WO2010052194A1 - Plaque collectrice pour echangeur de chaleur et echangeur de chaleur comportant une telle plaque - Google Patents

Plaque collectrice pour echangeur de chaleur et echangeur de chaleur comportant une telle plaque Download PDF

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WO2010052194A1
WO2010052194A1 PCT/EP2009/064475 EP2009064475W WO2010052194A1 WO 2010052194 A1 WO2010052194 A1 WO 2010052194A1 EP 2009064475 W EP2009064475 W EP 2009064475W WO 2010052194 A1 WO2010052194 A1 WO 2010052194A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
collector plate
plate according
heat exchanger
recess
plate
Prior art date
Application number
PCT/EP2009/064475
Other languages
English (en)
Inventor
Christian Riondet
Jean-Marc Lesueur
Alan Day
Paul Garret
Eric Piniarski
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques
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Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Systemes Thermiques filed Critical Valeo Systemes Thermiques
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Priority to EP09745043A priority patent/EP2344830B1/fr
Priority to PL09745043T priority patent/PL2344830T3/pl
Publication of WO2010052194A1 publication Critical patent/WO2010052194A1/fr

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/0219—Arrangements for sealing end plates into casing or header box; Header box sub-elements
    • F28F9/0224—Header boxes formed by sealing end plates into covers
    • F28F9/0226—Header boxes formed by sealing end plates into covers with resilient gaskets

Definitions

  • Plate collector for heat exchanger and heat exchanger comprising such a plate
  • the invention relates to a collector plate for heat exchanger and a heat exchanger provided with such a plate.
  • a header plate for a heat exchanger comprising a core provided with openings for the passage of tubes of the heat exchanger and a groove, said receiving a cover of collector box, adapted to receive a seal and a portion of the cover and having a base and two wings, respectively called internal and external and connected to the base.
  • IE is known heat exchangers comprising a bundle of tubes and spacers, two collector plates and two lids,
  • the bundle of tubes and inserts is first assembled. Then, the two collector plates are assembled at the ends of the tubes of the bundle. This set is then placed in a brazing furnace where these different components will be brazed together. Finally, it is secured by crimping and with the interposition of a seal positioned in the groove, a cover on each plate pickup to define a manifold for collecting the fluid flowing in the tubes of the heat exchanger .
  • the receiving groove is present all around the collecting plate.
  • the invention aims to improve the situation.
  • a collector plate as defined above, in which the inner wing is connected to the core and is subdivided into at least two disjoint sections, said two disjoint sections being separated by at least one recess, and recess between two disjoint portions of the inner wing being at least at a location of the header plate for receiving a bent portion of the joint.
  • a collector plate does not have an internal wing at least at a bend (or corner) of the outer wing.
  • the inner wing is partially provided along the edges of the collecting plate,
  • a collecting plate according to the invention has a larger space at least at the corners of the latter so that a seal will be placed there more easily by an operator.
  • the collector plate has a periphery and said outer flange is continuous around the perimeter of the collector plate and has substantially straight portions opposite in pairs and connected by elbows and wherein the disjoint sections of the inner wing are located in screws. at least two of said opposite straight portions of the outer wing,
  • said groove has at least two substantially parallel sides and the two disjointed sections are placed facing each other, each on a said parallel side,
  • said core has at least two bearings, said respectively upper and lower located in two separate planes, one of said bearings being located at the recess between two disjoint portions,
  • said base of said receiving groove and said lower bearing extend in a same plane, said first yoke
  • an opening for the passage of an end tube is located at said lower bearing, said end tube and / or a collar of the collecting plate surrounding said end tube being able to retain a seal,
  • the recess between two disjoint portions of said inner wing is placed opposite two elbows and on one side, said small side, of the outer wing, said small side being adjoining two audits elbows, - reception groove and soul are made in two different rooms,
  • said outer flange comprises four opposite straight portions in pairs, each straight portion being connected to an adjacent straight portion by a bend, and wherein said inner flange is at least partially facing said four straight portions so as to define four recesses vis-à-vis each elbow, - said inner wing is connected to said base by a connecting zone having a rounded and inclined stop.
  • the collecting plate for a collecting box of a heat exchanger comprises a plurality of orifices suitable for fastening tubes, a first protruding portion accommodating a majority of said orifices so as to form a peripheral groove , in which at least one of said end ports is located in a flat area and more particularly a flat area located at the peripheral groove of the header plate,
  • the collector plate comprises a second part, said to be flat and / or with an inclined plane, in which the orifices have a collar,
  • the inclined portion of the second part comprises a plurality of orifices, the inclined plane portion has an inclination forming an angle ⁇ between 0 and 35 "with respect to the horizontal, preferably between 15 ° and 25 °;
  • the collector plate comprises two second parts, located respectively at the two opposite ends of the collector plate,
  • the collector plate comprises crimping teeth or the like, situated on at least a portion of the end edges of the collector plate, capable of securing the attachment by crimping with a part of a cover,
  • the invention also relates to a manifold for a heat exchanger, comprising at least one cover fixed on a collector plate as described above.
  • Particular embodiments of the invention provide that: - the lid is attached to the collector plate by crimping teeth, or the like, present on the periphery of the collector plate; a seal being present and disposed at least partly between the foot (or lower part) of the cover and the header plate, the seal is stretched around the end tubes.
  • the invention also relates to a heat exchanger comprising a collector plate as described above. More particularly, the heat exchanger may comprise a heat exchange bundle for the exchange of heat between at least two fluids.
  • the heat exchanger comprises at least one cover having an end, called a cover foot, introduced into the receiving groove and having a protuberance placed opposite the recess of the inner wing, the protuberance filling the eviction of the inner wing so as to make a junction between the two disjoint sections located on either side of the recess.
  • Figure 1 schematically shows a sectional view of a header plate with a lid.
  • Figure 2 shows a view of a header plate according to a first embodiment visible from the inner side of said header plate.
  • Figure 3 is a view of the collecting plate of Figure 2, visible from the outer side of said pickup plate;
  • FIG. 4 shows the manifold plate according to the invention, visible from the inside, in the same embodiment as that of Figures 2 and 3, the tubes being fixed in its orifices;
  • Figure 5 shows the figure of the collector plate of Figure 4 with a seal disposed and fixed in particular in its groove.
  • Figure 6 shows a view of a portion of a header plate according to a second embodiment.
  • Figure 7 shows a detail view of a lid assembled to a collector plate according to the second embodiment.
  • the invention relates to a header plate 10 for a heat exchanger.
  • the collector plate 10 comprises a core 12 provided with openings for the passage of tubes 100 of the heat exchanger and a groove 14, said receiving a cover 102 of collector box, adapted to receive a seal 104 and a portion of the lid called the cover foot.
  • the groove 14 allows the placement of a seal 104 or the like, and its relatively firm hold, once in place, until the attachment with a lid, and more particularly a foot of the lid.
  • the collector plate 10 has a periphery, here, of substantially rectangular shape with two said large sides 22 and two so-called small sides 24.
  • the body of the collector plate 10 is made of metal, for example aluminum or an aluminum alloy. In other words, the collector plate 10 is issued from a strip of metal sheet.
  • header plate 10 having at least two sides located vis-à-vis one of the other, namely respectively the two long sides 22 and the two small sides 24,
  • the two small sides 24 may subsequently be designated by the term "ends of the collector plate".
  • the core 12 has holes (or orifices) for receiving the tube ends 100 of the heat exchanger and are adapted to the shape of their ends.
  • the holes are each surrounded by a collar having two pairs of opposite sides.
  • the collars are directed towards the inside of the header plate, or more precisely towards the inside of the manifold. In other words, the collars will extend, once the cover 102 mounted on the collector plate 10, inside the volume defined by the collector plate 10 and the cover 102.
  • the collars may extend not towards the inside of the collector box but towards the body of the tubes 100.
  • the collars will be oriented towards an exchange beam of heat comprising tubes and spacers.
  • These collars can be formed by punching and lifting or puncturing the plate.
  • the receiving groove 14 has, here, a U shape on at least a portion of the periphery of the header plate 10 and comprises a base 18 and two wings 16 and 20 respectively internal 16 and external 20 and connected to the base 18.
  • the shape of the groove can be seen as a three-sided structure with a base 18 extending in a first plane and two wings 16 and 20 substantially perpendicular to said first plane.
  • the outer wing 20 (which may still be called the peripheral wing 20) is, eile, part of the receiving groove 14 farthest from the holes for the passage of the tubes 100.
  • the outer flange 20 is continuous on the around the collector plate and has a shape with substantially straight portions opposed in pairs and connected by elbows.
  • the substantially straight portions correspond in the embodiments illustrated here, next to the collector plates, that is to say the long sides 22 and the small sides 24.
  • the elbows coincide with the corners 26 of the collector plate 10,
  • the collector plate has an outer flange 20 having four straight portions 34-1 and / or 34-2 opposed in pairs, each straight portion 34-1 and / or 34-2 being connected to a straight portion 34-1. and / or 34-2 adjacent by a bend 26.
  • the header plate 10 also has an inner wing 16 at least partially at least partially opposite said four straight portions 34-1 and / or 34-2 so as to define four recesses 30 opposite each elbow 26.
  • a particular embodiment proposes that the inner wing 16 is connected to the base 18 by a connecting zone comprising a rounded and inclined stop so as not to damage a seal placed in the groove 14.
  • the outer flange 20 has crimping teeth or crenellations 28. These teeth 28 are distributed along the outer flange 20.
  • the manifold plate includes crimping teeth 28 located on at least a portion of the end edges of the header plate, adapted to ensure the fixing by crimping with a part of the cover.
  • the crimping teeth 28 may be obtained by cutting. Other ways of fixing the cover on the header plate 10 may be considered.
  • the inner flange 16 is connected to the core 12. In other words, here the core 12 and the inner flange are in continuity of material. In other words, it is the part of the receiving groove 14 closest to the holes for the passage of the tubes 100.
  • the inner wing 16 is subdivided into at least two disjoint sections, said two disjointed sections being separated by at least one recess 30 and the recess 30 between two disjointed portions of the inner wing 16 being at least level of a location of the header plate 10 for receiving a bent portion of a joint.
  • the recess 30 between two disjoint portions of the inner flange 16 is at least placed opposite a bend 26 of the outer flange 20.
  • the inner wing 16 can be seen as being formed by an alternation of slots spaced by recesses.
  • the inner wing 20 is interrupted in places and, according to the invention at least at a corner of the collecting plate 10.
  • the disjointed sections of the inner flange 16 are located opposite at least two of said opposite straight portions of the outer flange 20.
  • the core 12 has at least two bearings, said respectively upper 12-1 and lower 12-2 located in two distinct planes and, here, connected by an intermediate portion 12- 3.
  • the upper bearing 12-1 may also be called protruding part or part "medallion".
  • the medallion part of the collector plate is obtained, for example, by stamping.
  • the lower bearing 12-2 may, for its part, be called “flat area”.
  • the term “flat area” means that one of the orifices 108 (or openings 108 for the passage of the tubes) is at the level of bottom of the header plate (as opposed to the protruding portion), that is to say at the base 18 of the peripheral groove 14 of the header plate.
  • the flat area is a zone without relief, so no groove or protuberance of any kind, except the collars located around the openings / openings passage tubes.
  • the intermediate portion 12-3 may, for its part, be designated by the term "part inclined plane".
  • the inclined plane portion may also be obtained by stamping, preferably during the formation of the protruding portion (or upper bearing) forming a medallion.
  • the upper bearing 12-1 (or the protruding part forming a medallion) is directly, and without transition, followed by the intermediate portion 12-3 (or part with an inclined plane). to end at the lower level 12-2 (or the end zone of the collecting plate formed by the flat area).
  • the base 18 of the receiving groove and the lower bearing 12-2 both extend in the first plane.
  • the base 18 of the receiving groove and the lower bearing 12-2 extend in the same plane (here, it is the first plane).
  • the upper bearing 12-1 extends, meanwhile, in a plane parallel to the foreground.
  • the recess 30 is disposed at the end of the collecting plate 10. In other words, the recess 30 is located near the small side 24 of the collector plate 10.
  • the latter is placed opposite two elbows 26 and a small side 24 of the outer wing, iiedit small side 24 being adjacent audits two elbows 26.
  • the interrupted portion of the inner wing 16 is U-shaped.
  • one of said bearings (here, the lower bearing 12-2) is located at the recess 30 between two disjoint portions of the inner wing 16.
  • the recess of the outer flange 16 is contiguous with the lower bearing 12-2.
  • the lower level 12-2 and the base 18 are not distinct and form a single level located on a single plane (here, it is the foreground).
  • the lower bearing 12-2 comprises, in this embodiment, a passage hole for a tube surrounded by a collar.
  • the collar and / or a tube will retain the seal 104 during the assembly of the heat exchanger, in other words, here, one of said orifices suitable for fixing tubes and located at the end of the Slip plate is located in the flat area.
  • an opening for the passage of an end tube is located at the lower bearing 12-2, the tube and / or collar of the header plate surrounding the end tube being adapted to retain a seal .
  • the intermediate portion 12-3 here has a slightly rounded shape and is provided with two holes for the passage of tubes.
  • the inclined plane portion 12-3 comprises, in this example, a plurality of orifices.
  • this portion inclined plane 12-3 has an inclination forming an angle ⁇ between 0 and 35 ° relative to the horizontal, preferably between 15 ° and 25 °.
  • the angle is equal to 22 °.
  • a non-illustrated embodiment proposes that the collector plate 10 comprises two lower bearings 12-2 each connected to the upper bearing 12-1 by an intermediate portion 12-3, the lower bearing members 12-1 being located respectively at the two opposite ends of the slip plate 10 (or in other words, at the two small sides 24 of the header plate 10).
  • a seal 104 is positioned in the portion forming the groove 14 due to the medallion portion and against the raised edges of the collector plate 10. Due to the presence at least the one of the ends of the header plate 10 of a flat area (or bottom bearing 12-2), there is a much larger place (if there was a groove 14 to the end of the plate 10) so that the seal 104 is easily set up by an operator.
  • the seal 104 preferably comprises at least at one of its ends, or on at least one of its short sides, a stop 106 intended to abut or contact with the end protruding from the tube end.
  • this stop 106 exists on the two small opposite sides of the seal 106.
  • the seal may be mounted in extension around the end tubes.
  • the idea of the invention lies in the fact of adapting a collector plate 10 to medallion, or said peripheral groove, with all of its advantageous characteristics by overcoming its defects, at the ends of the plate collecting.
  • the collector plate according to the invention consists of a medallion collector plate whose ends are of flat collector type.
  • the recess 30 between two disjoint portions of the inner flange 16 is placed opposite a bend 26 of the outer flange 20.
  • the inner wing 16 is interrupted at a corner 26 of the header plate 10.
  • the inner wing 16 has four disjoint portions, each being placed on one side of the header plate 10.
  • the disjoint portions 34-1 each located on a small side 24 of the header plate 10, are located vis-à-vis -vis one of the other.
  • the disjoint portions 34-2 each located on a large side 22 of the header plate 10 are located vis-à-vis one another.
  • the core 12 and the receiving groove 14 may be made in two different rooms. Both parts will be assembled when assembling the heat exchanger.
  • FIG. 6 represents the part comprising the receiving groove 14. The part comprising the core 12 is not visible for the sake of simplification.
  • the outer flange 20 has four straight portions 34-1 and 34-2 opposite in pairs, each straight portion being connected to an adjacent straight portion by a bend 26.
  • the inner flange 16 is at least partially opposite the four straight portions 34-1 and 34-2 so as to define four recesses 30 opposite each bend 26 of the header plate.
  • the invention also relates to a heat exchanger comprising at least one collector plate as previously described.
  • the exchanger comprises at least one cover 102.
  • the cover 102 has an end, called a cover foot, introduced into the receiving groove 14 and comprises a protuberance 32 placed opposite of the recess 30 of the inner flange 16, the protrusion 32 makes the junction between the two disjointed sections of the inner flange 16.
  • the protrusion 32 fills the space created by the recess 30.
  • the protrusion 32 occupies said recess 30 of the inner flange 16 so as to make a junction between said two disjointed sections lying on either side of the recess 30.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

L'invention concerne une plaque collectrice (10) pour un échangeur de chaleur comportant une âme (12) munie d'ouvertures pour le passage de tubes de l'échangeur de chaleur et une gorge (14), dite de réception d'un couvercle de boite collectrice, apte à recevoir un joint (104) et une partie du couvercle et présentant une base (18) et deux ailes respectivement interne (16) et externe (20) raccordées à la base (18). Selon l'invention, ladite aile interne (16) est raccordée à ladite âme (14) et est subdivisée en au moins deux tronçons disjoints, lesdits deux tronçons disjoints étant séparés par au moins un évidement (30), et l'évidement (30) entre deux portions disjointes de ladite aile interne (16) étant au moins au niveau d'un emplacement de la plaque collectrice (10) destinée à recevoir une partie coudée du joint. L'invention concerne aussi un échangeur de chaleur comportant une telle plaque. Application notamment au domaine automobile.

Description

Plaque collectrice pour échangeur de chaleur et échanqeur de chaleur comportant une telle plaque
L'invention concerne une plaque collectrice pour échangeur de chaleur et un échangeur de chaleur muni d'une telle plaque.
Elle concerne plus particulièrement une plaque collectrice pour un échangeur de chaleur comportant une âme munie d'ouvertures pour le passage de tubes de l'échangeur de chaleur et une gorge, dite de réception d'un couvercle de boite collectrice, apte à recevoir un joint et une partie du couvercle et présentant une base et deux ailes, appelées respectivement interne et externe et raccordées à la base.
IE est connu des échangeurs de chaleur comportant un faisceau de tubes et d'intercalaires, deux plaques collectrices et deux couvercles,
Lors de la fabrication de l'échangeur de chaleur, on assemble en premier lieu le faisceau de tubes et d'intercalaires. Ensuite, on assemble les deux plaques collectrices aux extrémités des tubes du faisceau. On place ensuite cet ensemble dans un four de brasage où ces différents composants seront brasés ensemble. Enfin, on vient assujettir, par sertissage et avec interposition d'un joint d'étanchéité positionné dans la gorge, un couvercle sur chaque plaque coilectrice afin de définir une boite collectrice permettant de recueillir le fluide circulant dans les tubes de l'échangeur de chaleur. Dans une plaque collectrice selon l'art antérieur, la gorge de réception est présente sur tout le pourtour de la plaque collectrice.
Le montage du joint d'étanchéité dans cette gorge, est particulièrement mal aisée pour un opérateur et ceci du fait de l'étroitesse de la gorge. Une telle plaque collectrice conduit à une perte de temps importante lors du montage, voire à un mauvais positionnement du joint d'étanchéité.
L'invention vise à améliorer la situation.
A cet effet, elle propose une plaque collectrice telle que définie précédemment, dans laquelle l'aile interne est raccordée à l'âme et est subdivisée en au moins deux tronçons disjoints, lesdits deux tronçons disjoints étant séparés par au moins un évidement, et l'évidement entre deux portions disjointes de l'aile interne étant au moins au niveau d'un emplacement de la plaque collectrice destinée à recevoir une partie coudée du joint. Une telle plaque collectrice ne présente donc pas d'aile interne au moins au niveau d'un coude (ou coin) de l'aile externe. En d'autres termes, l'aile interne est partiellement prévue le long des bords de la piaque collectrice, Ainsi, une plaque collectrice selon l'invention présente un espace plus important au moins au niveau des coins de cette dernière de sorte qu'un joint d'étanchéité y sera placé plus facilement par un opérateur.
Des modes de réalisation particuliers de l'invention proposent que ;
- la plaque collectrice présente un pourtour et ladite aile externe est continue sur le pourtour de la plaque collectrice et présente des portions sensiblement droites opposées deux à deux et reliées par des coudes et dans laquelle les tronçons disjoints de l'aile interne sont situés en vis-à-vis d'au moins deux desdites portions droites opposées de l'aile externe,
- ladite gorge présente au moins deux cotés sensiblement parallèles et les deux tronçons disjoints sont placés en vis-à-vis l'un de l'autre, chacun sur un dit coté parallèle,
- ladite âme présente au moins deux paliers, dits respectivement supérieur et inférieur situés dans deux plans distincts, un desdits paliers étant situé au niveau de l'évidement entre deux portions disjointes,
- ladite base de ladite gorge de réception et ledit palier inférieur s'étendent selon un même plan dit premier pian,
- une ouverture pour le passage d'un tube d'extrémité est situé au niveau dudit palier inférieur, ledit tube d'extrémité et/ou un collet de fa plaque collectrice entourant ledit tube d'extrémité étant apte à retenir un joint,
- l'évidement entre deux portions disjointes de ladite aile interne est placé en vis-à-vis de deux coudes et d'un coté, dit petit coté, de l'aile externe, ledit petit coté étant attenant audits deux coudes, - la gorge de réception et l'âme sont réalisées dans deux pièces différentes,
- ladite aile externe comporte quatre portions droites opposées deux à deux, chaque portion droite étant reliée à une portion droite adjacente par un coude, et dans laquelle ladite aile interne est au moins partiellement en vis-à-vis desdites quatre portions droites de manière à définir quatre évidements en vis-à-vis de chaque coude, - ladite aile interne est raccordée à ladite base par une zone de liaison comportant une arrête arrondie et inclinée.
L'invention propose aussi que : la plaque collectrice pour une boîte collectrice d'un échangeur de chaleur, comprend une pluralité d'orifices aptes à la fixation de tubes, une première partie protubérante accueillant une majorité desdits orifices de manière à former une gorge périphérique, piaque dans laquelle au moins un desdits orifices d'extrémité est situé dans une zone plane et plus particulièrement une zone plane située au niveau de la gorge périphérique de la plaque collectrice,
- deux orifices d'extrémité respectivement de chaque côté de la plaque collectrice, sont situés dans une zone plane, - la plaque collectrice comprend une seconde partie, dite plane et/ou à plan incliné, dans laquelle les orifices présentent un collet,
- la partie à pian incliné de ia seconde partie comprend une pluralité d'orifices, la partie à pian incliné présente une inclinaison formant un angle β compris entre 0 et 35" par rapport à l'horizontal, de préférence compris entre 15°et 25°, - la plaque collectrice comprend deux secondes parties, situées respectivement aux deux extrémités opposées de fa plaque collectrice,
- la plaque collectrice comprend des dents de sertissage ou analogues, situées sur au moins une partie des bords d'extrémité de la plaque collectrice, aptes à assurer Ia fixation par sertissage avec une partie d'un couvercle,
L'invention concerne aussi une boîte collectrice pour échangeur de chaleur, comportant au moins un couvercle fixé sur une plaque collectrice telle que décrite précédemment.
Des modes de réalisation particuliers de l'invention proposent que : - le couvercle est fixé à la plaque collectrice par sertissage de dents, ou analogues, présentes sur le pourtour de la plaque collectrice ; un joint d'étanchéitό étant présent et disposé au moins en partie entre le pied (ou partie inférieure) du couvercle et la plaque collectrice, le joint est tendu autour des tubes extrêmes.
L'invention concerne aussi un échangeur de chaleur comportant une plaque collectrice telle que décrite plus haut. Plus particulièrement, l'échangeur de chaleur pourra comporter un faisceau d'échange de chaleur pour l'échange de chaleur entre au moins deux fluides.
Un mode de réalisation particulier propose que l'échangeur de chaleur comporte au moins un couvercle présentant une extrémité, dite pied de couvercle, introduite dans la gorge de réception et comportant une protubérance mise en vis-à-vis de l'évidement de l'aile interne, la protubérance comblant l'évîdement de l'aile interne de sorte à faire une jonction entre les deux tronçons disjoints se trouvant de part et d'autre de l'évidement. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux à !a lecture de la description à titre illustratif et non limitatif d'exemples issus des figures sur les dessins annexés dans lesquels :
La figure 1 représente de manière schématique une vue en coupe d'une plaque collectrice munie d'un couvercle.
La figure 2 représente une vue d'une plaque collectrice selon un premier mode de réalisation visible du côté intérieur de ladite plaque collectrice .
La figure 3 est une vue de la piaque collectrice de la figure 2, visible du côté extérieur de ladite plaque coilectrice ;
La figure 4 représente la plaque collectrice selon l'invention, visible du côté intérieur, dans le même mode d'exécution que celui des figures 2 et 3, des tubes étant fixés dans ses orifices ;
La figure 5 représente la figure de la plaque collectrice de la figure 4 avec un joint d'étanchéité disposé et fixé notamment dans sa gorge.
La figure 6 représente une vue une partie d'une plaque collectrice selon un deuxième mode de réalisation.
La figure 7 représente une vue d'un détail d'un couvercle assemblé à une plaque coliectrice selon le deuxième mode de réalisation.
Telle qu'illustrée, l'invention concerne une plaque collectrice 10 pour un échangeur de chaleur. La plaque collectrice 10 comporte une âme 12 munie d'ouvertures pour le passage de tubes 100 de Péchangeur de chaleur et une gorge 14, dite de réception d'un couvercle 102 de boite collectrice, apte à recevoir un joint 104 et une partie du couvercle appelée pied de couvercle. Autrement dit, la gorge 14 permet le placement d'un joint d'étanchéité 104 ou analogue, et son maintien relativement ferme, une fois mis en place, jusqu'à la fixation avec un couvercle, et plus particulièrement un pied du couvercle.
La plaque collectrice 10 présente un pourtour, ici, de forme sensiblement rectangulaire avec deux dits grands cotés 22 et deux dits petits cotés 24. Le corps de la plaque collectrice 10 est en métal, par exemple en aluminium ou un alliage d'aluminium. Autrement dit, la plaque collectrice 10 est Issue d'une bande de tôle métallique.
Par ailleurs, toutes les opérations réalisées sur la plaque collectrice de l'invention sont effectuées par des procédés industriels connus, notamment l'emboutissage, le découpage, le pliage, l'estampage.
Ainsi, on peut voir la plaque collectrice 10 comme comportant au moins deux cotés situés en vis-à-vis l'un de l'autre, à savoir respectivement les deux grands cotés 22 et les deux petits cotés 24, Les deux petits cotés 24 pourront par la suite être désignés par le terme « extrémités de la plaque collectrice ».
Comme déjà indiqué plus haut, l'âme 12 comporte des trous (ou orifices) de réception des extrémités tubes 100 de l'échangβur de chaleur et sont adaptés à la forme de leurs extrémités.
Ici, et comme visible sur à la figure 2, les trous sont entourés chacun d'un collet présentant deux paires de côtés opposées.
Dans ce mode de réalisation, les collets sont dirigés vers l'intérieur de la plaque collectrice, ou plus précisément vers l'intérieur de la boîte collectrice. Autrement dit, les collets s'étendront, une fois le couvercle 102 monté sur la plaque collectrice 10, à l'intérieur du volume défini par la plaque collectrice 10 et le couvercle 102.
Un mode de réalisation non représenté propose que les collets pourront s'étendre non pas vers l'intérieur de la boite collectrice mais vers le corps des tubes 100. Autrement dit, dans un tel cas, les collets seront orientés vers un faisceau d'échange de chaleur comportant des tubes et des intercalaires.
Ces collets peuvent être formés par poinçonnage et relevage ou crevage de la plaque.
La gorge de réception 14 a, ici, une forme en U sur au moins une partie du pourtour de la plaque collectrice 10 et comporte une base 18 et deux ailes 16 et 20 respectivement interne 16 et externe 20 et raccordées à la base 18.
Autrement dit, la forme de la gorge peut être vue comme une structure à trois cotés avec une base 18 s'étendant selon un premier plan et deux ailes 16 et 20 sensiblement perpendiculaires audit premier plan. L'aile externe 20 (qui pourra encore être appelée aile périphérique 20) est, quant à eile, fa partie de Ia gorge de réception 14 la plus éloignée des trous pour le passage des tubes 100. L'aile externe 20 est continue sur le pourtour de Ia plaque collectrice et présente une forme comportant des portions sensiblement droites opposées deux à deux et reliées par des coudes.
Les portions sensiblement droites correspondent dans les modes de réalisation illustrés ici, aux cotés de la plaques collectrice, c'est-à-dire les grands cotés 22 et les petits cotés 24. Les coudes, quant à eux, coïncident avec ies coins 26 de la plaque collectrice 10,
Autrement dit, la plaque collectrice présente une aile externe 20 comportant quatre portions droites 34-1 et/ou 34-2 opposées deux à deux, chaque portion droite 34-1 et/ou 34-2 étant reliée à une portion droite 34-1 et/ou 34-2 adjacente par un coude 26. La plaque collectrice 10 présente aussi une aile interne 16 piacée au moins partiellement en vis-à-vis desdites quatre portions droites 34-1 et/ou 34-2 de manière à définir quatre évidements 30 en vis-à- vis de chaque coude 26.
Un mode de réalisation particulier propose que l'aile interne 16 soit raccordée à la base 18 par une zone de liaison comportant une arrête arrondie et inclinée de manière à ne pas endommager un joint placé dans la gorge 14.
Dans ce mode de réalisation, l'aile externe 20 comporte des dents ou créneaux de sertissage 28. Ces dents 28 sont réparties le long de l'aile externe 20. Autrement dit, ta plaque collectrice comprend des dents de sertissage 28 situées sur au moins une partie des bords d'extrémité de la plaque collectrice, aptes à assurer ia fixation par sertissage avec une partie du couvercle. Les dents de sertissage 28 pourront être obtenues par découpe. D'autres modes de fixation du couvercle sur la plaque collectrice 10 pourront être envisagés.
L'aile interne 16 est raccordée à l'âme 12. En d'autres termes, ici, i'âme 12 et l'aile interne sont en continuité de matière. Autrement dit, il s'agit de la partie de la gorge de réception 14 la plus proche des trous pour le passage des tubes 100.
Selon l'invention, l'aile interne 16 est subdivisée en au moins deux tronçons disjoints, fesdits deux tronçons disjoints étant séparés par au moins un évidement 30 et l'évidement 30 entre deux portions disjointes de l'aile interne 16 étant au moins au niveau d'un emplacement de la plaque collectrice 10 destinée à recevoir une partie coudée d'un joint. Autrement dit, l'évidement 30 entre deux portions disjointes de l'aile interne 16 est au moins placé en vis-à-vis d'un coude 26 de l'aile externe 20.
Ainsi, l'aile interne 16 peut-être vue comme étant formée par une alternance de créneaux espacés par des creux. Autrement dit, l'aile interne 20 est interrompue par endroit et, selon l'invention au moins au niveau d'un coin de Ia piaque collectrice 10.
Dans les modes de réalisation illustrés ici, les tronçons disjoints de l'aile interne 16 sont situés en vis-à-vis d'au moins deux desdites portions droites opposées de l'aile externe 20.
Dans le mode de réalisation illustré aux figures 2 à 5, l'âme 12 présente au moins deux paliers, dits respectivement supérieur 12-1 et inférieur 12-2 situés dans deux plans distincts et, ici, reliés par une portion dite intermédiaire 12-3.
Le palier supérieur 12-1 pourra aussi être dénommé partie protubérante ou encore partie « médaillon ». La partie médaillon de la plaque collectrice est obtenue, par exemple, par emboutissage.
Le palier inférieur 12-2 pourra, quant à lui, être appelé « zone plane », On entend par l'expression « zone plane » le fait qu'un des orifices 108 (ou ouvertures 108 pour le passage des tubes) est au niveau inférieur de la plaque collectrice (par opposition à la partie protubérante), c'est-à-dire au niveau de la base 18 de la gorge périphérique 14 de la plaque collectrice. Encore autrement dit, la zone plane est une zone sans relief, donc sans gorge ni aucune protubérance d'aucune sorte, hormis les collets situés autour des orifices/ouvertures de passage des tubes.
La portion intermédiaire 12-3 pourra, quant à elle, être désignée par le terme à «partie à plan incliné ». La partie à pian incliné pourra également être obtenue par emboutissage, de préférence lors de la formation de la partie protubérante (ou palier supérieur) formant médaillon.
Autrement dit, dans le mode de réalisation illustré à la figure 2, le palier supérieur 12-1 (ou la partie protubérante formant médaillon) est directement, et sans transition, suivie de la portion intermédiaire 12-3 (ou partie à plan incliné) pour aboutir au palier inférieur 12-2 (ou la zone d'extrémité de la piaque collectrice formée par la zone plane). Dans ce mode de réalisation, la base 18 de la gorge de réception et le palier inférieur 12-2 s'étendent tous les deux dans le premier plan. Autrement dit, Ia base 18 de la gorge de réception et ie palier inférieur 12-2 s'étendent selon un même plan (ici, il s'agit du premier pian).
Le palier supérieur 12-1 s'étend, quant à lui, dans un pian parallèle au premier plan.
ici, l'évidement 30 est disposé à l'extrémité de ia piaque collectrice 10. En d'autres termes, l'évidement 30 est situé à proximité du petit coté 24 de ia plaque collectrice 10.
Autrement dit, ce dernier est placé en vis-à-vis de deux coudes 26 et d'un petit coté 24 de i'aile externe, iedit petit coté 24 étant attenant audits deux coudes 26. Encore autrement dit, la portion interrompue de l'aile interne 16 est en forme de U.
Selon ce mode de réalisation, un desdits paliers (ici, le palier inférieur 12-2) est situé au niveau de l'évidement 30 entre deux portions disjointes de l'aile interne 16.
Dans cet exemple, l'évidement de l'aile externe 16 est contigu au palier inférieur 12-2. Autrement dit, ici, le palier inférieur 12-2 et la base 18 ne sont pas distincts et forment un seul niveau situé sur un unique plan (ici, il s'agit du premier plan).
Le palier inférieur 12-2 comporte, dans ce mode de réalisation un trou de passage pour un tube entouré d'un collet. Le collet et/ou un tube permettra de retenir le joint d'étanchéité 104 lors de l'assemblage de l'échangeur de chaleur, Autrement dit, ici, un desdits orifices aptes à la fixation de tubes et situé à l'extrémité de la plaque collectrice est situé dans la zone plane. Encore autrement dit, une ouverture pour le passage d'un tube d'extrémité est situé au niveau du palier inférieur 12-2, le tube et/ou le collet de la plaque collectrice entourant le tube d'extrémité étant apte à retenir un joint.
La portion intermédiaire 12-3 comporte ici une forme légèrement arrondie et est munie de deux trous pour le passage de tubes. Autrement dit, la partie à pian incliné 12-3 comprend, dans cet exemple, une pluralité d'orifices.
En outre, et toujours dans ce mode de réalisation, cette partie à plan incliné 12-3 présente une inclinaison formant un angle β compris entre 0 et 35° par rapport à l'horizontal, de préférence compris entre 15° et 25°. Ici, dans l'exemple choisi pour illustrer l'invention, l'angle est égal à 22°. Ainsi, grâce à la présence à au moins l'une des extrémités (ou petit coté 24) de la plaque collectrice d'une zone plane (ou un palier inférieur 12-2), il y a une place beaucoup plus importante par rapport à une plaque collectrice selon l'art antérieur de sorte qu'un joint d'étanchéité sera facilement mis en place par un opérateur.
Un mode de réalisation non illustré propose que la plaque coliectrice 10 comprenne deux paliers inférieurs 12-2 reliés chacun au palier supérieur 12-1 par une portion intermédiaire 12-3, lesdîts paliers inférieurs 12-1 étant situées respectivement aux deux extrémités opposées de la plaque collectrice 10 (ou autrement dit, au niveau des deux petits cotés 24 de la plaque collectrice 10).
Enfin, comme illustré sur la figure 5, un joint d'étanchéité 104 est positionné dans la partie formant la gorge 14 du fait de la partie médaillon et contre les bords relevés de la plaque collectrice 10. Grâce à la présence à au moins l'une des extrémités de la plaque collectrice 10 d'une zone plane (ou palier inférieur 12-2), il y a une place beaucoup plus importante (que si il y avait une gorge 14 jusqu'à l'extrémité de la plaque 10) de sorte que le joint 104 est facilement mis en place par un opérateur.
Par ailleurs, le joint d'étanchéité 104 comporte idéalement au moins à l'une de ses extrémités, soit sur au moins l'un de ses petits côtés, une butée 106 destinée à venir en butée ou contact avec l'extrémité dépassant du tube d'extrémité. De préférence, cette butée 106 existe sur les deux petits côtés opposés du joint d'étanchéité 106. Le joint pourra être monté en extension autour des tubes extrêmes.
Ainsi, l'idée de l'invention réside dans le fait d'adapter une plaque collectrice 10 à médaillon, ou dite à gorge périphérique, avec l'ensemble de ses caractéristiques avantageuses en palliant à ses défauts, au niveau des extrémités de la plaque collectrice. Ainsi, la plaque collectrice selon l'invention consiste en une plaque collectrice à médaillon dont les extrémités sont de type à collecteur plat.
Selon un deuxième mode de réalisation, illustrée à la figure 6, l'évidement 30 entre deux portions disjointes de l'aile interne 16 est placé en vis-à-vis d'un coude 26 de l'aile externe 20. Autrement dit, dans un tel cas, l'aile interne 16 est interrompue au niveau d'un coin 26 de la plaque collectrice 10. Ici, l'aile interne 16 comporte quatre portions disjointes, chacune étant placée sur un des cotés de la plaque collectrice 10. Les portions disjointes 34-1 situées chacune sur un petit coté 24 de la plaque collectrice 10, sont situées en vis-à-vis l'une de l'autre. De même, les portions disjointes 34-2 situées chacune sur un grand coté 22 de la plaque collectrice 10, sont situées en vis-à-vis l'une de l'autre.
Dans ce mode de réalisation, l'âme 12 et la gorge de réception 14 pourront être réalisées dans deux pièces différentes. Les deux parties seront assemblées lors de l'assemblage de l'échangeur de chaleur. La figure 6 représente la partie comportant la gorge de réception 14. La partie comportant l'âme 12 n'est pas visible dans un souci de simplification.
Autrement dit, dans ce mode de réalisation, l'aile externe 20 comporte quatre portions droites 34-1 et 34-2 opposées deux à deux, chaque portion droite étant reliée à une portion droite adjacente par un coude 26. L'aile interne 16 est au moins partiellement en vis-à-vis des quatre portions droites 34-1 et 34-2 de manière à définir quatre évidements 30 en vis-à- vis de chaque coude 26 de la plaque collectrice.
L'invention concerne aussi un échangeur de chaleur comportant au moins une plaque collectrice telle que précédemment décrite.
Dans l'exemple illustré à la figure 7, l'échangeur comporte au moins un couvercle 102. Le couvercle 102 comporte une extrémité, dite pied de couvercle introduite dans la gorge de réception 14 et comporte une protubérance 32 mise en vis-à-vis de l'évidement 30 de l'aile interne 16, La protubérance 32 fait la jonction entre les deux tronçons disjoints de l'aile interne 16. En d'autres termes, la protubérance 32 comble l'espace créé par l'évidement 30. Encore autrement dit, la protubérance 32 occupe ledit évidement 30 de l'aile interne 16 de sorte à faire une jonction entre lesdits deux tronçons disjoints se trouvant de part et d'autre de l'évidement 30.
L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation décrits ci avant, seulement à titre d'exemples, mais elle englobe toutes les variantes que pourra envisager l'homme de l'art dans le cadre des revendications ci-après. Les variantes décrites précédemment peuvent être prises séparément ou en combinaison les unes avec les autres.

Claims

Revendications
1. Plaque collectrice (10) pour un échangeur de chaleur comportant une âme (12) munie d'ouvertures pour le passage de tubes (100) de l'échangeur de chaleur et une gorge (14), dite de réception d'un couvercle (102) de boite collectrice, apte à recevoir un joint (104) et une partie du couvercle (102) et présentant une base (18) et deux ailes respectivement interne (16) et externe (20) raccordées à la base (18), caractérisée en ce que ladite aile interne (16) est raccordée à ladite âme (14) et est subdivisée en au moins deux tronçons disjoints (34-1 ; 34-2), lesdîts deux tronçons disjoints (34-1 ; 34-2) étant séparés par au moins un évidement (30), et l'évidement (30) entre deux portions disjointes de ladite aile interne (16) étant placé au moins au niveau d'un emplacement de la plaque collectrice (10) destinée à recevoir une partie coudée du joint (104).
2. Plaque collectrice selon la revendication 1 , présentant un pourtour dans laquelle ladite aile externe (20) est continue sur le pourtour de la plaque collectrice (10) et présente des portions sensiblement droites opposées deux à deux et reliées par des coudes (26) et dans laquelle les tronçons disjoints (34-1 ; 34-2) de l'aile interne (16) sont situés en vis-à-vis d'au moins deux desdites portions droites opposées de l'aile externe (20).
3. Plaque collectrice selon l'une des revendications précédentes dans laquelle ladite gorge (14) présente au moins deux cotés sensiblement parallèles et dans laquelle les deux tronçons disjoints sont placés en vis-à-vis l'un de l'autre, chacun sur un dît coté parallèle (22),
4. Plaque collectrice selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle ladite âme (12) présente au moins deux paliers, dits respectivement supérieur (12-1) et inférieur (12-2) situés dans deux plans distincts, un desdits paliers (12-2) étant situé au niveau de l'évidement (30) entre deux portions disjointes,
5. Plaque collectrice selon fa revendication 4, dans laquelle ladite base (18) de ladite gorge de réception (14) et ledit palier inférieur (12-3) s'étendent seion un même plan dit premier plan.
6. Plaque collectrice selon la revendication précédente, dans laquelle une ouverture pour le passage d'un tube d'extrémité est situé au niveau dudit palier inférieur, ledit tube d'extrémité et/ou un collet de la plaque collectrice entourant ledit tube d'extrémité (100) étant apte à retenir un joint (104)
7. Plaque collectrice seion l'une des revendications 2 à 5, dans laquelle l'évidement (30) entre deux portions disjointes de ladite aile interne (16) est placé en vis-à-vis de deux coudes (26) et d'un coté, dit petit coté (24), de l'aile externe (20), ledit petit coté (24) étant attenant audits deux coudes (26).
8. Plaque collectrice selon l'une des revendications précédentes dans laquelle la gorge de réception et l'âme sont réalisées dans deux pièces différentes.
9. Plaque collectrice selon l'une des revendications précédentes dans laquelle ladite aile externe (20) comporte quatre portions droites (34-1 ; 34-2) opposées deux à deux, chaque portion droite (34-1 ; 34-2) étant reliée à une portion droite (34-1 ; 34-2) adjacente par un coude (26), et dans laquelle ladite aile interne (16) est au moins partiellement en vis-à-vis desdites quatre portions droites (34-1 ; 34-2) de manière à définir quatre évidements (30) en vis-à-vis de chaque coude (26).
10. Plaque collectrice selon l'une des revendications précédentes dans laquelle ladite aile interne (16) est raccordée à ladite base (18) par une zone de liaison comportant une arrête arrondie et inclinée.
11. Echangeur de chaleur comportant au moins une plaque collectrice selon l'une des revendications précédentes.
12. Echangeur selon la revendication précédente comportant au moins un couvercle, ledit couvercle (102) comportant une extrémité, dite pied de couvercle, introduite dans ladite gorge de réception (14) et comportant une protubérance (32) comblant ledit évidement (30) de l'aile interne (16) de sorte à faire une jonction entre lesdits deux tronçons disjoints se trouvant de part et d'autre dudit évidement (30).
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