FR3056731A1 - COLLECTOR PLATE, HEAT EXCHANGER AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne une plaque collectrice (4) d'une boite collectrice (3) destinée à être disposée au sein d'un échangeur de chaleur (1), ladite plaque collectrice (4) comportant des orifices (40) d'insertion destinés à recevoir des extrémités de tubes (2), lesdits orifices (40) étant bordés par des premiers collets (42i,42e) comprenant des parois périphériques destinées à encercler la paroi des extrémités des tubes (2), lesdits premiers collets (42i,42e) formant des premiers collets internes (42i), dont la paroi périphérique est destinée à faire saillie vers l'intérieur de la boite collectrice (3), et des premiers collets externes (42e), dont la paroi périphérique est destinée à faire saillie vers l'extérieur de la boite collectrice (3), lesdits premiers collets externes (42e) et internes (42i) étant disposés en alternance sur la plaque collectrice (4). L'invention concerne également un échangeur de chaleur et son procédé de fabrication associé.The present invention relates to a collector plate (4) of a collector box (3) intended to be disposed within a heat exchanger (1), said collector plate (4) having insertion orifices (40) for receiving tube ends (2), said orifices (40) being bordered by first collars (42i, 42e) comprising peripheral walls for encircling the wall of the ends of the tubes (2), said first collars (42i, 42e) ) forming first internal collars (42i), whose peripheral wall is intended to protrude inwardly of the collector box (3), and first external collars (42e), whose peripheral wall is intended to protrude towards the outside of the manifold (3), said first outer collars (42e) and inner (42i) being arranged alternately on the collector plate (4). The invention also relates to a heat exchanger and its associated manufacturing method.
Description
(57) La présente invention concerne une plaque collectrice (4) d'une boite collectrice (3) destinée à être disposée au sein d'un échangeur de chaleur (1), ladite plaque collectrice (4) comportant des orifices (40) d'insertion destinés à recevoir des extrémités de tubes (2), lesdits orifices (40) étant bordés par des premiers collets (42i,42e) comprenant des parois périphériques destinées à encercler la paroi des extrémités des tubes (2), lesdits premiers collets (42i,42e) formant des premiers collets internes (42i), dont la paroi périphérique est destinée à faire saillie vers l'intérieur de la boite collectrice (3), et des premiers collets externes (42e), dont la paroi périphérique est destinée à faire saillie vers l'extérieur de la boite collectrice (3), lesdits premiers collets externes (42e) et internes (42i) étant disposés en alternance sur la plaque collectrice (4).(57) The present invention relates to a manifold plate (4) of a manifold box (3) intended to be disposed within a heat exchanger (1), said manifold plate (4) having orifices (40) d insert intended to receive the ends of tubes (2), said orifices (40) being bordered by first collars (42i, 42e) comprising peripheral walls intended to encircle the wall of the ends of tubes (2), said first collars ( 42i, 42e) forming first internal collars (42i), the peripheral wall of which is intended to project towards the inside of the manifold (3), and first external collars (42e), the peripheral wall of which is intended to protruding outwards from the manifold (3), said first external (42e) and internal (42i) collars being arranged alternately on the collector plate (4).
L'invention concerne également un échangeur de chaleur et son procédé de fabrication associé.The invention also relates to a heat exchanger and its associated manufacturing method.
ί 40ί 40
Plaque collectrice, échangeur de chaleur et procédé de fabrication associé.Collector plate, heat exchanger and associated manufacturing process.
L'invention concerne un échangeur de chaleur, en particulier pour véhicule automobile, et son procédé de fabrication.The invention relates to a heat exchanger, in particular for a motor vehicle, and its manufacturing process.
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. Les plaques collectrices sont recouvertes d'un capot de sorte à former une boite 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.It relates more particularly to a heat exchanger of the type comprising a multitude of tubes between which spacers are inserted. The tubes are generally tubes of oval or oblong section, defined by a major axis and a minor axis, and having ends introduced into the orifices of a manifold plate. The collector plates are covered with a cover so as to form a collector box. There are mainly two types of heat exchangers, mechanical heat exchangers, where the different elements forming the exchanger are mechanically fixed together, for example by crimping, and brazed heat exchangers where the different elements forming the exchanger are fixed together by brazing.
Lorsque la fixation et l'étanchéité des tubes avec les plaques collectrices est de type mécanique, les plaques collectrices comportent des collets faisant saillie vers l'extérieur des boites collectrices et formés généralement par emboutissage, dans lesquels sont insérés les tubes. L'étanchéité est assurée par un joint compressible placé entre les tubes et les collets.When the fixing and sealing of the tubes with the collector plates is of the mechanical type, the collector plates comprise collars projecting towards the outside of the collector boxes and generally formed by stamping, into which the tubes are inserted. Sealing is ensured by a compressible seal placed between the tubes and the collars.
Cependant, du fait de la présence de ces collets, le pas entre deux tubes le long de la plaque collectrice ne peut être inférieur à une certaine limite. Par exemple, pour une plaque collectrice avec une épaisseur de 1mm, des tubes d'une épaisseur de 3,5mm au niveau des collets, et un joint d'une épaisseur de 0,7mm, le pas minimum entre deux tubes ne peut être que de :However, due to the presence of these collars, the pitch between two tubes along the collector plate cannot be less than a certain limit. For example, for a header plate with a thickness of 1mm, tubes with a thickness of 3.5mm at the collars, and a joint with a thickness of 0.7mm, the minimum pitch between two tubes can only be from:
3,5+(0,7x2)+(lx2)+0,5= 7,4mm.3.5+ (0.7x2) + (lx2) + 0.5 = 7.4mm.
Cela est dû au fait qu'il est nécessaire d'avoir un jeu de 0,5mm entre deux collets du fait de la matrice d'emboutissage.This is due to the fact that it is necessary to have a clearance of 0.5mm between two collars due to the stamping die.
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.One of the aims of the present invention is therefore to at least partially remedy the drawbacks of the prior art and to propose an improved heat exchanger and its manufacturing process.
La présente invention concerne donc une plaque collectrice d'une boite collectrice destinée à être disposée au sein d'un échangeur de chaleur, ladite plaque collectrice comportant des orifices d'insertion destinés à recevoir des extrémités de tubes, lesdits orifices étant bordés par des premiers collets comprenant des parois périphériques destinées à encercler la paroi des extrémités des tubes, lesdits premiers collets formant des premiers collets internes, dont la paroi périphérique est destinée à faire saillie vers l'intérieur de la boite collectrice, et des premiers collets externes, dont la paroi périphérique est destinée à faire saillie vers l'extérieur de la boite collectrice, lesdits premiers collets externes et internes étant disposés en alternance sur la plaque collectrice.The present invention therefore relates to a collector plate of a collector box intended to be disposed within a heat exchanger, said collector plate comprising insertion orifices intended to receive ends of tubes, said orifices being bordered by first collars comprising peripheral walls intended to encircle the wall of the ends of the tubes, said first collars forming first internal collars, the peripheral wall of which is intended to project towards the inside of the manifold, and first external collars, whose peripheral wall is intended to project outwardly from the manifold, said first external and internal collars being arranged alternately on the manifold plate.
Le fait que les plaques collectrices comportent des premiers collets internes et des premiers collets externes en alternance permet d'avoir une distance réduite entre deux tubes et donc un pas de tube réduit. H est ainsi possible d'augmenter le nombre de tubes sur une même plaque collectrice et donc d'augmenter le nombre de tubes dans un même faisceau de tubes. Cela permet ainsi d'augmenter la surface d'échange de l’échangeur de chaleur et donc d'augmenter ses performances.The fact that the collector plates comprise first internal collars and first external collars alternately makes it possible to have a reduced distance between two tubes and therefore a reduced tube pitch. It is thus possible to increase the number of tubes on the same collector plate and therefore to increase the number of tubes in the same tube bundle. This therefore increases the heat exchanger’s exchange surface and therefore increases its performance.
Selon un aspect de l'invention, le pas entre deux premiers collets est compris entre 5 et 7,4mm, de préférence entre 5,5 et 7,1mm.According to one aspect of the invention, the pitch between two first collars is between 5 and 7.4mm, preferably between 5.5 and 7.1mm.
La présente invention concerne également un échangeur de chaleur comprenant :The present invention also relates to a heat exchanger comprising:
° un faisceau de tubes comportant une multitude de tubes disposés parallèlement les uns aux autres, ° deux boites collectrices, une boite collectrice étant disposée de chaque côté du faisceau de tubes, chaque boite collectrice comportant une plaque collectrice selon l'une des revendications précédentes.° a bundle of tubes comprising a multitude of tubes arranged parallel to each other, ° two manifolds, a manifold being disposed on each side of the bundle of tubes, each manifold comprising a manifold plate according to one of the preceding claims.
Selon un aspect de l'invention, l'échangeur de chaleur comporte au moins un joint d'étanchéité compressible formant des deuxièmes collets internes contre une face externe des premiers collets internes et des deuxièmes collets externes contre une face interne des premiers collets externes.According to one aspect of the invention, the heat exchanger comprises at least one compressible seal forming second internal collars against an external face of the first internal collars and second external collars against an internal face of the first external collars.
Selon un autre aspect de l'invention, l'échangeur de chaleur comporte un joint d'étanchéité unique par boite collectrice, ledit joint d'étanchéité étant plaqué sur la face interne de la plaque collectrice, et, au niveau des orifices, ledit joint d'étanchéité forme le deuxième collet interne contre la face externe des premiers collets internes, recouvre l'extrémité faisant saillie de la paroi des premiers collets internes, longe la face interne de la plaque collectrice pour rejoindre les premiers collets externes et former le deuxième collet externe contre la face interne desdits premiers collets externes.According to another aspect of the invention, the heat exchanger comprises a single seal per collector box, said seal being pressed against the internal face of the collector plate, and, at the orifices, said seal seal forms the second internal collar against the external face of the first internal collars, covers the protruding end of the wall of the first internal collars, runs along the internal face of the collector plate to join the first external collars and form the second collar external against the internal face of said first external collars.
Selon un autre aspect de l'invention, les extrémités des tubes comportent un premier évasement de sorte à comprimer les deuxièmes collets du au moins un joint d'étanchéité au sein des premiers collets.According to another aspect of the invention, the ends of the tubes have a first flare so as to compress the second collars of the at least one seal within the first collars.
Selon un autre aspect de l'invention, les extrémités des tubes insérées dans les premiers collets externes comportent un deuxième évasement de blocage réalisé sur la partie desdits tubes dépassant desdits premiers collets externes.According to another aspect of the invention, the ends of the tubes inserted in the first external collars comprise a second blocking flare produced on the part of said tubes projecting from said first external collars.
La présente invention concerne également un procédé de fabrication d'un échangeur de chaleur comprenant :The present invention also relates to a method of manufacturing a heat exchanger comprising:
° un faisceau de tubes comportant une multitude de tubes disposés parallèlement les uns aux autres, et ° 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 :° a bundle of tubes comprising a multitude of tubes arranged parallel to each other, and ° two manifolds, a manifold being disposed on each side of the bundle of tubes, each manifold comprising a manifold plate, said manifold plate comprising orifices inside which the ends of the tubes are introduced, said method comprising the following steps:
° formation en alternance des premiers collets internes et des premiers collets externes des plaques collectrices, ° mise en place d'au moins un joint d'étanchéité compressible de sorte à former des deuxièmes collets internes contre la face externe des premiers collets internes et des deuxième collets externes contre la face interne des premiers collets externes, ° insertion des extrémités des tubes dans les premiers collets internes et les premiers collets externes, ° réalisation d'un premier évasement des extrémités des tubes de sorte à comprimer le au moins un joint d'étanchéité.° alternating formation of the first internal collars and the first external collars of the collector plates, ° placement of at least one compressible seal so as to form second internal collars against the external face of the first internal collars and of the second external collars against the internal face of the first external collars, ° insertion of the ends of the tubes into the first internal collars and the first external collars, ° realization of a first flaring of the ends of the tubes so as to compress the at least one joint of sealing.
Selon un aspect du procédé selon l'invention, ledit procédé de fabrication comporte une étape supplémentaire de réalisation d'un deuxième évasement de blocage des extrémités des tubes insérées dans les premiers collets externes.According to one aspect of the method according to the invention, said manufacturing method comprises an additional step of producing a second flaring blocking the ends of the tubes inserted in the first external collars.
Selon un autre aspect du procédé selon l'invention, l'étape de formation en alternance des premiers collets internes et des premiers collets externes est réalisée par emboutissage.According to another aspect of the method according to the invention, the step of alternately forming the first internal collars and the first external collars is carried out by stamping.
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 :Other characteristics and advantages of the invention will appear more clearly on reading the following description, given by way of illustrative and nonlimiting example, and the appended drawings among which:
• la figure 1 montre une représentation schématique d'un échangeur de chaleur, • la figure 2 montre une présentation schématique en perspective et en coupe de la plaque collectrice, • les figures 3a à 3e montrent des représentations schématiques en coupe de la liaison entre des tubes et la plaque collectrice selon différentes étapes du procédé de fabrication.• Figure 1 shows a schematic representation of a heat exchanger, • Figure 2 shows a schematic presentation in perspective and in section of the header plate, • Figures 3a to 3e show schematic representations in section of the connection between tubes and the collector plate according to different stages of the manufacturing process.
Les éléments identiques sur les différentes figures, portent les mêmes références.Identical elements in the different figures have the same references.
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.The following embodiments are examples. Although the description refers to one or more embodiments, this does not necessarily mean that each reference relates to the same embodiment, or that the characteristics apply only to a single embodiment. Simple features of different embodiments can also be combined or interchanged to provide other embodiments.
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.In the present description, it is possible to index certain elements or parameters, such as for example first element or second element as well as first parameter and second parameter or else first criterion and second criterion etc. In this case, it is a simple indexing to differentiate and name elements or parameters or criteria that are similar but not identical. This indexing does not imply a priority of an element, parameter or criterion over another and one can easily interchange such names without departing from the scope of this description. This indexing does not imply an order in time for example to assess such or such criteria.
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 (aussi nommées intercalaires) qui agissent comme perturbateur et augmentent la surface d'échange thermique avec un deuxième fluide caloporteur passant entre les tubes 2. Les tubes 2 ont une section de forme oblongue qui peut être définie selon deux axes de longueur différente. Les tubes 2 ont une largeur correspondant à l'axe le plus long de la forme oblongue de leur section, et une épaisseur correspondant à l'axe le plus court de la forme oblongue de leur section.FIG. 1 shows a heat exchanger 1 comprising a bundle formed by a multitude of tubes 2 inside which a first heat transfer fluid can circulate. The tubes 2 are arranged parallel to each other. Between the tubes 2 are placed spacers 6 (also called spacers) which act as a disturbance and increase the heat exchange surface with a second heat transfer fluid passing between the tubes 2. The tubes 2 have an oblong section which can be defined along two axes of different length. The tubes 2 have a width corresponding to the longest axis of the oblong shape of their section, and a thickness corresponding to the shortest axis of the oblong shape of their section.
Les tubes 2 et les entretoises 6 sont généralement réalisés dans des matériaux métalliques. Les tubes 2 et les entretoises 6 forment le faisceau et peuvent être fixés entre eux mécaniquement. Dans ce cas, les entretoises 6 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.The tubes 2 and the spacers 6 are generally made of metallic materials. The tubes 2 and the spacers 6 form the bundle and can be fixed together mechanically. In this case, the spacers 6 are also called fins. The fins are generally superimposed plates and placed perpendicular to the tubes 2. The fins have holes 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 olive of size larger than that of tubes 2 which is inserted into tubes 2 in order to increase their size, then removed. We then speak of a mechanical beam.
A contrario, les tubes 2 et les entretoises 6 formant le faisceau peuvent être fixés entre eux par brasage. Dans ce cas, les entretoises 6 peuvent être ce que l'on appelle des intercalaires. Ces intercalaires sont par exemple des bandes ondulées ou crénelées, placées entre les tubes 2 et fixées aux tubes 2 par brasage. On parle alors de faisceau brasé.Conversely, the tubes 2 and the spacers 6 forming the bundle can be fixed together by brazing. In this case, the spacers 6 can be what are called spacers. These spacers are for example corrugated or crenellated strips, placed between the tubes 2 and fixed to the tubes 2 by brazing. We then speak of a brazed beam.
L'échangeur de chaleur 1 comporte également deux boites collectrices 3 (aussi nommée boites à eau), une boite collectrice 3 étant disposée à chaque extrémité des tubes 2. Ces boites collectrices 3 comportent 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.The heat exchanger 1 also includes two manifolds 3 (also called water boxes), a manifold 3 being disposed at each end of the tubes 2. These manifolds 3 have a manifold plate 4 and a cover 8 covering the plate manifold 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.
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 et comporter (voir figure 2) :The collector plate 4 makes a sealed connection between the collector box 3 and the bundle of tubes 2. The collector plate 4 can be of generally rectangular shape and include (see FIG. 2):
• une face interne 4a orientée vers l'intérieur de la boite collectrice 3 ou issue de la face de ladite plaque collectrice 4 orientée vers l'intérieur de la boite collectrice 3, et • une face externe orientée vers l'extérieur de la boite collectrice 3 ou issue de la face de ladite plaque collectrice 4 orientée vers l'extérieur de la boite collectrice 3.• an internal face 4a oriented towards the inside of the manifold 3 or coming from the face of said manifold plate 4 oriented towards the inside of the manifold 3, and • an external face oriented towards the outside of the manifold 3 or coming from the face of said collecting plate 4 oriented towards the outside of the collecting box 3.
Comme le montre la figure 2, la plaque collectrice 4 comporte 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. Chaque orifice 40 est bordé par un premier collet référencés 42i,42e afin de distinguer deux sortes de premier collet. Les premiers collets 42i,42e peuvent avantageusement faire venue de matière avec la plaque collectrice 4 et être formés par emboutissage.As shown in FIG. 2, the collecting plate 4 comprises a multitude of orifices 40 having a shape corresponding to the shape of the section of the tubes 2 and suitable for receiving the ends of the tubes 2. Each orifice 40 is bordered by a first collar referenced 42i, 42 e in order to distinguish two kinds of first collar. The first collars 42i, 42e can advantageously be made integral with the collecting plate 4 and be formed by stamping.
Les premiers collets 42i,42e sont de deux sortes comme illustré à la figure 3a :The first collars 42i, 42e are of two kinds as illustrated in FIG. 3a:
• des premiers collets internes 42i, dont la paroi périphérique est destinée à faire saillie vers l'intérieur de la boite collectrice 3, et • des premiers collets externes 42e, dont la paroi périphérique est destinée à faire saillie vers l'extérieur de la boite collectrice 3.• first internal collars 42i, the peripheral wall of which is intended to protrude towards the inside of the manifold 3, and • first external collars 42e, whose peripheral wall is intended to protrude towards the outside of the box collector 3.
Les premiers collets externes 42e et internes 42i sont disposés en alternance sur la plaque collectrice 4.The first external collars 42e and internal 42i are arranged alternately on the collector plate 4.
La liaison entre un premier collet interne 42i et un premier collet externe 42e comporte un épaulement E. Cet épaulement E peut notamment être dû au fait que les premier collets 42i,42e sont réalisés par emboutissage. La face interne 4a de la plaque collectrice 4 au niveau des premiers collets internes 42i est de préférence située sur un même plan A que la face externe 4b de la plaque collectrice 4 au niveau des premiers collets externes 42e. Cela permet de réduire au minimum la distance entre les premiers collets internes 42i et externes 42e, qui correspond alors à deux épaisseurs de la plaque collectrice 4.The connection between a first internal collar 42i and a first external collar 42e has a shoulder E. This shoulder E may in particular be due to the fact that the first collars 42i, 42e are produced by stamping. The internal face 4a of the collector plate 4 at the level of the first internal collars 42i is preferably situated on the same plane A as the external face 4b of the collector plate 4 at the level of the first external collars 42e. This makes it possible to minimize the distance between the first internal collars 42i and external 42e, which then corresponds to two thicknesses of the collector plate 4.
Le fait que les plaques collectrices 4 comportent des premiers collets internes 42i et des premiers collets externes 42e en alternance permet d'avoir une distance d (voir figure 3 a) réduite entre deux tubes 2 et donc un pas P de tube 2 réduit (voir figures 3c à 3d). Il est ainsi possible d'augmenter le nombre de tubes 2 sur une même plaque collectrice 4 et donc d'augmenter le nombre de tubes 2 dans un même faisceau de tubesThe fact that the collector plates 4 comprise first internal collars 42i and first external collars 42e in alternation makes it possible to have a reduced distance d (see FIG. 3 a) between two tubes 2 and therefore a reduced pitch P of tube 2 (see Figures 3c to 3d). It is thus possible to increase the number of tubes 2 on the same collector plate 4 and therefore to increase the number of tubes 2 in the same bundle of tubes.
2. Cela permet ainsi d'augmenter la surface d'échange de l’échangeur de chaleur 1 et donc d'augmenter ses performances.2. This thus increases the exchange surface of the heat exchanger 1 and therefore increases its performance.
La plaque collectrice 4 peut également se prolonger par une gorge périphérique se terminant par un rebord périphérique 45 formant des pattes rabattables. La gorge périphérique 44 est destinée à recevoir les rebords du capot 8 et le rebord périphérique peut être plié et rabattu afin de fixer ledit capot 8 sur la plaque collectrice 4.The collector plate 4 can also be extended by a peripheral groove ending in a peripheral rim 45 forming foldable tabs. The peripheral groove 44 is intended to receive the edges of the cover 8 and the peripheral edge can be folded and folded in order to fix said cover 8 on the collector plate 4.
La plaque collectrice 4 reçoit au moins un joint d'étanchéité 5 (voir figures 3b à 3d) compressible de formant des deuxièmes collets internes 52i contre la face externe 4b des premiers collets internes 42i et des deuxièmes collets externes 52e contre la face interne 4a des premiers collets externes 42e. Les deuxièmes collets internes 52i sont disposés et comprimés entre les extrémités des tubes 2 et la face externe 4b de la plaque collectrice 4 au niveau des premiers collets internes 42i, afin d'assurer l'étanchéité de la liaison entre les tubes 2 et la plaque collectrice 4. Les deuxièmes collets externes 52e sont quant à eux disposés et comprimés entre les extrémités des tubes 2 et la face interne 4a de la plaque collectrice 4 au niveau des premiers collets externes 42e.The collector plate 4 receives at least one seal 5 (see FIGS. 3b to 3d) which can be compressed to form second internal collars 52i against the external face 4b of the first internal collars 42i and second external collars 52e against the internal face 4a of the first external collars 42nd. The second internal collars 52i are arranged and compressed between the ends of the tubes 2 and the external face 4b of the collector plate 4 at the level of the first internal collars 42i, in order to ensure the tightness of the connection between the tubes 2 and the plate manifold 4. The second external collars 52e are arranged and compressed between the ends of the tubes 2 and the internal face 4a of the collector plate 4 at the level of the first external collars 42e.
Selon un premier mode de réalisation, illustré aux figures 3b à 3e, la plaque collectrice 4 comporte un joint d'étanchéité 5 unique par boite collectrice 3. Ce joint d'étanchéité 5 est plaqué sur la face interne 4a de la plaque collectrice 4. Au niveau des ouvertures 40, le joint d'étanchéité 5 forme le deuxième collet interne 521 contre la face externe 4b des premiers collets internes 42i, recouvre l'extrémité faisant saillie de la paroi des premiers collets internes 42i, longe la face interne 4a de la plaque collectrice 4 pour rejoindre les premiers collets externes 42e et former le deuxième collet externe 52e contre la face interne 4a desdits premiers collets externes 42e.According to a first embodiment, illustrated in FIGS. 3b to 3e, the collector plate 4 comprises a single seal 5 per collector box 3. This seal 5 is pressed against the internal face 4a of the collector plate 4. At the openings 40, the seal 5 forms the second internal collar 521 against the external face 4b of the first internal collars 42i, covers the protruding end of the wall of the first internal collars 42i, runs along the internal face 4a of the collector plate 4 to join the first external collars 42e and form the second external collar 52e against the internal face 4a of said first external collars 42e.
Selon un deuxième mode de réalisation non représenté, la plaque collectrice 4 peut comporter une multitude de joints d'étanchéité 5 individuels qui forment des deuxièmes collets internes 521 et externes 52e qui s'introduisent respectivement dans les premiers collets internes 42, et externes 42e, pour assurer l'étanchéité entre les tubes 2 et la plaque collectrice 4.According to a second embodiment not shown, the collector plate 4 may comprise a multitude of individual seals 5 which form second internal collars 521 and external 52e which are introduced respectively into the first internal collars 42, and external 42e, to seal between the tubes 2 and the manifold plate 4.
L'utilisation d'un joint d'étanchéité 5 unique ou d'une multitude de joints d'étanchéité 5 individuels pour réaliser la liaison entre les tubes 2 et la plaque collectrice 4, permet une certaine souplesse de la liaison qui peut absorber les dilatations et rétractions liées aux variations de température que subit l'échangeur de chaleur 1 en cours de fonctionnement. La liaison entre les tubes 2 et la plaque collectrice 4 est donc plus résistante à ces variations de température, notamment lors de chocs thermiques.The use of a single seal 5 or of a multitude of individual seals 5 to make the connection between the tubes 2 and the collecting plate 4, allows a certain flexibility of the connection which can absorb the expansions and retractions related to the temperature variations which the heat exchanger 1 undergoes during operation. The connection between the tubes 2 and the collector plate 4 is therefore more resistant to these temperature variations, in particular during thermal shocks.
Ainsi, l’échangeur de chaleur 1 peut avoir un pas P entre deux premiers collets 42i,42e et donc entre deux tubes 2, compris entre 5 et 7,4mm, de préférence entre 5,5 et 7,1mm.Thus, the heat exchanger 1 can have a pitch P between two first collars 42i, 42e and therefore between two tubes 2, between 5 and 7.4mm, preferably between 5.5 and 7.1mm.
Par exemple, comme illustré aux figures 3d et 3e, pour un tube 2 d'une épaisseur de 3,5mm au niveau des premier collets 42i,42e, des joints d'étanchéité 5 d'une épaisseur comprimée de 0,7mm et avec des premiers collets 42i,42e d'une épaisseur de 1mm, correspondant à l'épaisseur de la plaque collectrice 4, il est possible d'obtenir un pas P de tube 2 de :For example, as illustrated in FIGS. 3d and 3e, for a tube 2 with a thickness of 3.5mm at the level of the first collars 42i, 42e, seals 5 with a compressed thickness of 0.7mm and with first collars 42i, 42e with a thickness of 1mm, corresponding to the thickness of the collector plate 4, it is possible to obtain a pitch P of tube 2 of:
3,5+(0,7x2)+(lx2)= 6,9mm3.5+ (0.7x2) + (lx2) = 6.9mm
Pour un faisceau de tubes 2 brasé, où les tubes 2 peuvent être plus fins et d'une épaisseur de l'ordre de 2,4mm, il est même possible d'obtenir un pas Pde tube 2 de :For a bundle of 2 brazed tubes, where the tubes 2 can be thinner and with a thickness of the order of 2.4 mm, it is even possible to obtain a pitch P of tube 2 of:
2,4+(0,7x2)+(lx2)= 5,8mm2.4+ (0.7x2) + (lx2) = 5.8mm
Comme illustré aux figures 3d et 3e, les extrémités des tubes 2 peuvent comprendre un premier évasement 20 de sorte à comprimer les deuxièmes collets 52i,52e au sein des premiers collets 42i,42e. Ce premier évasement 20 des extrémités des tubes 2 permet une compression du joint d'étanchéité 5 et donc assure l'étanchéité de la liaison entre le tube 2 et la plaque collectrice 4.As illustrated in Figures 3d and 3e, the ends of the tubes 2 may include a first flare 20 so as to compress the second collars 52i, 52e within the first collars 42i, 42e. This first flaring 20 of the ends of the tubes 2 allows compression of the seal 5 and therefore seals the connection between the tube 2 and the collector plate 4.
Comme le montre la figure 3e, les extrémités des tubes 2 insérées dans les premiers collets externes 42e comportent un deuxième évasement 20' de blocage réalisé sur la partie des tubes 2 dépassant des premiers collets externes 42e. Ce deuxième évasement 20' bloque les tubes 2 en translation et permet d'éviter que les tubes 2 ne puissent ressortir des orifices 40 des plaques collectrices 4.As shown in FIG. 3e, the ends of the tubes 2 inserted in the first external collars 42e comprise a second flaring 20 ′ for blocking produced on the part of the tubes 2 projecting from the first external collars 42e. This second flaring 20 'blocks the tubes 2 in translation and makes it possible to prevent the tubes 2 from coming out of the orifices 40 of the manifold plates 4.
Ce deuxième évasement 20' des extrémités des tubes 3 peut être réalisé sur toute la périphérie de l'extrémité des tubes 2, ou bien il peut être local et ne concerner qu'une portion de la périphérie de l'extrémité des tubes 2.This second flaring 20 ′ of the ends of the tubes 3 can be produced over the entire periphery of the end of the tubes 2, or it can be local and concern only a portion of the periphery of the end of the tubes 2.
La présente invention concerne également un procédé de fabrication d'un échangeur de chaleur 1 comme illustré aux figures 3a à 3e. Comme décrit précédemment, l'échangeur de chaleur 1 comporte :The present invention also relates to a method for manufacturing a heat exchanger 1 as illustrated in FIGS. 3a to 3e. As described above, the heat exchanger 1 comprises:
° un faisceau de tubes 2 comportant une multitude de tubes 2 disposés parallèlement les uns aux autres, et ° 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.° a bundle of tubes 2 comprising a multitude of tubes 2 arranged parallel to each other, and ° two manifolds 3, a manifold 3 being arranged on each side of the bundle of tubes 2, each manifold 3 having a manifold plate 4 , said collecting plate 4 comprising orifices 40 inside which the ends of the tubes 2 are introduced.
Le procédé de fabrication comprend les étapes suivantes :The manufacturing process includes the following steps:
° formation en alternance des premiers collets internes 42i et des premiers collets externes 42e des plaques collectrices 4, par exemple par emboutissage. Cette étape est illustrée à la figure 3a, ° mise en place d'au moins un joint d'étanchéité 5 compressible de sorte à former des deuxièmes collets internes 521 contre la face externe 4b des premiers collets internes 42i et des deuxième collets externes 52e contre la face interne 4a des premiers collets externes 42e. Cette étape est illustrée à la figure 3b, ° insertion des extrémités des tubes 2 dans les premiers collets internes 42i et les premiers collets externes 42e. Cette étape est illustrée à la figure 3c, ° réalisation d'un premier évasement 20 des extrémités des tubes 2 de sorte à comprimer le joint d'étanchéité 5. Cette étape est illustrée à la figure 3d.° alternating formation of the first internal collars 42i and the first external collars 42e of the collector plates 4, for example by stamping. This step is illustrated in FIG. 3a, ° placing at least one compressible seal 5 so as to form second internal collars 521 against the external face 4b of the first internal collars 42i and second external collars 52e against the internal face 4a of the first external collars 42e. This step is illustrated in FIG. 3b, ° insertion of the ends of the tubes 2 into the first internal collars 42i and the first external collars 42e. This step is illustrated in FIG. 3c, ° making a first flaring 20 of the ends of the tubes 2 so as to compress the seal 5. This step is illustrated in FIG. 3d.
Comme illustré à la figure 3e, le procédé de fabrication peut également comporter une étape supplémentaire de réalisation d'un deuxième évasement 20' de blocage au niveau des extrémités des tubes 2 insérées dans les premiers collets externes 42e. Ladite étape de réalisation des deuxièmes évasements 20' est notamment effectuée après l'étape de réalisation des premiers évasements 20.As illustrated in FIG. 3e, the manufacturing process can also include an additional step of producing a second blocking flaring 20 ′ at the ends of the tubes 2 inserted in the first external collars 42e. Said step of making the second flares 20 ′ is carried out in particular after the step of making the first flares 20.
Ainsi, on voit bien que l'échangeur de chaleur 1, du fait qu'il comporte une plaque collectrice comprenant des premiers collets 42i,42e particuliers, permet une diminution du pas P de tube 2 et donc une augmentation de ses performances.Thus, it can be seen that the heat exchanger 1, owing to the fact that it comprises a collecting plate comprising first collars 42i, 42e particular, allows a reduction in the pitch P of tube 2 and therefore an increase in its performance.
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