Unité d'échange thermique et échangeur thermique correspondant, procédé de réalisation d'une unité d'échange thermique

Abstract

 L'invention concerne une unité d'échange thermique entre un premier et un second fluide caractérisé en ce qu'elle comporte :
- au moins un conduit intérieur 17 présentant une pluralité de premiers canaux 21 longitudinaux internes pour la circulation du premier fluide,
- une enveloppe extérieure 19 creuse dans laquelle est logé ledit conduit intérieur, et
- au moins deux parois nervurées 19a disposées de part et d'autre dudit conduit intérieur 17, en contact à la fois avec ledit conduit intérieur et ladite enveloppe extérieure, de manière à délimiter une pluralité de seconds canaux 29 longitudinaux pour la circulation du second fluide, lesdits seconds canaux 29 s'étendant sensiblement parallèlement auxdits premiers canaux 21.
L'invention vise également un échangeur thermique incorporant une unité d'échange thermique ainsi qu'un procédé de réalisation d'une telle unité.

Description

[0001] L'invention concerne une unité d'échange thermique et un échangeur thermique correspondant comprenant une telle unité d'échange thermique. Un procédé de réalisation d'une unité d'échange thermique est aussi visé.

[0002] L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine des échangeurs thermique dans les véhicules automobiles, notamment les échangeurs internes dans les cycles de climatisation où le fluide réfrigérant à haute pression et haute température échange avec le même fluide réfrigérant à basse pression et à basse température.

[0003] On connaît aujourd'hui des échangeurs thermique pour véhicules automobiles constitués par un faisceau de tubes disposés parallèlement sur une ou plusieurs rangées, ces tubes étant destinés à la circulation à travers l'échangeur d'un fluide caloporteur.

[0004] D'une manière connue, les tubes utilisés sont brasés sur des éléments d'échange thermique constitués par des intercalaires placés entre les tubes. En général, ces intercalaires sont réalisés sous forme de surfaces ondulées, les tubes étant brasés sur les intercalaires au niveau des sommets des ondulations.

[0005] Le document US2003/0066636A1 divulgue un tube pour échangeur thermique comprenant une pluralité de passages alignée en deux rangées parallèles. Ce tube est mis en oeuvre par un procédé d'extrusion au cours duquel les deux rangées de passages sont réalisées simultanément.

[0006] Cependant une telle technique manque de flexibilité puisque les deux rangées sont fabriquées simultanément. Par ailleurs, un tel tube n'optimise pas les échanges thermiques entre rangées de passages. Enfin, l'assemblage de boîte collectrice à l'extrémité du tube est rendu compliqué par la constitution simultanée des deux rangées de passages. Il en résulte que l'assemblage de l'ensemble des tubes s'avère long et coûteux, et impacte l'assemblage et le coût de l'échangeur thermique.

[0007] L'invention a donc pour objectif de proposer un assemblage simplifié d'une unité d'échange thermique pour échangeur thermique à moindre coût.

[0008] À cet effet, l'invention a pour objet une unité d'échange thermique entre un premier et un second fluide caractérisé en ce qu'elle comporte :

• au moins un conduit intérieur présentant une pluralité de premiers canaux longitudinaux internes pour la circulation du premier fluide,
• une enveloppe extérieure creuse dans laquelle est logé ledit conduit intérieur, et
• au moins deux parois nervurées disposées de part et d'autre dudit conduit intérieur, en contact à la fois avec ledit conduit intérieur et ladite enveloppe extérieure, de manière à délimiter une pluralité de seconds canaux longitudinaux pour la circulation du second fluide, lesdits seconds canaux s'étendant sensiblement parallèlement auxdits premiers canaux.

[0009] Une telle unité peut être de fabriquer et assembler aisément tout en offrant des qualités de transfert thermique optimum, à la fois par les points de contact entre le tube interne et le tube externe mais aussi par le fait que le premier fluide est pris en sandwich entre deux couches du premier fluide. On augmente ainsi facilement la surface d'échange. Avantageusement, ledit conduit intérieur est réalisé sous la forme d'une plaque et ladite enveloppe extérieure présente une forme générale parallélépipédique creuse, l'enveloppe extérieure présentant deux parois latérales qui s'étendent entre les parois nervurées.

[0010] Avantageusement encore, le conduit intérieur est un conduit extrudé. L'enveloppe extérieure délimite quant à elle un conduit réalisé aussi par extrusion. Ceci assure une haute résistance à la pression nécessaire à l'utilisation d'une telle unité avec un fluide réfrigérant super-critique du type dioxyde de carbone où les pressions d'éclatement peuvent atteindre 200 à 300 bars.

[0011] En alternative, l'enveloppe extérieure est fabriquée à partir d'un feuillard, par exemple pour les boucles de climatisation avec des contraintes de pressions moins élevées.

[0012] Selon une première variante, au moins une des parois nervurées présente au moins une nervure en contact avec le conduit intérieur par l'intermédiaire d'une extrémité plate de la nervure. On assure ainsi une bonne adhérence grâce à une surface de contact suffisante entre l'extrémité plate et la paroi externe du conduit intérieur.

[0013] Les parois latérales présentant une déformation locale, c'est-à-dire un enfoncement incurvé vers l'intérieur de l'enveloppe extérieure. Cette caractéristique facilite une étape de compression de l'enveloppe extérieure. L'enfoncement présente alors une section en forme de « V » avant létape de compression de l'enveloppe extérieur, puis une forme de « U » dont les branches se touchent après ladite étape de compression.

[0014] L'invention vise également un échangeur thermique comprenant au moins une unité d'échange thermique telle que définie ci-dessus.

[0015] Ledit échangeur comporte au moins une boîte collectrice d'introduction et au moins une boîte collectrice d'évacuation de fluide, lesdites boîtes collectrices comportant respectivement :

• un premier collecteur associé au premier fluide et connecté à une extrémité associée dudit conduit intérieur, et
• un second collecteur associé au second fluide et connecté à une extrémité associée de ladite enveloppe extérieure, lesdits collecteurs étant séparés de façon étanche.

[0016] Avantageusement, ladite boîte collectrice présente en section transversale une forme générale sensiblement en « huit », dont la première et la seconde boucles délimitent respectivement le premier et le second collecteur, et dont la partie commune aux deux boucles présente une ouverture pour le passage d'une extrémité associée. Alternativement, l'échangeur thermique comporte au moins une boîte collectrice d'introduction et au moins une boîte collectrice d'évacuation de fluide, lesdites boîtes collectrices comportant respectivement un unique collecteur connecté à une extrémité associée dudit conduit intérieur pour l'introduction et l'évacuation du premier fluide. Les extrémités associées dudit conduit intérieur font saillie de part et d'autre de ladite enveloppe extérieure.

[0017] Enfin, l'invention couvre un procédé de réalisation d'une unité d'échange thermique entre un premier et un second fluide, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes :

• A) on dispose dans une enveloppe extérieure creuse au moins un conduit intérieur présentant une pluralité de premiers canaux longitudinaux parallèles internes pour la circulation du premier fluide, avec au moins deux parois nervurées de part et d'autre des surfaces externes longitudinales dudit conduit intérieur, et
• B) on comprime ladite enveloppe extérieure pour réduire le volume de ladite enveloppe jusqu'à ce que lesdites parois nervurées soient en contact à la fois avec ledit conduit intérieur et ladite enveloppe extérieure, de manière à délimiter une pluralité de seconds canaux longitudinaux pour la circulation du second fluide, lesdits seconds canaux s'étendant sensiblement parallèlement auxdits premiers canaux.

[0018] Dans ce procédé, lesdites parois nervurées sont formées sur la surface interne de ladite enveloppe extérieure au moyen de nervures. Alternativement, lesdites parois nervurées sont formées sur la surface externe dudit conduit intérieur au moyen de nervures. Avantageusement, le conduit intérieur est réalisé préalablement par une étape d'extrusion.

[0019] L'enveloppe extérieure et les parois nervurées sont réalisées préalablement par une étape commune d'extrusion.

[0020] Alternativement, lesdites parois nervurées ou nervures sont formées par pliage d'une bande métallique.

[0021] Le procédé de réalisation comprend une étape dans laquelle on fixe par collage ou brasage la surface interne de ladite enveloppe extérieure à la surface externe dudit conduit intérieur, pour optimiser l'adhérence.

[0022] Selon une variante, on réalise un enfoncement incurvé vers l'intérieur de ladite enveloppe extérieure, sensiblement au milieu de parois latérales de l'enveloppe extérieure, pour faciliter l'étape B) de compression de l'enveloppe extérieure.

[0023] Un tel procédé permet d'obtenir une seule unité d'échange thermique avec plusieurs canaux de circulation au lieu de plusieurs tubes à assembler entre eux, ce qui permet de réduire le nombre de composants à assembler dans un échanger thermique et réduit les risques de fuites.

[0024] En outre, la disposition des canaux de circulation permet d'améliorer l'échange thermique entre les deux fluides.

[0025] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante, donnée à titre d'exemple, sans caractère limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels :

• la figure 1 est un schéma représentant un circuit de climatisation classique,
• la figure 2a représente une vue en coupe transversale d'une unité d'échange thermique selon un premier mode de réalisation,
• la figure 2b représente une vue en section transversale d'une unité d'échange thermique selon un second mode de réalisation,
• la figure 3 illustre un conduit intérieur de l'unité d'échange thermique de la figure 2a,
• la figure 4 illustre une enveloppe extérieure de l'unité d'échange thermique de la figure 2a,
• les figures 5a à 5c représente partiellement l'unité d'échange thermique de la figure 2a reliée à une boîte collectrice selon un premier mode de réalisation,
• les figures 6a et 6b représente partiellement l'unité d'échange thermique de la figure 2a reliée à une boîte collectrice selon un second mode de réalisation,
• la figure 7 illustre les étapes successives d'un procédé de réalisation de l'unité de la figure 2a, et
• la figure 8 représente l'unité d'échange thermique de la figure 2a durant une étape du procédé de la figure 7.

[0026] Sur ces figures, les éléments sensiblement identiques portent les mêmes références.

[0027] L'invention concerne une unité d'échange thermique entre un premier et un second fluide destinée à être utilisée notamment dans un échangeur thermique interne par exemple dans un circuit de climatisation d'un véhicule automobile.

[0028] Un échangeur interne est un dispositif permettant au fluide réfrigérant d'échanger de la chaleur avec ce même fluide, mais dans un état de température et de pression différent.

[0029] Le fluide réfrigérant est typiquement un fluide chloré et fluoré fonctionnant dans un régime sous-critique, tel que le fluide R-134a. Néanmoins, le fluide réfrigérant peut aussi être une fluide super-critique comme par exemple le dioxyde de carbone connu sous la référence R744.

[0030] Un circuit de climatisation 1 tel qu'illustré sur la figure 1, comprend typiquement, dans le sens de circulation du fluide réfrigérant, un compresseur 3, un condenseur ou refroidisseur de gaz 5, un échangeur interne 7, un organe de détente, orifice calibré ou détendeur 9, un évaporateur 11 et un accumulateur ou bouteille dessiccante 13, ces différents éléments étant reliés les uns aux autres par des pièces de jonction, tels que des tubes, des tubulures, des tuyaux ou analogues, de manière à assurer une circulation de fluide réfrigérant.

[0031] Sur la figure 1, des flèches illustrent la circulation du fluide réfrigérant.

[0032] Le fluide réfrigérant, envoyé par le compresseur 3, traverse le condenseur 5, duquel il ressort dans un état de haute pression et de haute température. Le fluide réfrigérant traverse ensuite l'échangeur interne 7, puis est détendu dans le détendeur 9. Le fluide ainsi détendu est ensuite acheminé vers l'évaporateur 11, avant de rejoindre l'échangeur interne 7 dans un état de basse pression et de basse température, qu'il traverse. La bouteille dessiccante 13 peut être intercalée entre le condenseur 5 et l'échangeur interne 7.

[0033] L'échangeur thermique interne 7 est disposé de telle sorte qu'il est parcouru dans un sens par le réfrigérant à haute pression et haute température (premier fluide) et dans l'autre sens par du réfrigérant à basse pression et basse température (second fluide). Il s'agit d'un seul et même fluide puisque le circuit de climatisation 1 est une boucle fermée. Ainsi, le fluide chaud à haute pression provenant du condenseur 5 échange de la chaleur avec ce même fluide froid et à basse pression provenant de l'évaporateur 11. Autrement dit, l'échangeur interne 7 assure un échange thermique du fluide réfrigérant en deux points différents du circuit de climatisation.

[0034] À la sortie de l'échangeur 7, le fluide gagne à nouveau le compresseur 3, et ainsi de suite.

[0035] Un tel échangeur 7 peut comprendre une ou plusieurs unités d'échange thermique 15 telle que représentée sur la figure 2a.

[0036] L'unité d'échange thermique 15 comporte :

• un conduit intérieur 17,
• une enveloppe extérieure 19 creuse formant logement pour le conduit intérieur 17, et
• au moins deux parois nervurées 19a de part et d'autre du conduit intérieur 17. La paroi 19a est considérée comme nervurée dès lors qu'elle comporte au moins une excroissance ou nervure 27 qui établi une relation mécanique entre l'enveloppe extérieure 19 et le conduit intérieur 17.

[0037] En alternative, on peut prévoir une unité d'échange 15 avec plusieurs conduits intérieurs insérés dans une enveloppe extérieure 19 commune. Une variante de réalisation avec deux conduits intérieurs 17' et 17" dans une même enveloppe 19 est illustrée sur la figure 2b.

[0038] Dans l'exemple illustré sur la figure 2a, le conduit intérieur 17 est réalisé sous la forme d'une plaque dont la surface externe est sensiblement lisse.

[0039] Le conduit intérieur 17 (figure 3) comporte une pluralité de premiers canaux longitudinaux 21 pour la circulation du premier fluide, par exemple selon une forme sensiblement cylindrique. Ces canaux 21 sont parallèles entre eux et sont séparés par des cloisons longitudinales 23 du conduit intérieur 17.

[0040] Ce conduit intérieur 17 présente des parois minces, ce qui permet de limiter le poids de l'unité d'échange thermique 15 et d'améliorer les échanges thermiques.

[0041] En outre, la réalisation d'un unique conduit 17 avec plusieurs canaux 21 de circulation de fluide permet de réduire le nombre de composants par rapport à plusieurs tubes ou plaques délimitant respectivement un seul canal de circulation de fluide, ce qui facilite l'assemblage. Le conduit intérieur 17 est ainsi réalisé par un procédé d'extrusion en aluminium ou un alliage d'aluminium.

[0042] L'enveloppe extérieure 19, mieux visible sur la figure 4, présente par exemple une forme générale parallélépipédique creuse, et comporte un orifice 25 pour l'insertion du conduit intérieur 17. L'enveloppe extérieure 19 comporte en pratique quatre parois internes dites nervurés à la base desquelles les nervures 27 s'étendent en direction du conduit intérieur 17.

[0043] Comme on le constate sur les figures 2a et 4, les surfaces internes longitudinales de l'enveloppe extérieure 19 sont les parois nervurées 19a dont la pluralité de nervures 27 se terminent par une extrémité plate 50 qui adhèrent à la surface ou paroi externe du conduit intérieur 17, de manière à délimiter une pluralité de seconds canaux longitudinaux 29 pour la circulation du second fluide. Ces seconds canaux 29 s'étendent sensiblement parallèlement aux premiers canaux 21 entre le conduit intérieur 17 et l'enveloppe extérieure 19.

[0044] Le second fluide traversant les seconds canaux 29 de circulation se trouve en contact direct avec le conduit intérieur 17, ce qui optimise l'échange thermique avec le premier fluide.

[0045] L'enveloppe extérieure 19 présente également des parois minces, à titre d'exemple de l'ordre de 0.2 mm à 0.5mm, pour limiter le poids de l'unité d'échange thermique et améliorer les échanges thermiques.

[0046] L'enveloppe extérieure 19 présente par ailleurs une déformation locale des parois internes latérales de l'enveloppe extérieure 19 sensiblement au milieu desdites parois latérales.

[0047] Dans l'exemple illustré, la déformation locale de l'enveloppe extérieure 19 est formée par un enfoncement 41 incurvé vers l'intérieur de l'enveloppe extérieure 19. Cet enfoncement 41 incurvé vers l'intérieur de l'enveloppe extérieure 19 est présent sur des parois latérales 51 de l'enveloppe extérieur 19 qui s'étendent entre les parois nervurées 19a. Les enfoncements 41 forment alors un pli sur toute la longueur de l'enveloppe extérieure 19. Ces enfoncements ont pour fonction de faciliter l'étape de compression (détaillée ci-après) en vue de réduire le volume interne de l'enveloppe extérieure 19 de sorte à la mettre en contact avec les parois externes ou périphériques du conduit intérieure 17.

[0048] L'enveloppe extérieure 19 est réalisée en aluminium et dans la masse par exemple au moyen d'un procédé par extrusion.

[0049] Alternativement, l'enveloppe extérieure 19 est réalisée par emboutissage à partir d'un feuillard d'aluminium. Dans ce cas, l'un des deux enfoncements 41 est coupé sur la longueur de sorte à séparer les deux parois nervurées 19a. L'autre enfoncement 41 sert alors de charnière pour replier la premier paroi nervurée 19a sur la deuxième paroi nervurée opposée et ainsi prendre en sandwich le conduit intérieur 17.

[0050] Selon une alternative, on peut prévoir une surface interne de l'enveloppe extérieure 19 lisse et des parois nervurées formées sur la surface externe du conduit intérieur 17, pour délimiter les seconds canaux 29. Cette alternative est particulièrement dédiée à la fabrication d'une enveloppe extérieure 19 à partir d'un feuillard d'aluminium (ou alliage d'aluminium) comme évoqué ci-dessus.

[0051] Selon une autre alternative, on peut prévoir de former ces parois nervurées par des pièces distinctes avant brasage, par exemple par pliage d'une bande métallique. Cette alternative permet de simplifier la réalisation de l'enveloppe extérieure et du conduit intérieur.

[0052] Une telle unité d'échange thermique peut donc être facilement assemblée dans un échangeur thermique qui présente alors un nombre réduit de composants.

[0053] Les figures 5a à 6b représentent de façon schématique une unité d'échange thermique telle que décrite précédemment connectée à une boîte collectrice par exemple de l'échangeur interne 7. Sur ces figures, la partie illustrée à gauche comporte une partie symétrique non représentée à droite.

[0054] Cet échangeur 7 peut comprendre au moins deux boîtes collectrices 31, une pour l'introduction du fluide et une pour l'évacuation du fluide. Ces boîtes collectrices 31 peuvent être réalisées à partir d'un matériau métallique tel que de l'aluminium ou un alliage d'aluminium, ou encore en plastique.

[0055] Un premier mode de réalisation représentant un circuit fermé pour les fluides est illustré sur les figures 5a à 5c.

[0056] Selon ce premier mode de réalisation, une boîte collectrice 31 comporte :

• un premier collecteur 33 pour l'introduction ou l'évacuation du premier fluide, et
• un second collecteur 35 pour l'introduction ou l'évacuation du second fluide.

[0057] Ces collecteurs 33 et 35 sont séparés de façon étanche et délimitent respectivement des chambres communiquant avec les extrémités associées 37 du conduit intérieur 17 et 39 de l'enveloppe extérieure 19. Le volume interne de ces collecteurs 33 et 35 sont respectivement en communication avec les premiers canaux 21 et les seconds canaux 29.

[0058] Les deux collecteurs 33 et 35 peuvent être disposés côte à côte, par exemple avec le premier collecteur 33 en amont du second collecteur 35.

[0059] On peut prévoir différentes formes de réalisation des deux collecteurs, comme l'illustrent les figures 5a à 5c.

[0060] Par exemple sur la figure 5a, la boîte collectrice 31 présente une forme générale sensiblement en parallélépipède et deux collecteurs 33,35 de section générale sensiblement cylindrique formés par exemple par extrusion.

[0061] Sur la figure 5b, les deux collecteurs 33 et 35 sont formés par deux cylindres accolés et sur la figure 5c par deux cylindres espacés.

[0062] Chaque collecteur 33,35 comporte une ouverture de forme complémentaire à la forme des extrémités 37 ou 39, ici de section générale sensiblement rectangulaire, pour la réception des extrémités associées 37 du conduit intérieur 17 et 39 de l'enveloppe extérieure 19.

[0063] Ainsi, une boîte collectrice 31 présente en section transversale une forme générale sensiblement en « huit », dont la première 31a délimite le premier collecteur 33 et la seconde 31b boucle délimite le second collecteur 35.

[0064] En outre, comme on le constate sur les figures 5a à 5c, la partie commune 31c aux deux boucles 31a, 31b du « huit » présente une ouverture pour le passage d'une extrémité associée 37,39. Dans l'exemple illustré, c'est l'extrémité 37 du conduit intérieur 17 qui traverse le second collecteur 35 pour être connectée au premier collecteur 33.

[0065] À cet effet, l'extrémité 37 du conduit intérieur 17 fait saillie par rapport à l'extrémité 39 de l'enveloppe extérieure 19. Ceci permet de relier indépendamment et de façon simple, les différentes extrémités 37 du conduit intérieur 17 et 39 de l'enveloppe extérieure 19, respectivement au premier 17 et second 19 collecteurs.

[0066] La partie manquante étant symétrique, on comprend que les deux extrémités associées 35 du conduit intérieur 17 font saillie de part et d'autre de l'enveloppe extérieure 19.

[0067] Selon une alternative non représentée, on peut prévoir que les deux collecteurs 33 et 35 soient imbriqués l'un dans l'autre.

[0068] Par ailleurs, on peut prévoir un placage de brasure sur les extrémités 37 et 39 pour une fixation par brasage aux collecteurs 33 et 35.

[0069] En variante, le second mode de réalisation illustré sur les figures 6a et 6b, représente un circuit fermé pour le premier fluide et ouvert pour le second fluide.

[0070] Selon ce second mode de réalisation, les boîtes collectrices 31 comportent respectivement un unique collecteur 33 auquel est fixée l'extrémité associée 37 du conduit intérieur 17 pour l'introduction et l'évacuation du premier fluide.

[0071] En outre, de façon connue, les collecteurs comportent respectivement à leurs extrémités des tubulures d'introduction et d'évacuation de fluide.

[0072] En se référant à la figure 7, on va maintenant décrire les étapes successives pour la réalisation d'une telle unité d'échange 15.

[0073] Préalablement, on choisit le matériau servant de base à la réalisation d'un conduit intérieur 17, par exemple de l'aluminium ou un alliage d'aluminium.

[0074] On réalise lors d'une étape préliminaire, le conduit intérieur 17. On peut pratiquer par exemple une extrusion pour former les premiers canaux 21 de circulation du premier fluide (voir figure 3).

[0075] De même, on choisit le matériau servant de base pour réaliser une enveloppe extérieure 19, par exemple en aluminium ou en alliage d'aluminium, puis on réalise l'enveloppe extérieure 19 sous la forme d'un conduit réalisé par extrusion. On réalise ensuite par exemple par extrusion un orifice 25 interne dans l'enveloppe 19. Alternativement, on réalise l'enveloppe extérieure 19 à partir d'un feuillard que l'on replis sensiblement en son centre, l'endroit de l'un des enfoncements 41. On recrée ainsi l'orifice 25. Dans cette alternative avec feuillard, le conduit intérieur 17 peut être introduit latéralement, c'est-à-dire selon un déplacement perpendiculaire du conduit interne 17 par rapport à l'enfoncement 41 resté ouvert.

[0076] Dans l'alternative où l'enveloppe extérieure 19 est réalisée par extrusion, l'orifice 25 est destiné à recevoir le conduit intérieur 17 et présente à cet effet une forme complémentaire de la forme du conduit intérieur 17.

[0077] Puis, on forme par exemple une pluralité de nervures 27 sur les parois longitudinales internes 19a de l'enveloppe extérieure 19, (voir figure 4). Avantageusement, ces nervures 27 sont réalisées en même temps que l'enveloppe extérieure 19 pendant l'étape d'extrusion.

[0078] Lors d'une première étape A, on insère le conduit intérieur 17 dans l'orifice 25 (figure 8). Dans l'exemple illustré, le conduit intérieur 17 est inséré dans l'enveloppe extérieure 19 selon un axe d'insertion parallèle aux premiers 21 et seconds 29 canaux, de sorte que les parois longitudinales du conduit intérieur 17 et de l'enveloppe extérieure 19 s'étendent parallèlement.

[0079] Comme on le constate sur la figure 8, un premier jeu G1 est présente entre les parois longitudinales externes 17a du conduit intérieur 17 et les extrémités 50 des nervures 27 présentes sur parois longitudinales internes 19a de l'enveloppe extérieure 19. De même, un second jeu G2 est présent, entre les parois latérales externes 17b du conduit intérieur 17 et la surface interne des enfoncement 41 de l'enveloppe extérieure 19. La présence de ces premier G1 et second G2 jeux permet d'insérer facilement le conduit intérieur 17 dans l'enveloppe extérieure 19. Ces premier G1 et second G2 jeux sont compris entre 0.05mm et 0.3mm.

[0080] En outre, la disposition des canaux 21 et des nervures 27 parallèle aux directions longitudinales permet une circulation parallèle des premier et second fluides, à co-courant ou à contre courant.

[0081] Enfin, lors d'une seconde étape B, on comprime l'enveloppe extérieure 19, par exemple par pressage ou roulage, de sorte que le volume de l'enveloppe extérieure 19 soit réduit.

[0082] En effet, on constate qu'avant compression l'enveloppe extérieure 19 présente une première hauteur H1, et après compression (voir figure 2a ou 2b) l'enveloppe extérieure 19 présente une seconde hauteur H2 réduite par rapport à la première hauteur H1.

[0083] Les enfoncements 41 présentent une section en forme de « V » avant l'étape de pressage ou roulage alors qu'ils présentent une section en forme de « U » où les branches se touchent après pressage ou roulage.

[0084] L'unité d'échange thermique présente ainsi une taille réduite qui permet de diminuer l'encombrement de l'échangeur thermique.

[0085] En outre, suite à cette compression de l'enveloppe extérieure 19, les parois internes 19a de l'enveloppe extérieure 19 adhèrent aux parois externes du conduit intérieur 17 pour optimiser l'échange thermique. Les extrémités plates 50 des nervures 27 sont ainsi parfaitement plaquées contre la paroi externe du conduit intérieur délimitant ainsi chaque second canal 29.

[0086] Ainsi, lors de la seconde étape de compression B, les parois latérales de l'enveloppe extérieure 19 présentant cet enfoncement 41, se déforment vers l'intérieur de manière à venir en contact avec le conduit intérieur 17 (voir figure 8), ce qui permet l'adhérence entre la surface interne de l'enveloppe extérieure 19 et la surface externe du conduit intérieur 17 via les extrémités plates 50 des nervures 27 et/ou via l'extrémité des enfoncements 41.

[0087] Aucune déformation n'est alors visible sur l'enveloppe extérieure 19 une fois l'ensemble comprimé. Les parois latérales 51 de l'enveloppe 19 présentent donc des surfaces lisses à l'exception du bord de jonction des deux branches du « U » de l'enfoncement 41 (figures 2a, 2b).

[0088] Par ailleurs et après l'étape de compression B, et ce pour optimiser l'adhérence et l'étanchéité entre le conduit intérieur 17 et l'enveloppe extérieure 19, on prévoit une étape dans laquelle on solidarise, par exemple par brasage ou collage, les parois internes 19a, 19b de l'enveloppe extérieure 19 aux parois externes 17a, 17b du conduit intérieur 17. Les parois latérales 51 peuvent aussi être soudées ou brasées sur le conduit intérieur 17.

[0089] L'unité d'échange thermique 15 ainsi réalisée permet d'optimiser l'échange thermique entre les deux fluides.

[0090] On peut alors assembler une ou plusieurs unités d'échange thermique 15 aux boîtes collectrices, pour assembler un échangeur thermique.

[0091] L'ensemble de l'échange thermique peut ensuite passer dans un four de brasage approprié, pour braser en une opération les différentes parties à fixer, telles que les extrémités 37 et 39 du conduit intérieur 17 et de l'enveloppe extérieure 19 avec les boîtes collectrices 33,35 ou encore la surface externe du conduit intérieur 17 avec la surface interne de l'enveloppe extérieure 19.

[0092] On comprend donc qu'une telle unité d'échange thermique 15 peut être réalisée simplement et reliée facilement aux boîtes collectrices 33,35 ce qui permet d'optimiser le temps et le coût d'assemblage d'un échangeur thermique.

Revendications

1. Unité d'échange thermique entre un premier et un second fluide caractérisé en ce qu'elle comporte :

- au moins un conduit intérieur (17) présentant une pluralité de premiers canaux (21) longitudinaux internes pour la circulation du premier fluide,

- une enveloppe extérieure (19) creuse dans laquelle est logé ledit conduit intérieur, et

- au moins deux parois nervurées (19a) disposées de part et d'autre dudit conduit intérieur (17), en contact à la fois avec ledit conduit intérieur et ladite enveloppe extérieure, de manière à délimiter une pluralité de seconds canaux (29) longitudinaux pour la circulation du second fluide, lesdits seconds canaux (29) s'étendant sensiblement parallèlement auxdits premiers canaux (21).

2. Unité d'échange thermique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit conduit intérieur (17) est réalisé sous la forme d'une plaque et en ce que ladite enveloppe extérieure (19) présente une forme générale parallélépipédique creuse, l'enveloppe extérieure (19) présentant deux parois latérales (51) qui s'étendent entre les parois nervurées (19a).

3. Unité d'échange thermique selon la revendication 2, dans laquelle le conduit intérieur (17) est un conduit extrudé.

4. Unité d'échange thermique selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, dans laquelle l'enveloppe extérieure (19) délimite un conduit réalisé par extrusion.

5. Unité d'échange thermique selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, dans laquelle l'enveloppe extérieure (19) est fabriquée à partir d'un feuillard.

6. Unité d'échange thermique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle au moins une des parois nervurées (19a) présente au moins une nervure (27) en contact avec le conduit intérieur (17) par l'intermédiaire d'une extrémité plate (50) de la nervure (27).

7. Unité d'échange thermique selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, dans laquelle lesdites parois latérales (51) présentant une déformation locale.

8. Unité d'échange thermique selon la revendication 7, dans laquelle la déformation locale est un enfoncement (41) incurvé vers l'intérieur de l'enveloppe extérieure (19).

9. Unité d'échange thermique selon la revendication 8, dans laquelle l'enfoncement (41) présente une section en forme de « V » avant une étape de compression de l'enveloppe extérieur (19), puis une forme de « U » dont les branches se touchent après ladite étape de compression.

10. Échangeur thermique caractérisé en ce qu'il comprend au moins une unité d'échange thermique selon l'une quelconque des revendications 1 à 9.

11. Échangeur thermique selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une boîte collectrice (31) d'introduction et au moins une boîte collectrice (31) d'évacuation de fluide, lesdites boîtes collectrices (31) comportant respectivement :

- un premier collecteur (33) associé au premier fluide et connecté à une extrémité associée (37) dudit conduit intérieur (17), et

- un second collecteur (35) associé au second fluide et connecté à une
extrémité associée (39) de ladite enveloppe extérieure (19),
lesdits collecteurs (33,35) étant séparés de façon étanche.

12. Échangeur thermique selon la revendication 11, caractérisé en ce que ladite boîte collectrice (31) présente en section transversale une forme générale sensiblement en « huit », dont la première (31a) et la seconde (31b) boucles délimitent respectivement le premier (33) et le second (35) collecteur, et dont la partie commune (31c) aux deux boucles (31a,31b) présente une ouverture pour le passage d'une extrémité associée (37,39).

13. Échangeur thermique selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une boîte collectrice (31) d'introduction et au moins une boîte collectrice (31) d'évacuation de fluide, lesdites boîtes collectrices comportant respectivement un unique collecteur (33) connecté à une extrémité associée (37) dudit conduit intérieur (17) pour l'introduction et l'évacuation du premier fluide.

14. Échangeur thermique selon l'une quelconque des revendications 10 à 13, caractérisé en ce que les extrémités associées (37) dudit conduit intérieur (17) font saillie de part et d'autre de ladite enveloppe extérieure (19).

15. Procédé de réalisation d'une unité d'échange thermique entre un premier et un second fluide, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes :

- A) on dispose dans une enveloppe extérieure (19) creuse au moins un conduit intérieur (17) présentant une pluralité de premiers canaux (21) longitudinaux parallèles internes pour la circulation du premier fluide, avec au moins deux parois nervurées (19a) de part et d'autre des surfaces externes longitudinales dudit conduit intérieur (17), et

- B) on comprime ladite enveloppe extérieure (19) pour réduire le volume de ladite enveloppe (19) jusqu'à ce que lesdites parois nervurées (19a) soient en contact à la fois avec ledit conduit intérieur (17) et ladite enveloppe extérieure (19), de manière à délimiter une pluralité de seconds canaux (29) longitudinaux pour la circulation du second fluide, lesdits seconds canaux (29) s'étendant sensiblement parallèlement auxdits premiers canaux (21).

16. Procédé de réalisation selon la revendication 15, caractérisé en ce que lesdites parois nervurées (19a) sont formées sur la surface interne de ladite enveloppe extérieure (19) au moyen de nervures (27).

17. Procédé de réalisation selon l'une quelconques des revendications 15 ou 16, caractérisé en ce que lesdites parois nervurées (19a) sont formées sur la surface externe dudit conduit intérieur (17) au moyen de nervures (27).

18. Procédé de réalisation selon l'une quelconques des revendications 15 à 17, dans lequel le conduit intérieur (17) est réalisé préalablement par une étape d'extrusion.

19. Procédé de réalisation selon l'une quelconques des revendications 15 à 18, dans lequel l'enveloppe extérieure (19) et les parois nervurées (19a) sont réalisées préalablement par une étape commune d'extrusion.

20. Procédé de réalisation selon l'une quelconques des revendications 15 à 18, caractérisé en ce que lesdites parois nervurées (19a) sont formées par pliage d'une bande métallique.

21. Procédé de réalisation selon l'une quelconque des revendications 15 à 20, caractérisé en ce qu'il comprend une étape dans laquelle on fixe par collage ou brasage la surface interne de ladite enveloppe extérieure (19) à la surface externe dudit conduit intérieur (17), pour optimiser l'adhérence.

22. Procédé de réalisation selon l'une quelconque des revendications 15 à 21, caractérisé en ce qu'on réalise un enfoncement (41) incurvé vers l'intérieur de ladite enveloppe extérieure (19), sensiblement au milieu de parois latérales (51) de l'enveloppe extérieure (19), pour faciliter l'étape B) de compression de l'enveloppe extérieure (19).

Dessins