, la pièce 24 est dépourvue de paroi de solidarisation 30. La paroi d’appui 26 est alors préférentiellement brasée sur la paroi latérale 18 de l’organe de fixation 16. La paroi de repli 28 peut, elle, être rabattue selon un procédé similaire au premier mode de réalisation décrit précédemment. Également, la pièce 24 comprend un profil suivant une coupe verticale, en L. La pièce 24 est ainsi dépourvue de la paroi de solidarisation telle quelle a été décrite aux figures 3 à 5.

Dans la suite de la description, plusieurs modes de réalisation de la pièce vont être décrits. Ainsi, seuls les éléments non détaillés aux figures précédentes, à savoir de la figure 1 à la figure 7, seront décrits. Pour les éléments identiques, il conviendra de se reporter à ces figures et leur description qui s’applique mutatis-mutandis.

Un troisième mode de réalisation va être décrit. La figure 8 illustre une vue de la pièce 24, selon un troisième mode de réalisation, positionnée au coin de boite 7 de la boite 6,8. La figure 9 montre la pièce 24 de la figure 8 en perspective vue de l’intérieur. La figure 10 illustre une vue en coupe selon un cinquième plan D illustré à la figure 8.

Dans ce troisième mode de réalisation de la pièce 24, seront exposées les caractéristiques qui diffèrent du premier mode de réalisation. Dans ce troisième mode de réalisation, la pièce 24 est pré-formée de telle sorte qu’à son état initial, sa paroi de repli 28 s’étend dans un plan unique sur les extrémités de repli 35, 36 et sur la portion centrale 40. On entend alors par état initial, l’état d’origine de la pièce 24 avant son assemblage et sa fixation sur l’échangeur de chaleur.

Lors du positionnement de la pièce 24 sur le coin 19 de l’organe de fixation 16, la première extrémité de repli 35 et la deuxième extrémité de repli 36 sont en contact avec la portion supérieure 22 de l’organe de fixation 16 tandis que la portion centrale 40 est en regard verticalement de la zone de contact 9 de l’épaulement 10 du coin de boite 7 de la boite 6, 8.

Une opération de sertissage ménage alors un point de déformation 38 sur la portion centrale 40 de la pièce 24. Le point de déformation 38 correspond à un déplacement d’une matière de la portion centrale 40 de la pièce 24 dans une matière de la zone de contact 9 de l’épaulement 10. Cette déformation permet de solidariser la paroi de repli 28 sur l’épaulement 10 du coin de boite 7 de la boite 6, 8. Le sertissage de la paroi de repli 28 de la pièce 24 peut être par exemple effectué au moyen d’un pointeau et d’un marteau.

Dans ce troisième mode de réalisation, la paroi de solidarisation 30, peut présenter une dent de retenue 41 au niveau de son extrémité libre, telle qu’elle est visible sur la figure 9. Cette dent de retenue 41 se présente comme une extrémité courbée de la paroi de solidarisation 30, destinée à épouser en partie la forme de la gorge 23 de l’organe de fixation 16. La dent de retenue 41 empêche la paroi de solidarisation 30 de la pièce 24 de se désolidariser de la paroi de base 20 de l’organe de fixation 16, par un mouvement suivant une direction perpendiculaire à la direction verticale V de l’échangeur de chaleur et dans le plan D illustré à la figure 8. La dent de retenue 41 permet donc de renforcer le maintien de la pièce 24 sur le coin 19 de l’organe de fixation 16.

La figure 11 illustre une vue de la pièce 24, selon un quatrième mode de réalisation, positionnée sur le coin de la boite 7 tandis que la figure 12 présente la pièce 24 de la figure 11 vue de l’intérieur. Ce mode de réalisation diffère du troisième mode de réalisation d’une part en ce que la paroi de solidarisation 30 est dépourvue de dents de retenue. La paroi de solidarisation 30 est alors solidarisée à la gorge 23 de l’organe de fixation 16 par au moins un point de déformation 38. Ici, la paroi de solidarisation 30 comprend trois points de déformation 38, dont deux sont au droit des extrémités de repli 35, 36 et un est au droit de la portion centrale 40. D’autre part, et toujours à la différence du troisième mode de réalisation, la première extrémité de repli 35 et la deuxième extrémité de repli 36 sont chacune solidarisées à la portion supérieure 22 de l’organe de fixation 16 par un point de déformation 38.

On comprend qu’un avantage de ce quatrième mode de réalisation est qu’il offre un maintien plus important de la pièce 24 sur le coin 19 de l’organe de fixation 16, notamment par un plus grand nombre de point de déformation 38.

Un cinquième mode de réalisation va maintenant être décrit avec la figure 13 montrant la pièce 24 positionnée au coin de boite 7 de la boite 6, 8 et la figure 14 montrant une vue de l’intérieur de la pièce 24 de la figure 13.

Dans ce cinquième mode de réalisation, la pièce 24 comprend comme dans le quatrième mode de réalisation, la première extrémité de repli 35 et la deuxième extrémité de repli 36 chacune solidarisées sur la portion supérieure 22 de l’organe de fixation 16 au moyen de points de déformation 38. Les points de déformations 38 peuvent notamment être ménagés par sertissage au moyen d’un pointeau et d’un marteau.

Tout comme dans le premier mode de réalisation, la portion centrale 40 de la paroi de repli 28, à son état initial, s’étend sensiblement parallèlement depuis la paroi d’appui 26. Une fois la pièce 24 positionnée sur le coin 19 de l’organe de fixation 16, la portion centrale 40 est sertie sur l’épaulement 10 du coin de boite 7 de la boite 6, 8 de telle sorte que le sertissage forme le point de déformation 38. Une différence avec le premier mode de réalisation et que le point de déformation 38 génère un déplacement d’une matière de la portion centrale 40 dans une matière de la zone de contact 9 de l’épaulement 10, tandis que la portion déformée du premier mode de réalisation était uniquement en contact, c’est-à-dire avec une distance nulle, avec la zone de contact 9 de l’épaulement 10.

Tout comme le premier mode de réalisation, la portion centrale 40 comprend deux ailes 32 de part et d’autre du point de déformation 38, et celles-ci s’étendent à distance non nulle de la zone de contact 9 de l’épaulement 10 de la boite 6, 8.

Dans ce cinquième mode de réalisation, la pièce 24 comprend également la paroi de solidarisation 30 présentant les mêmes caractéristiques que le quatrième mode de réalisation, c’est-à-dire, solidarisée à la gorge 23 de l’organe de fixation 16 par trois points de déformation 38 réparties de manière identique au quatrième mode de réalisation.

La figure 15 illustre une vue en coupe du quatrième mode de réalisation et du cinquième mode de réalisation de la pièce 24, selon respectivement un sixième plan E de la figure 11 et un septième plan F de la figure 13. La coupe permet alors de rendre visible les points de déformation 38 de la portion centrale 40 de la paroi de repli 28 et de la paroi de solidarisation 30. Notamment, la figure 15 illustre le déplacement de la matière de la portion centrale 40 dans la matière de la zone de contact 9 de l’épaulement 10 et le déplacement de la matière de la paroi de solidarisation 30 dans la matière de la gorge 23 de l’organe de fixation 16.

La figure 16 quant à elle illustre une vue en coupe du quatrième mode de réalisation et du cinquième mode de réalisation de la pièce 24, selon respectivement un huitième plan G de la figure 11 et un neuvième plan H de la figure 13. Est alors visible, le sertissage de la deuxième extrémité de repli 36 sur la portion supérieure 22 de l’organe de fixation 16, formant alors le point de déformation 38. Notamment, la figure 16 illustre le déplacement de la matière de la deuxième extrémité de repli 36 de la pièce 24 dans la matière de la portion supérieure 22 de l’organe de fixation 16.

Enfin, la figure 17 illustre un sixième mode de réalisation de la pièce 24 par une vue en coupe suivant un plan transversal similaire au septième plan F de la figure 13, de l’échangeur de chaleur, de la deuxième extrémité 36 de la pièce 24, lorsque cette dernière est positionnée sur le coin de boite 7 de la boite 6, 8. Dans ce mode de réalisation, la pièce 24 est formée de sorte que la paroi de repli 28 et la paroi de solidarisation 30 s’étendent sensiblement chacune perpendiculairement depuis la paroi d’appui 26. Chacune de la première extrémité de repli et de la deuxième extrémité de repli 36 comprend alors un ergot 34 à son extrémité libre. De même, la paroi de solidarisation 30 peut comprendre au moins un ergot 34 à son extrémité libre. La pièce 24 est alors fixée sur le coin de l’organe de fixation par clipsage au moyen des ergots 34. On entend par clipsage que la pièce 24 va se déformer élastiquement lors de son positionnement par l’opérateur, afin que les ergots soient bloqués à une extrémité libre de la portion supérieure 22 de l’organe de fixation 16 d’une part et à l’intersection de la paroi de gorge 21 de l’organe de fixation 16 et du faisceau d’échange de chaleur 2. Le clipsage de la pièce 24 permet alors d’obtenir une fixation amovible. Dans ce sixième mode de réalisation, la pièce 24 est avantageusement en une matière à la fois déformable et robuste pour maintenir le coin de boite 7 de la boite 6, 8 dans le faisceau d’échange de chaleur 2, une telle matière pouvant être synthétique ou métallique.

Bien sûr, l’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrit et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l’invention.

L’invention, telle qu’elle vient d’être décrite, atteint bien le but qu’elle s’était fixé, et permet de proposer un moyen de renforcement de la fixation de la boite d’entrée et/ou de la boite de sortie dans le faisceau d’échange de chaleur notamment au niveau de ses coins. Des variantes non décrites ici pourraient être mises en œuvre sans sortir du contexte de l’invention, dès lors que, conformément à l’invention, elles comprennent un dispositif de maintien conforme à l’aspect de l’invention.

Claims

Echangeur de chaleur (1) comportant :
Un faisceau d’échange de chaleur (2) dans lequel circulent un premier fluide et un second fluide,

au moins une boite (6, 8) configurée pour canaliser le second fluide depuis ou vers le faisceau d’échange de chaleur (2), ladite boite (6, 8) comprenant au moins un épaulement (10) orienté vers l’extérieur de ladite boite (6, 8) ;

au moins un organe de fixation (16) de la boite (6, 8) disposé au moins en partie à la périphérie du faisceau d’échange de chaleur (2) et comportant :

au moins une gorge (23) périphérique délimitée par une paroi de base (20) et une paroi latérale (18) et dans laquelle est logé au moins partiellement l’épaulement (10) de la boite (6, 8) ;

la paroi latérale (18) est en partie prolongée par au moins une portion supérieure (22) en contact sur l’épaulement (10) de la boite (6, 8), la paroi latérale (18) étant dépourvue de portion supérieure (22) au niveau d’au moins un coin (19) de l’organe de fixation (16) ;
caractérisé par le fait que l’échangeur de chaleur (1) comprend au moins une pièce (24) disposée sur le coin (19) de l’organe de fixation (16), la pièce (24) comprenant au moins une paroi de repli (28) venant maintenir l’épaulement (10) de la boite (6, 8) dans la gorge (23) de l’organe de fixation (16).
Echangeur de chaleur (1) selon la revendication précédente, dans lequel la pièce (24) comprend une paroi d’appui (26) en contact avec la paroi latérale (18) de l’organe de fixation (16).
Echangeur de chaleur (1) selon la revendication précédente, dans lequel la pièce (24) comprend au moins deux portions (240, 241) orientée l’une par rapport à l’autre selon un angle compris entre 80° et 100° de telle sorte que la paroi d’appui (26) épouse le coin (19) de l’organe de fixation (16).
Echangeur de chaleur (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la pièce (24) comprend une paroi de solidarisation (30) en contact avec la paroi de base (20) de l’organe de fixation (16).
Echangeur de chaleur (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’épaulement (10) de la boite (6, 8) comprend une zone de contact (9) opposée verticalement à la gorge (23) de l’organe de fixation (16), la paroi de repli (28) de la pièce (24) étant au moins en partie adossée à la zone de contact (9) de l’épaulement (10).
Echangeur de chaleur (1) selon la revendication 5, dans lequel la paroi de repli (28) de la pièce (24) comprend une portion déformée (33) en appui sur la zone de contact (9) de l’épaulement (10) et au moins une aile (32) disposée à distance non nulle de la zone de contact (9) de l’épaulement (10).
Echangeur de chaleur (1) selon l’une des revendications 5 ou 6, dans lequel la paroi de repli (28) comprend une portion centrale (40) au droit du coin de boite (7), la portion centrale (40) comportant au moins une déformation (33, 38).
Echangeur de chaleur (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la paroi de repli (28) comprend une première extrémité de repli (35) et une deuxième extrémité de repli (36) en contact au moins en partie avec la portion supérieure (22) de l’organe de fixation (16), de part et d’autre du coin de boite (7), au moins une des extrémités de repli (35, 36) comporte au moins un point de déformation (38).
Echangeur de chaleur (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la pièce (24) comprend au moins deux ergots positionnés en regard verticalement l’un de l’autre et de telle sorte qu’ils enserrent la pièce (24) autour de l’organe de fixation (16).
Echangeur de chaleur (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la pièce (24) et l’organe de fixation (16) sont solidarisés par une au moins une déformation (33, 38).
Echangeur de chaleur (1) selon l’une quelconque des revendications 4 à 10, dans lequel la paroi de solidarisation (30) de la pièce (24) comporte au moins une déformation (33, 38).
Echangeur de chaleur (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la pièce présente un profil en U ou en L.
Echangeur de chaleur (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’organe de fixation (16) comprend une plaque collectrice pourvue de fentes au niveau desquelles des tubes du faisceau d’échange de chaleur (2) débouchent.