WO2018060639A1 - Échangeur de chaleur et procédé de fabrication associé - Google Patents

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WO2018060639A1
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tubes
heat exchanger
bundle
tube
elastomer
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PCT/FR2017/052652
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Véronique MONNET
Patrick Boisselle
Kamel Azzouz
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Valeo Systemes Thermiques
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Definitions

  • the invention relates to a heat exchanger, in particular for a motor vehicle, and its method of manufacture.
  • the tubes are generally tubes of oval or oblong section, defined by a major axis and a minor axis, and having ends inserted into holes of a header plate.
  • heat exchangers There are mainly two types of heat exchangers, the mechanical heat exchangers, where the different elements forming the exchanger are mechanically fixed to each other, for example by crimping, and the brazed heat exchangers where the different elements forming the exchanger are fixed together by brazing.
  • connection between the tubes and the collector plate is rigid and can not compensate for the phenomena of expansion and retraction due to temperature variations during its use. Over time these bonds weaken and breaks or leaks can occur.
  • the seal between the header plate and the ends of the tubes is made by a compressible seal.
  • This same seal makes it possible to absorb the phenomena of expansion and retraction related to temperature variations during the use of the heat exchanger.
  • the tubes must be able to withstand the pressure exerted by the seal and therefore said tubes must be sufficiently thick, which unfortunately can adversely affect the performance of heat exchange and generate a cost detrimental to its competitiveness.
  • An object of the present invention is therefore to at least partially overcome the disadvantages of the prior art and to provide an improved heat exchanger and its manufacturing process.
  • the present invention therefore relates to a heat exchanger comprising:
  • a bundle of tubes comprising a multitude of tubes arranged parallel to one another
  • each manifold being arranged on each side of the bundle of tubes, each manifold comprising a collecting plate, said manifold plate comprising orifices inside which the ends of the tubes are introduced,
  • the manifold plate having a flared collar at each orifice, said flared collars defining a spacing between the end of the tube and the collector plate at each orifice, each gap being filled at least partially by a polymerized elastomer seal.
  • the use of a polymerized elastomer seal makes it possible to ensure a good seal because the polymerization is performed after it has been put in place.
  • the elastomer takes the form of spacing.
  • the polymerized elastomer seal applies little or no compression stresses on the walls of the tube which prevents the latter from seeing its reduced section under the pressure of the seal and thus that it decreases the seal. It is thus possible to use tubes whose walls are thinner, and therefore having a better thermal conductivity than a heat exchanger using a compressible seal.
  • the reduction in thickness also makes it possible to reduce the mass of the exchanger and its cost price.
  • the flared collars are made to point inwardly of the bundle of tubes.
  • each spacing is filled at least partially by an independent polymerized elastomer seal.
  • the elastomer of the polymerized elastomer seal is chosen from elastomers of silicone or acrylic type.
  • the flared collars respectively have an internal opening opening inside the collector box, and an external opening opening outwardly of the manifold, said inner opening being larger than said outside opening.
  • the distance between the outer wall of the tube and the wall of the header plate at the inner opening is between 0.8 and 2 mm and the distance between the outer wall of the tube and the wall of the collector plate at the outer opening is between 0.1 and 0.5mm.
  • the ends of the tubes have a flare.
  • the tube bundle comprises spacers disposed between the tubes, said spacers being interleaved brazed with the tubes so as to form said bundle of tubes.
  • the present invention also relates to a method of manufacturing a heat exchanger comprising:
  • a bundle of tubes comprising a plurality of tubes arranged parallel to one another, and
  • each manifold being arranged on each side of the tube bundle, each manifold comprising a plate collector, said collector plate comprising orifices inside which the ends of the tubes are introduced,
  • said method comprising the following steps:
  • said manufacturing method comprises an additional step of flaring the ends of the tubes between the step of placing the elastomer and the polymerization step, which greatly increases the holding power. mechanical assembly.
  • FIG. 1 shows a diagrammatic representation of a heat exchanger
  • FIG. 2 shows a diagrammatic representation in perspective and in section of the connection between a tube and the collector plate according to a first embodiment
  • FIG. 3 shows a diagrammatic representation in perspective and in section of the connection between a tube and the collector plate according to a second embodiment
  • Figures 4a to 4c show schematic sectional representations of the connection between the tubes and the header plate according to different stages of the manufacturing process. The identical elements in the different figures bear the same references.
  • first element or second element as well as first parameter and second parameter, or first criterion and second criterion, and so on.
  • first element or second element as well as first parameter and second parameter, or first criterion and second criterion, and so on.
  • it is a simple indexing to differentiate and name elements or parameters or criteria close but not identical.
  • This indexing does not imply a priority of one element, parameter or criterion with respect to another, and it is easy to interchange such denominations without departing from the scope of the present description.
  • This indexing does not imply either an order in time for example to appreciate such or such criteria.
  • FIG. 1 shows a heat exchanger 1 comprising a bundle formed of a multitude of tubes 2 within which a first heat transfer fluid can circulate.
  • the tubes 2 are arranged parallel to each other. Between the tubes 2, there are spacers 6 which act as a disrupter and increase the heat exchange surface with a second heat transfer fluid passing between the tubes 2.
  • the tubes 2 and the spacers 6 are generally made of metal and more particularly of aluminum.
  • the tubes 2 and the spacers 6 form the bundle and can be fixed together mechanically.
  • the spacers 6 also called spacers
  • the fins are generally superposed plates and placed perpendicularly to the tubes 2.
  • the fins comprise orifices in which the tubes 2 are inserted and fixed.
  • the fixing of the tubes 2 is said to be mechanical, for example by widening the tubes 2 by means of a tube. olive larger than that of the tubes 2 which is inserted into the tubes 2 to increase their size, and then removed. This is called a mechanical beam whose tubes are expanded in the fins.
  • the tubes 2 and the spacers 6 forming the bundle 2 can be fixed together by brazing.
  • the spacers 6 may be what are called tabs.
  • These spacers 6 are for example corrugated or crenellated strips, placed between the tubes 2 and fixed to said tubes 2 by brazing. This is called a brazed beam.
  • the heat exchanger 1 also comprises two collecting boxes 3 or water boxes, a manifold 3 being disposed at each end of the tubes 2. These manifolds 3 each comprise a header plate 4 and a cap 8 coming to cover the header plate 4 and close the manifold 3. These manifolds 3 allow the collection and / or distribution of the first heat transfer fluid so that it circulates in the tubes 2.
  • the header plate 4 is sealingly connected between the manifold 3 and the bundle of tubes 2.
  • the header plate 4 may be of generally rectangular shape.
  • the collector plate 4 also comprises a multitude of orifices 40 having a shape corresponding to the shape of the section of the tubes 2 and adapted to receive the ends of the tubes 2.
  • the collector plate 4 also comprises a flared collar 42 at each orifice 40.
  • flared collar 42 is meant that at the level of the orifices 40, the wall of the collector plate 4 is flared so that the flared collar 42 has an opening 42a interior, opening inside the manifold 3, larger size at an outer opening 42b, opening out of the manifold 3.
  • the inner opening 42a and the outer opening 42b are particularly visible in Figures 4a and 4b.
  • the flared collars 42 are preferably made to point inwardly of the bundle of tubes 2, as shown in Figures 2 to 4c.
  • the flared collars 42 may advantageously be made of material with the collector plate 4 and may for example be formed at the same time as the orifices 40 by stamping.
  • the flared collars 42 define a spacing 43 between the end of the tubes 2 and the collector plate 4 at each orifice 40. This spacing 43 is filled at least partially by a polymerized elastomer seal 5 in order to ensure the tightness of the collector box.
  • Each gap 43 is preferably filled at least partially by an independent polymerized elastomer seal.
  • the distance d (see Figure 4a) between the outer wall of the tube 2 and the wall of the collector plate 4 at the inner opening 42a is preferably between 0.8 and 2mm.
  • the distance from (see Figure 4a) between the outer wall of the tube 2 and the wall of the collector plate 4 at the outer opening 42b is preferably between 0.1 and 0.5mm.
  • the height h (see Figure 4a) Flared collars 42, that is to say the depth of the spacing 43 closest to the tubes 2 can be between 3 and 5mm.
  • the elastomer of the polymerized elastomer seal 5 is preferably selected from silicone or acrylic elastomers and may be polymerizable by various methods such as thermal or ultraviolet polymerization.
  • the use of a polymerized elastomer seal 5 ensures a good seal because the polymerization is performed after its introduction. Thus the elastomer takes the form of the spacing 43.
  • the polymerized elastomer seal 5 does not apply or few compression stresses on the walls of the tube 2, which prevents the latter from having its reduced section under the pressure of the seal and therefore that decreases the seal. It is thus possible to use tubes 2 whose walls are thinner, and therefore having a better thermal conductivity than a heat exchanger using a compressible seal. The reduction in thickness also makes it possible to reduce the mass of the exchanger and its cost price.
  • the ends of the tubes 2 may also have a flare 20. This flaring 20 of the ends of the tubes 2 blocks the tubes 2 in translation and prevents the tubes 2 can come out of the orifices
  • This form of flaring also makes it possible to work the polymerizable joint preferentially in compression rather than in shear, more severe stress for bonded bonds.
  • This flaring 20 of the ends of the tubes 3 can be made around the entire periphery of the end of the tubes 2, conforming to the shape of the flared collars 42, as illustrated in FIG. 3, or it can be local and only concern one portion of the periphery of the end of the tubes 2
  • the present invention also relates to a method of manufacturing a heat exchanger 1 as illustrated in Figures 4a to 4c.
  • the heat exchanger 1 comprises:
  • a bundle of tubes 2 comprising a multitude of tubes 2 arranged parallel to one another, and
  • each manifold 3 comprises a manifold plate 4 and said manifold plate 4 comprising orifices 40 inside which the ends of the tubes 2 are introduced.
  • the manufacturing method comprises the following steps:
  • the introduction of the elastomer within the spacing 43 can in particular be carried out by an automated mechanical arm, provided with an injector and which individually fills the different spacings 43 along the contour of the ends of the tubes 2.
  • the polymerization step of the elastomer can be carried out, depending on the elastomer used, by a heat treatment or else by an ultraviolet treatment.
  • the elastomer is preferably chosen from elastomers of silicone or acrylic type.
  • the manufacturing method may also include an additional step of flaring the ends of the tubes 2 as shown in Figure 4c.
  • This flaring step of the ends of the tubes 2 is performed between the step of placing the elastomer and the polymerization step.
  • This flaring of the ends of the tubes 3 can be made over the entire periphery of the end of the tubes 2 as illustrated in particular in Figure 3, or it may be local and only concern a portion of the periphery of the end of the tubes 2.
  • the heat exchanger 1 according to the invention allows to have a good seal at the connection between the tubes 2 and the collector plates while avoiding the use of a compressible seal.
  • This sealed bonding technique is of great interest in the sense that it can be used for all technologies for producing exchangers, whether mechanical or brazed, it proposes a standardized common solution.

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Abstract

La présente invention concerne un échangeur de chaleur (1) comprenant : - un faisceau de tubes (2) comportant une multitude de tubes (2) disposés parallèlement les uns aux autres, - deux boites collectrices (3), une boite collectrice (3) étant disposée de chaque côté du faisceau de tubes (2), chaque boite collectrice (3) comportant une plaque collectrice (4), ladite plaque collectrice (4) comprenant des orifices (40) à l'intérieur desquels sont introduits les extrémités des tubes (2), la plaque collectrice (4) comporte un collet évasé (42) au niveau de chaque orifice (40), lesdits collets évasés (42) définissant un espacement (43) entre l'extrémité du tube (2) et la plaque collectrice (4) au niveau de chaque orifice (40), chaque espacement (43) étant comblé au moins partiellement par un joint d'élastomère polymérisé (5).

Description

Échangeur de chaleur et procédé de fabrication associé.
L'invention concerne un échangeur de chaleur, en particulier pour véhicule automobile, et son procédé de fabrication.
Elle concerne plus particulièrement un échangeur de chaleur du type comprenant une multitude de tubes entre lesquels sont insérées des entretoises. Les tubes sont généralement des tubes de section ovale ou oblongue, définie par un grand axe et un petit axe, et ayant des extrémités introduites dans des orifices d'une plaque collectrice. Il existe principalement deux types d'échangeurs de chaleur, les échangeurs de chaleur mécaniques, où les différents éléments formant l'échangeur sont fixés mécaniquement entre eux, par exemple par sertissage, et les échangeurs de chaleur brasés où les différents éléments formant l'échangeur sont fixés entre eux par brasage.
Dans le cas d'un échangeur de chaleur brasé la liaison entre les tubes et la plaque collectrice est rigide et ne peut pas compenser les phénomènes de dilatation et de rétractation liés aux variations de température lors de son utilisation. Au fil du temps ces liaisons s'affaiblissent et des ruptures ou fuites peuvent apparaître.
Dans le cas d'un échangeur de chaleur mécanique, l'étanchéité entre la plaque collectrice et les extrémités des tubes est réalisée par un joint compressible. Ce même joint permet d'absorber les phénomènes de dilatation et de rétractation liés aux variations de température lors de l'utilisation de l'échangeur de chaleur. Cependant, les tubes doivent pouvoir résister à la pression exercée par le joint et donc lesdits tubes doivent être suffisamment épais, ce qui malheureusement peut nuire à la performance des échanges thermiques et engendrer un coût néfaste à sa compétitivité. Un des buts de la présente invention est donc de remédier au moins partiellement aux inconvénients de l'art antérieur et de proposer un échangeur de chaleur amélioré et son procédé de fabrication. La présente invention concerne donc un échangeur de chaleur comprenant :
° un faisceau de tubes comportant une multitude de tubes disposés parallèlement les uns aux autres,
0 deux boites collectrices, une boite collectrice étant disposée de chaque côté du faisceau de tubes, chaque boite collectrice comportant une plaque collectrice, ladite plaque collectrice comprenant des orifices à l'intérieur desquels sont introduits les extrémités des tubes,
la plaque collectrice comportant un collet évasé au niveau de chaque orifice, lesdits collets évasés définissant un espacement entre l'extrémité du tube et la plaque collectrice au niveau de chaque orifice, chaque espacement étant comblé au moins partiellement par un joint d'élastomère polymérisé.
L'utilisation d'un joint d'élastomère polymérisé permet d'assurer une bonne étanchéité du fait que la polymérisation est réalisée après sa mise en place. Ainsi l'élastomère prend la forme de l'espacement. De plus, le joint élastomère polymérisé n'applique pas ou peu de contraintes de compression sur les parois du tube ce qui évite que ce dernier ne voit sa section réduite sous la pression du joint et donc que cela diminue l'étanchéité. Il est ainsi possible d'utiliser des tubes dont les parois sont plus fines, et donc ayant une meilleure conductivité thermique qu'un échangeur de chaleur utilisant un joint compressible. La réduction d'épaisseur permet aussi de réduire la masse de Γ échangeur et son prix de revient.
Selon un aspect de l'invention, les collets évasés sont réalisés de façon à pointer vers l'intérieur du faisceau de tubes. Selon un autre aspect de l'invention, chaque espacement est comblé au moins partiellement par un joint d'élastomère polymérisé indépendant.
Selon un autre aspect de l'invention, l'élastomère du joint d'élastomère polymérisé est choisi parmi les élastomères de type silicone ou acrylique.
Selon un autre aspect de l'invention, les collets évasés présentent respectivement une ouverture intérieure débouchant à l'intérieur de la boite collectrice, et une ouverture extérieure débouchant à l'extérieur de la boite collectrice, ladite ouverture intérieure étant de dimension supérieure à ladite ouverture extérieure.
Selon un autre aspect de l'invention, la distance entre la paroi extérieure du tube et la paroi de la plaque collectrice au niveau de l'ouverture intérieure est comprise entre 0,8 et 2mm et la distance entre la paroi extérieure du tube et la paroi de la plaque collectrice au niveau de l'ouverture extérieure est comprise entre 0,1 et 0,5mm.
Selon un autre aspect de l'invention, les extrémités des tubes présentent un évasement. Selon un autre aspect de l'invention, le faisceau de tubes comporte des entretoises disposées entre les tubes, lesdites entretoises étant des intercalaires brasés avec les tubes de sorte à former ledit faisceau de tubes.
La présente invention concerne également un procédé de fabrication d'un échangeur de chaleur comprenant :
° un faisceau de tubes comportant une multitude de tubes disposés parallèlement les uns aux autres, et
0 deux boites collectrices, une boite collectrice étant disposée de chaque côté du faisceau de tubes, chaque boite collectrice comportant une plaque collectrice, ladite plaque collectrice comprenant des orifices à l'intérieur desquels sont introduites les extrémités des tubes,
ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
° formation de collets évasés au niveau des orifices des plaques collectrices, 0 insertion des extrémités des tubes dans lesdits collets évasés,
0 mise en place d'un élastomère de sorte à combler au moins partiellement l'espacement entre les extrémités des tubes et la plaque collectrice, 0 polymérisation dudit élastomère de sorte à former un joint d'élastomère polymérisé.
Selon un aspect du procédé selon l'invention, ledit procédé de fabrication comporte une étape supplémentaire d'évasement des extrémités des tubes entre l'étape de mise en place de l'élastomère et l'étape de polymérisation, ce qui augmente fortement la tenue mécanique de l'assemblage.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels :
• la figure 1 montre une représentation schématique d'un échangeur de chaleur, · la figure 2 montre une représentation schématique en perspective et en coupe de la liaison entre un tube et la plaque collectrice selon un premier mode de réalisation,
• la figure 3 montre une représentation schématique en perspective et en coupe de la liaison entre un tube et la plaque collectrice selon un deuxième mode de réalisation,
• les figures 4a à 4c montrent des représentations schématiques en coupe de la liaison entre des tubes et la plaque collectrice selon différentes étapes du procédé de fabrication. Les éléments identiques sur les différentes figures, portent les mêmes références.
Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s'appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées ou interchangées pour fournir d'autres réalisations.
Dans la présente description on peut indexer certains éléments ou paramètres, comme par exemple premier élément ou deuxième élément ainsi que premier paramètre et deuxième paramètre ou encore premier critère et deuxième critère etc. Dans ce cas, il s'agit d'un simple indexage pour différencier et dénommer des éléments ou paramètres ou critères proches mais non identiques. Cette indexation n'implique pas une priorité d'un élément, paramètre ou critère par rapport à un autre et on peut aisément interchanger de telles dénominations sans sortir du cadre de la présente description. Cette indexation n'implique pas non plus un ordre dans le temps par exemple pour apprécier tels ou tels critères.
La figure 1 montre un échangeur de chaleur 1 comprenant un faisceau formé d'une multitude de tubes 2 à l'intérieur desquels peut circuler un premier fluide caloporteur. Les tubes 2 sont disposés parallèlement entre eux. Entre les tubes 2, sont disposées des entretoises 6 qui agissent comme perturbateur et augmentent la surface d'échange thermique avec un deuxième fluide caloporteur passant entre les tubes 2.
Les tubes 2 et les entretoises 6 sont généralement réalisés en métal et plus particulièrement en aluminium. Les tubes 2 et les entretoises 6 forment le faisceau et peuvent être fixés entre eux mécaniquement. Dans ce cas, les entretoises 6 (aussi appelées intercalaires) sont également appelées ailettes. Les ailettes sont généralement des plaques superposées et placées perpendiculairement aux tubes 2. Les ailettes comportent des orifices dans lesquels sont insérés et fixés les tubes 2. La fixation des tubes 2 est dite mécanique, par exemple par élargissement des tubes 2 au moyen d'une olive de taille supérieure à celle des tubes 2 qui est insérée dans les tubes 2 afin d'augmenter leur taille, puis retirée. On parle alors de faisceau mécanique dont les tubes sont expansés dans les ailettes.
A contrario, les tubes 2 et les entretoises 6 formant le faisceau 2 peuvent être fixés entre eux par brasage. Dans ce cas, les entretoises 6 peuvent être ce que l'on appelle des intercalaires. Ces intercalaires 6 sont par exemple des bandes ondulées ou crénelées, placées entre les tubes 2 et fixées auxdits tubes 2 par brasage. On parle alors de faisceau brasé.
L'échangeur de chaleur 1 comporte également deux boites collectrices 3 ou boites à eau, une boite collectrice 3 étant disposée à chaque extrémité des tubes 2. Ces boites collectrices 3 comportent chacun une plaque collectrice 4 et un capot 8 venant recouvrir la plaque collectrice 4 et refermer la boite collectrice 3. Ces boites collectrices 3 permettent la collecte et/ou la distribution du premier fluide caloporteur afin qu'il circule dans les tubes 2.
Comme le montre la figure 2, la plaque collectrice 4 fait la liaison de façon étanche entre la boite collectrice 3 et le faisceau de tubes 2. La plaque collectrice 4 peut être de forme générale rectangulaire. La plaque collectrice 4 comporte également une multitude d'orifices 40 ayant une forme correspondante à la forme de la section des tubes 2 et propres à recevoir les extrémités des tubes 2.
La plaque collectrice 4 comporte également un collet évasé 42 au niveau de chaque orifice 40. Par collet évasé 42 on entend qu'au niveau des orifices 40, la paroi de la plaque collectrice 4 est évasée de sorte que le collet évasé 42 présente une ouverture intérieure 42a, débouchant à l'intérieur de la boite collectrice 3, de dimension supérieure à une ouverture extérieure 42b, débouchant à l'extérieur de la boite collectrice 3. L'ouverture intérieure 42a et l'ouverture extérieure 42b sont notamment visibles sur les figures 4a et 4b.
Les collets évasés 42 sont de préférence réalisés de façon à pointer vers l'intérieur du faisceau de tubes 2, comme illustré sur les figures 2 à 4c.
Les collets évasés 42 peuvent avantageusement venir de matière avec la plaque collectrice 4 et être par exemple formés en même temps que les orifices 40 par emboutissage. Les collets évasés 42 définissent un espacement 43 entre l'extrémité des tubes 2 et la plaque collectrice 4 au niveau de chaque orifice 40. Cet espacement 43 est comblé au moins partiellement par un joint d'élastomère polymérisé 5 afin d'assurer l'étanchéité de la boite collectrice.
Chaque espacement 43 est de préférence comblé au moins partiellement par un joint d'élastomère polymérisé 5 indépendant.
Au niveau des collets évasés 42, la distance d (voir figure 4a) entre la paroi extérieure du tube 2 et la paroi de la plaque collectrice 4 au niveau de l'ouverture intérieure 42a est de préférence comprise entre 0,8 et 2mm. La distance d' (voir figure 4a) entre la paroi extérieure du tube 2 et la paroi de la plaque collectrice 4 au niveau de l'ouverture extérieure 42b est quant à elle de préférence comprise entre 0,1 et 0,5mm. La hauteur h (voir figure 4a) des collets évasés 42, c'est-à-dire la profondeur de l'espacement 43 au plus proche des tubes 2 peut quant à elle être comprise entre 3 et 5mm. Ces valeurs permettent de définir un espacement 43 suffisant pour l'insertion et la polymérisation du joint d'élastomère polymérisé 5.
L'élastomère du joint d'élastomère polymérisé 5 est de préférence choisi parmi les élastomères de type silicone ou acrylique et peut être polymérisable selon diverses méthodes comme une polymérisation par traitement thermique ou par ultraviolet. L'utilisation d'un joint d'élastomère polymérisé 5 permet d'assurer une bonne étanchéité du fait que la polymérisation est réalisée après sa mise en place. Ainsi l'élastomère prend la forme de l'espacement 43. De plus, le joint élastomère polymérisé 5 n'applique pas ou peu de contraintes de compression sur les parois du tube 2 ce qui évite que ce dernier ne voit sa section réduite sous la pression du joint et donc que cela diminue l'étanchéité. Il est ainsi possible d'utiliser des tubes 2 dont les parois sont plus fines, et donc ayant une meilleure conductivité thermique qu'un échangeur de chaleur utilisant un joint compressible. La réduction d'épaisseur permet aussi de réduire la masse de Γ échangeur et son prix de revient.
Comme le montre la figure 3, les extrémités des tubes 2 peuvent également présenter un évasement 20. Cet évasement 20 des extrémités des tubes 2 bloque les tubes 2 en translation et permet d'éviter que les tubes 2 ne puissent ressortir des orifices
40 des plaques collectrices 4.
Cette forme d'évasement permet aussi de faire travailler le joint polymérisable de manière préférentielle en compression plutôt qu'en cisaillement, sollicitation plus sévère pour les liaisons collées.
Cet évasement 20 des extrémités des tubes 3 peut être réalisé sur toute la périphérie de l'extrémité des tubes 2, épousant la forme des collets évasés 42, comme illustré à la figure 3, ou bien il peut être local et ne concerner qu'une portion de la périphérie de l'extrémité des tubes 2
La présente invention concerne également un procédé de fabrication d'un échangeur de chaleur 1 comme illustré aux figures 4a à 4c. Comme décrit précédemment, l'échangeur de chaleur 1 comporte :
° un faisceau de tubes 2 comportant une multitude de tubes 2 disposés parallèlement les uns aux autres, et
0 deux boites collectrices 3, une boite collectrice 3 étant disposée de chaque côtés du faisceau de tubes 2. Chaque boite collectrice 3 comporte une plaque collectrice 4 et ladite plaque collectrice 4 comprenant des orifices 40 à l'intérieur desquels sont introduites les extrémités des tubes 2, Le procédé de fabrication comporte les étapes suivantes :
0 formation de collets évasés 42 au niveau des orifices 40 des plaques collectrices 4,
° insertion des extrémités des tubes 2 dans lesdits collets évasés 42, comme illustré à la figure 4 a,
0 mise en place d'un élastomère de sorte à combler au moins partiellement l'espacement 43 entre les extrémités des tubes 2 et la plaque collectrice 4, comme illustré par la figure 4b,
0 polymérisation dudit élastomère de sorte à former un joint d'élastomère polymérisé 5.
La mise en place de l'élastomère au sein de l'espacement 43 peut notamment être réalisée par un bras mécanique automatisé, muni d'un injecteur et qui vient combler individuellement les différents espacements 43 en suivant le contour des extrémités des tubes 2.
L'étape de polymérisation de l'élastomère peut être réalisée, selon l'élastomère utilisé, par un traitement thermique ou bien par un traitement ultraviolet. Comme décrit précédemment, l'élastomère est choisi de préférence parmi les élastomères de type silicone ou acrylique.
Le procédé de fabrication peut également comporter une étape supplémentaire d'évasement des extrémités des tubes 2 comme illustré à la figure 4c. Cette étape d'évasement des extrémités des tubes 2 est réalisée entre l'étape de mise en place de l'élastomère et l'étape de polymérisation. Cet évasement des extrémités des tubes 3 peut être réalisé sur toute la périphérie de l'extrémité des tubes 2 comme illustré notamment à la figure 3, ou bien il peut être local et ne concerner qu'une portion de la périphérie de l'extrémité des tubes 2. Ainsi, on voit bien que l'échangeur thermique 1 selon l'invention, permet d'avoir une bonne étanchéité au niveau de la liaison entre les tubes 2 et les plaques collectrices tout en évitant l'utilisation d'un joint compressible.
Cette technique de liaison étanche a un grand intérêt dans le sens où elle peut être utilisable pour toutes les technologies de réalisation des échangeurs, que ce soit mécanique ou brasé, elle propose une solution commune standardisée.

Claims

REVENDICATIONS
Échangeur de chaleur (1) comprenant :
° un faisceau de tubes (2) comportant une multitude de tubes (2) disposés parallèlement les uns aux autres,
0 deux boites collectrices (3), une boite collectrice (3) étant disposée de chaque côté du faisceau de tubes (2), chaque boite collectrice (3) comportant une plaque collectrice (4), ladite plaque collectrice (4) comprenant des orifices (40) à l'intérieur desquels sont introduits les extrémités des tubes (2), caractérisé en ce que la plaque collectrice (4) comporte un collet évasé (42) au niveau de chaque orifice (40), lesdits collets évasés (42) définissant un espacement (43) entre l'extrémité du tube (2) et la plaque collectrice (4) au niveau de chaque orifice (40), chaque espacement (43) étant comblé au moins partiellement par un joint d'élastomère polymérisé (5).
Échangeur de chaleur (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les collets évasés (42) sont réalisés de façon à pointer vers l'intérieur du faisceau de tubes (2).
Échangeur de chaleur (1) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que chaque espacement (43) est comblé au moins partiellement par un joint d'élastomère polymérisé (5) indépendant.
Échangeur de chaleur (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élastomère du joint d'élastomère polymérisé (5) est choisi parmi les élastomères de type silicone ou acrylique. Échangeur de chaleur (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les collets évasés (42) présentent respectivement une ouverture intérieure (42a) débouchant à l'intérieur de la boite collectrice (3), et une ouverture extérieure (42b) débouchant à l'extérieur de la boite collectrice (3), ladite ouverture intérieure (43 a) étant de dimension supérieure à ladite ouverture extérieure (42b).
Échangeur de chaleur (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la distance (d) entre la paroi extérieure du tube (2) et la paroi de la plaque collectrice (4) au niveau de l'ouverture intérieure (42a) est comprise entre 0,8 et 2mm et que la distance (d' ) entre la paroi extérieure du tube (2) et la paroi de la plaque collectrice (4) au niveau de l'ouverture extérieure (42b) est comprise entre 0,1 et 0,5mm.
Échangeur de chaleur (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les extrémités des tubes (2) présentent un évasement (20).
Échangeur de chaleur (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le faisceau de tubes (2) comporte des entretoises (6) disposées entre les tubes (2), lesdites entretoises (6) étant des intercalaires brasés avec les tubes (2) de sorte à former ledit faisceau de tubes (2).
Procédé de fabrication d'un échangeur de chaleur (1) comprenant :
° un faisceau de tubes (2) comportant une multitude de tubes (2) disposés parallèlement les uns aux autres, et
0 deux boites collectrices (3), une boite collectrice (3) étant disposée de chaque côtés du faisceau de tubes (2), chaque boite collectrice (3) comportant une plaque collectrice (4), ladite plaque collectrice (4) comprenant des orifices (40) à l'intérieur desquels sont introduites les extrémités des tubes (2),
ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
0 formation de collets évasés (42) au niveau des orifices (40) des plaques collectrices (4),
° insertion des extrémités des tubes (2) dans lesdits collets évasés (42),
0 mise en place d'un élastomère de sorte à combler au moins partiellement l'espacement (43) entre les extrémités des tubes (2) et la plaque collectrice
(4),
0 polymérisation dudit élastomère de sorte à former un joint d'élastomère polymérisé (5).
10. Procédé de fabrication selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte une étape supplémentaire d'évasement des extrémités des tubes (2) entre l'étape de mise en place de l'élastomère et l'étape de polymérisation.
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