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Title:
TUBE FOR A HEAT EXCHANGER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/099809
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a tube (20) for a heat exchanger (10) of a motor vehicle, the tube (20) comprising a wall (21) folded on itself. The tube (20) comprises at least one first support leg (51) located at a middle part (43) and coming from a first covering portion (71) opposite a base portion (45), the first support leg forming part of a first termination (47) of the wall (21) which is extended by a foot (60) configured to extend in contact and along the base portion (45) in the direction of a first end edge (41) of the tube. The wall forms at least one fold (53) between the first end edge (41) and the first covering portion (71), the foot (60) of the first termination (47) extending near the fold (53) arranged most inside the tube.

Inventors:
RIONDET CHRISTIAN (FR)
Application Number:
PCT/FR2019/052733
Publication Date:
May 22, 2020
Filing Date:
November 15, 2019
Export Citation:
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Assignee:
VALEO SYSTEMES THERMIQUES (FR)
International Classes:
F28D1/053; B21C37/08; B21C37/15; F28D1/03; F28F1/02; F28D21/00
Domestic Patent References:
WO2018202998A12018-11-08
Foreign References:
EP1213555A12002-06-12
US20050092476A12005-05-05
US20090020277A12009-01-22
Attorney, Agent or Firm:
TRAN, Chi-Hai (FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1. Tube (20) pour échangeur de chaleur (10) de véhicule automobile, le tube (20) comprenant une paroi (21) pliée sur elle-même de manière à délimiter un conduit (22) dans lequel est apte à circuler un fluide de refroidissement, la paroi (21) étant pliée de manière à former une portion de base (45) s’étendant longitudinalement entre un premier (41) et un deuxième (42) bord d’extrémité opposés longitudinalement de part et d’autre d’une partie médiane (43), la paroi (21) étant pliée par ailleurs de manière à présenter dans le prolongement respectif des premier et deuxième bords d’extrémité une première et une deuxième portion de recouvrement (71, 72), lesdites portions de recouvrement se rejoignant dans la partie médiane, caractérisé en ce que le tube (20) comprend au moins une première jambe d’appui (51) et une deuxième jambe d’appui (52) situées au niveau de la partie médiane (43) et issues, respectivement, de la première portion et la deuxième portion de recouvrement, et s’étendant en direction de la portion de base (45), la première jambe d’appui (51) formant partie d’une première terminaison (47) de la paroi (21) qui se prolonge par un pied (60) sensiblement perpendiculaire à la première jambe d’appui pour s’étendre au contact et le long de la portion de base (45), en direction du premier bord d’extrémité (41), le tube étant également caractérisé en ce que la paroi (21) forme au moins un repli (53) entre le premier bord d’extrémité (41) et la première portion de recouvrement, le pied (60) de la première terminaison s’étendant à proximité du repli (53) disposé le plus à l’intérieur du tube.

2. Tube (20) selon la revendication précédente, dans lequel la paroi (21) présente une première face (55) et une deuxième face (56), le tube étant configuré de telle sorte qu’ essentiellement la première face (55) soit au contact du fluide de refroidissement apte à circuler dans le conduit (22).

3. Tube (20) selon la revendication précédente, dans lequel la première face (55) est recouverte d’une plaque de matériau anti-corrosion.

4. Tube (20) selon la revendication précédente, dans lequel la deuxième face (56) est recouverte d’une plaque de métal d’apport pour permettre le brasage du tube lorsque la paroi pliée sur elle-même est dans une configuration définitive. 5. Tube (20) selon la revendication précédente, dans lequel le pied (60) se prolonge en formant un bord relevé (61) s’étendant perpendiculairement au pied (60) à l’opposé de la portion de base (45), ledit bord relevé (61) s’étendant le long du repli (53) situé le plus à l’intérieur du tube. 6. Tube (20) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la deuxième jambe d’appui (52) se prolonge par une extension (59) en appui contre la portion de base (45) et s’étendant en direction du deuxième bord d’extrémité (42).

7. Tube (20) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le ou les replis (53) sont parallèles au premier bord d’extrémité (41), formant des interstices susceptibles d’être remplis par du matériau d’apport pour le brasage.

8. Tube (20) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le tube (20) est formée d’une feuille d’aluminium pliée sur elle-même.

9. Tube (20) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la paroi (21) du tube (20) comprend une épaisseur (e) comprise entre 0,1 millimètre et 0,5 millimètre.

ÎO. Echangeur de chaleur (10) pour véhicule automobile, l’échangeur de chaleur (10) comprenant une pluralité de tubes (20) agencés selon un empilement en série, la pluralité de tubes comprenant au moins un tube (20) selon l’une quelconque des revendications précédentes, l’échangeur de chaleur (10) comprenant un espace (15) entre deux tubes, l’espace (15) permettant le passage d’un flux d’air favorisant l’échange thermique avec le fluide de refroidissement, les tubes étant disposés dans l’échangeur de chaleur de manière à ce que le premier bord d’extrémité, c’est-à-dire le bord d’extrémité en retrait duquel est disposé le ou les replis, consiste en le bord d’extrémité avant du tube destiné à être tourné vers l’avant du véhicule.

Description:
Tube pour échangeur de chaleur

Le domaine de la présente invention est celui des échangeurs de chaleur, notamment pour véhicule automobile, et elle concerne plus particulièrement les échangeurs de chaleur comportant un faisceau de tubes et disposés notamment en face avant du véhicule automobile.

De tels échangeurs de chaleur sont notamment disposés sur une boucle d’un circuit de refroidissement, permettant de dissiper des calories, en provenance d’un moteur à combustion interne, ou d’un périphérique, tel qu’un module de climatisation, du véhicule automobile. De manière connue, un échangeur de chaleur pour véhicule automobile comprend une pluralité de tubes s’étendant parallèlement entre eux et dans lesquels peut circuler le fluide de refroidissement présent dans la boucle de circuit de refroidissement précédemment évoquée. L’échangeur de chaleur est configuré pour permettre un échange de calories entre un flux d’air le traversant et le fluide de refroidissement circulant à l’intérieur des tubes, sachant que l’échangeur de chaleur peut comprendre également une pluralité d’ailettes s’étendant entre les tubes, sur le passage du flux d’air, favorisant ainsi la dissipation des calories au niveau de l’échangeur de chaleur.

Un échangeur de chaleur à tubes peut notamment être situé au niveau d’une face avant du véhicule automobile. Ainsi, lorsque le véhicule automobile se déplace vers l’avant, les ailettes de l’échangeur de chaleur sont exposées à un flux d’air provenant de l’extérieur du véhicule automobile, permettant ainsi d’améliorer la dissipation des calories au niveau de l’échangeur de chaleur.

L’échangeur de chaleur ainsi situé sur la face avant du véhicule automobile est exposé à d’éventuelles projections, notamment des gravillons se trouvant sur la voie sur laquelle circule le véhicule automobile, les projections risquant alors d’endommager l’échangeur de chaleur, et notamment les tubes de l’échangeur de chaleur. L’endommagement d’un tube de l’échangeur de chaleur, et notamment le perçage de ce tube, peut entraîner une fuite du fluide de refroidissement, ce qui présente plusieurs inconvénients aussi bien environnementaux que comportementaux. La fuite du fluide de refroidissement de l’échangeur de chaleur se traduit notamment par une inefficacité de l’échangeur de chaleur, les tubes de l’échangeur de chaleur ne comprenant plus de fluide de refroidissement circulant à l’intérieur, obligeant ainsi l’utilisateur du véhicule automobile à procéder à la réparation de l’échangeur de chaleur. Par ailleurs, la fuite du fluide de refroidissement au niveau de l’échangeur de chaleur implique que plus aucun fluide de refroidissement ne circule dans le circuit de refroidissement et ceci peut endommager des composants du véhicule dont le refroidissement n’est alors plus assuré.

Dans l’état de la technique, il est connu de disposer des moyens de protection en amont du faisceau de tubes des échangeurs de chaleur par rapport à la scène de route, afin que ceux- ci forment une protection de la partie du tube tournée vers l’avant du véhicule, c’est-à-dire la partie la plus susceptible d’être impactée par les projectiles.

Ainsi, la protection peut être formée par une grille fixée sur la face avant de l’échangeur, la grille comprenant une pluralité d’organes métalliques se croisant, réduisant ainsi la surface de la face avant de l’échangeur exposée au projections, diminuant ainsi le risque d’endommagement des tubes. II est également connu des échangeurs de chaleurs dans lesquels la protection est formée par un élément élastique, par exemple en silicone, placé en regard ou au contact du bord du tube tourné vers l’avant du véhicule. Ainsi, l’élément élastique absorbe les impacts des projections, évitant ainsi au tube, devant lequel il est positionné, d’être percé.

Ces échangeurs de chaleur connus ne donnent pas entière satisfaction et présentent des inconvénients. En effet, les solutions connues peuvent ne pas être compatibles avec des contraintes d’encombrement spatial lorsque l’échangeur de chaleur est positionné dans le véhicule automobile. De plus, elles peuvent également entraîner des contraintes de masse supplémentaire, qui ne sont pas forcément compatibles avec les contraintes formulées par les constructeurs de véhicules automobiles. Par ailleurs, les solutions connues ne permettent pas, de manière simultanée, une protection contre les projections au niveau de l’extrémité avant du tube, une résistance à la pression régnant à l’intérieur du tube et exercée par le fluide de refroidissement, et une protection contre la corrosion d’une face intérieure de la paroi du tube, la corrosion étant provoquée par le fluide de refroidissement. Ainsi, la présente invention a pour but de proposer un tube particulier, pour échangeur de chaleur, afin de répondre au moins en grande partie aux inconvénients énoncés précédemment et de conduire en outre à d’autres avantages.

L’invention y parvient, selon un premier aspect, grâce à un tube pour échangeur de chaleur de véhicule automobile, le tube comprenant une paroi pliée sur elle-même de manière à délimiter un conduit dans lequel est apte à circuler un fluide de refroidissement, la paroi étant pliée de manière à former une portion de base s’étendant longitudinalement entre un premier et un deuxième bord d’extrémité opposés longitudinalement de part et d’autre d’une partie médiane, la paroi étant pliée par ailleurs de manière à présenter dans le prolongement respectif des premier et deuxième bords d’extrémité une première et une deuxième portion de recouvrement, lesdites portions de recouvrement se rejoignant dans la partie médiane. Le tube comprend au moins une première jambe d’appui et une deuxième jambe d’appui situées au niveau de la partie médiane et issues, respectivement, de la première portion et la deuxième portion de recouvrement, et s’étendant en direction de la portion de base, la première jambe d’appui formant partie d’une première terminaison de la paroi qui se prolonge par un pied sensiblement perpendiculaire à la première jambe d’appui pour s’étendre au contact et le long de la portion de base, en direction du premier bord d’extrémité. Par ailleurs, la paroi forme au moins un repli entre le premier bord d’extrémité et la première portion de recouvrement, le pied de la première terminaison s’étendant à proximité du repli disposé le plus à l’intérieur du tube.

Lors de la mise en œuvre du tube dans un échangeur de chaleur dans un véhicule automobile, le premier bord d’extrémité du tube est destiné à être orienté vers l’avant du véhicule automobile, c’est-à-dire dans le sens de déplacement principal du véhicule automobile. Le premier bord d’extrémité du tube est donc susceptible de recevoir des projections pouvant percer le tube, la présence des replis formant une épaisseur supplémentaire et la configuration du pied venant en renfort de ces replis permettant d’assurer la solidité et la résilience du tube et ainsi l’étanchéité de ce tube au niveau du premier bord d’extrémité.

Par proximité du repli disposé le plus à l’intérieur du tube, on comprend que le pied de la première terminaison s’étend jusqu’à être au contact avec ce repli ou à tout le moins suffisamment prêt pour que le matériau d’apport en surplus que la deuxième face du pied comporte puisse par migration venir participer à solidariser au moins ce repli.

Selon des caractéristiques de l’invention, la paroi présente une première face et une deuxième face, le tube étant configuré de telle sorte qu’essentiellement la première face soit au contact du fluide de refroidissement apte à circuler dans le conduit. Et la première face est recouverte d’une plaque de matériau anti-corrosion. Par ailleurs, la deuxième face est recouverte d’une plaque de métal d’apport pour permettre le brasage du tube lorsque la paroi pliée sur elle-même est dans une configuration définitive.

Il est particulièrement avantageux de pouvoir traiter la première face de la paroi du tube avec un traitement anti-corrosion, permettant ainsi d’éviter, ou au moins de réduire, la corrosion du tube, plus particulièrement de la première face du tube, par le fluide de refroidissement, et permettant ainsi d’augmenter la durée de vie du tube.

Cette configuration avec des dispositions de revêtement sur des faces spécifiques de la paroi pliée pour former le tube permet également de traiter distinctement la deuxième face de la paroi du tube avec un métal d’apport, utilisé pour réaliser le brasage du tube, permettant ainsi, notamment, d’assurer l’étanchéité du tube. Cette caractéristique est prise en compte dans la configuration du tube, et le sens donné à chacune des pliures et notamment celui donné aux replis et à la première terminaison, afin que lorsque deux portions de la paroi en regard l’une de l’autre présentent des faces uniquement pourvues de matériau anti-corrosion, ces portions puissent quand même être brasées l’une à l’autre par migration du métal d’apport provenant d’une portion de deuxième face disposée à proximité.

Les première et deuxième jambes d’appui sont issues d’une terminaison respective de la paroi formant le tube, avantageusement une plaque métallique d’épaisseur permettant d’être pliée sur elle-même afin de former le tube. Ainsi les jambes d’appui confèrent une forme en « B » au tube, ces jambes d’ appui définissant dans le conduit une première chambre et une deuxième chambre du conduit.

Cette configuration selon le premier aspect de l’invention permet d’assurer la résistance du tube à la pression, exercée par le fluide de refroidissement, régnant à l’intérieur du tube. En effet, les jambes d’appui, brasées contre la première face du tube au niveau de la portion de base du tube, permettent d’ assurer une liaison physique entre la portion de base et la portion de recouvrement.

Le tube conforme au premier aspect de l’invention comprend avantageusement au moins un des perfectionnements ci-dessous, les caractéristiques techniques formant ces perfectionnements pouvant être prises seules ou en combinaison : - le pied se prolonge en formant un bord relevé s’étendant perpendiculairement au pied à l’opposé de la portion de base, ledit bord relevé s’étendant le long du repli situé le plus à l’intérieur du tube. Ainsi, cette configuration permet d’améliorer la rigidité du tube, le repli prenant appui sur le bord relevé. Cette configuration permet d’augmenter la surface de brasage de la première terminaison, qui peut alors être brasée aussi bien avec la portion de base qu’avec l’ensemble de replis disposés entre le premier bord d’extrémité et la première portion de recouvrement.

- la deuxième jambe d’appui se prolonge par une extension en appui contre la portion de base et s’étendant en direction du deuxième bord d’extrémité.

- la première jambe d’appui et la deuxième jambe d’appui du tube sont brasées l’une à l’autre.

- la paroi forme entre un et trois replis entre le premier bord d’ extrémité et la première portion de recouvrement, permettant ainsi d’augmenter la résistance du tube aux projections au niveau du premier bord d’extrémité.

- le ou les replis sont parallèles au premier bord d’extrémité, formant des interstices susceptibles d’être remplis par du matériau d’apport pour le brasage.

- le tube est formé d’une feuille d’aluminium pliée sur elle-même. Cette configuration permet de disposer d’un tube comprenant une masse réduite tout en ayant une capacité de dissipation thermique élevée ; de manière avantageuse, le tube est formé par pliages successifs de la feuille métallique formant la paroi du tube. - la paroi du tube comprend une épaisseur comprise entre 0,1 millimètre et 0,5 millimètres. Préférentiellement, la paroi du tube comprend une épaisseur comprise entre 0,2 et 0,35 millimètres. L’épaisseur de la paroi est mesurée entre la deuxième face et la première face de la paroi ; - le tube mesure jusqu’à 50 millimètres selon l’axe transversal à l’axe longitudinal le long duquel s’étend la forme générale du tube. Cette configuration est permise par la présence des jambes d’ appui, permettant au tube de résister à la pression exercée par le fluide de refroidissement, évitant ainsi la déformation du tube au niveau de la partie médiane ;

- le fluide de refroidissement est de l’eau ou une solution aqueuse comprenant de l’éthylène glycol. L’utilisation d’une solution aqueuse comprenant de l’éthylène glycol permet l’utilisation d’un circuit de refroidissement comprenant un tel fluide de refroidissement dans un véhicule automobile destiné à être utilisé ou stocké par des températures atmosphériques négatives, l’éthylène glycol permettant de diminuer la température de solidification de la solution aqueuse. De manière alternative, le fluide de refroidissement peut être un fluide supercritique. Plus particulièrement, le fluide supercritique est avantageusement du C02, également connu sous l’appellation R744 ;

Selon un deuxième aspect, l’invention concerne un échangeur de chaleur pour véhicule automobile, l’échangeur de chaleur comprenant une pluralité de tubes agencés selon un empilement en série, la pluralité de tubes comprenant au moins un tube conforme au premier aspect de l’invention, l’échangeur de chaleur comprenant un espace entre deux tubes, l’espace permettant le passage d’un flux d’air favorisant l’échange thermique avec le fluide de refroidissement, les tubes étant disposés dans l’échangeur de chaleur de manière à ce que le premier bord d’extrémité, c’est-à-dire le bord d’extrémité en retrait duquel est disposé le ou les replis, consiste en le bord d’extrémité avant du tube destiné à être tourné vers l’avant du véhicule.

Cette configuration permet de disposer d’un échangeur de chaleur possédant les avantages procurés par le tube conforme au premier aspect de l’invention et décrits précédemment.

L’échangeur de chaleur conforme au deuxième aspect de l’invention comprend avantageusement au moins un des perfectionnements ci-dessous, les caractéristiques techniques formant ces perfectionnements pouvant être prises seules ou en combinaison :

- l’au moins un tube conforme au premier aspect de l’invention est situé, lors de la mise en œuvre de l’échangeur de chaleur sur un véhicule automobile, sur une partie basse de la face avant de l’échangeur de chaleur, la partie basse étant la partie de l’échangeur de chaleur située vers le bas du véhicule automobile. En effet, la partie basse est la partie de l’échangeur de chaleur qui est la plus exposée aux projections éventuelles, la partie haute de la face avant étant de fait moins sujet aux projections. En outre, la partie haute, étant surélevée par rapport à la partie basse de la face avant de l’échangeur de chaleur, est généralement située en arrière de différents composants du châssis et/ou de la carrosserie du véhicule automobile, ces composants assurant une protection contre les projections, diminuant ainsi la nécessité de la présence d’un tube conforme au premier aspect de l’invention, assurant la résistance aux projections, au niveau de la partie haute de la face avant de l’échangeur de chaleur, la partie haute de l’échangeur de chaleur étant alors équipée du tubes connus ;

- de manière alternative, l’intégralité des tubes de l’échangeur de chaleur conforme au deuxième aspect de l’invention sont des tubes conformes au premier aspect de l’invention, permettant ainsi de maximiser la protection de chacun des tubes de l’échangeur de chaleur afin d’éviter le risque de fuite du fluide de refroidissement, et permettant également la résistance à la corrosion ainsi qu’à la pression exercée par le fluide de refroidissement à l’intérieur du tube ;

- l’échangeur de chaleur comprend au moins une ailette située entre deux tubes adjacents. Autrement dit, l’au moins une ailette est située au niveau d’un espace de l’échangeur de chaleur. Cette configuration permet d’augmenter la surface d’échange entre l’échangeur de chaleur et le flux d’air, de sorte que l’on peut ainsi améliorer la dissipation des calories de l’échangeur de chaleur.

D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture 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 :

- la figure 1 est une vue en perspective d’un exemple de réalisation d’un échangeur de chaleur à tubes conforme à l’invention ;

- la figure 2 est une vue en coupe d’un exemple de réalisation d’un tube conforme à un premier aspect de l’invention ;

- la figure 3 est une vue en coupe d’un second exemple de réalisation d’un tube conforme au premier aspect de l’invention ;

- la figure 4 est une vue en coupe d’un troisième exemple de réalisation d’un tube conforme au premier aspect de l’invention ;

- la figure 5 est une représentation schématique en coupe du tube illustré à la figure 4 et permettant de visualiser les zones de brasage.

Les caractéristiques, les variantes et les différentes formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres, selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. On pourra notamment imaginer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites par la suite de manière isolée des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieur.

En particulier toutes les variantes et tous les modes de réalisation décrits sont combinables entre eux si rien ne s’oppose à cette combinaison sur le plan technique.

La figure 1 illustre une vue en perspective d’un exemple de réalisation d’un échangeur de chaleur 10 conforme au premier aspect de l’invention.

L’échangeur de chaleur 10 comprend une pluralité de tubes 20 s’étendant chacun principalement selon un premier axe longitudinal X et un deuxième axe transversal Y perpendiculaire au premier axe X, définissant ainsi un premier plan D. Les tubes 20 sont empilés en série les uns au-dessus des autres selon un troisième axe vertical Z perpendiculaire au premier plan D.

L’échangeur de chaleur 10 comprend une face avant 11 et une face arrière 12 située à l’opposé de l’échangeur de chaleur 10 par rapport à la face avant 11, étant entendu que l’échangeur de chaleur est disposé dans la face avant du véhicule automobile de telle sorte que la face avant 11 est tournée vers l’avant AV du véhicule et la face arrière est tournée vers l’arrière AR du véhicule. La face avant 11 et la face arrière 12 s’étendent sensiblement dans des plans parallèles et définis par les axes transversal Y et vertical Z. L’échangeur de chaleur 10 est configuré de sorte qu’un flux d’air, généré par le déplacement du véhicule automobile dans lequel est installé l’échangeur de chaleur 10, ou encore par un ventilateur installé à proximité de l’échangeur de chaleur, circule selon le premier axe longitudinal X au travers de l’échangeur de chaleur 10 depuis la face avant 11 vers la face arrière 12.

L’échangeur de chaleur 10 comprend des espaces 15 intercalés entre les tubes 20 selon le troisième axe Z, les espaces 15 permettant le passage du flux d’air entre les tubes 20 afin de favoriser l’échange de calories entre le fluide de refroidissement circulant à l’intérieur des tubes et le flux d’air venant lécher les parois de ces tubes 20.

L’échangeur de chaleur 10 est relié à une boucle d’un circuit de refroidissement par un premier connecteur 13 et un deuxième connecteur 14 respectivement disposé à une extrémité ici transversale du faisceau de tubes 20 agencés les uns au-dessus des autres. Chaque connecteur est relié fluidiquement à une chambre collectrice dans laquelle les extrémités transversales des tubes sont introduites, de sorte que chaque connecteur est configuré pour distribuer ou collecter du fluide dans l’ensemble des tubes 20 de l’échangeur de chaleur 10. De la sorte, le fluide de refroidissement peut circuler dans la pluralité de tubes 20 de l’échangeur de chaleur 10.

L’échangeur de chaleur 10 comprend une zone haute Zh et une zone basse Zb, ces zones étant situées l’une à côté de l’autre selon le troisième axe vertical Z. La zone haute Zh est destinée à être orientée vers le haut lors de la mise en œuvre de l’échangeur de chaleur 10 sur un véhicule automobile, la zone basse Zb étant destinée à être dirigée vers le bas, c’est-à-dire à proximité de la chaussée sur laquelle circule le véhicule automobile. Les tubes conformes à un aspect de l’invention, c’est-à-dire comprenant des pliures spécifiques pour autoriser un brasage optimal de l’ensemble et participer au renfort du tube contre la projection de gravillons, peuvent être uniquement disposés dans la zone basse Zb de l’échangeur de chaleur, plus susceptible d’être impactée par les gravillons.

La figure 2 illustre une vue en coupe d’un exemple de réalisation d’un tube conforme au premier aspect de l’invention, la coupe étant réalisée selon un plan longitudinal et vertical

E. Le tube 20 comprend une paroi 21, formée par une plaque métallique, repliée sur elle- même, délimitant ainsi un conduit 22 dans lequel circule le fluide de refroidissement.

La paroi 21 formant le tube 20 est configurée de telle sorte que le tube comporte une portion de base 45 s’étendant longitudinalement entre un premier bord d’extrémité longitudinal 41 et un deuxième bord d’extrémité 42 longitudinal. Ces deux bords d’extrémité prolongent sensiblement perpendiculairement la portion de base 45 en étant opposés longitudinalement en étant agencés de part et d’autre d’une partie médiane 43 du tube. La paroi 21 est pliée de manière à présenter une paroi de recouvrement qui s’étend dans un plan sensiblement parallèle à celui dans lequel s’étend la portion de base 45. Tel qu’illustré, la paroi de recouvrement est opposée verticalement à la portion de base 45. On comprend que l’on définit l’axe perpendiculaire à la paroi de recouvrement et la portion de base comme l’axe vertical en se référant à l’orientation du tube illustré sur la figure 2 mais que la dénomination de cet axe vertical comme celui de l’axe longitudinal n’est qu’arbitraire.

La paroi de recouvrement est formée d’une première portion de recouvrement 71 et d’une deuxième portion de recouvrement 72 prolongeant respectivement chacun des deux bords d’extrémité, les portions de recouvrement 71, 72 se rejoignant au niveau de la partie médiane 43.

Plus précisément, et tel que cela est illustré, le tube 20 comprend deux replis 53 disposés entre le premier bord d’extrémité 41 et la première portion de recouvrement 71, les replis étant agencés en série longitudinale depuis le premier bord d’extrémité 41 vers l’intérieur du tube. La série de replis 53 peut comporter plus ou moins de replis, par exemple entre un et trois replis, selon la protection requise au niveau du premier bord d’extrémité 41 ou de la largeur du tube voulue. Les replis 53 sont des replis verticaux en ce sens qu’ils forment des parois parallèles au premier bord d’extrémité 4L Ainsi, les replis 53 permettent d’obtenir plusieurs épaisseurs de matière en retrait du premier bord d’extrémité 41 du tube 20, améliorant la tenue de ce bord d’extrémité contre les projections susceptibles d’endommager ou de percer le tube 20 au niveau du premier bord d’extrémité 41, et améliorant donc l’étanchéité du tube. Et ce renfort est réalisé en s’assurant que la portion de paroi formant le premier bord d’extrémité 41 est une face pleine, sans interruption de matière, permettant ainsi là encore une bonne résistance du tube aux impacts potentiels des projections de gravillons. Selon l’invention et tel qu’illustré, la portion de base, la série de replis en retrait du premier bord d’extrémité, le deuxième bord d’extrémité et les portions de recouvrement sont des parties de la paroi 21 qui participent à délimiter le conduit 22.

Le tube 20 comprend une première jambe d’appui 51 et une deuxième jambe d’appui 52 qui prolongent respectivement la première et la deuxième portion de recouvrement au niveau de la partie médiane 43, chacune de ces jambes d’appui s’étendant en direction de la portion de base 45 du tube. De la sorte, la première jambe d’appui 51 et la deuxième jambe d’appui 52, lorsqu’elles sont brasées sur la portion de base 45 du tube 20, permettent d’assurer que la portion de base 45 garde sa position relative par rapport à la paroi de recouvrement du tube, selon le troisième axe vertical Z, permettant ainsi notamment au tube de supporter la pression exercée par le fluide de refroidissement. De manière avantageuse, et tel que cela sera décrit plus tard, notamment en référence à la figure 5 qui illustre les zones spécifiques de brasage la première jambe d’appui 51 et la deuxième jambe d’appui 52 sont brasées l’une à l’autre. La première jambe d’appui 51 et la deuxième jambe d’appui 52 définissent avec les bords d’extrémité 41, 42 une première chambre 22a et une deuxième chambre 22b, la première chambre 22a et la deuxième chambre 22b étant séparées longitudinalement l’une de l’autre par la présence de la première jambe d’appui 51 et la deuxième jambe d’appui 52.

La paroi 21 du tube 20 comprend une première terminaison 47 et une deuxième terminaison 48, la première terminaison 47 et la deuxième terminaison 48 étant situées respectivement à chacune des deux extrémités de la plaque métallique formant la paroi 21 du tube 20. Plus particulièrement, la première terminaison 47 forme, dans l’exemple de réalisation illustré à la figure 2, un pied 60 s’étendant parallèlement à la portion de base 45 depuis la première jambe d’appui 51 vers l’avant AV et le premier bord d’extrémité 4L La première terminaison comprend également un bord relevé 61 prolongeant perpendiculairement l’extrémité libre du pied 60 à l’opposé de la première jambe d’appui 51, le bord relevé s’étendant en éloignement de la portion de base 45. La première terminaison 47 présente ainsi une forme générale s’étendant vers le premier bord d’extrémité 41 du tube, avec au moins le pied 60 en appui contre la portion de base 45, sur toute la dimension longitudinale de la première chambre 22a. Selon cet exemple de réalisation, la première terminaison 47 est en appui contre un des replis 53 formés en surépaisseur du premier bord d’extrémité 41. Plus particulièrement, le bord relevé 61 de la première terminaison 47 est en appui contre le repli de la série de replis situé le plus à distance du premier bord d’extrémité, c’est-à-dire le repli le plus à l’intérieur du conduit 22. 41.

La deuxième terminaison 48 est formée par la deuxième jambe d’appui 52. Dans cet exemple de réalisation, la deuxième terminaison 48, au contraire de la première terminaison 47, ne comporte pas de bras qui prolonge la deuxième jambe d’appui et c’est l’extrémité libre de cette dernière qui est disposée en regard de la portion de base 45. Le tube est ainsi configuré avec ses différentes portions formées successivement par la paroi 21 pliée sur elle-même. La paroi 21 est à l’origine une feuille métallique comprenant une première face 55 et une deuxième face 56 opposée, la paroi présentant une épaisseur e correspondant à la distance entre la première face 55 et la deuxième face 56 de la paroi 21.

La paroi 21 est pliée sur elle-même, notamment en commençant par une première opération de pliage de la feuille métallique formant cette paroi pour réaliser les bords d’extrémité en pliant la feuille à l’opposé de la deuxième face 56. De la sorte, la paroi étant ensuite pliée pour venir en recouvrement de la portion de base et pour que les terminaisons de la paroi s’étendent à l’intérieur du tube ainsi formé, il est facile d’associer la première face 55 à une notion de face interne et la deuxième face 56 à une notion de face externe, la première face 55 étant destinée à être au contact du fluide de refroidissement circulant dans le conduit 22 tandis que la deuxième face 56 est destinée à être tournée vers l’extérieur du conduit 22 ou en regard d’une autre zone de la paroi.

Dans ce contexte, la première face 55 comprend un placage d’un matériau anti corrosion, permettant d’éviter la corrosion de la première face 55 de la paroi 21 par le contact du fluide de refroidissement. Et la deuxième face 56 comprend un placage d’un métal d’apport permettant de réaliser le brasage de cette deuxième face 56 avec indifféremment la première face 55, une autre zone de la deuxième face 56, ou un autre composant du tube 20 ou de l’échangeur de chaleur 10. On comprend que la détection des différentes couches de matière formant la paroi et plus particulièrement de la présence des types de placages présents sur la deuxième face 56 et la première face 55 est rendue compliquée lorsque le tube présente sa forme finale et qu’il a subi une opération de brasage, cette opération provoquant une migration et/ou un mélange des placages présents sur la deuxième face et la première face. Toutefois, la découpe d’un tube permet d’identifier, notamment au niveau de la deuxième chambre 22b où moins de pliures de la paroi sont présentes, facilement la présence d’une surépaisseur d’un matériau anti-corrosion sur la première face 55 et une surépaisseur d’un matériau de placage sur la deuxième face.

Il résulte de la présence des différents types de placage sur l’une et l’autre face de la paroi que cette différence se retrouve sur chaque portion de la paroi, étant entendu que par la suite, lorsque l’on parle de première face d’une portion spécifique de la paroi, par exemple une jambe d’appui, on comprend la partie de la première face de la paroi qui participe à former cette portion spécifique, dans l’exemple la jambe d’appui.

Tel qu’illustré sur la figure 2, la deuxième face de la première jambe d’appui 51 est brasée avec la deuxième face de la deuxième jambe d’appui 52, chacune de ces deuxièmes face formant partie de la deuxième face 56 de la paroi 21 comprenant un plaquage de métal d’apport permettant le brasage. Ainsi, la première jambe d’appui 51 et la deuxième jambe d’appui 52 sont brasées l’une à l’autre par un brasage direct, le brasage direct étant un brasage réalisé entre une face issue de la deuxième face 56 de la paroi, comprenant le placage permettant le brasage, et une autre face issue de la deuxième face 56 de la paroi ou de la première face 55 de la paroi. Par opposition, un brasage indirect, ou brasage par migration, décrit le brasage entre deux faces de la paroi ne comprenant pas de placage de brasage, notamment deux faces issues de la première face 55 de la paroi 21, ce brasage indirect étant rendu possible par un surplus de matière du placage de brasage utilisé à proximité pour réaliser un brasage direct et migrant vers cette zone dépourvue de placage de brasage.

La deuxième face du bras 60 de la première terminaison 47 est en appui contre la première face de la portion de base 45, et la présence de placage de métal d’apport sur la deuxième face du bras 60 permet le brasage direct entre première terminaison et portion de base 45, assurant ainsi l’étanchéité de la première chambre 22a du conduit 22.

Par ailleurs, la présence dans l’exemple illustré d’un bord relevé 61 qui remonte vers la portion de recouvrement le long du repli 53 situé le plus à l’intérieur du conduit permet de positionner la deuxième face du bord relevé 61 de la première terminaison 47 contre la première face de ce repli, permettant d’assurer une autre zone de brasage direct de la première terminaison 47, cette fois avec l’un des replis 53 mis en œuvre pour rigidifier le tube et assurer sa protection contre les impacts de gravillons. Ces deux zones de brasage direct de la première terminaison 47 participent ainsi à assurer l’étanchéité du conduit 22 et la résilience du tube.

Tel qu’illustré, la présence des replis entre le premier bord d’extrémité 41 et la première portion de recouvrement 71 génère une pluralité d’interstices, c’est-à-dire des espaces étroits, entre deux replis successifs. Le tube comprend ainsi des premiers interstices 54 respectivement situés entre les faces des replis issues de la deuxième face 56 de la paroi 21. Les premiers interstices 54 permettent ainsi, grâce au métal d’apport présent sur leur deuxième face, lors d’une étape de brasage direct, d’améliorer la tenue à l’effort du tube 20 en évitant que les replis 53 ne s’écartent ou se rapprochent les uns des autres et gardent entre eux une position figée.

De manière analogue, le tube comprend des deuxièmes interstices 54’ formés entre les replis, en étant situé cette fois entre les faces des replis issues de la première face 55 de la paroi 21. Les deuxièmes interstices 54’ sont remplis de matériau de brasage au moment du brasage du fait de la migration par capillarité du métal d’apport depuis une deuxième face 56 de la paroi 21 jusqu’au niveau des deuxièmes interstices 54’. On comprend que les faces des replis entre lesquelles se trouve chaque deuxième interstice 54’ étant issues de la première face 55 de la paroi et la première face 55 étant dépourvue de placage de métal d’apport pour le brasage, il est avantageux selon l’invention qu’un brasage indirect ait lieu au niveau des deuxièmes interstices 54’, afin d’améliorer encore la rigidité du tube au niveau du premier bord d’extrémité 41, le brasage présent au niveau des premiers interstices 54 pouvant s’avérer insuffisant.

Le tube tel qu’il est configuré, avec d’une part les replis ménagés en retrait du bord d’extrémité le plus susceptible d’être impacté par des gravillons, et d’autre part la première terminaison qui s’étend depuis la partie médiane vers cette zone comportant les replis et le bord d’extrémité correspondant, permet la migration de matériau de placage pour un brasage indirect et permet donc d’avoir une zone suffisamment rigide pour résister aux chocs, tout en permettant la présence de matériau anti-corrosion sur la face du tube susceptible d’être au contact du fluide de refroidissement.

La figure 3 illustre une vue en coupe d’un second exemple de réalisation d’un tube conforme au premier aspect de l’invention, qui diffère du premier exemple de réalisation illustré à la figure 2 du fait du nombre de replis 53 dans la série de replis disposés entre le premier bord d’extrémité 41 et la première portion de recouvrement 71 ainsi que du fait de la configuration de la première terminaison 47, étant entendu qu’une seule de ces différences pourrait être mise en œuvre sans sortir du contexte de l’invention. Ici, la série de replis disposés entre le premier bord d’extrémité 41 et la première portion de recouvrement 71 ne comprend qu’un unique repli 53 formant ainsi un unique premier interstice 54 et un unique deuxième interstice 54’. Cette configuration permet de libérer de l’espace au niveau de la première chambre 22a, c’est-à-dire la chambre entre le premier bord d’extrémité 41 et les jambes d’appui présentes dans la partie médiane 43, permettant ainsi de disposer d’un volume plus important de fluide de refroidissement.

D’autre part, la première terminaison 47 ne comprend pas de bord relevé s’étendant perpendiculairement au pied 60. Ainsi, la première terminaison 47 et le repli 53 sont brasés l’un à l’autre par un brasage indirect, le métal d’apport permettant la solidarisation à chaud des deux parties provenant alors de la migration du métal d’apport disposé sur la deuxième face 56 du pied 60 en appui contre la portion de base 45. Là encore, cette configuration participe à maximiser l’espace disponible dans la première chambre 22a pour la circulation du fluide de refroidissement.

La figure 4 illustre une vue en coupe d’un troisième exemple de réalisation d’un tube conforme au premier aspect de l’invention qui ne diffère du premier exemple de réalisation illustré à la figure 2 que par la configuration de la deuxième jambe d’appui 52 formant la deuxième terminaison 48.

Ici, la deuxième terminaison 48 présente une partie s’étendant selon le premier axe longitudinal X vers l’arrière AR, en direction du deuxième bord d’extrémité 42 du tube 20, la deuxième jambe d’appui se prolongeant en formant une extension 59 qui s’étend le long de la portion de base. Cette configuration permet à la deuxième face 56 de la deuxième terminaison 48 d’être en appui contre la première face 55 de la portion de base 45. Ainsi, cette configuration permet le brasage direct de la deuxième terminaison 48 sur la portion de base 45 du tube 20, améliorant l’étanchéité de la deuxième chambre 22b du conduit 22, ainsi que la résistance du tube 20 à la pression exercée par le fluide de refroidissement. De la sorte, la migration du métal d’apport provenant de la première terminaison 47 en direction de la deuxième terminaison 48 est limitée puisque du métal d’apport est déjà présent pour un brasage direct, et le métal d’apport provenant de la première terminaison 47 a alors tendance à migrer uniquement dans la direction opposée, c’est-à-dire vers le premier bord d’extrémité et plus particulièrement dans la zone des deuxièmes interstices 54’, ce qui permet d’améliorer la rigidité du maintien des replis 53. La figure 5 illustre une représentation schématique en coupe du tube illustré à la figure

4 et elle permet de visualiser les différentes zones de brasage direct et indirect telles qu’elles ont pu être évoquées précédemment.

Ainsi, une zone de brasage direct est représentée par un trait plein continu, tandis qu’une zone de brasage indirect, par migration, est représentée par une série de traits hachurés créant des pointillés. On comprendra que les principes exposés dans ce qui suit en relation avec la variante de réalisation du tube illustré à la figure 4 peuvent être calqués sur les autres exemples précédemment décrits pour comprendre l’intérêt de la configuration du tube de l’invention et notamment en ce qu’elle permet un brasage de toutes les zones en autorisant une migration du matériau de placage dans les zones où seul du placage anticorrosion est présent au moment de l’opération du brasage.

Plus particulièrement, une première zone 81 de brasage direct est formée entre la deuxième face 56 de la première jambe d’appui 51 et la deuxième face 56 de la deuxième jambe d’appui 52, une deuxième zone 82 de brasage direct est formée entre la deuxième face du bord relevé 61 de la première terminaison 47 et la première face du repli 53 le plus à l’intérieur de conduit 22, et une troisième zone 83 de brasage direct est formée entre la première face de la portion de base 45 et la deuxième face du pied 60 de la première terminaison 47 d’une part et la deuxième face de l’extension 59 de la deuxième terminaison 48 d’autre part. Des quatrièmes zones 84 de brasage direct sont également formées au niveau de chacun des premiers interstices 54, entre deux portions de deuxième face 56 en regard l’une de l’autre.

L’agencement de ces zones de brasage direct permet par ailleurs la formation d’une pluralité de zones de brasage indirect permettant la multiplication de ces zones de brasage assurant la rigidité du tube, dans un contexte de renfort du tube vis-à-vis des impacts de gravillons pour lequel on vise à former au moins un repli en retrait d’un bord d’extrémité du tube soumis à des projections de ce type. Plus particulièrement, la migration du métal d’apport de la deuxième zone de brasage direct vers le premier bord d’extrémité 41 génère une première zone 91 de brasage indirect entre la première face des replis 53 et la première face de la portion de base 45, étant entendu qu’aucune de ces portions de première face n’est pourvue à l’origine d’un métal d’apport en vue du brasage mais pourvue d’un métal anti corrosion, et cette migration génère en outre une deuxième zone 92 de brasage indirect au niveau de chaque deuxième interstice 54’ là encore entre deux parties de première face.

L'invention, telle qu'elle vient d'être décrite, atteint bien les buts qu'elle s'était fixés et permet, par des moyens simples, de réaliser un dispositif de protection des tubes d’un échangeur de chaleur contre la projection de gravillons qui pourrait sinon aboutir à une perforation de l’un de ces tubes, sans qu’il soit nécessaire d’ajouter un élément de protection externe, le dispositif de protection étant formé par des replis réalisés à l’intérieur du tube en retrait du bord d’extrémité exposé à ces projections. Il est remarquable selon l’invention que cette configuration soit par ailleurs réalisée dans un tube dans lequel la face susceptible d’être au contact du fluide de refroidissement est pourvue de matériau anticorrosion.

Il est également possible d’utiliser un matériau comportant du placage de brasage sur les deux faces si les conditions d’utilisation de l’échangeur ne nécessitent pas l’utilisation d’un placage anticorrosion sur la face interne..