WO2016156192A1 - Boite collectrice pour echangeur thermique a faisceaux de tubes - Google Patents

Boite collectrice pour echangeur thermique a faisceaux de tubes Download PDF

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WO2016156192A1
WO2016156192A1 PCT/EP2016/056529 EP2016056529W WO2016156192A1 WO 2016156192 A1 WO2016156192 A1 WO 2016156192A1 EP 2016056529 W EP2016056529 W EP 2016056529W WO 2016156192 A1 WO2016156192 A1 WO 2016156192A1
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WO
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box
assembly
plate
tubes
elements
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/056529
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English (en)
Inventor
Jérôme MOUGNIER
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques
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Publication date
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    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/0219—Arrangements for sealing end plates into casing or header box; Header box sub-elements
    • F28F9/0221—Header boxes or end plates formed by stacked elements
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0068—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for refrigerant cycles
    • F28D2021/0073—Gas coolers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2225/00—Reinforcing means
    • F28F2225/08—Reinforcing means for header boxes

Definitions

  • the present invention relates to the field of heat exchangers and more particularly the field of sam ⁇ heats exchangers for air conditioning systems in transcritical operating cycle.
  • An air conditioning circuit transcritical operating cycle comprises a rotary compressor driven via a clutch by a rotating member of the motor vehi ⁇ cule.
  • the compressor 10 com ⁇ prime a coolant fluid and directs it to a gas cooler 11 attached to a fan.
  • the fan forces a flow of air through the gas cooler 11 to remove a maximum of calories from the compressed fluid.
  • the secondary refrigerant fluid is then directed to the cold circuit of an internal heat exchanger 12 wherein the fluid fri ⁇ goporteur still gives up its heat to a portion of the cir ⁇ corresponding baked hot circuit of the internal heat exchanger 12.
  • the secondary refrigerant thereby cooled is then dir ⁇ ge to a pressure reducer 13 which relaxes the refrigerant fluid and directs it to an evaporator 14.
  • the evaporator 14 is connected to a cooling circuit 15 in which circulates a cooling fluid in heat exchange with the refrigerant fluid.
  • This cooling circuit comprises a circulation pump which directs the fluid to a fluid / air heat exchanger through which a fan forces a flow of air for the passenger compartment of the vehicle.
  • the refroi ⁇ disseur gas 11, the internal heat exchanger 12 and one evaporator 14 are Basicsà exchanger tube bundle.
  • such a heat exchanger includes a manifold 17.1 distribution box to which are connected the first ends of the tubes of the tube bundle and a receiver manifold 17.2 ⁇ which are connected to the second ends of the tubes of the bundle of tubes.
  • the manifolds 17.1 and 17.2 are respectively connected to an inlet and a coolant outlet of the transcri ⁇ tic air conditioning circuit. In the transcritical state, the coolant circ ⁇ cules under very high pressures, of the order of 100 to 150 bar.
  • a collector box for a tube heat exchanger for fluid in the transcritical state is conventionally made of aluminum and comprises a stack ⁇ successive ment of the following elements:
  • a first element defining two cavities for circulating a refrigerant fluid
  • a second U-shaped element whose lower face comprises slots for receiving the ends of the tubes of the exchanger.
  • the tubes comprise a constriction which abuts on the edges of the reception slots.
  • the first element, the inner plate and the second element are plated with an aluminum alloy brazing filler.
  • Two collector boxes thus obtained are then assembled on the ends of the tubes ⁇ ceau and the whole is heated to achieve a solder assembly.
  • the tubes are usually also coated with a brazing metal.
  • An object of the invention is to reduce the manufacturing costs of a heat exchanger for re ⁇ cooling circuit to transcritical operation.
  • a manifold for heat exchanger tube bundle comprising:
  • a first stamped element defining at least one cavity for circulating a cooling fluid in the transcritical state
  • a second stamped element comprising at least one receiving bore of an end of a cooling fluid circu ⁇ tion tube.
  • the first and second elements respectively comprise a first assembly face and a second assembly face parallel to each other and between which extends a plate coming into contact with each of the assembly faces.
  • the first and second elements are connected to the plate by a solder.
  • the first element comprises at least one abutment surface for the end of the cooling fluid circulation tube. This makes it possible to eliminate the restraint operation of the tube and further reduces the manufacturing costs of the manifold.
  • the invention also relates to a ther ⁇ nomic exchanger comprising at least one header box according to one invention.
  • FIG. 1 is a schematic representation of an air conditioning circuit with transcri ⁇ tick operation of the prior art
  • FIG. 2 is a schematic representation of a heat exchanger of FIG. 1;
  • FIG. 3 is a partially cut away perspective view of a heat exchanger according to the invention.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of a manifold of the heat exchanger the fi ⁇ Figure 3;
  • FIG. 5 is a cross-sectional view along a V-V plane of the manifold of Figure 4;
  • FIG. 6 is a cross-sectional view along a plane VI-VI of the collector box of FIG. 4.
  • the heat exchanger 20 for a transcri ⁇ tic cooling circuit comprises a bundle of six tubes 21 for circulating a cooling fluid 25.
  • Each tube 21 has, here, a rectangular cross-section and extends between a collar box ⁇ reader 22 and a distribution manifold reception.
  • the manifolds 22 and 23 are identical and are connected to an input 24 and a sor respectively ⁇ tie 26 of cooling fluid 25 (not shown).
  • the rectangular tubes 21 define heat exchange surfaces between the cooling fluid 25 circulating in the exchanger and the external medium 27. In an embodiment not shown, it is possible to provide tubes equipped with disrupters / turbulators for the fluid circulating inside these.
  • the header box will now be described in detail with reference to FIGS. 4 to 6.
  • the box 23 comprises the following :
  • a first element 30 defining four compartments 31.1 to 31.4 hemicylindrical fluid circulation 25;
  • a second element 32 comprising six bores 33.1 to 33.6 intended to each receive an end 21.1 of a tube 21;
  • a stamped brazing plate 50 comprising six perforations 51 to 56 passing through the end 21.1 of a tube 21.
  • the first element 30 is made from a preform 70 obtained by stamping an aluminum sheet about three millimeters thick.
  • the preform 70 comprises respective walls 34, 35, 36 and 37 of the four cavities 31.1 to 31.4 of the first element 30.
  • the junction of the walls 34 and 35 of the adjacent cells 31.1 and 31.2 forms a planar joining portion 38 between these two cavities 31.1. and 31.2.
  • Identical planar portions 39 and 40 are respectively formed by the junction of walls 35-36 and 36-37.
  • the planar portions 38, 39 and 40 are divided into a plurality of flat surfaces by disbursements 41.1 to 41.6 made in the first element ⁇ and intended to extend in the continuity of the holes 33.1 to 33.6 of the second element 32.
  • the planar portions 38, 39 and 40 as well as the free ends of the pa ⁇ kings 34 and 37 of the cells 31.1 and 31.4 form an assembly face 42 of the first element 30.
  • the first element 30 also comprises two rai ⁇ Nures 43 and 44 extending substantially perpendicularly to the sockets 31.1 to 31.4 and at the ends thereof. Holes 45.1 to 45.4 made respectively in the walls 34 to 37 connect the cells 31.1 to 31.4 to the inlet 24 of the cooling fluid 25.
  • the second element 32 is made from a stamped preform 70 identical to that of the first member 30.
  • the elements of the second element 32 identical or ana logues ⁇ to those of the first member 30 will increased reference one hundred when refer to deu ⁇ xth element 32.
  • the second element 32 differs from the first element 30 in that the walls 134, 135, 136 and 137 are devoid of bores 45.1 to 45.4 and comprises six per cage ⁇ 33.1 to 33.6 which extend substantially perpendicu ⁇ lairement to 131.1 to 131.4 cells of the second element 32.
  • the second element 32 thus comprises 131.1 131.4 cell and portions 138, 139 and 140 planar junction.
  • the portions 138, 139 and 140 as well as Extremists ⁇ moth-eaten free of walls 134 and 137 of 131.1 and 131.4 cells form a second assembly face 142 of deu ⁇ xth element 32.
  • the second element 32 also includes two grooves 143 and 144 extending substantially perpendi ⁇ pendicular to 131.1 to 131.4 cells and located ex ⁇ trémity thereof.
  • the brazing plate 50 is made of aluminum and received a plating of silicon-enriched aluminum alloy solder on all sides.
  • the ends 57 and 58 of the solder plate 50 comprise respectively a bore 59 and 60 respectively along the perforations 51 and 56.
  • the assembly of the manifold is formed having the first element and the second element of ma- niere that the assembly faces 42 and 142 are pa ⁇ ralloxys and facing one another.
  • Two parallelepipedal shutters 61 and 62 of the ends of the box 23 are respectively placed in the grooves 143 and 144 of which they come partially projecting.
  • the brazing plate 50 is then presented so that the shutters 61 and 62 engage in the perforations 59 and 60.
  • the brazing plate 50 is then brought into contact with the assembly face 142 of the second element 32.
  • the first member 30 is moved so that the projecting portions of the shutters 61 and 62 engage in the grooves 43 and 44 until the assembly face 42 of the first member comes into contact with each other. the brazing plate 50.
  • the receiving manifold thus obtained can then be used as prefabricated element in the embodiment of a heat exchanger 20.
  • the ends 21.1 of the six tubes 21 are then engaged in the holes 33.1 to 33.6 of the manifold.
  • the ends 21.1 of the tubes 21 are respectively abutted against 43.1 to 43.6 portions of the ⁇ assembly face 42 extending on the periphery of disbursed 41.1 to 41.6.
  • the assembly composed of tubes 21 and collec ⁇ trices boxes 22 and 23 is then placed in an oven at about 600 ° C.
  • the solder plating covering the brazing plate 50 melts and comes, by capillarity, to be introduced between the surfaces in contact with the first element 30, the second element 32, the tubes 21, the brazing plate 50 and the shutters. 61 and 62. Once the set has cooled down di, these elements are connected together by a solder.
  • the brazing plate 50 ensures good diffusion of the brazing metal at the interface of the brazing plate 50 and the assembly faces 42 and 142, particularly at the junction portions 38, 39, 40 and 138 , 139 and 140 providing sealed brazed junctions. Such exchanged geur is ideally used in a circuit of conditioned ⁇ transcritical operation.
  • a plating bra ⁇ brazing metal all or part of the outer surfaces and / or interior ⁇ of one or more of the following parts:
  • Such a plating provides additional filler metal and improves the diffusion of the filler metal between the parts, allowing an improvement of the reliability of the assembly process and the mechanical qualities bra ⁇ sures.
  • first element defines four hemicylindrical fluid circulation cells
  • the invention also applies to a first element defining a different number of cells, for example one, two, three or more than four.
  • the cells may also have a different shape such as a straight section, a triangular section or any section;
  • the first element and the second element are made from a preform obtained by stamping a sheet of about three aluminum ⁇ milli meters thick
  • the invention also applies to the preforms obtained from dif thick plates ⁇ annuity, such as sheets of less than three millimeters or more than three millimeters thick;
  • brazing plate is stamped, the invention is also applicable to other embodiments of ⁇ this solder plate such as oxycutting or machining;
  • solders are made using a silicon-enriched aluminum alloy filler metal, the invention also applies to other types of solders such as for example solders zinc, silver or any other alloy;
  • brazing plate has a plating of filler metal on all its faces
  • the invention also applies to a brazing plate of which only a portion of the faces is covered with filler metal, such as for example, the only faces in contact with the assembly surfaces;
  • solder plate comprises perforations passage of the ends of the fluid circula ⁇ tube
  • the invention also applies to a solder plate comprising perforations for receiving the tubes -c'est- that is to say in peripheral contact with these or on which the ends of the tubes abut;
  • the tubes of the tube bundle are of rectangular section and the number of six, the invention also apply to the form of tubes which ⁇ concha and / or different number, for example crenellated tubes or circular section;
  • shutters of the collec ⁇ trice box are separate parallelepipedic elements, the invention also applies to shutters soli ⁇ dary elements such as flaps made in the preform as well as other forms of shutters;
  • the invention also applies to a box comprising elements of different material such as for example copper, steel, zinc, iron or steel. brass, bronze or lead.

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Abstract

Boîte collectrice (22) pour échangeur thermique (20) à faisceau de tubes (21) comprenant : un premier élément (30) embouti définissant au moins une alvéole (31.1, 31.2, 31.3, 31.4) de circulation d'un fluide de refroidissement (25) à l'état transcritique; un deuxième élément (32) embouti comprenant au moins un perçage (33.1, 33.2, 33.3, 33.4, 33.5, 33.6) de réception d'une extrémité (21.1, 21.2) d'un tube (21) de circulation du fluide de refroidissement (25); les premier et deuxième éléments (30, 32) comprenant respectivement une première face (42) d'assemblage et une deuxième face (142) d'assemblage parallèle entre elles et entre lesquelles s'étend une plaque (50) venant au contact de chacune des faces d'assemblage, les premier et deuxième éléments (30, 32) étant reliés à la plaque (50) par une brasure.

Description

BOITE COLLECTRICE POUR ECHANGEUR THERMIQUE A FAISCEAUX DE
TUBES
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention concerne le domaine des échangeurs thermiques et plus particulièrement le domaine des échan¬ geurs de chaleurs pour les circuits de climatisation à cycle de fonctionnement transcritique.
ARRIERE PLAN DE L'INVENTION
Un circuit de climatisation à cycle de fonctionnement transcritique comprend un compresseur rotatif entraîné, via un embrayage, par un élément tournant du moteur du véhi¬ cule. En référence à la figure 1, ce compresseur 10 com¬ prime un fluide frigoporteur et le dirige vers un refroi- disseur de gaz 11 accolé à un ventilateur. Le ventilateur force un flux d'air au travers du refroidisseur de gaz 11 afin d'évacuer un maximum de calories du fluide comprimé. Le fluide frigoporteur est ensuite dirigé vers le circuit froid d'un échangeur interne 12 dans lequel le fluide fri¬ goporteur cède encore de sa chaleur à une portion du cir¬ cuit correspondant au circuit chaud de l' échangeur interne 12. Le fluide frigoporteur ainsi refroidi est ensuite diri¬ gé vers un détendeur 13 qui détend le fluide frigoporteur et le dirige vers un évaporateur 14. L' évaporateur 14 est lié à un circuit de refroidissement 15 dans lequel circule un fluide réfrigérant en échange thermique avec le fluide frigoporteur. Ce circuit de refroidissement comprend une pompe de circulation qui dirige le fluide vers un échangeur thermique fluide/air au travers duquel un ventilateur force un flux d'air destiné à l'habitacle du véhicule. Le refroi¬ disseur de gaz 11, l' échangeur interne 12 et 1 ' évaporateur 14 sont des échangeurs thermiquesà faisceau de tubes. En référence à la figure 2, un tel échangeur thermiquecomprend une boîte collectrice 17.1 de distribution à laquelle sont raccordées les premières extrémités des tubes du faisceau de tubes et une boîte collectrice 17.2 de réception à la¬ quelle sont raccordées les deuxièmes extrémités des tubes du faisceau de tubes. Les boîtes collectrices 17.1 et 17.2 sont respectivement reliées à une entrée et une sortie de fluide frigoporteur du circuit de climatisation transcri¬ tique. A l'état transcritique, le fluide frigoporteur cir¬ cule sous des pressions très élevées, de l'ordre de 100 à 150 bars.
Une boîte collectrice pour un échangeur thermique à faisceau de tube pour fluide à l'état transcritique est classiquement réalisée en aluminium et comprend un empile¬ ment successif des éléments suivants :
- un premier élément définissant deux alvéoles de circulation d'un fluide frigoporteur ;
- une plaque interne pourvue de fentes de passage des tubes de l' échangeur ;
- un deuxième élément en U dont la face inférieure comprend des fentes d'accueil des extrémités des tubes de l' échangeur. Afin de ne pas venir en contact avec le pre¬ mier élément, les tubes comprennent un rétreint qui vient en butée sur les bords des fentes d'accueil.
Le premier élément, la plaque interne et le deuxième élé- ment sont plaqués à l'aide d'un métal d'apport de brasage de type aluminium allié.
Les ailes du deuxième élément longent les flancs du premier élément et de la plaque interne et sont rabattues sur le premier élément. Deux boîtes collectrices ainsi obtenues sont alors assemblées sur les extrémités des tubes du fais¬ ceau et le tout est chauffé pour réaliser un assemblage par brasage. Les tubes sont généralement eux aussi revêtus d'un métal de brasage.
La fabrication d'une boîte collectrice de ce type requiert des pièces nombreuses et qui doivent faire l'objet de plu¬ sieurs opérations de formage et d'usinage, notamment pour assurer un parfait contact entre les surfaces à joindre par brasage. Enfin, il est nécessaire de pratiquer un rétreint sur les tubes afin d'assurer leur positionnement longitudi¬ nal par rapport aux boîtes collectrices. Enfin une telle boîte collectrice est volumineuse ce qui réduit, pour un encombrement d'échangeur donné, la surface d'échange ther¬ mique des tubes du faisceau avec le milieu qu' ils traver¬ sent .
OBJET DE L'INVENTION
Un but de l'invention est de réduire les coûts de fabrication d'un échangeur thermique pour circuit de re¬ froidissement à fonctionnement transcritique.
RESUME DE L'INVENTION
A cet effet, on prévoit une boîte collectrice pour échangeur thermique à faisceau de tubes comprenant :
- un premier élément embouti définissant au moins une alvéole de circulation d'un fluide de refroidissement à l'état transcritique ;
- un deuxième élément embouti comprenant au moins un perçage de réception d'une extrémité d'un tube de circu¬ lation du fluide de refroidissement. Selon l'invention, les premier et deuxième éléments comprennent respectivement une première face d'assemblage et une deuxième face d'assemblage parallèle entre elles et entre lesquelles s'étend une plaque venant au contact de chacune des faces d'assemblage. Les premier et deuxième éléments sont reliés à la plaque par une brasure.
Le nombre de pièces nécessaire à la réalisation d'une boîte collectrice est réduit ce qui permet une pro¬ duction plus rapide et plus économique. En outre, l'utilisation d'éléments emboutis et non usinés permet de réduire les coûts de fabrication de la boîte collectrice. Avantageusement, le premier élément comprend au moins une surface formant butée pour l'extrémité du tube de circulation du fluide de refroidissement. Ceci permet de supprimer l'opération de retreint du tube et réduit encore les coûts de fabrication de la boîte collectrice.
L' invention concerne également un échangeur ther¬ mique comprenant au moins une boîte collectrice selon 1' invention .
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation particuliers non limitatifs de 1 ' invention .
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
Il sera fait référence aux dessins annexés parmi lesquels :
- la figure 1 est une représentation schématique d'un circuit de climatisation à fonctionnement transcri¬ tique de l'art antérieur ;
- la figure 2 est une représentation schématique d'un échangeur thermique de la figure 1 ;
- la figure 3 est une vue en perspective partielle¬ ment écorchée d'un échangeur thermique selon l'invention ;
- la figure 4 est une vue éclatée en perspective d'une boîte collectrice de l' échangeur thermique de la fi¬ gure 3 ;
- la figure 5 est une vue en coupe transversale suivant un plan V-V de la boîte collectrice de la figure 4 ;
- la figure 6 est une vue en coupe transversale suivant un plan VI-VI de la boîte collectrice de la figure 4.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En référence à la figure 3, l'échangeur thermique 20 pour circuit de climatisation à fonctionnement transcri¬ tique comprend un faisceau de six tubes 21 de circulation d'un fluide de refroidissement 25. Chaque tube 21 a, ici, une section rectangulaire et s'étend entre une boîte col¬ lectrice 22 de distribution et une boîte collectrice de réception. Les boîtes collectrices 22 et 23 sont identiques et sont respectivement reliées à une entrée 24 et une sor¬ tie 26 de fluide de refroidissement 25 (non représentées) . Les tubes rectangulaires 21 définissent des surfaces d'échange thermique entre le fluide de refroidissement 25 en circulation dans l'échangeur et le milieu extérieur 27. Dans un mode de réalisation non représenté, il est possible de prévoir des tubes munis de perturbateurs/turbulateurs pour le fluide circulant à l'intérieur de ces derniers.
La boîte collectrice va maintenant être décrite en détail en référence aux figures 4 à 6. La boîte 23 com¬ prend :
- un premier élément 30 définissant quatre alvéoles 31.1 à 31.4 hémicylindriques de circulation du fluide 25 ;
- un deuxième élément 32 comprenant six perçages 33.1 à 33.6 destinés à recevoir chacun une extrémité 21.1 d'un tube 21 ;
- une plaque de brasage 50 emboutie comprenant six perforations 51 à 56 de passage de l'extrémité 21.1 d'un tube 21.
Le premier élément 30 est réalisé à partir d'une préforme 70 obtenue par emboutissage d'une tôle d'aluminium d'environ trois millimètres d'épaisseur. La préforme 70 comprend des parois 34, 35, 36 et 37 respectives des quatre alvéoles 31.1 à 31.4 du premier élément 30. La jonction des parois 34 et 35 des alvéoles 31.1 et 31.2 adjacentes forme une portion 38 plane de jonction entre ces deux alvéoles 31.1 et 31.2. Des portions 39 et 40 planes identiques sont respectivement formées par la jonction des parois 35-36 et 36-37. Comme visible en figure 4, les portions planes 38, 39 et 40 sont fractionnées en une pluralité de surfaces planes par des décaissés 41.1 à 41.6 réalisés dans le pre¬ mier élément et destinés à s'étendre dans la continuité des perçages 33.1 à 33.6 du deuxième élément 32. Les portions planes 38, 39 et 40 ainsi que les extrémités libres des pa¬ rois 34 et 37 des alvéoles 31.1 et 31.4 forment une face d'assemblage 42 du premier élément 30.
Le premier élément 30 comprend également deux rai¬ nures 43 et 44 s' étendant sensiblement perpendiculairement aux alvéoles 31.1 à 31.4 et situées aux extrémités de celles-ci. Des perçages 45.1 à 45.4 réalisés respectivement dans les parois 34 à 37 relient les alvéoles 31.1 à 31.4 à l'entrée 24 du fluide de refroidissement 25.
Le deuxième élément 32 est réalisé à partir d'une préforme 70 emboutie identique à celle du premier élément 30. Les éléments du deuxième élément 32 identiques ou ana¬ logues à ceux du premier élément 30 porteront une référence augmentée d'une centaine lorsqu'ils se rapportent au deu¬ xième élément 32. Le deuxième élément 32 diffère du premier élément 30 en ce que les parois 134, 135, 136 et 137 sont dépourvues de perçages 45.1 à 45.4 et comprennent six per¬ çages 33.1 à 33.6 qui s'étendent sensiblement perpendicu¬ lairement aux alvéoles 131.1 à 131.4 du deuxième élément 32. Le deuxième élément 32 comprend ainsi des alvéoles 131.1 à 131.4 et des portions 138, 139 et 140 planes de jonction. Les portions 138, 139 et 140 ainsi que les extré¬ mités libres des parois 134 et 137 des alvéoles 131.1 et 131.4 forment une deuxième face d'assemblage 142 du deu¬ xième élément 32. Le deuxième élément 32 comprend également deux rainures 143 et 144 s' étendant sensiblement perpendi¬ culairement aux alvéoles 131.1 à 131.4 et situées aux ex¬ trémités de celles-ci.
La plaque de brasage 50 est en aluminium et a reçu un plaquage de métal d'apport de brasage en alliage d'aluminium enrichi en silicium sur toutes ses faces. Les extrémités 57 et 58 de la plaque de brasage 50 comprennent respectivement un perçage 59 et 60 longeant respectivement les perforations 51 et 56.
L'assemblage de la boîte collectrice est réalisé en présentant le premier élément et le deuxième élément de ma- nière à ce que les faces d'assemblage 42 et 142 soient pa¬ rallèles et en regard l'une de l'autre. Deux obturateurs parallélépipédiques 61 et 62 des extrémités de la boîte 23 sont respectivement placés dans les rainures 143 et 144 desquelles ils viennent partiellement en saillie. La plaque de brasage 50 est ensuite présentée de manière à ce que les obturateurs 61 et 62 s'engagent dans les perforations 59 et 60. La plaque de brasage 50 est alors amenée au contact de la face d'assemblage 142 du deuxième élément 32. Enfin le premier élément 30 est déplacé de manière à ce que les por- tions en saillie des obturateurs 61 et 62 s'engagent dans les rainures 43 et 44 jusqu'à ce que la face d'assemblage 42 du premier élément vienne en contact de la plaque de brasage 50.
La boîte collectrice de réception ainsi obtenue peut être alors utilisée comme élément préfabriqué dans la réalisation d'un échangeur thermique 20. Les extrémités 21.1 des six tubes 21 sont alors engagées dans les perçages 33.1 à 33.6 de la boîte collectrice. Comme visible en fi¬ gure 5, les extrémités 21.1 des tubes 21 viennent respecti- vement en butée contre des portions 43.1 à 43.6 de la sur¬ face d'assemblage 42 s' étendant en périphérie des décaissés 41.1 à 41.6. Une boîte collectrice 22 de distribution iden¬ tique à la boîte collectrice de réception décrite aupara¬ vant reçoit alors les extrémités 21.2 des tubes 21. L'ensemble constitué des tubes 21 et des boîtes collec¬ trices 22 et 23 est ensuite placé dans un four à environ 600°C. Le plaquage d'apport de brasage recouvrant la plaque de brasage 50 fond et vient, par capillarité s'introduire entre les surfaces en contact du premier élément 30, du deuxième élément 32, des tubes 21, de la plaque de brasage 50 et des obturateurs 61 et 62. Une fois l'ensemble refroi- di, ces éléments sont reliés ensemble par une brasure. La plaque de brasage 50 permet d'assurer une bonne diffusion du métal de brasage à l'interface de la plaque de brasage 50 et des faces d'assemblage 42 et 142, particulièrement au niveau des portions de jonction 38, 39, 40 et 138, 139 et 140 assurant des jonctions brasées étanches. Un tel échan- geur est idéalement utilisé dans un circuit de climatisa¬ tion à fonctionnement transcritique.
Selon un mode de réalisation particulier, il est possible de revêtir d'un plaquage de métal d'apport de bra¬ sage tout ou partie des surfaces extérieures et/ou inté¬ rieures d'une ou plusieurs des pièces suivantes :
- premier élément 30 ;
- deuxième élément 32 ;
- obturateurs 61 et/ou 62 ;
- tubes 21.
Un tel plaquage apporte un supplément de métal d'apport et améliore la diffusion du métal d'apport entre les pièces, permettant une amélioration de la fiabilité du procédé d'assemblage et des qualités mécaniques des bra¬ sures .
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits mais englobe toute la variante entrant dans le champ de l'invention telle que définie par les revendications.
En particulier :
- bien qu' ici le premier élément définisse quatre alvéoles hémicylindriques de circulation du fluide, l'invention s'applique également à un premier élément défi- nissant un nombre différent d'alvéoles comme par exemple une, deux trois ou plus de quatre. Les alvéoles peuvent également avoir une forme différente comme par exemple une section droite, une section triangulaire ou une section quelconque ;
- bien qu' ici le premier élément et le deuxième élément soient réalisés à partir d'une préforme obtenue par emboutissage d'une tôle d'aluminium d'environ trois milli¬ mètres d'épaisseur, l'invention s'applique également à des préformes obtenues à partir de tôles d'épaisseur diffé¬ rente, comme par exemple des tôles de moins de trois milli- mètres ou de plus de trois millimètres d'épaisseur;
- bien qu'ici la plaque de brasage soit emboutie, l'invention s'applique également à d'autres modes de réali¬ sation de cette plaque de brasage comme par exemple l'oxycoupage ou l'usinage ;
- bien qu'ici, les brasures soient réalisées à l'aide d'un métal d'apport en alliage d'aluminium enrichi en silicium, l'invention s'applique également à d'autres types de brasures comme par exemple des brasures au zinc, à l'argent ou tout autre alliage ;
- bien qu' ici la plaque de brasage ait un plaquage en métal d'apport sur toutes ses faces, l'invention s'applique également à une plaque de brasage dont seule une partie des faces est recouverte de métal d'apport, comme par exemple les seules faces en contact avec les surfaces d'assemblage;
- bien qu' ici la plaque de brasage comprenne des perforations de passage des extrémités des tube de circula¬ tion de fluide, l'invention s'applique également à une plaque de brasage comprenant des perforations destinées à accueillir les tubes -c'est-à-dire en contact périphérique avec ceux-ci- ou sur lesquels les extrémités des tubes viennent en butée ;
- bien qu'ici, les tubes du faisceau de tubes soient de section rectangulaire et au nombre de six, l'invention s'applique également à des tubes de forme quel¬ conque et/ou en nombre différents, comme par exemple des tubes crénelés ou de section circulaire ;
- bien qu' ici les obturateurs de la boîte collec¬ trice soient des éléments séparés parallélépipédiques , l'invention s'applique également à des obturateurs soli¬ daires des éléments comme par exemple des rabats réalisés dans la préforme ainsi qu'à d'autres formes d'obturateurs ;
- bien qu' ici les éléments de la boîte collectrice soient tous en aluminium, l'invention s'applique également à une boîte comprenant des éléments en matériau différents comme par exemple du cuivre, de l'acier, du zinc, du fer ou du laiton, du bronze ou du plomb.

Claims

REVENDICATIONS
1. Boîte collectrice (22) pour échangeur thermique (20) à faisceau de tubes (21) comprenant :
- un premier élément (30) embouti définissant au moins une alvéole (31.1, 31.2, 31.3, 31.4) de circulation d'un fluide de refroidissement (25) à l'état transcri¬ tique ;
- un deuxième élément (32) embouti comprenant au moins un perçage (33.1, 33.2, 33.3, 33.4, 33.5, 33.6) de réception d'une extrémité (21.1, 21.2) d'un tube (21) de circulation du fluide de refroidissement (25) ;
les premier et deuxième éléments (30, 32) compre¬ nant respectivement une première face (42) d'assemblage et une deuxième face (142) d'assemblage parallèles entre elles et entre lesquelles s'étend une plaque (50) venant au con¬ tact de chacune des faces d'assemblage, les premier et deu¬ xième éléments (30, 32) étant reliés à la plaque (50) par une brasure.
2. Boîte (22,23) selon la revendication 1, dans la¬ quelle au moins une alvéole (31.1, 31.2, 31.3, 31.4) de circulation du fluide de refroidissement (25) est de forme sensiblement hémicylindrique.
3. Boîte (22, 23) selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle les premier et deuxième éléments (30, 32) sont réalisés à partir d'une même préforme (70) emboutie.
4. Boîte (22,23) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle le premier élément (30) définit au moins deux alvéoles (31.1, 31.2, 31.3, 31.4) adjacentes et la première surface d'assemblage (42) comprend au moins une portion plane (38, 39, 40) de jonction des parois (34, 35, 36, 37, 34, 135, 136, 137) formant ces deux alvéoles (31.1, 31.2, 31.3, 31.4), la deuxième surface d'assemblage (142) comprenant une portion plane (138, 139, 140) de jonc- tion correspondante.
5. Boîte (22,23) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la plaque (50) comprend au moins une perforation (51, 52, 53, 54, 55, 56) de passage de l'extrémité d'un tube (21) de circulation de fluide de re¬ froidissement (25) .
6. Boîte (22,23) selon l'une des revendications précédentes, comprenant au moins un obturateur (61, 62) d'une extrémité (21.1) de la boîte (22, 23) engagé dans une rainure (43, 44, 143, 144) d'au moins un des éléments (30, 32) .
7. Boîte (22,23) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle le premier élément (30) comprend au moins une surface (43.1) formant butée pour l'extrémité (21.1) du tube (21) de circulation du fluide de refroidis¬ sement (25) .
8. Boîte (22,23) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle le premier élément (30) et le deuxième élément (32) sont en aluminium.
9. Boîte (22,23) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la plaque (50) est en aluminium et dont les faces en contact avec les première et deuxième faces d'assemblage (42, 142) sont recouvertes du métal de brasage .
10. Echangeur thermique (20) comprenant au moins une boîte (22,23) selon l'une quelconque des revendications précédentes.
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