L'invention concerne un collecteur d'un échangeur de chaleur selon le préambule de la revendication 1 (voir par exemple
Quoique non exclusivement, les échangeurs thermiques concernés sont destinés à équiper des véhicules et correspondent, dans une application préférentielle, aux condenseurs prévus sur les boucles ou circuits de climatisation des véhicules. Cependant, d'autres applications de ces échangeurs thermiques sont également envisageables sans sortir du cadre de l'invention.
Il est connu des condenseurs comprenant un faisceau de tubes parallèles et deux collecteurs dans lesquels sont raccordées, de façon fixe et étanche, les extrémités correspondantes des tubes. Ainsi, le fluide de la boucle de climatisation, peut circuler d'un collecteur à l'autre, à travers les tubes dans lesquels le fluide passe de la phase vapeur à la phase liquide par échange de chaleur avec un flux d'air, balayant les tubes. Ces échangeurs sont assemblés par brasage.
Les collecteurs comprennent une plaque collectrice à paroi ouverte longitudinalement et un couvercle fermant la plaque collectrice, après brasage. Pour pré-assembler le couvercle et la plaque collectrice avant brasage, il est connu de les sertir. Pour cela, la plaque collectrice possède des bords relevés dont une portion périphérique est sertie autour du couvercle pour fermer le collecteur.
Ces collecteurs connus présentent l'inconvénient de devoir appliquer à la portion de bord périphérique de la plaque collectrice un effort trop important lors de l'opération de sertissage et de risquer ainsi la déformation du couvercle, ce qui pourra empêcher un brasage correct du couvercle et de la plaque collectrice.
Une solution pour éviter les problèmes de déformation lors de l'opération de sertissage est d'utiliser une contre forme, nommée « fourchette » permettant d'empêcher la transmission des efforts de sertissage au couvercle. Une telle solution reste compliquée à mettre en oeuvre car nécessitant un outillage spécifique.
L'invention a pour but de surmonter les problèmes précités.
Elle propose à cet effet un un collecteur d'un échangeur de chaleur tel que défini dans la revendication 1. Selon l'invention, ladite première pièce présente une zone formant charnière facilitant le repliement de ladite portion de bord périphérique.
L'effort nécessaire à appliquer sur ladite portion de bord périphérique lors du sertissage de ladite première pièce sur ladite deuxième pièce sera ainsi moins important et réduira le risque de déformation du collecteur. De plus, elle pourra être mis en oeuvre sans pièce faisant contre forme.
Selon l'invention, ladite portion de bord périphérique présente une partie amincie par rapport à une autre partie de la première pièce, destinée à offrir une résistance à la pression d'un fluide. On définit de la sorte ladite zone charnière.
Par exemple, la partie amincie peut s'étendre de ladite zone charnière au bord distal de ladite première pièce.
Ladite première pièce présentant une dimension d'extension longitudinale, la partie amincie est, par exemple, continue le long de ladite extension longitudinale.
Avantageusement, on peut prévoir une amorce de pliage au niveau de ladite zone charnière, par exemple située au niveau d'une base de ladite partie amincie.
De préférence, ladite partie amincie présente une épaisseur comprise entre 25% et 75% de l'épaisseur de l'autre partie.
En particulier, elle peut présenter une épaisseur comprise entre 40% et 60% de l'épaisseur de l'autre partie.
De préférence, ledit collecteur comprend un couvercle en forme de U avec une base et des ailes longitudinales reliées à la base par une zone incurvée. La zone charnière est en vis-à-vis des ailes, à proximité de la zone incurvée.
L'invention concerne également un échangeur de chaleur, notamment condenseur d'un système de climatisation de véhicule automobile, muni d'un collecteur tel que défini ci-dessus.
Les figures annexées feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables.
L'invention pourra trouver son application dans un échangeur de chaleur tel que représenté sur la
L'échangeur 1 pourra comprendre, un faisceau de tubes parallèles 2 dont les extrémités 2A sont reliées, de manière fixe et étanche, à des collecteurs ou boîtes collectrices respectivement amont 3 et aval 4 selon le sens de circulation du fluide, notamment du fréon, circulant dans la boucle considérée. A ces collecteurs sont respectivement rapportées des brides de raccordement fluidiques d'entrée 5 et de sortie 6.
En particulier, les tubes 2 dans lesquels circule le fluide ont une section transversale oblongue et entre ceux-ci sont agencés des intercalaires 7 augmentant la surface d'échange thermique entre le fluide circulant dans l'échangeur 1 et le flux d'air extérieur traversant celui-ci. L'intérieur des tubes 2 peut aussi inclure des perturbateurs qui, à l'instar des intercalaires, augmentent la surface d'échange thermique et la tenue mécanique des tubes. Il pourra aussi s'agir de tubes extrudés. Chaque tube définit, par exemple, une pluralité de canaux internes, parallèles, de circulation de fluide.
Les collecteurs amont 3 et aval 4 sont globalement identiques et ont une forme générale tubulaire. Ils sont de type « bipartite », c'est-à-dire que chacun d'eux se compose d'une plaque collectrice 8 et d'un couvercle 9.
L'exemple d'ensemble de deux pièces serties l'une sur l'autre représenté sur la
La plaque collectrice 8 a, par exemple, une section transversale sensiblement en U et sa paroi définit ainsi un fond 11 prolongé de deux branches ou ailes latérales 14, parallèles, dont l'extrémité distale des bords périphériques délimitent une ouverture longitudinale 15 obturée par le couvercle sur la figure. Dans le fond 11 de la plaque collectrice 8 sont ménagées des fentes oblongues 18 tout du long de celui-ci, dans lesquelles sont reçues les extrémités correspondantes des tubes parallèles 2. Elles pourront être bordées de collets 30.
Le couvercle 9 présente, par exemple, lui aussi, une section transversale en U dont la paroi 20 forme un fond légèrement concave 21 prolongé par des branches ou ailes latérales 22, parallèles, plus courtes que celles de la plaque collectrice 8. La dimension, notamment en largeur du couvercle, est telle que les branches latérales 22 s'ajustent tête-bêche entre les branches latérales 14 de la plaque collectrice 8.
L'assemblage du couvercle 9 et de la plaque collectrice 8 définit un espace interne 24 dans lequel est amené à circuler le fluide de la boucle. De par la forme emboîtée des U de la plaque 8 et du couvercle 9, la section transversale du collecteur 3 ou 4 est approximativement rectangulaire, mais pourrait être différente.
Des cloisons, non représentées, sont éventuellement prévues à chacune des extrémités longitudinales du collecteur pour fermer le collecteur. Des cloisons intermédiaires, pouvant rendre deux parties du collecteur hermétiques l'une de l'autre peuvent également être prévues. Ces cloisons comprennent par exemple, une butée pour le positionnement du couvercle 9.
Si l'on se reporte à nouveau à la
La fonction des brides d'entrée 5 et de sortie 6 est d'assurer les connexions fluidiques via des conduites non représentées entre, dans l'exemple, un compresseur de la boucle en question, tourné vers le collecteur amont 3 et l'espace intérieur du collecteur amont tubulaire 3, et entre l'espace intérieur 24 du collecteur aval tubulaire 4 et un détendeur tourné vers celui-ci, via des passages de fluide ménagés dans les brides.
Pour information, on a représenté, par la référence 35, d'autres brides rapportées par sertissage sur les collecteurs tubulaires 3, 4 et destinées à la fixation de l'échangeur 1 sur des supports appropriés du véhicule et/ou à l'accrochage d'une bouteille de stockage de fluide en communication de fluide avec l'un des collecteurs.
Une telle bouteille, par exemple raccordée au collecteur aval, a pour but d'assurer la filtration et la déshydratation du fluide frigorigène, de compenser les variations de volume du fluide frigorigène et/ou d'assurer la séparation de la portion de fluide qui pourrait être encore en phase gazeuse à la sortie du condenseur de la portion de fluide en phase liquide.
L'opération de sertissage pourra permettre de pré-assembler non seulement la plaque collectrice 8 et le couvercle 9, mais aussi les brides d'entrées 5 et de sorties 6 des fluides, les brides 35 destinées à la fixation de l'échangeur 1 sur des supports appropriés du véhicule et/ou à l'accrochage de la bouteille de stockage de fluide. Ces éléments sont sertis, par exemple, entre le couvercle 9 et la portion de bord périphérique 12 de la plaque collectrice 8. On obtient de la sorte un pré-assemblage de tous ces éléments en une seule opération.
La
Selon l'invention, le sertissage de la portion de bord périphérique 12 de ladite première pièce 8 sur la deuxième pièce 9 est facilité par la présence d'une zone charnière 16 sur ladite première pièce 8.
L'effort nécessaire sera donc moins important pour sertir ladite portion de bord périphérique 12 de ladite première pièce 8 sur ladite deuxième pièce 9. Cela permettra non seulement de réduire le risque de déformation du collecteur mais aussi d'éviter l'utilisation de pièce faisant contre forme.
En outre, dans le cas d'un pré-assemblage plus complet où la bouteille est pré-assemblée entre la plaque collectrice et le couvercle pour être sertie en même temps qu'eux, l'étroitesse entre le couvercle et la bouteille implique l'utilisation de lames de sertissage de faible section donc cassante. En réduisant l'effort nécessaire au sertissage de ladite portion de bord périphérique 12 de ladite première pièce 8 sur ladite deuxième pièce 9 on réduit également le risque de casse des lames de sertissage de faible section.
De préférence, mais non exclusivement, le sertissage est facilité par l'amincissement de tout ou partie de ladite portion de bord périphérique 12 de la première pièce 8 par rapport à une autre partie 14 de la première pièce, destinée à offrir une résistance à la pression d'un fluide, ici le reste des ailes latérales 14 et le fond 11 de la plaque collectrice 8. L'amincissement de paroi est obtenu par toute opération mécanique appropriée (laminage, étirage, emboutissage, etc.).
Autrement dit, la portion de bord périphérique 12, destinée au sertissage, présente une partie amincie 13, c'est-à-dire, une partie dont l'épaisseur de matière est plus faible que l'épaisseur de matière au niveau d'une partie de la première pièce, destinée à résister à la pression du fluide. Dans l'exemple illustré, la partie amincie 13 présente une épaisseur inférieur à celle du reste des ailes latérales 14 et/ou du fond 11 de la plaque collectrice 8.
La
La partie amincie 13 peut, dans le cas où, comme dans l'exemple illustré, la première pièce présente une dimension d'extension longitudinale, être continue le long de ladite dimension d'extension longitudinale.
La
Pour faciliter au mieux le repliement par sertissage de la portion de bord de périphérie 12 de la première pièce 8 sur la deuxième pièce 9 sans risquer sa casse, il est prévu que la partie amincie 13 de ladite portion de bord périphérique 12 présente une épaisseur comprise, par exemple, entre 25% et 75% de l'épaisseur de l'autre partie.
Plus précisément il est prévu que la partie amincie 13 de la portion de bord périphérique 12 présente une épaisseur comprise entre 40% et 60% de l'épaisseur de l'autre partie, notamment environ 50%
Dans le cas où, comme illustré, l'ensemble de deux pièces serties l'une sur l'autre est un collecteur dont le couvercle 9 est en forme de U avec une base 21 et des ailes longitudinales 22 reliées à la base par une zone incurvée 23, la zone charnière 16, ici la base de la zone amincie 13, peut se situer en vis-à-vis des ailes longitudinales 22, à proximité de la zone incurvée 23. Autrement dit, la zone charnière 16 est plus proche de la zone incurvée du couvercle 9 que du bord opposé desdites ailes 22.
Cette liste de références citées par le demandeur vise uniquement à aider le lecteur et ne fait pas partie du document de brevet européen. Même si le plus grand soin a été accordé à sa conception, des erreurs ou des omissions ne peuvent être exclues et l'OEB décline toute responsabilité à cet égard.