FR3139190A1 - Système de connexion fluidique pour un échangeur de chaleur - Google Patents

Abstract

Système de connexion fluidique pour un échangeur de chaleur La présente invention concerne un système de connexion (20) pour un échangeur de chaleur, le système de connexion comportant : - une structure métallique comportant un orifice d’entrée ou de sortie de fluide, - une tubulure (34) montée étanche sur la structure métallique, formant un raccord avec l’orifice d’entrée ou de sortie de fluide, le système étant caractérisé en ce que la tubulure (34) comporte une portion de base (346) proximale à la structure métallique, et une portion de connexion (348) reliée à la portion de base (346), la portion de connexion (348) étant de section inférieure à celle de la portion de base (346). (figure 5)

Description

Système de connexion fluidique pour un échangeur de chaleur

La présente invention se rapporte au domaine des circuits de refroidissement notamment pour véhicules automobiles et concerne plus précisément un système de connexion d’entrée ou de sortie d’un fluide permettant de relier un échangeur de chaleur à un tel circuit.

Les échangeurs de chaleur équipant les boucles de climatisation des véhicules sont agencés pour permettre la circulation adjacente en deux espaces séparés de deux fluides différents, de manière à réaliser un échange de chaleur entre ces fluides, sans les mélanger. Au sein des échangeurs de chaleur et des circuits thermodynamiques auxquels ils sont rattachés, les fluides circulent sous pression.

Un tel échangeur 2 est représenté sur la . Il est constitué d’un faisceau de plaques d’échange de chaleur et de connexions fluidiques 8, 10 rattachant ce faisceau aux circuits avec lesquels est connecté l’échangeur. Alors que le faisceau est standard pour son utilisation dans plusieurs véhicules, les connexions fluidiques sont spécifiques à chaque conception de circuit de refroidissement destiné à un modèle de véhicule particulier.

Actuellement, les connexions fluidiques 8 destinées au fluide réfrigérant circulant dans un tel échangeur forment un bloc de connexion en aluminium brasé sur une joue 6 de l’échangeur 2, cette joue étant une plaque externe métallique de l’échangeur 2 bordant le faisceau de plaques, lui-même agencé dans un carter 4 en aluminium. Sur la , les connexions fluidiques 8 sont des orifices cylindriques dans le bloc de connexion, dans lesquels viennent s’insérer des durites avec un embout en aluminium muni d’un joint d’étanchéité. Ce bloc de connexion peut être adapté à un circuit de refroidissement spécifique d’un véhicule, notamment la disposition des orifices dans le bloc de connexion peut être différente.

Un inconvénient de l’échangeur décrit ci-dessus réside dans un problème d’homogénéité de distribution du fluide réfrigérant entre les canaux, délimités par les plaques, qui sont directement adjacents au bloc de connexion comparés aux canaux qui sont éloignés du bloc de connexion.

Par ailleurs, la fabrication actuelle des blocs de connexion de tels échangeurs de chaleur nécessite des outils de brasage lourds et complexes, notamment pour braser ensemble les faisceaux de tels échangeurs de chaleur avec leurs blocs de connexion, en raison de la dimension du four de brasage nécessaire, des supports de brasage qui doivent être adaptés aux différents emplacements et blocs de connexion pour permettre leur assemblage sur les faisceaux. Le nombre de plaques du faisceau est alors limité pour permettre un brasage à plat du dispositif.

Ces différentes contraintes dégradent l’homogénéité de la performance thermique d’un tel échangeur de chaleur.

Il existe donc un besoin d’une solution technique simple et facile à mettre en œuvre, d’un bloc de connexion de fluide réfrigérant sur un échangeur de chaleur, qui permette d’alimenter correctement les canaux immédiatement adjacents au bloc de connexion. Un tel bloc facilite aussi l’adaptation des orifices du bloc de connexion aux différents orifices des collecteurs d’échangeurs de chaleur et aux spécificités des circuits de refroidissement de différents modèles de véhicule.

La présente invention remédie au moins en partie aux inconvénients de l’art antérieur, en fournissant un système de connexion pour un échangeur de chaleur, et un échangeur de chaleur, qui permettent une grande liberté de conception des connexions fluidiques de l’échangeur de chaleur tout en améliorant l’homogénéité thermique au sein de cet échangeur de chaleur.

A cette fin, l’invention propose un système de connexion pour un échangeur de chaleur, le système de connexion comportant :
- une structure métallique comportant un orifice d’entrée ou de sortie de fluide,
- une tubulure montée étanche sur la structure métallique, formant un raccord avec l’orifice d’entrée ou de sortie de fluide,
le système étant caractérisé en ce que la tubulure comporte une portion de base proximale à la structure métallique, et une portion de connexion reliée à la portion de base, la portion de connexion étant de section inférieure à celle de la portion de base.

Par « proximale », on entend ici que la portion de base est plus proche de la structure métallique que la portion de connexion, qui est destinée à recevoir un embout de durite.

Grâce à l’invention, on forme une préchambre dans la tubulure, qui peut être facilement usinée lorsque la tubulure est en matière synthétique, car bien que la portion de base et la portion de connexion soient de sections internes différentes, ces sections internes peuvent être chacune de forme constante ou sensiblement constante jusqu’à leur jonction, autrement dit la forme de la section interne de la tubulure n’évolue pas continument le long de la tubulure. Par « sensiblement » on entend que la section interne de la portion de base ou de la portion de connexion ne varie que d’un ou deux millimètres au plus autour de sa forme à l’entrée de la portion concernée.

Cette préchambre est avantageuse dans le cas où l’orifice du collecteur en vis-à-vis de la tubulure est de section plus grande que celle de la portion de connexion.

Une telle préchambre autorise une distribution du fluide réfrigérant suffisamment en amont des premiers canaux, de sorte que ceux-ci soient alimentés de la même manière que les canaux les plus éloignés du bloc de connexion.

Sans cette préchambre, l'élargissement brusque de la section du circuit de fluide réfrigérant au niveau de la joue de l’échangeur de chaleur, génère une mauvaise distribution du fluide réfrigérant au niveau des premières plaques du faisceau de plaques de l’échangeur de chaleur. En décalant cet élargissement au niveau de la préchambre, la distribution du fluide réfrigérant dans l’échangeur de chaleur est améliorée.

L’invention s’applique aussi bien aux connexions fluidiques de l’échangeur de chaleur destinées au liquide caloporteur de l’échangeur de chaleur qu’aux connexions fluidiques de l’échangeur de chaleur destinées au fluide réfrigérant, bien que l’invention soit plus spécifiquement destinée à cette dernière option.

Selon une caractéristique avantageuse de l’invention, la portion de base a un contour interne sensiblement identique au contour de l’orifice d’entrée ou de sortie de fluide. Cette caractéristique permet de limiter les pertes de charge. Par « sensiblement » on entend que le contour interne de la portion de base se superpose à l’orifice d’entrée ou de sortie de fluide à un ou deux millimètres près.

Préférentiellement, la portion de base s’étend sur une hauteur comprise entre 2,5 et 13 millimètres, ce qui optimise la circulation du fluide dans l’échangeur de chaleur. Elle est par exemple de section triangulaire ou rectangulaire. La portion de connexion est par exemple de section circulaire. Cela favorise son raccordement à une durite.

Dans un exemple de réalisation, la portion de base comporte au moins une gorge recevant un organe d’étanchéité, par exemple un joint d’étanchéité.

Selon une variante de réalisation, cette gorge est remplacée par un surmoulage en matière élastomère, faisant office d’organe d’étanchéité.

Selon une caractéristique avantageuse de l’invention, la tubulure du système de connexion selon l’invention comporte au moins une oreille, et le système de connexion selon l’invention comporte un dispositif de maintien en compression de la tubulure contre la structure métallique, le dispositif de maintien en compression comportant au moins un plot traversant l’oreille et solidaire de la structure métallique, et au moins un élément de blocage de l’oreille le long du plot, le plot comportant au moins un logement dans lequel l’au moins un élément de blocage est monté.

Grâce à cette caractéristique, l’échangeur de chaleur est dans un premier temps brasé ou soudé avec la structure métallique et le ou les plots du dispositif de maintien en compression, ces plots étant de préférence métalliques, puis dans un deuxième temps la tubulure est comprimée le long du ou des plots. Cela permet un montage et un démontage de la tubulure ailleurs que sur le poste de brasage ou soudage et donc apporte de la flexibilité pour le conditionnement de l’échangeur de chaleur.

De plus, l’invention permet d’optimiser les diamètres des orifices d’entrée et sortie de l’échangeur lorsque ceux-ci sont positionnés dans les coins de la plaque externe métallique, par rapport aux solutions de l’art antérieur. En effet, lorsque les tubulures sont en matière synthétique, elles n’ont pas besoin d’être brasées sur une joue de l’échangeur de chaleur, et peuvent être de formes très diverses.

Le système de connexion selon l’invention comprend bien sûr préférentiellement à la fois une tubulure d’entrée et une tubulure de sortie associées chacune à un orifice d’entrée ou de sortie de fluide, et un dispositif de maintien en compression associé à chaque tubulure.

Dans un exemple de réalisation de l’invention, le logement du plot du dispositif de maintien en compression du système de connexion selon l’invention, comporte un trou fileté, l’élément de blocage comportant une vis apte à être vissée dans le trou fileté en passant dans une excroissance d’un tube destiné à être monté étanche sur la tubulure. En effet la tubulure est destinée à recevoir un embout en aluminium d’une durite. Dans cet exemple de réalisation de l’invention, la durite comporte une excroissance, par exemple une oreille, dans laquelle une vis vient plaquer l’excroissance contre l’oreille de la tubulure en se vissant dans le trou fileté. L’oreille de la tubulure comprime ainsi la tubulure contre la structure métallique, assurant l’étanchéité du système de connexion.

Préférentiellement, le plot comporte une gorge circulaire formant le logement, l’élément de blocage étant sous forme d’une agrafe, l’agrafe comportant deux bras, et l’oreille comportant deux orifices traversants recevant chacun un des deux bras de l’agrafe, les deux bras enserrant le plot en étant logés dans la gorge circulaire. Cette réalisation de l’invention ne nécessite pas d’assemblage spécifique avec la durite, mais est compatible avec l’exemple de réalisation précédent dans la mesure où le dispositif de maintien en compression a possiblement plusieurs éléments de blocage logés dans plusieurs logements du plot.

Préférentiellement encore, la tubulure comporte une autre oreille, la structure métallique comportant un autre plot solidaire de la structure métallique et traversant l’autre oreille. Le dispositif de maintien en compression comporte de préférence un élément de blocage de l’autre oreille le long de l’autre plot, l’autre plot comportant un logement dans lequel l’élément de blocage est logé.

L’élément de blocage est par exemple une agrafe ou une vis comme évoqué ci-dessus. L’autre plot est également de préférence, un plot métallique brasé ou soudé à la structure métallique.

Dans un exemple de réalisation de l’invention, la structure métallique comporte une joue de l’échangeur de chaleur et une plaque complémentaire soudée ou brasée contre la joue de l’échangeur de chaleur, le plot étant solidaire de la plaque complémentaire. Cette plaque complémentaire permet de disposer de plus de place pour fixer les tubulures sur les orifices d’entrée et de sortie du collecteur du faisceau de plaques de l’échangeur de chaleur. L’autre plot est par exemple positionné sur une surface de la plaque complémentaire s’étendant au-delà de la joue.

Avantageusement, la structure métallique comporte un dispositif d’indexage de la plaque complémentaire sur la joue et/ou du plot sur la joue. Ce dispositif d’indexage permet de bien positionner les orifices de la plaque complémentaire sur ceux de la joue de l’échangeur de chaleur, et les tubulures sur les orifices du collecteur de l’échangeur de chaleur.

Le dispositif d’indexage comporte par exemple au moins un collet apte à s’insérer dans une ouverture correspondante de la plaque complémentaire et/ou à recevoir le plot.

Dans un mode de réalisation, le système de connexion selon l’invention comporte un joint d’étanchéité surmoulé fixé sur la joue de l’échangeur de chaleur, sur le contour de l’orifice d’entrée ou de sortie de fluide, ce joint d’étanchéité surmoulé étant apte à envelopper au moins en partie la portion de base de la tubulure.

L’invention concerne aussi un échangeur de chaleur comprenant au moins un faisceau de plaques et au moins un système de connexion selon l’invention.

Un procédé d’assemblage d’un système de connexion selon l’invention comporte les étapes de :

- solidarisation du plot sur la structure métallique,
- insertion de l’oreille de la tubulure sur le plot,
- compression de l’oreille le long du plot et blocage de l’oreille via l’élément de blocage.

D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore au travers de la description qui suit d’une part, et de plusieurs exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins schématiques annexés d’autre part, sur lesquels :

déjà commentée en relation avec l’art antérieur, illustre un échangeur de chaleur de l’art antérieur,

représente en perspective une face d’une structure métallique d’un système de connexion selon l’invention, selon un premier mode de réalisation de l’invention,

représente en perspective une face opposée de la structure métallique de la , dans le premier mode de réalisation de l’invention,

représente en perspective un système de connexion selon l’invention dans le premier mode de réalisation de l’invention,

représente en perspective une tubulure d’un système de connexion selon l’invention, dans le premier mode de réalisation de l’invention,

représente en perspective un système de connexion selon l’invention dans un deuxième mode de réalisation de l’invention,

représente en perspective une structure métallique du système de connexion de la , et

représente en perspective une tubulure du système de connexion de la .

Selon un premier mode de réalisation de l’invention représenté sur la , un système de connexion 20 selon l’invention pour un échangeur de chaleur, comporte une structure métallique constituée de la joue 22 de l’échangeur de chaleur, fermant un faisceau de plaques métalliques de l’échangeur de chaleur, et d’une plaque complémentaire 24 soudée ou brasée sur la joue 22 de l’échangeur de chaleur. La joue 22 et la plaque complémentaire 24 sont donc métalliques, par exemple faites d’aluminium.

La joue 22 et la plaque complémentaire 24 comportent deux orifices 30 et 32 destinés à se superposer aux orifices d’entrée et de sortie de fluide de l’échangeur de chaleur. Par exemple l’orifice 30 est un orifice d’entrée de fluide réfrigérant, et l’orifice 32 est un orifice de sortie de fluide réfrigérant. Les orifices 30 et 32 sont donc de section identique ou sensiblement identique à ceux du collecteur de l’échangeur de chaleur. Par sensiblement identique, on entend que les orifices 30, 32 se superposent à ceux du collecteur de chaleur à un ou deux millimètres près.

Afin de faciliter la bonne superposition de la plaque complémentaire 24 sur la joue 22 notamment au niveau des orifices 30 et 32, un dispositif d’indexage de la joue 22 permet d’aider au positionnement de la plaque complémentaire 24 sur la joue 22. Dans ce premier mode de réalisation de l’invention, ce dispositif d’indexage comporte deux collets 222 et 224 sur la joue 22, venant s’insérer dans des orifices correspondants de la plaque complémentaire 24. Ces collets 222 et 224 servent en outre à positionner chacun un plot métallique sur la plaque complémentaire 24. Dans cet exemple de réalisation, le collet 224 sert à positionner un plot 28, métallique et solidarisé par brasage ou soudage, dans le collet 224. Un autre plot 26, métallique, est positionné sur la plaque complémentaire 24 grâce à un orifice 25 (visible ) de la plaque complémentaire 24, dans lequel est vissé le plot 26. En variante le plot 26 est soudé ou brasé à la plaque complémentaire 24, l’orifice 25 ne servant qu’à recevoir une excroissance du plot 26. Dans une autre variante, les plots 26 et 28 sont issus de matière avec la plaque complémentaire 24.

Dans encore une autre variante, le dispositif d’indexage comporte par exemple des pions sur la joue 22, venant s’insérer dans des orifices correspondants de la plaque complémentaire 24, et la plaque complémentaire 24 comporte un dispositif de positionnement du plot métallique 28, par exemple un pion ou un collet.

Les plots 26 et 28 servent à positionner une tubulure 34 du système de connexion 20 selon l’invention, représentée sur la , sur la plaque complémentaire 24. Pour cela la tubulure 34 comporte deux oreilles 342 et 344 dans lesquelles sont insérés respectivement le plot 28 et le plot 26. La tubulure 34 est de préférence en matière synthétique, c’est-à-dire issue de polymères (matière plastique). En variante la tubulure 34 est en aluminium ou d’un autre métal.

Dans ce premier mode de réalisation de l’invention, une tubulure telle que la tubulure 34 est montée de manière étanche contre chaque orifice 30, 32 d’entrée ou de sortie de fluide. Il y a donc en fait quatre plots métalliques sur la plaque complémentaire 24 pour positionner ces deux tubulures, seuls les plots 26, 28 et la tubulure 34 étant représentés sur les figures 2 à 4. Il apparaît clairement que les deux tubulures présentent un encombrement trop important pour être montées ensemble uniquement sur la joue 22 de l’échangeur de chaleur, d’où la présence de la plaque complémentaire 24 permettant de recevoir au moins une oreille et un plot correspondant à une tubulure. Ainsi, l’oreille 344 et le plot 26 sont positionnés sur une surface de la plaque complémentaire 24 qui s’étend au-delà de la joue 22.

Il s’en suit que dans le cas où les orifices d’entrée et de sortie de fluide de l’échangeur de chaleur permettent de monter de manière étanche des tubulures sur ces orifices sans déborder de la surface plane de la joue 22, la plaque complémentaire 24 n’est pas nécessaire. Dans cette configuration, illustrée dans un deuxième mode de réalisation de l’invention décrit plus loin, les plots métalliques permettant de positionner les tubulures sont donc directement brasés ou soudés sur la joue 22.

Outre les oreilles 342 et 344, la tubulure 34 comporte une portion de base 346, comme représentée sur la , et une portion de connexion 348 prolongeant axialement la portion de base 346. Par axialement, on entend selon une direction parallèle à la direction longitudinale des plots 26, 28 c’est-à-dire à la direction d’écoulement du fluide réfrigérant dans la tubulure 34.

La portion de base 346 est plaquée contre la plaque complémentaire 24 par l’intermédiaire d’un organe d’étanchéité (non représenté), notamment un joint monté dans une gorge 345 creusée dans la surface de contact de la portion de base 346 avec la plaque complémentaire 24. En variante, l’organe d’étanchéité est un surmoulage effectué sur cette surface de contact.

La section interne de la portion de base 346, selon un plan orthogonal à cette direction axiale, est identique ou sensiblement identique à la forme de l’orifice 32, c’est-à-dire que la section interne de la portion de base 346 et l’orifice 32 se superposent exactement, ou à un ou deux millimètres près. Cette section interne s’étend sur une hauteur, c’est-à-dire suivant la direction axiale, de 2,5 à 13 millimètres depuis la surface externe de la portion de base 346 sur laquelle est monté l’organe d’étanchéité, jusqu’à la portion de connexion 348.

A la jonction entre la portion de base 346 et la portion de connexion 348, s’effectue une variation brusque de section interne de la tubulure 34, la section interne de la portion de connexion 348 étant inférieure à la section interne de la portion de base 346. Dans ce premier mode de réalisation de l’invention, la section interne de la portion de base 346 est triangulaire, tandis que la section interne de la portion de connexion 348 est circulaire. Ces sections internes de la portion de connexion 348 et de la portion de base 346 sont reliées par une paroi sensiblement orthogonale à la direction axiale, de manière à former une préchambre à l’intérieur de la portion de base 346. Par sensiblement orthogonal on entend orthogonal avec une tolérance de plus ou moins cinq degrés d’écart avec une direction strictement orthogonale. Cette préchambre permet d’améliorer la distribution du fluide réfrigérant dans le faisceau de plaques de l’échangeur de chaleur.

Bien sûr en variante, la section interne de la portion de base 346 est de forme différente, par exemple rectangulaire ou circulaire. La portion de connexion 348 étant destinée à recevoir une durite, dont l’embout est en aluminium et comporte un joint d’étanchéité, la forme de la section de la portion de connexion 348 est de préférence circulaire.

Afin d’assurer l’étanchéité entre la plaque complémentaire 24 et la tubulure 34, le système de connexion 20 selon l’invention comporte un dispositif 40 de maintien en compression de la tubulure 34 contre la plaque complémentaire 24, comme représenté sur la . Ce dispositif de maintien en compression 40 comporte, dans ce premier mode de réalisation de l’invention, deux agrafes 36 et 38. Les bras de chacune de ces agrafes 36, 38 sont logés à la fois dans chacune des oreilles respectives 344 et 342, et dans des gorges circulaires respectives 282 et 262 des plots 28 et 26, ces gorges circulaires étant visibles sur la . Pour ce faire, les deux bras de chaque agrafe 36, 38 sont montés par coulissement dans deux orifices 3442 traversants (visibles ) de chacune des oreilles 344 et 342, une fois celles-ci montées sur les plots 26, 28. Puis les extrémités libres des bras des agrafes 36, 38 sont repliées, comme visible sur la , ce qui permet de verrouiller le maintien en compression de la tubulure 34 sur la plaque complémentaire 24.

En plus de ce maintien en compression de la tubulure 34 par les agrafes 36, 38, le dispositif de maintien en compression 40 comporte un trou fileté 284 sur le plot 28. En effet, la durite venant se connecter à la tubulure 34 comporte une excroissance, par exemple une oreille, qu’une vis (non représentée) du dispositif de maintien en compression 40 vient traverser en se vissant dans le trou fileté 284. Cette vis permet donc de maintenir la durite contre la tubulure 34 ce qui maintient celle-ci en compression contre la plaque complémentaire 24. Notamment, cette vis appuie l’excroissance de la durite contre une surface 3422 de l’oreille 342. L’oreille 342 s’étend axialement jusqu’à la plaque complémentaire 24 pour permettre à cette compression de la durite contre l’oreille 342, de comprimer l’oreille 342 contre la plaque complémentaire 24. Un orifice 347 dans l’oreille 342 de la tubulure 34 permet de positionner angulairement l’excroissance de la durite sur l’oreille 342 pour permettre ce vissage, l’excroissance de la durite comportant un pion de positionnement complémentaire à cet orifice 347.

Bien sûr, l’autre tubulure du système de connexion 20, formant un raccord fluidique avec l’orifice 30, comporte un dispositif de maintien en compression similaire au dispositif de maintien en compression 40.

En variante, le dispositif de maintien en compression 40 ne comporte qu’une des agrafes 36, 38, ou seulement le trou fileté 284 et la vis de maintien de la durite contre l’oreille 342, ou un trou fileté dans chacun des plots 26, 28, ces trous filetés coopérant chacun avec une excroissance et une vis de maintien de la durite contre l’oreille 342, ou une combinaison de ces possibilités.

On décrit maintenant un procédé d’assemblage du système de connexion 20 selon l’invention, relativement au premier mode de réalisation de l’invention, sur un faisceau de plaques d’un échangeur de chaleur, relativement à la tubulure 34 seulement pour simplifier. Ce procédé comporte les étapes suivantes :

La première étape est le positionnement de la plaque complémentaire 24 sur la joue 22 de l’échangeur de chaleur grâce aux collets 222 et 224.

L’étape suivante est le positionnement des plots 28, 26 dans les collets 222 et 224.

L’étape suivante est le brasage de l’échangeur de chaleur équipé de la joue 22 sur laquelle est positionnée la plaque complémentaire 24 et les plots 26, 28. Pour cela, l’ensemble joue 22, plaque complémentaire 24 et plots 26, 28 est positionné sur le faisceau de plaques de l’échangeur de chaleur.

L’étape suivante est le positionnement de la tubulure 34 sur l’orifice 32 en insérant les plots 28, 26 dans les oreilles respectives 344, 342.

L’étape suivante est la compression des oreilles 344, 342 le long des plots 28, 26 et le blocage le long de ces plots 28, 26, de ces oreilles maintenues en compression, en montant les agrafes respectives 38, 36 dans les orifices traversants 3442 des oreilles 344 et 342 et dans les gorges circulaires 282 et 262.

L’étape suivante est le verrouillage de ce maintien en compression par pliage des extrémités libres des agrafes 28, 36.

Enfin la dernière étape est éventuellement une vérification de l’étanchéité du système de connexion 20.

Dans une variante où il n’y a pas de plaque complémentaire 24, les premières étapes sont bien sûr le positionnement des plots dans les collets 222, 224, puis le brasage de l’échangeur de chaleur équipé de la joue 22 et des plots 26, 28.

De même dans la variante où les plots 26, 28 sont venus de matière avec la plaque complémentaire 24, on passe directement de l’étape de positionnement de la plaque complémentaire 24 sur la joue 22 à l’étape de brasage. Il en est de même si les plots 26, 28 sont vissés sur la plaque complémentaire 24 avant que celle-ci ne soit positionnée sur la joue 22.

Selon un deuxième mode de réalisation représenté sur les figures 6, 7 et 8, un système de connexion 50 pour un échangeur de chaleur comporte une structure métallique constituée de la joue 52 de l’échangeur de chaleur, fermant un faisceau de plaques métallique de l’échangeur de chaleur. Le système de connexion 50 comporte également une tubulure 64 montée sur la joue 52, et formant un raccord étanche avec un orifice 62 (référencé ) d’entrée ou de sortie de fluide agencé sur la joue 52.

Sur la , une seule tubulure 64 est représentée, mais l’échangeur de chaleur comporte bien sûr préférentiellement au moins deux tubulures, une tubulure d’entrée de fluide et une tubulure de sortie de fluide, conformes au système de connexion 50 selon l’invention.

Comme dans le premier mode de réalisation de l’invention, la tubulure 64 comporte une portion de base 646, et une portion de connexion 648 prolongeant axialement la portion de base 646, c’est-à-dire parallèlement à la direction d’écoulement du fluide réfrigérant en sortie de la joue 52. Les caractéristiques structurelles de la portion de base 646 et de la portion de connexion 648 sont similaires à celles de la tubulure 34 du premier mode de réalisation de l’invention et ne sont donc pas plus amplement détaillées ici.

Contrairement au premier mode de réalisation, dans ce deuxième mode de réalisation de l’invention, le positionnement de la tubulure 64 sur la joue 52 est réalisé par emboîtement d’au moins une partie la portion de base 646 de la tubulure 64 dans un joint d’étanchéité surmoulé 54 fixé sur le contour de l’orifice 62 de la joue 32. Ce joint d’étanchéité surmoulé 54 prolonge axialement le contour de l’orifice 62 en s’évasant légèrement pour ceinturer étroitement la portion de base 646 de la tubulure 64 sur au moins une partie de celle-ci dans la direction axiale. Le joint d’étanchéité surmoulé 54 a donc une section, orthogonalement à la direction axiale, de forme complémentaire à la section de la portion de base 646, ici une section triangulaire.

La portion de base 646 est plaquée contre une surface interne de ce joint d’étanchéité surmoulé 54, notamment contre une gorge 644 (visible ) creusée dans la surface de contact de la portion de base 646 avec le joint d’étanchéité surmoulé 54.

De plus, dans ce deuxième mode de réalisation de l’invention, le système de connexion 50 comporte un plot 58 brasé sur la joue 52 et s’étendant orthogonalement à la dimension d’extension principale de la joue 52, c’est-à-dire axialement, vers l’extérieur de la joue 52. Un collet 522 agencé sur la joue 52 permet de positionner le plot 58 avant son brasage sur la joue 52. Lors du positionnement de la tubulure 64 dans le joint d’étanchéité surmoulé 54, le plot 58 est inséré dans une oreille 642 de la tubulure 64. Le plot 58 comporte également un trou fileté 584 destiné à recevoir une vis (non représentée) traversant une excroissance d’une durite se connectant à la tubulure 64. Cette vis maintient l’excroissance en compression contre une surface 6422 de l’oreille 642, ce qui comprime l’oreille 642 et donc la tubulure 64 contre la joue 52.

Un orifice 647 dans l’oreille 642 de la tubulure 64 permet de positionner angulairement l’excroissance de la durite sur l’oreille 642 pour permettre ce vissage, l’excroissance de la durite comportant un pion de positionnement complémentaire à cet orifice 647.

Le plot 58 et la vis constituent donc, dans le système de connexion 50 selon l’invention, un dispositif de maintien en compression de la tubulure 64 contre la joue 52.

Dans ce deuxième mode de réalisation, un seul plot 58 par tubulure 64 du système de connexion 50 selon l’invention est nécessaire, et le dispositif de maintien en compression n’utilise que la vis associée à la durite venant se brancher sur la tubulure 64.

Dans ce deuxième mode de réalisation de l’invention, un procédé d’assemblage du système de connexion selon l’invention sur un faisceau de plaques d’un échangeur de chaleur, relativement à la tubulure 64 comporte les étapes suivantes :

La première étape est le positionnement du plot 58 dans le collet 522.

L’étape suivante est le brasage de l’échangeur de chaleur équipé de la joue 52 sur laquelle est positionné le plot 58. Pour cela, l’ensemble joue 52 et plot 58 est positionné sur le faisceau de plaques de l’échangeur de chaleur.

L’étape suivante est le positionnement du joint d’étanchéité surmoulé 54 sur la joue 52.

L’étape suivante est le positionnement de la tubulure 64 contre l’orifice 62 en emboîtant la tubulure 64 dans le joint d’étanchéité surmoulé 54 et en insérant le plot 58 dans l’oreille 642.

L’étape suivante est la compression de l’oreille 642 le long du plot 58 et le blocage le long de ce plot 58 de l’oreille 642 maintenue en compression, en vissant une vis maintenue dans une excroissance d’une durite dans le trou fileté 584 du plot 58 et en connectant la durite dans la tubulure 64.

Enfin la dernière étape est éventuellement une vérification de l’étanchéité du système de connexion 50.

Bien sûr, l’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l’invention.

Claims (10)

1. Système de connexion (20) pour un échangeur de chaleur, le système de connexion (20) comportant :
   - une structure métallique (22, 24) comportant un orifice (32) d’entrée ou de sortie de fluide,
   - une tubulure (34) montée étanche sur la structure métallique (22, 24), formant un raccord avec l’orifice (32) d’entrée ou de sortie de fluide,
   le système étant caractérisé en ce que la tubulure (34) comporte une portion de base (346) proximale à la structure métallique (22, 24), et une portion de connexion (348) reliée à la portion de base (346), la portion de connexion (348) étant de section inférieure à celle de la portion de base (346).
2. Système de connexion (20) selon la revendication 1, dans lequel la portion de base (346) a un contour interne sensiblement identique au contour de l’orifice (32) d’entrée ou de sortie de fluide.
3. Système de connexion (20) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la portion de base (346) s’étend sur une hauteur comprise entre 2,5 et 13 millimètres.
4. Système de connexion (20) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la portion de base (346) est de section triangulaire ou rectangulaire.
5. Système de connexion (20) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la portion de connexion (348) est de section circulaire.
6. Système de connexion (20) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la portion de base (346) comporte au moins une gorge (345) recevant un organe d’étanchéité.
7. Système de connexion (20) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la tubulure (34) comporte au moins une oreille (342, 344), et le système de connexion (20) comporte un dispositif de maintien en compression (40) de la tubulure (34) contre la structure métallique (22, 24), le dispositif de maintien en compression (40) comportant au moins un plot (28, 26) traversant l’oreille (342, 344) et solidaire de la structure métallique (22, 24), et au moins un élément de blocage (38, 36) de l’oreille (342, 344) le long du plot (28, 26), le plot (28, 26) comportant au moins un logement (284, 282, 262) dans lequel l’au moins un élément de blocage (38, 36) est monté.
8. Système de connexion (20) selon la revendication précédente, dans lequel le logement (284) comporte un trou fileté, l’élément de blocage comportant une vis apte à être vissée dans le trou fileté en passant dans une excroissance d’un tube destiné à être monté étanche sur la tubulure (34).
9. Système de connexion (20) selon la revendication 7 ou 8, dans lequel le plot (28, 26) comporte une gorge circulaire (282, 262) formant le logement (282, 262), l’élément de blocage (38, 36) étant sous forme d’une agrafe (38, 36), l’agrafe (38, 36) comportant deux bras, et l’oreille (342, 344) comportant deux orifices (3442) traversants recevant chacun un des deux bras de l’agrafe (38, 36), les deux bras enserrant le plot (28, 26) en étant logés dans la gorge circulaire (282, 262).
10. Echangeur de chaleur comprenant au moins un faisceau de plaques et au moins un système de connexion (20) selon l’une quelconque des revendications précédentes.