[0001] L'invention concerne un échangeur de chaleur comprenant une boîte à fluide en forme
de bac allongé comportant deux parois latérales, deux parois d'extrémités et un fond
formant plaque collectrice, et fermé de façon étanche par un couvercle soudé à l'opposé
du fond, et une ou plusieurs rangées de tubes situés principalement à l'extérieur
de la boîte à fluide, chaque tube étant aligné avec une ouverture ménagée dans le
fond et ayant une extrémité liée de façon étanche à celui-ci, pour fournir une communication
entre l'intérieur du tube et l'intérieur de la boîte à fluide, les parois latérales
de la boîte à fluide s'étendant généralement parallèlement au plan contenant les axes
des tubes d'une rangée et comportant au voisinage du couvercle un épaulement vers
l'extérieur pour servir d'appui pour le soudage du couvercle.
[0002] De tels échangeurs sont utilisés en particulier comme radiateurs de circuits auxiliaires
basse température dans les véhicules automobiles, et sont généralement montés entre
la calandre et le radiateur principal. L'espace disponible pour loger ce radiateur
auxiliaire est alors très limité, surtout lorsqu'il faut également placer un condenseur
dans le cas d'un véhicule climatisé.
[0003] Le but de l'invention est de réduire l'encombrement de l'échangeur de chaleur dans
la direction transversale.
[0004] A cet effet, dans l'échangeur de chaleur selon l'invention, la distance entre la
face interne de chacune desdites parois latérales et les axes des tubes de la rangée
la plus voisine est, au droit dudit épaulement, inférieure à la moitié de la dimension
maximale des tubes dans la direction transversale.
[0005] En l'absence de la disposition selon l'invention, l'encombrement transversal de la
boîte à fluide, donc de l'échangeur de chaleur dans son ensemble, serait au moins
égal à celui du faisceau de tubes augmenté de deux fois l'épaisseur de la paroi latérale
et la largeur de l'épaulement. L'invention permet de ramener l'encombrement en deçà
de ce seuil.
[0006] Selon un mode de réalisation de l'invention, les parois latérales de la boîte à fluide
comportent, entre les extrémités des tubes et l'épaulement, des décrochements augmentant
la distance entre leur face interne et les axes des tubes, au voisinage des extrémités
de ces derniers.
[0007] Selon une autre caractéristique de l'invention, un rebord périphérique, et des collets
entourant les ouvertures du fond, font saillie à partir de celui-ci vers l'extérieur
de la boîte à fluide, les extrémités des tubes étant enfilées autour des collets et
liées de façon étanche à ceux-ci par un adhésif recouvrant la face extérieure du fond,
à l'intérieur du rebord et autour des tubes.
[0008] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description
donnée ci-après d'un exemple de réalisation, et du dessin annexé dont la figure unique
est une vue partielle en coupe transversale d'un échangeur de chaleur selon l'invention.
[0009] La vue partielle en coupe de la figure, relative à un échangeur de chaleur à deux
rangées de tubes et limitée vers la droite par le plan de symétrie longitudinal P
de celui-ci, montre une boîte à eau 1 en forme de bac, un couvercle 2 et la région
d'extrémité, adjacente à la boîte à eau, d'un tube 3 de la rangée de droite, traversant
des ailettes de refroidissement 4. La boîte à eau 1, ouverte vers le haut de la figure,
est limitée vers la gauche par une paroi latérale 5 et vers le bas par un fond 6 percé
d'ouvertures 7 permettant la communication entre l'intérieur 8 de la boîte et l'intérieur
9 des tubes en servant de plaque collectrice desdits tubes. Le fond 6 présente un
rebord périphérique 10 et des collets annulaires 11 entourant les ouvertures 7, ce
rebord et ces collets étant dirigés verticalement vers le bas de la figure, c'est-à-dire
perpendiculairement au plan général du fond et vers l'extérieur de la boîte à eau.
Les extrémités évasées 12 des tubes 3 sont enfilées autour des collets 11. Le fond
6, le rebord 10 et les collets 11 définissent, à l'extérieur du fond et des collets
et à l'intérieur du rebord, un espace libre 13 sous forme d'un réseau de rigoles ouvertes
vers le bas, qui est rempli d'un adhésif 14 assurant la liaison étanche entre les
tubes et la boîte à eau.
[0010] Le couvercle 2, destiné à être soudé par friction à la boîte à eau, présente à cet
effet une lèvre périphérique 15 dirigée vers le bas, venant s'appuyer sur une surface
16, tournée vers le haut, de la boîte à fluide, qui constitue le fond d'une gorge
périphérique ménagée dans la face supérieure 17 de la boîte à eau. La face externe
18 de la paroi 5 forme un épaulement 19 s'étendant vers l'extérieur, en regard de
la lèvre 15, pour servir de contre-appui lors du soudage du couvercle. Entre les extrémités
12 des tubes et l'épaulement 19, la paroi 5 présente un décrochement déterminant un
élargissement de la partie inférieure de la boîte à eau, au voisinage des extrémités
des tubes.
[0011] On appelle r le rayon de l'extrémité 12 des tubes 3, c'est-à-dire le rayon maximal
de ces tubes dans la direction transversale, d₁ la distance entre l'axe 20 du tube
3 et la face interne 21 de la paroi 5 au-dessous du décrochement 22, et d₂ la distance
entre ce même axe et cette même face au-dessus du décrochement 22, et en particulier
au droit de l'épaulement 19. d₁ n'est autre que le rayon des ouvertures 7. Grâce à
la pénétration des collets 11 dans les tubes 13, on a d₁ < r. Grâce au décrochement
22, on a d₂ < d₁. Il en résulte d₂ < r, ce qui réduit l'encombrement en largeur de
l'échangeur de chaleur pour des dimensions et une disposition données des tubes.
[0012] L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit et représenté. Elle
s'applique également à des échangeurs de chaleur comportant une seule rangée de tubes,
ou plus de deux rangées, et quelle que soit la destination de l'échangeur de chaleur,
dès lors qu'il importe de limiter son encombrement latéral.
[0013] En outre, il est fait mention dans la description d'une distance
r correspondant au rayon d'un tube rond. Dans le cas d'un tube plat ou ovale, cette
distance
r est à considérer comme la dimension maximale du tube en direction transversale ce
qui correspond sensiblement à la moitié de la plus grande dimension transversale dudit
tube.
[0014] De même, il peut être prévu que les extrémités des tubes soient reliées au fond de
la boîte collectrice par emmamchement à force soit directement à l'intérieur des ouvertures
que présente celle-ci soit par interposition d'un joint d'étanchéité en élastomère.
1. Echangeur de chaleur comprenant une boîte à fluide (1) en forme de bac allongé comportant
deux parois latérales (5), deux parois d'extrémités et un fond (6), et fermé de façon
étanche par un couvercle soudé (2) à l'opposé du fond, et une ou plusieurs rangées
de tubes (3) situés principalement à l'extérieur de la boîte à fluide, chaque tube
étant aligné avec une ouverture (7) ménagée dans le fond et ayant une extrémité (12)
reliée de façon étanche à celui-ci, pour fournir une communication entre l'intérieur
(9) du tube et l'intérieur (8) de la boîte à fluide, les parois latérales (5) de la
boîte à fluide s'étendant généralement parallèlement au plan contenant les axes (20)
des tubes d'une rangée, et comportant au voisinage du couvercle un épaulement (19)
vers l'extérieur pour servir d'appui pour le soudage du couvercle, caractérisé en
ce que la distance (d₂) entre la face interne (21) de chacune desdites parois latérales
et les axes des tubes de la rangée la plus voisine est, au droit dudit épaulement,
inférieure à la moitié de la dimension maximale (r) des tubes dans la direction transversale.
2. Echangeur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites parois
latérales comportent, entre les extrémités des tubes et ledit épaulement, des décrochements
(22) augmentant ladite distance (d₁) au voisinage des extrémités des tubes.
3. Echangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'un
rebord périphérique (10), et des collets (11) entourant lesdites ouvertures (7), font
saillie à partir du fond de la boîte à fluide vers l'extérieur de celle-ci, les extrémités
(12) des tubes étant enfilées autour des collets et liées de façon étanche à ceux-ci
par un adhésif (14) recouvrant la face extérieure du fond, à l'intérieur du rebord
et autour des tubes.
