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Patent Searching and Data


Title:
HEAT EXCHANGER, IN PARTICULAR FOR A MOTOR VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/060625
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a heat exchanger, comprising: - a heat exchange bundle comprising a plurality of tubes (11) the ends of which are substantially elongate in cross-section, - at least one header box comprising a header plate (21), the header plate (21) having a plurality of openings (211) respectively receiving one end of a tube (11), the openings (211) of the header plate (21) being substantially elongate in cross-section, and - at least one compressible seal (25) arranged around the ends of the tubes (11). According to the invention, - the tubes (11) are mechanically assembled to the header plate (21) by flaring the ends of the tubes (11), so as to at least partially increase the width of the ends of the tubes (11) in such a way as to compress the sealing means (25), and - the width (A) of each opening (211) of the header plate (21) is less than the width (li) of a tube end (11) before flaring.

Inventors:
TRINDADE JOSÉ (FR)
MARCHADIER XAVIER (FR)
BIREAUD FABIEN (FR)
TOURNOIS RÉMI (FR)
HIDDEN VALÉRIANE (FR)
Application Number:
PCT/FR2017/052632
Publication Date:
April 05, 2018
Filing Date:
September 27, 2017
Export Citation:
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Assignee:
VALEO SYSTEMES THERMIQUES (FR)
International Classes:
F28F9/16; F28F1/02
Foreign References:
EP0574645A11993-12-22
FR2905452A12008-03-07
DE19836015A12000-02-17
FR2794852A12000-12-15
FR2093349A51972-01-28
EP0565813A11993-10-20
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
TRAN, Chi-Hai (FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1. Échangeur thermique (1), notamment pour véhicule automobile, ledit échangeur comprenant :

- un faisceau d'échange thermique (10) comprenant une pluralité de tubes (11) dont les extrémités sont de section sensiblement allongée,

au moins une boite collectrice (20) comportant une plaque collectrice (21), la plaque collectrice (21) présentant une pluralité d'ouvertures (211) recevant respectivement une extrémité d'un tube (11), les ouvertures (211) de la plaque collectrice (21) étant de section sensiblement allongée, et

un moyen d'étanchéité (25) compressible agencé autour des extrémités des tubes (H),

caractérisé en ce que :

les tubes (11) sont assemblés mécaniquement à la plaque collectrice (21) par évasage des extrémités des tubes (11), de façon à augmenter au moins partiellement la largeur des extrémités des tubes (11) de manière à comprimer le moyen d'étanchéité (25), et en ce que

la largeur (A) de chaque ouverture (211) de la plaque collectrice (21) est inférieure à la largeur (le, 1) d'une extrémité de tube (11) après évasage. 2. Échangeur thermique (1) selon la revendication précédente, dans lequel la largeur (A) de chaque ouverture (211) de la plaque collectrice (21) est inférieure à la largeur (li) d'une extrémité de tube (11) après évasage additionnée à deux fois l'épaisseur

(e) du moyen d'étanchéité (25) à l'état assemblé de l'échangeur thermique (1), selon l'équation suivante :

A < li + 2e, avec

A= la largeur d'une ouverture (211) de la plaque collectrice (21),

li = la largeur d'une extrémité de tube (11) après évasage, et e = l'épaisseur du moyen d'étanchéité (25) à l'état assemblé de l'échangeur thermique (1). 3. Échangeur thermique (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la longueur (C) de chaque ouverture (211) de la plaque collectrice (21) est inférieure à la longueur (L') d'une extrémité de tube (11) après évasage.

Échangeur thermique (1) selon la revendication précédente, dans lequel la longueur (C) de chaque ouverture (211) de la plaque collectrice (21) est inférieure à la longueur (L') d'une extrémité de tube (11) après évasage additionnée à deux fois l'épaisseur (e) du moyen d'étanchéité (25) à l'état assemblé de l'échangeur thermique (1) ), selon l'équation suivante :

C < L' + 2e, avec

C= la longueur d'une ouverture (211) de la plaque collectrice (21),

L' = la longueur d'une extrémité de tube (11) après évasage, et

e = l'épaisseur du moyen d'étanchéité (25) à l'état assemblé de l'échangeur thermique (1).

Échangeur thermique (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel :

la boite collectrice (20) comporte en outre une plaque interne (27) distincte de la plaque collectrice (21), la plaque interne (27) comprenant une pluralité d'ouvertures (271) de section sensiblement allongée pour recevoir les extrémités des tubes (11) et le moyen d'étanchéité (25) agencé autour des extrémités des tubes (11), dans lequel

le moyen d'étanchéité (25) est configuré pour être comprimé entre chaque extrémité de tube (11) et la plaque interne (27), et dans lequel

la largeur (A) des ouvertures (211) de la plaque collectrice (21) est inférieure à la largeur (B) des ouvertures (271) de la plaque interne (27).

Échangeur thermique (1) selon la revendication précédente, dans lequel la longueur (C) des ouvertures (211) de la plaque collectrice (21) est inférieure à la longueur (D) des ouvertures (271) de la plaque interne (27).

Échangeur thermique (1) selon l'une des revendications 5 ou 6, dans lequel le moyen d'étanchéité (25) comporte :

au moins une base (257) agencée entre la plaque collectrice (21) et la plaque interne (27),

une pluralité de collets standards (253) configurés pour recevoir les extrémités des tubes (11) du faisceau d'échange thermique (10) dudit échangeur (1) et s'étendant à partir de la base (257) à travers les ouvertures (271) de la plaque interne (27), et

une pluralité de collets inversés (255) configurés pour recevoir les tubes (11) et s'étendant à partir de la base (257) de façon opposée aux collets standards, et à travers les ouvertures (211) de la plaque collectrice (21).

8. Échangeur thermique (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les extrémités des tubes (11) présentent respectivement au moins un évasement (115 ; 117) localisé sur une portion de l'extrémité de tube (11). 9. Échangeur thermique (1) selon la revendication précédente, dans lequel la largeur (le ; li) des extrémités des tubes (11) au niveau dudit au moins un évasement (115 ;

117) est de l'ordre de 1.5 fois à 2.5 fois la largeur (1) des extrémités des tubes (11) avant évasage.

10. Échangeur thermique (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les extrémités des tubes (11) comportent respectivement au moins un évasement interne (117) comprimant le moyen d'étanchéité (25) contre la plaque collectrice (21).

11. Échangeur thermique (1) selon la revendication 5 prise ensemble avec l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les extrémités des tubes (11) comportent respectivement au moins un évasement externe (115) comprimant le moyen d'étanchéité (25) contre la plaque interne (27).

12. Échangeur thermique (1) selon les revendications 10 et 11, dans lequel la largeur (le) des extrémités des tubes (11) au niveau de évasement externe (115) est supérieure à la largeur (li) des extrémités des tubes (11) au niveau de l'évasement interne (117). 13. Échangeur thermique (1) selon la revendication 5 prise ensemble avec l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel :

la plaque interne (27) présente des déformations locales (273) autour des ouvertures (271), et dans lequel

les extrémités des tubes (11) sont évasées de façon à épouser la forme de la bordure des ouvertures (271) de la plaque interne (27).

14. Échangeur thermique (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les extrémités des tubes (11) sont de forme sensiblement oblongue avec deux grands côtés reliés par deux petits côtés sensiblement arrondis, et dans lequel les petits côtés sont évasés de façon à présenter une augmentation du rayon de l'ordre de 5% à 30%, de préférence inférieure à 15%.

15. Échangeur thermique (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les tubes (11) sont réalisés à partir d'une bande métallique et l'étanchéité des tubes (11) est assurée par brasage, par exemple les tubes sont formés par pliage ou agrafés.

16. Échangeur thermique (1) selon la revendication précédente, dans lequel les tubes (11) sont pliés et présentent au moins une cloison (113) séparant deux canaux de circulation (111), et dans lequel les tubes (11) sont dépourvus d'évasement à proximité de ladite au moins une cloison (113), de préférence sur une distance comprise entre 1mm et 3mm autour de ladite au moins une cloison (113).

17. Échangeur thermique (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le faisceau d'échange thermique (10) est assemblé par brasage.

Description:
Échangeur thermique, notamment pour véhicule automobile

L'invention se rapporte au domaine des échangeurs thermiques, notamment pour véhicules automobiles.

Les échangeurs thermiques comportent classiquement un faisceau d'échange thermique avec une pluralité de tubes et au moins une, généralement deux boites collectrices ou boîtiers de distribution d'un fluide. De façon connue, chaque boite collectrice comprend au moins deux parties : une plaque collectrice recevant les extrémités des tubes et un couvercle venant coiffer la plaque collectrice pour fermer au moins partiellement la boite collectrice. Les boites collectrices permettent de distribuer et/ou collecter un premier fluide tel qu'un fluide caloporteur à travers ou en provenance des tubes du faisceau d'échange thermique. En fonctionnement, les tubes sont parcourus par le premier fluide tel qu'un fluide caloporteur qui échange de la chaleur avec un deuxième fluide, tel qu'un flux d'air qui balaye le faisceau. Des intercalaires ou ailettes peuvent également être prévus entre les tubes pour améliorer l'échange thermique.

La recherche de performances thermiques accrues conduit à utiliser des tubes de section de plus en plus aplatie et allongée. Ainsi, les tubes du faisceau d'échange thermique présentent généralement une section transversale de forme sensiblement aplatie et possèdent deux grandes faces planes parallèles, réunies entre elles par deux petites faces incurvées.

On connaît des échangeurs thermiques dits brasés, c'est-à-dire dont les différents éléments sont fixés définitivement les uns aux autres par une opération de brasage est appelé échangeur thermique brasé. Dans ce cas, les divers éléments d'un échangeur thermique sont métalliques, par exemple en aluminium ou en alliage d'aluminium, et peuvent être assemblés puis brasés par passage dans un four de brasage, pour assurer la solidarisation de l'ensemble des éléments.

Avec cette technologie brasée, les tubes peuvent être agencés avec un pas serré, par exemple de l'ordre de 6mm. L'augmentation du nombre de tubes du faisceau d'échange thermique permet d'améliorer les performances des échangeurs thermiques dits brasés.

Les tubes plats peuvent être des tubes métalliques extradés présentant des micro- canaux de circulation de fluide réfrigérant sous la forme de trous parallèles s'étendant sur toute la longueur des tubes. Les tubes ainsi réalisés sont naturellement étanches. Cependant, la fabrication de tubes extradés nécessite des filières spécifiques pour chaque type de tubes et le procédé d'extrasion ne permet pas de diminuer les épaisseurs des tubes en dessous d'une certaine limite. Il en résulte un encombrement important et un coût élevé.

Selon une alternative, les tubes peuvent être réalisés respectivement à partir d'une seule bande métallique et dans ce cas l'étanchéité de chaque tube est assurée par brasage ou par soudure.

En particulier, il est connu de réaliser les tubes par repliement de la bande métallique sur elle-même afin de délimiter deux canaux parallèles, éventuellement de section sensiblement identique, séparés par une entretoise. L' entretoise résulte de la réunion de deux bordures de la bande qui sont pliées chacune sensiblement à angle droit et qui viennent en butée sur une face plane en regard commune aux deux canaux. Cette entretoise, aussi appelée jambe, permet d'améliorer la résistance du tube à la pression interne. On parle dans ce cas de tube plié, et la section transversale d'un tel tube plié est généralement sensiblement en « B ».

Selon un autre exemple de réalisation connu de tube à partir d'une bande métallique et dont l'étanchéité est assurée par brasage, le tube est refermé le long de l'une de ses faces, généralement d'une petite face, par recouvrement de deux épaisseurs de la bande métallique. On parle également de tube agrafé.

Cependant, de tels tubes plats dont l'étanchéité est réalisée par brasage ne présentent pas une bonne résistance aux efforts qui peuvent s'appliquer sur les tubes une fois l'échangeur thermique assemblé.

En outre, les échangeurs thermiques sont soumis à beaucoup de contraintes et variations thermiques au cours des différents cycles de fonctionnement. En particulier, des phénomènes de dilatation et de rétractation liés aux variations de températures peuvent se produire, notamment au niveau des liaisons entre la plaque collectrice et les tubes. Ces liaisons étant rigides dans un échangeur thermique brasé, cela ne permet pas de compenser de tels phénomènes de dilatation et de rétractation. Au fil du temps ces liaisons s'affaiblissent et des ruptures et en conséquence des fuites du fluide peuvent apparaître. Une autre technologie d'assemblage connue de l'échangeur thermique est une technologie mécanique, à savoir à température ambiante, par exemple par sertissage, évasage, clipsage ou autre liaison mécanique. En particulier, les tubes sont assemblés à chaque plaque collectrice par évasage de leurs extrémités de façon à comprimer un moyen d'étanchéité entre les extrémités des tubes et la plaque collectrice. Ce moyen d'étanchéité permet de compenser les phénomènes de dilatation et de rétraction qui peuvent survenir. Un tel assemblage mécanique permet donc de réduire les risques de fuite du fluide.

Les tubes d'un tel échangeur thermique à assemblage mécanique doivent pouvoir résister à la pression exercée par le moyen d'étanchéité. Autrement dit, dans les échangeurs thermiques à assemblage mécanique, il est nécessaire que chaque extrémité de tube ait une résistance mécanique suffisante pour assurer la compression du moyen d'étanchéité, sans que cette extrémité de tube ne se déforme, ce qui occasionnerait une perte d'étanchéité entre la plaque collectrice et le faisceau d'échange thermique.

Par ailleurs, dans les échangeurs thermiques à assemblage mécanique connus, les tubes sont de moindre densité que dans un échangeur thermique brasé, le nombre de tubes traversant la plaque collectrice étant limité par l'épaisseur des collets bordant généralement les ouvertures de chaque plaque collectrice. Il en résulte une moins bonne performance thermique dans un échangeur thermique à assemblage mécanique par rapport à un échangeur thermique brasé pour un encombrement équivalent.

L'invention a donc pour objectif de pallier au moins partiellement ces problèmes de l'art antérieur en proposant un échangeur thermique comprenant un faisceau d'échange thermique aux performances thermiques optimisées et dont la résistance des tubes est accrue tout en réduisant les risques de fuite de l'échangeur thermique.

À cet effet l'invention a pour objet un échangeur thermique, notamment pour véhicule automobile, ledit échangeur comprenant :

un faisceau d'échange thermique comprenant une pluralité de tubes dont les extrémités sont de section sensiblement allongée,

au moins une boite collectrice comportant une plaque collectrice, la plaque collectrice présentant une pluralité d'ouvertures recevant respectivement une extrémité d'un tube, les ouvertures de la plaque collectrice étant de section sensiblement allongée, et

un moyen d'étanchéité compressible agencé autour des extrémités des tubes.

Selon l'invention,

les tubes sont assemblés mécaniquement à la plaque collectrice par évasage des extrémités des tubes, de façon à augmenter au moins partiellement la largeur des extrémités des tubes de manière à comprimer le moyen d'étanchéité, et

la largeur de chaque ouverture de la plaque collectrice est inférieure à la largeur d'une extrémité de tube après évasage.

Un tel dimensionnement des ouvertures de la plaque collectrice permet, après assemblage de l'échangeur thermique, d'empêcher que l'évasage réalisé au niveau des extrémités des tubes du faisceau d'échange thermique, ne se propage sur la longueur restante des tubes du faisceau d'échange thermique, hors de la boite collectrice.

Selon un aspect de l'invention, la largeur de chaque ouverture de la plaque collectrice est inférieure à la largeur d'une extrémité de tube après évasage additionnée à deux fois l'épaisseur du moyen d'étanchéité à l'état assemblé de l'échangeur thermique, selon l'équation suivante : A < li + 2e, avec

A= la largeur d'une ouverture de la plaque collectrice,

li = la largeur d'une extrémité de tube après évasage, et e = l'épaisseur du moyen d'étanchéité à l'état assemblé de l'échangeur thermique.

L'échangeur thermique peut en outre comporter une ou plusieurs caractéristiques suivantes, prises séparément ou en combinaison :

la longueur de chaque ouverture de la plaque collectrice est inférieure à la longueur d'une extrémité de tube après évasage ;

la longueur de chaque ouverture de la plaque collectrice est inférieure à la longueur d'une extrémité de tube après évasage additionnée à deux fois l'épaisseur du moyen d'étanchéité à l'état assemblé de l'échangeur thermique, selon l'équation suivante : C < L' + 2e, avec

C= la longueur d'une ouverture de la plaque collectrice,

L' = la longueur d'une extrémité de tube après évasage, et

e = l'épaisseur du moyen d'étanchéité à l'état assemblé de l'échangeur thermique ; la boite collectrice comporte en outre une plaque interne distincte de la plaque collectrice, la plaque interne comprenant une pluralité d'ouvertures de section sensiblement allongée pour recevoir les extrémités des tubes et le moyen d'étanchéité agencé autour des extrémités des tubes ;

le moyen d'étanchéité est configuré pour être comprimé entre chaque extrémité de tube et la plaque interne ;

la largeur des ouvertures de la plaque collectrice est inférieure à la largeur des ouvertures de la plaque interne ;

la longueur des ouvertures de la plaque collectrice est inférieure à la longueur des ouvertures de la plaque interne ;

- le moyen d'étanchéité comporte :

• au moins une base agencée entre la plaque collectrice et la plaque interne,

• une pluralité de collets standards configurés pour recevoir les extrémités des tubes du faisceau d'échange thermique dudit échangeur et s 'étendant à partir de la base à travers les ouvertures de la plaque interne, et

· une pluralité de collets inversés configurés pour recevoir les tubes et s'étendant à partir de la base de façon opposée aux collets standards, et à travers les ouvertures de la plaque collectrice ;

la boite collectrice comporte en outre un couvercle assemblé à la plaque collectrice de façon à fermer la boite collectrice, et

- la plaque interne est agencée entre le moyen d'étanchéité et le couvercle ;

les extrémités des tubes présentent respectivement au moins un évasement localisé sur une portion de l'extrémité de tube ;

la largeur des extrémités des tubes au niveau dudit au moins un évasement peut être de l'ordre de 1.5 fois à 2.5 fois la largeur des extrémités des tubes avant évasage ; - les extrémités des tubes comportent respectivement au moins un évasement interne comprimant le moyen d'étanchéité contre la plaque collectrice ;

les extrémités des tubes comportent respectivement au moins un évasement externe comprimant le moyen d'étanchéité contre la plaque interne ;

la largeur des extrémités des tubes au niveau de évasement externe est supérieure à la largeur des extrémités des tubes au niveau de évasement interne ;

la plaque interne présente des déformations locales autour des ouvertures, et les extrémités des tubes sont évasées de façon à épouser la forme de la bordure des ouvertures de la plaque interne ;

les extrémités des tubes sont de forme sensiblement oblongue avec deux grands côtés reliés par deux petits côtés sensiblement arrondis, et les petits côtés sont évasés de façon à présenter une augmentation du rayon de l'ordre de 5% à 30%, de préférence inférieure à 15% ;

les tubes sont réalisés à partir d'une bande métallique et l'étanchéité des tubes est assurée par brasage, par exemple les tubes sont formés par pliage ou agrafés ;

les tubes sont pliés et présentent au moins une cloison séparant deux canaux de circulation, et les tubes sont dépourvus d'évasement à proximité de ladite au moins une cloison, de préférence sur une distance comprise entre 1mm et 3mm autour de ladite au moins une cloison ;

les tubes pliés présentent une section transversale sensiblement en « B » ;

le faisceau d'échange thermique est assemblé par brasage.

On obtient ainsi un échangeur thermique avec un faisceau de tubes compact comprenant des tubes avec un pas plus serré, tels que des tubes pliés ou agrafés, dont l'étanchéité est assurée par brasage, et dont les extrémités sont évasées pour un assemblage mécanique aux plaques collectrices pour répondre aux contraintes de pression et d'endurance et en réduisant les risques de fuite. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels :

- la figure 1 est une vue en coupe d'un échangeur thermique selon l'invention montrant en partie un faisceau d'échange thermique et une boite collectrice, - la figure 2 est une vue en perspective de l'échangeur thermique de la figure 1 sur laquelle on a ôté le couvercle de la boite collectrice,

- la figure 3 est une vue agrandie d'une portion de la figure 2,

- la figure 4a est une vue en coupe transversale d'un tube plié pour échangeur thermique,

- la figure 4b est une vue en coupe transversale d'un tube agrafé pour échangeur thermique, - la figure 5 est une vue en coupe partielle montrant une extrémité d'un tube du faisceau d'échange thermique assemblé à la boite collectrice avant évasage de l'extrémité du tube,

- la figure 6 est une vue en perspective montrant des extrémités de tubes du faisceau d'échange thermique débouchant dans une boite collectrice,

- la figure 7 une vue partielle en coupe longitudinale de la boite collectrice montrant une extrémité d'un tube du faisceau d'échange thermique assemblé à la boite collectrice après un double évasage de l'extrémité du tube,

- la figure 8 représente de façon schématique un outil pour évaser les extrémités des tubes des figures 1 à 7,

- la figure 9a est une vue en coupe transversale de la boite collectrice montrant une extrémité d'un tube du faisceau d'échange thermique assemblé à la boite collectrice après un double évasage de l'extrémité du tube,

- la figure 9b est une vue en perspective montrant un tube du faisceau d'échange thermique assemblé à une plaque collectrice de la boite collectrice,

- la figure 9c est une vue en perspective montrant l'extrémité de tube des figures 9a et 9b,

- la figure 10 est une vue perspective d'une plaque collectrice d'une boite collectrice de l'échangeur thermique des figures 1 et 2,

- la figure 11 est une vue en perspective d'un moyen d'étanchéité de la boite collectrice des figures 1 et 2,

- la figure 12a est une vue en perspective d'une face inférieure d'une plaque interne de la boite collectrice,

- la figure 12b est une vue en perspective d'une face supérieure de la plaque interne de la boite collectrice,

- la figure 12c est une vue partielle agrandie d'une portion de la figure 12b, et

- la figure 12d est une vue partielle selon une coupe d'axe I-I de la figure 12b.

Sur ces figures, les éléments identiques portent les mêmes références.

Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s'appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées ou interchangées pour fournir d'autres réalisations.

Dans la description, on peut indexer certains éléments, comme par exemple premier élément ou deuxième élément. Dans ce cas, il s'agit d'un simple indexage pour différencier et dénommer des éléments proches mais non identiques. Cette indexation n'implique pas une priorité d'un élément par rapport à un autre et on peut aisément interchanger de telles dénominations sans sortir du cadre de la présente description. Cette indexation n'implique pas non plus un ordre dans le temps. Échangeur thermique

L'invention concerne un échangeur thermique 1 pour véhicule automobile, tel qu'un radiateur.

Comme cela est partiellement illustré sur les figures 1 et 2, un échangeur thermique 1 comprend classiquement :

- un faisceau d'échange thermique 10 comprenant une pluralité de tubes 11, agencés selon une ou plusieurs rangées de tubes 11, et

- au moins une boite collectrice 20, généralement deux boites collectrices 20, comprenant chacune une plaque collectrice 21 traversée par les tubes 11, et un couvercle 23 destiné à venir se fixer sur la plaque collectrice 21 pour fermer au moins partiellement la boite collectrice 20.

Les tubes 11 peuvent s'étendre longitudinalement et être montés entre deux boites collectrices 20, par l'intermédiaire des plaques collectrices 21 disposées transversalement par rapport aux tubes 11 et respectivement traversées par les extrémités des tubes 11.

La ou les boites collectrices 20 permettent de distribuer un premier fluide vers les tubes 11 ou de collecter le premier fluide ayant parcouru ces tubes 11. Les tubes 11 sont donc destinés à être traversés par le premier fluide.

La ou chaque boite collectrice 20 comporte un moyen d'étanchéité 25, réalisé sous forme d'un joint d'étanchéité. Plus précisément, il s'agit d'un moyen d'étanchéité 25 compressible destiné à être agencé sur la plaque collectrice 21 et autour des extrémités des tubes 11 débouchant dans la boite collectrice 20 à l'assemblage de échangeur thermique 1. Selon le mode de réalisation illustré, la boite collectrice 20 peut comporter en outre une plaque interne 27, visible sur les figures 1 à 3, distincte de la plaque collectrice 21, et agencée au moins en partie contre le moyen d'étanchéité 25 de façon à maintenir le moyen d'étanchéité 25 autour des extrémités des tubes 11 à l'état assemblé de l'échangeur thermique 1. Cette plaque 27 est nommée « plaque interne » du fait de son agencement dans le volume intérieur de la boite collectrice 20 défini entre la plaque collectrice 21 et le couvercle 23.

Faisceau d'échange thermique

On décrit ci-après plus en détail le faisceau d'échange thermique 10 de l'échangeur thermique 1.

Il s'agit par exemple d'un faisceau d'échange thermique 10 assemblé par brasage, c'est-à-dire dont les différents éléments sont assemblés entre eux puis brasés par passage dans un four de brasage, pour assurer la solidarisation de l'ensemble des éléments du faisceau d'échange thermique 10. À cet effet, les divers éléments du faisceau d'échange thermique d'échangeur thermique 10 peuvent être métalliques, de préférence en aluminium ou en alliage d'aluminium.

Tubes

Les tubes 11 sont avantageusement réalisés sous formes de tubes plats, c'est-à- dire avec un rapport compris entre 5 et 30, par exemple de l'ordre de 10 entre l'épaisseur ou hauteur du tube 11 et sa largeur. À titre d'exemple non limitatif, les tubes 11 peuvent présenter une largeur de l'ordre de 27mm et une épaisseur de l'ordre de 1.4mm.

Les tubes 11 du faisceau d'échange thermique peuvent être réalisés à partir d'une bande ou tôle métallique. L'étanchéité de chaque tube 11 peut être assurée par brasage. Par exemple les tubes 11 sont formés par pliage, on parle alors de « tube plié » (voir figure 4a), ou ils peuvent être agrafés (voir figure 4b) ou encore il peut s'agir de tubes électro-soudés.

Les extrémités des tubes 11 sont de section sensiblement allongée, dans l'exemple illustré. De préférence, les extrémités des tubes 11 sont de section sensiblement ovale ou oblongue de façon à augmenter la résistance des tubes 11. Les extrémités des tubes 11 s'étendent donc principalement suivant une longueur L et présentent une largeur 1 plus petite que la longueur L. Les extrémités des tubes 11 présentent donc deux grands côtés opposés dans le sens de la longueur L et deux petits côtés opposés dans le sens de la largeur 1.

Autrement dit, lorsque l'on se situe au niveau d'une extrémité d'un tube 11, la largeur 1 s'entend de la dimension joignant les deux grands côtés opposés de ce tube 11, et correspond à l'épaisseur ou hauteur du tube 11.

Selon les exemples de réalisation illustrés sur les figures 3 et 4a, la section transversale d'un tube 11 peut présenter deux canaux de circulation de fluide parallèles juxtaposés 111 et séparés par au moins une cloison 113, aussi appelée jambe, formant entretoise. À titre d'exemple, chaque tube 11 peut présenter une section transversale sensiblement en « B ». Bien entendu, on peut prévoir tout autre type de pliage. En alternative, on peut prévoir d'autres sections, par exemple de forme sensiblement oblongue définissant un unique canal 111 de circulation de fluide, comme illustré dans l'exemple de la figure 4b.

En outre, le faisceau d'échange thermique 10 brasé est destiné à être assemblé mécaniquement à la ou chaque boite collectrice 20.

Pour ce faire, les tubes 11 sont assemblés mécaniquement à chaque boite collectrice 20. De façon détaillée, les tubes 11 peuvent être assemblés à la boite collectrice 20 de façon à traverser la plaque collectrice 21, le moyen d'étanchéité 25 et la plaque interne 27, comme illustré sur la figure 5. Les extrémités des tubes 11 débouchant dans cette boite collectrice 20 sont ensuite déformées de manière plastique. Selon le mode de réalisation décrit, cet assemblage mécanique se fait par évasage des extrémités des tubes 11. À cet effet, les extrémités des tubes 11 sont évasées de façon à augmenter au moins partiellement la largeur des extrémités des tubes 11 et prendre appui sur le moyen d'étanchéité 25, comme cela est mieux visible sur les figures 6 et 7.

A noter que dans l'ensemble de la demande, on entend par largeur des extrémités des tubes, la largeur des ouvertures définies par les extrémités des tubes, ou autrement dit, la largeur interne des extrémités des tubes.

L' évasage des extrémités de tubes 11 est par exemple réalisé par poinçonnage de ces extrémités, notamment à l'aide d'un outil 30 de forme complémentaire représenté de façon schématique sur la figure 8. De préférence, l'évasage est réalisé de façon localisée. Par évasage localisé, on entend que l'évasage n'est pas réalisé sur toute la périphérie de l'extrémité d'un tube 11. Autrement dit, l'évasage est réalisé sur une ou plusieurs portions de l'extrémité du tube 11. En particulier dans le cas de tubes 11 pliés par exemple en « B » présentant en section transversale une forme sensiblement oblongue avec une cloison 113 reliant les grands côtés opposés, les extrémités des tubes 11 sont évasées au niveau des grands côtés mais pas au niveau de la cloison 113 séparant les canaux 111, comme dans l'exemple des figures 2, 3 et 9a à 9c. Dans cet exemple avec la cloison 113 sensiblement au centre, il n'y a donc pas d'évasement central des extrémités des tubes 11. En particulier, on peut prévoir une absence d'évasement sur 2mm à 3mm autour du centre des extrémités des tubes 11.

Sur l'exemple particulier présenté figures 2, 3 et 9a à 9c, les extrémités des tubes 11 comportent quatre évasements 115 locaux disposés sur les grands côtés de part et d'autre de la cloison 113. Ces évasements 115 confèrent un profil sensiblement ondulé aux grands côtés des extrémités des tubes 11.

Les évasements 115 sur les périphéries des extrémités des tubes 11 forment donc des zones d'appui sur le moyen d'étanchéité 25. Au niveau de l'évasement ou des évasements 115, la largeur des extrémités des tubes 11 augmente. À titre d'exemple non limitatif, la largeur le d'une extrémité d'un tube 11 au niveau des évasements 115 peut être de l'ordre de 1.5 fois à 2.5 fois la largeur 1 de l'extrémité du tube 11 avant évasage.

On peut également parler de la hauteur ou de l'épaisseur du tube 11 qui est plus grande au niveau des évasements 115 à son extrémité.

Préférentiellement, on limite l'évasage au niveau des petits côtés des extrémités des tubes 11, de façon à éviter une déchirure des tubes 11. En cas d'évasement supplémentaire au niveau des petits côtés des extrémités des tubes, cet évasement peut être réalisé avec une moins grande augmentation de section que les évasements 115 sur les grands côtés des extrémités des tubes 11. À titre d'exemple, dans le cas d'une section sensiblement oblongue dont les petits côtés sont arrondis, un évasage peut être réalisé au niveau de ces petits côtés avec une augmentation du rayon de l'ordre de 5% à 30% après évasage, de préférence inférieure à 15% après évasage. En particulier, les extrémités des tubes 11 sont évasées de façon à venir épouser la forme de la plaque interne 27 décrite plus en détail par la suite.

On peut prévoir d'évaser au moins localement les extrémités des tubes 11, de façon à définir un ou plusieurs évasements 115 uniquement sur la périphérie des extrémités des tubes 11.

En variante, on évase les extrémités des tubes 11 dans au moins deux sections transversales distinctes des extrémités des tubes 11, tel qu'illustré sur les figures 6, 7, 9a et 9b. En particulier, les extrémités des tubes 11 peuvent présenter :

d'une part un ou plusieurs évasements 115 dits externes sur la périphérie des extrémités des tubes 11 débouchant dans la boite collectrice 20, c'est-à-dire du côté extérieur du faisceau d'échange thermique 10, et

d'autre part un ou plusieurs autres évasements 117 dits internes, réalisés du côté du reste du faisceau d'échange thermique 10, soit du côté intérieur du faisceau d'échange thermique 10.

Le ou les évasements internes 117 compriment le moyen d'étanchéité 25 contre la plaque collectrice 21. Selon le mode de réalisation illustré, un évasement interne 117 est réalisé sur toute la section transversale interne de l'extrémité du tube 11.

Le ou les évasements externes 115 compriment le moyen d'étanchéité 25 contre la plaque interne 27. L'échangeur thermique 1 peut avantageusement comprendre un ou plusieurs organes de verrouillage (non représentés) agencés au niveau de l'extrémité d'un ou plusieurs tubes 11 de façon à maintenir le ou les évasements externes 115, et ainsi maintenir la compression du moyen d'étanchéité 25.

En référence à la figure 7, la largeur le des extrémités des tubes 11 au niveau des évasements externes 115 est supérieure à la largeur li des extrémités des tubes 11 au niveau des évasements internes 117. La largeur le des extrémités des tubes 11 au niveau des évasements externes 115 et largeur li des extrémités des tubes 11 au niveau des évasements internes 117 sont bien entendu supérieures à la largeur 1 des extrémités des tubes 11 avant évasage.

Les évasements 115 ; 117 locaux permettent de comprimer le moyen d'étanchéité 25 afin de garantir l'étanchéité entre la plaque collectrice 21 et les tubes 11. En outre, les évasements externes 115 ont une fonction de retenue mécanique du moyen d'étanchéité 25 garantissant le maintien en place et la compression du moyen d'étanchéité 25.

Pour réaliser un tel double évasage au niveau des extrémités de tubes 11 pliés en « B », l'outil 30 (figure 8) est avantageusement réalisé avec deux parties 301 de poinçonnage présentant chacune une première contre-forme 303 pour réaliser un évasement interne 117 et une autre contre-forme 305 pour réaliser un évasement externe 115. Les deux parties 301 de poinçonnage sont identiques. Les deux parties 301 de poinçonnage s'étendent à partir d'une base commune 307 et sont séparés par une fente 309 sensiblement au centre de l'outil 30 qui est conformée de façon à recevoir la cloison 113 lorsque l'outil 30 est inséré dans l'extrémité d'un tube 11.

Intercalaires

Par ailleurs, le faisceau d'échange thermique 10 comprend en outre dans cet exemple des intercalaires 13 (voir figures 1 à 3) séparant les tubes 11 les uns des autres, et destinés à être traversés par un deuxième fluide pour un échange thermique avec le premier fluide destiné à traverser les tubes 11. La perturbation générée par la présence de ces intercalaires 13 permet de faciliter les échanges thermiques entre les deux fluides. Ces intercalaires 13, représentés de façon schématique sur la figure 6, peuvent présenter une forme sensiblement ondulée comme illustré sur les figures 1 à 3. Ces intercalaires 13 sont bien connus de l'Homme du métier et ne sont pas décrits plus en détail dans la présente.

Les intercalaires 13 sont par exemple brasés aux tubes 11 au niveau des sommets de leurs ondulations.

Joues

Le faisceau d'échange thermique 10 peut comprendre de plus deux joues latérales 15 de part et d'autre de la pluralité de tubes 11, dans cet exemple de part et d'autre de l'empilement alterné de tubes 11 et d'intercalaires 13.

Selon les modes de réalisation illustrés, les joues latérales 15 comportent respectivement des moyens de fixation au couvercle 23 de la boite collectrice 20. Il s'agit de moyens de fixation mécaniques tels que des pattes de sertissage 151 configurées pour être rabattues sur le couvercle 23 à l'assemblage du faisceau d'échange thermique 10 à la boite collectrice 20. Ces moyens de fixation mécanique entre les joues latérales 15 et le couvercle 23 permettent de verrouiller l'assemblage mécanique entre le faisceau d'échange thermique 10 et la boite collectrice 20.

Boite collectrice

On décrit ci-après plus en détail les éléments de la boite collectrice 20, à savoir la plaque collectrice 21 (figure 10), le couvercle 23 (figure 1), le moyen d'étanchéité 25 (figure 11) et la plaque interne 27 (figures 12a à 12d).

Plaque collectrice

En ce qui concerne la plaque collectrice 21, on se réfère plus particulièrement aux figures 7, 9a, 9b et 10.

Une pluralité d'ouvertures 211 sont ménagées sur la plaque collectrice 21 pour le passage des extrémités des tubes 11 du faisceau d'échange thermique 10. De façon complémentaire aux extrémités des tubes 11 avant évasage, les ouvertures 211 sont respectivement de section sensiblement allongée. Par exemple, les ouvertures 211 sont sensiblement oblongues, et s'étendent longitudinalement de façon sensiblement transversale à l'axe longitudinal des tubes 11 à l'état assemblé de l'échangeur thermique 1.

Les ouvertures 211 de la plaque collectrice 21 s'étendent donc suivant une largeur A (représentée sur la figure 7) et une longueur C (représentée sur la figure 9a) plus grande que la largeur A.

En référence à la figure 7, la largeur A de chaque ouverture 211 de la plaque collectrice 21 est sensiblement égale à la largeur 1 de l'extrémité d'un tube 11 avant évasage additionnée à deux fois l'épaisseur e du moyen d'étanchéité 25 après compression.

Plus précisément, la plaque collectrice 21 est dimensionnée de sorte que la largeur A de chaque ouverture 211 est inférieure à la largeur li d'une extrémité de tube 11 après évasage.

Plus précisément, la largeur A de chaque ouverture 211 est inférieure à la largeur li d'une extrémité de tube 11 après évasage additionnée à deux fois l'épaisseur e du moyen d'étanchéité 25 à l'état assemblé de l'échangeur thermique 1, c'est-à-dire lorsque le moyen d'étanchéité 25 est comprimé suite à l'évasage des extrémités des tubes 11. Il s'agit en particulier ici de la largeur li au niveau des évasements internes 117 des extrémités des tubes 11. On définit par la suite l'état du moyen d'étanchéité 25 après évasage des extrémités des tubes 11 comprimant le moyen d'étanchéité 25, par « l'état comprimé du moyen d'étanchéité 25 ». Ainsi la largeur A des ouvertures 211 de la plaque collectrice 21 répond aux équations (1) et (2) suivantes :

(\) A = l + 2e

(2) : A < li + 2e

Ceci permet d'empêcher une éventuelle propagation de l'évasage sur le reste du tube 11. En outre, en empêchant la propagation de l'évasage, ce dimensionnement permet, lorsqu'il s'agit de tubes 11 pliés en « B », d'éviter que les tubes 11 ne se déchirent ou autrement dit que l'étanchéité par brasage de tels tubes 11 pliés ne soit rompue. Également, dans le cas de tubes 11 agrafés dont une représentation est illustrée sur la figure 4b, un tel dimensionnement des ouvertures 211 de la plaque 21 permet d'éviter que les tubes 11 ne s'ouvrent au niveau du recouvrement des deux épaisseurs de la tôle métallique à cause d'une propagation de l'évasage.

Par ailleurs, en référence aux figures 9a et 9c, la longueur C de chaque ouverture 211 de la plaque collectrice 21 est sensiblement égale à la longueur L de l'extrémité d'un tube 11 avant évasage additionnée à deux fois l'épaisseur e du moyen d'étanchéité 25 après compression.

Plus précisément, la plaque collectrice 21 est encore dimensionnée de sorte que la longueur C de chaque ouverture 211 est inférieure à la longueur L' d'une extrémité de tube 11 après évasage. En particulier, la longueur C de chaque ouverture 211 est inférieure à la longueur L' d'une extrémité de tube 11 après évasage additionnée à deux fois l'épaisseur e du moyen d'étanchéité 25 à l'état comprimé. Il s'agit en particulier de la longueur L' d'une extrémité de tube 11 au niveau d'un évasement interne 117. Ainsi la longueur C des ouvertures 211 de la plaque collectrice 21 répond aux équations (3) et (4) suivantes :

(3) : C = L + 2e

(4) : C < L' + 2e

Ceci permet d'optimiser le dimensionnement de la plaque collectrice 21 pour limiter la propagation de l'évasage sur le reste des tubes 11. Selon le mode de réalisation illustré, la plaque collectrice 21 comporte par ailleurs des moyens de fixation 213 au couvercle 23. Il s'agit ici de moyens de fixation mécanique 213, tels que des pattes de sertissage susceptibles d'être rabattues sur le couvercle 23.

À titre d'exemple, la plaque collectrice 21 présente une bordure périphérique

215 présentant ces moyens de fixation 213. Dans cet exemple, la plaque collectrice 21 peut être repliée sur son pourtour pour former la bordure périphérique 215.

Par ailleurs, selon le mode de réalisation illustré, la plaque collectrice 21 est sensiblement plane et dépourvue de collet, plus précisément comporte un fond 217 sensiblement plan et dépourvu de collet, sur lequel sont ménagées les ouvertures 211 et par rapport auquel la bordure périphérique 215 est surélevée.

En outre, selon ce mode de réalisation, la plaque collectrice 21 ne comporte pas de gorge, rainure ou analogue pour loger le moyen d'étanchéité 25. En variante, la plaque collectrice 21 pourrait comporter une gorge ou rainure pour loger au moins une partie du moyen d'étanchéité 25 servant à assurer l'étanchéité entre le couvercle 23 et la plaque collectrice 21.

Couvercle

En se référant de nouveau à la figure 1, le couvercle 23 est par exemple réalisé en plastique. Dans ce cas, c'est le moyen d'étanchéité 25 qui assure une liaison étanche entre le couvercle 23 et la plaque collectrice 21.

De plus, le couvercle 23 comporte un pied de couvercle 231 destiné à être fixé à la plaque collectrice 21, par exemple grâce aux pattes de sertissage 213 de la plaque collectrice 21 qui sont serties sur le pied de couvercle 231 à l'assemblage. On entend par « pied de couvercle », la partie inférieure du couvercle 23 qui se trouve du côté du faisceau d'échange thermique 10 à l'assemblage. Le pied de couvercle 231 vient alors en appui contre le moyen d'étanchéité 25, plus précisément contre une partie périphérique du moyen d'étanchéité 25, entre le couvercle 23 et la plaque collectrice 21 lors du sertissage.

Moyen d'étanchéité Selon le mode de réalisation illustré sur les figures 1 à 3, 5 à 7, 9a, 9b et 11, le moyen d'étanchéité 25 est agencé de façon à être comprimé entre les extrémités des tubes 11 d'échange thermique et la plaque interne 27, à l'état assemblé de l'échangeur thermique 1.

Le moyen d'étanchéité 25 est par exemple réalisé en élastomère tel qu'un éthylène-propylène-diène monomère connu sous le sigle EPDM.

Selon le mode de réalisation, le moyen d'étanchéité 25 comprend au moins deux parties : une première partie périphérique 251 conformée pour suivre le pourtour de la plaque collectrice 21, et une deuxième partie 253, 254, 255 configurée pour venir entourer les extrémités de tubes 11 à l'assemblage de l'échangeur thermique 1.

La première partie périphérique 251 assure l'étanchéité entre le couvercle 23 et la plaque collectrice 21.

La deuxième partie 253, 254, 255 du moyen d'étanchéité 25 comprend une pluralité de collets 253, appelés par la suite collets standards, délimitant des ouvertures 254 pour le passage des tubes 11 et s'étendant en direction du couvercle 23 à l'assemblage de la boite collectrice 20. Les collets standards 253 sont destinés à être reçus dans la plaque interne 27.

De plus, ces collets standards 253 sont propres à recevoir les extrémités des tubes 11 à l'assemblage du faisceau d'échange thermique 10 à plaque collectrice 21.

Plus précisément, les collets standards 253 s'étendent selon le même sens que le sens d'insertion des tubes 11 dans la plaque collectrice 21.

En outre, la forme des collets standards 253 est complémentaire à celle des extrémités des tubes 11. Dans l'exemple illustré sur la figure 11, les collets standards 253 présentent, en section transversale, une forme sensiblement oblongue avant assemblage de la boite collectrice 20. Les collets standards 253 sont destinés à être comprimés lors de l'évasage des extrémités des tubes 11. L'étanchéité entre les tubes 11 et la plaque collectrice 21 est assurée par cette compression des collets standards 253 autour des extrémités des tubes 11.

En particulier, c'est l'épaisseur e des collets standards 253 après compression qui est additionnée deux fois à la largeur li d'une extrémité de tube 11 après évasage dans l'équation (2) pour dimensionner la largeur A des ouvertures 211 de la plaque collectrice 21.

De plus, les collets standards 253 sont dimensionnés de sorte qu'à l'assemblage du faisceau d'échange thermique 10 à la boite collectrice 20, les extrémités de tubes 11 sont sensiblement au ras des collets standards 253, c'est-à-dire pratiquement sans aucun dépassement, voire sans le moindre dépassement, des extrémités des tubes 11 par rapport aux collets standards 253 du moyen d'étanchéité 25.

Par ailleurs, comme cela est mieux visible sur les figures 1, 7 et 9a, 9b, la deuxième partie du moyen d'étanchéité 25 peut comprendre également une pluralité de collets inversés 255, s'étendant à l'opposé des collets standards 253, c'est-à-dire en direction du faisceau d'échange thermique 10 à l'état assemblé de l'échangeur thermique 1. Les collets inversés 255 s'étendent selon le sens opposé au sens d'insertion des tubes 11 dans la plaque collectrice 21.

Il y alors autant de collets standards 253 que de collets inversés 255. Les collets inversés 255 sont réalisés dans le prolongement des collets standards 253.

Les collets inversés 255 s'étendent à travers les ouvertures 211 de la plaque collectrice 21 lorsque le moyen d'étanchéité 25 est agencé sur la plaque collectrice 21.

Ces collets inversés 255 sont également propres à recevoir les extrémités des tubes 11 à l'assemblage du faisceau d'échange thermique 10 à la boite collectrice 20. En outre, la forme des collets inversés 255 est elle aussi complémentaire à celle des tubes 11. Les collets inversés 255 peuvent présenter une forme sensiblement oblongue. Les collets inversés 255 du moyen d'étanchéité 25 contribuent à faciliter l'insertion des tubes 11 et contribuent également à assurer l'étanchéité entre les tubes 11 et la plaque collectrice 21.

Les collets standards 253 et les collets inversés 255 s'étendent selon une direction parallèle à l'axe longitudinal des tubes 11 à l'état assemblé de l'échangeur thermique 1.

En particulier, c'est l'épaisseur e des collets inversés 255 après compression qui est considérée dans l'équation (1) pour le dimensionnement de la largeur A des ouvertures 211 de la plaque collectrice 21. Selon le mode de réalisation décrit, le moyen d'étanchéité 25 présente la même épaisseur e après compression au niveau des collets standards 253 et au niveau des collets inversés 255.

En outre, les dimensions des ouvertures 254, à savoir la largeur et la longueur, du côté des collets inversés 255 sont plus petites que les dimensions de ces ouvertures 254 du côté des collets standards 253.

Enfin, les collets standards 253 et les collets inversés 255 sont souples et s'adaptent à la forme des tubes 11 et des ouvertures 211 de la plaque collectrice 21. Ainsi, le moyen d'étanchéité 25, en particulier ses collets standards 253 et inversés 255, assure une liaison souple entre la plaque collectrice 21 et les tubes 11, ce qui permet d'absorber les contraintes de déformations liées à la dilatation thermique.

Le moyen d'étanchéité 25 comporte de plus dans cet exemple une base 257, mieux visible sur la figure 11, à partir de laquelle s'étendent d'un côté les collets standards 253 et du côté opposé les collets inversés 255. La base 257 relie la partie périphérique 251 à ces collets standards 253 et collets inversés 255.

En outre, le moyen d'étanchéité 25 présente au moins une partie, formée dans ce mode de réalisation par la base 257, qui repose sur la plaque collectrice 21 et sur laquelle est posée la plaque interne 27. Cette base 257 est donc agencée entre la plaque collectrice 21 et la plaque interne 27. Plaque interne

En référence aux figures 12a à 12d, on décrit plus en détail la plaque interne 27. La plaque interne 27 est avantageusement réalisée en plastique.

La plaque interne 27 présente par exemple une forme générale sensiblement parallélépipédique, ici de parallélépipède rectangle.

Cette plaque interne 27 comprend une pluralité d'ouvertures 271 pour recevoir les extrémités des tubes 11 et le moyen d'étanchéité 25 autour des extrémités des tubes 11, plus précisément les collets standards 253 du moyen d'étanchéité 25.

La forme des ouvertures 271 est adaptée à la forme des collets standards 253 et des extrémités des tubes 11. Les ouvertures 271 de la plaque interne 27 sont de section sensiblement allongée pour recevoir les extrémités des tubes 11 et s'étendent longitudinalement de façon sensiblement transversale à l'axe longitudinal des tubes 11 à l'état assemblé de l'échangeur thermique 1. Dans cet exemple, les ouvertures 271 sont sensiblement oblongues. Bien entendu, on peut prévoir toute autre forme complémentaire à la forme des collets standards 253 du moyen d'étanchéité 25 et des extrémités des tubes 11.

Les ouvertures 271 de la plaque interne 27 s'étendent donc suivant une largeur B

(représentée sur les figures 7, 12a et 12c) et une longueur D (représentée sur les figures 9a, 12a et 12c) plus grande que la largeur B.

En référence à la figure 7, la largeur B de chaque ouverture 271 de la plaque interne 27 est sensiblement égale à la largeur li de l'extrémité d'un tube 11 après évasage additionnée à deux fois l'épaisseur e du moyen d'étanchéité 25 après compression. Il s'agit en particulier ici de la largeur li au niveau des évasements internes 117 des extrémités des tubes 11.

La plaque collectrice 21 est dimensionnée de sorte que la largeur A de ses ouvertures 211 est inférieure à la largeur B des ouvertures 271 de la plaque interne 27. Ainsi la largeur B des ouvertures 271 de la plaque interne 27 répond aux équations (5) et (6) suivantes : (5) : B = li + 2e

(6) : A < B

Par ailleurs, en référence aux figures 9a et 12a, 12c, la longueur D de chaque ouverture 271 de la plaque interne 27 est sensiblement égale à la longueur L' de l'extrémité d'un tube 11 après évasage additionnée à deux fois l'épaisseur e du moyen d'étanchéité 25 après compression. Il s'agit en particulier de la longueur L' d'une extrémité de tube 11 au niveau d'un évasement interne 117. La plaque collectrice 21 est dimensionnée de sorte que la longueur C de ses ouvertures 211 est inférieure à la longueur D des ouvertures 271 de la plaque interne 27. Ainsi la longueur D des ouvertures 271 de la plaque interne 27 répond aux équations (7) et (8) suivantes :

(7) : D = L' + 2e

(8) : C < D

Par ailleurs, à l'exception des ouvertures 271, la plaque interne 27 est sensiblement plane.

En outre, la plaque interne 27 est agencée de sorte que le moyen d'étanchéité 25 est comprimé entre chaque extrémité de tube 11 et la plaque interne 27, lors de l'assemblage mécanique des tubes 11 à la boite collectrice 20. Plus précisément, ce sont les collets standards 253 protubérants du moyen d'étanchéité 25 qui sont comprimés entre les extrémités des tubes 11 et la plaque interne 27.

La plaque interne 27 présente une face inférieure 27a représentée sur la figure 12a et une face supérieure 27b opposée, représentée sur les figures 12b à 12d. En référence à la figure 1, la face inférieure 27a est destinée à être agencée en regard de la base 257 du moyen d'étanchéité 25 et la face supérieure 27b en regard du couvercle 23, à l'assemblage de la boite collectrice 20. La plaque interne 27 est donc agencée entre la base 257 du moyen d'étanchéité 25 et le couvercle 23. Autrement dit, la base 257 du moyen d'étanchéité 25 est interposée entre la plaque interne 27 (sa face inférieure 27a) et la plaque collectrice 21. La plaque interne 27 forme ainsi une contre-plaque collectrice coopérant avec la plaque collectrice 21 pour maintenir le moyen d'étanchéité 25.

De façon avantageuse, la plaque interne 27 est agencée et en particulier dimensionnée de façon à combler les espaces entre les extrémités des tubes 11. Selon le mode de réalisation, la plaque interne 27 permet de combler les espaces entre la base 257 du moyen d'étanchéité 25 et les collets standards 253 du moyen d'étanchéité 25. La plaque interne 27 forme ainsi une nappe venant occuper la quasi-totalité de l'espace entre les extrémités protubérantes des tubes 11 traversant les collets standards 253. En particulier, la plaque interne 27, plus précisément sa face supérieure 27b, est agencée au plus près des extrémités des tubes 11. Autrement dit, les extrémités des tubes 11 bordées des collets standards 253 du moyen d'étanchéité 25 ne dépassent quasiment pas, c'est-à- dire dépassent sur une hauteur inférieure à 2mm, voire ne dépassent pas du tout, le plan selon lequel s'étend la plaque interne 27. Ceci permet de réduire les pertes d'écoulement, notamment en limitant la formation de vortex ou turbulences dans la zone où les tubes 11 débouchent dans la boite collectrice 20 à l'état assemblé de l'échangeur thermique 1.

Par ailleurs, comme cela est mieux visible sur les figures 12b à 12d, la plaque interne 27 est déformée localement autour des ouvertures 271. Plus précisément, la plaque interne 27 est déformée localement uniquement sur face supérieure 27b.

La plaque interne 27 présente donc des déformations locales 273 prévues de sorte que la bordure des ouvertures 271 fait office de contre-forme complémentaire à la forme des extrémités des tubes 11 après évasage. Les déformations locales 273 de la plaque interne 27 sont par exemple réalisées par des évasements 273. Ainsi, selon le mode de réalisation décrit, lors de l'assemblage des tubes 11 à la plaque collectrice 21, les extrémités des tubes 11 sont évasées de façon à épouser la forme des bordures délimitant les ouvertures 271 de la plaque interne 27.

Selon une première variante de réalisation, la plaque interne 27 et le moyen d'étanchéité 25 sont deux pièces distinctes.

Selon une deuxième variante de réalisation non représentée, la plaque interne 27 et le moyen d'étanchéité 25 peuvent être réalisés d'une seule pièce. Il peut s'agir d'une seule pièce bi-matières c'est-à-dire présentant deux matières : une première partie en une première matière faisant office de moyen d'étanchéité 25 tel que décrit précédemment, et une deuxième partie en une deuxième matière faisant office de plaque interne 27 telle que décrite précédemment.

Une telle pièce 25, 27 est par exemple réalisée par co-moulage. Cette deuxième variante permet de limiter le nombre de pièces tout en permettant d'accélérer le process d'assemblage de l'échangeur thermique 1. Dans ce cas, cette pièce unique 25, 27 est dimensionnée de sorte que ses ouvertures du côté des collets inversés 255 présentent une largeur :

sensiblement égale à la largeur 1 de l'extrémité d'un tube 11 avant évasage et - inférieure à la largeur de ses ouvertures du côté des collets standards 253 qui est sensiblement égale à la largeur li d'une extrémité de tube 11 après évasage. Il s'agit en particulier ici de la largeur li au niveau des évasements internes 117 des extrémités des tubes 11.

De même, la longueur des ouvertures de cette pièce unique 25, 27 du côté des collets inversés 255 est :

sensiblement égale à la longueur L de l'extrémité d'un tube 11 avant évasage et inférieure à la longueur de ses ouvertures du côté des collets standards 253 qui est sensiblement égale à la longueur L' d'une extrémité de tube 11 après évasage. Il s'agit en particulier de la longueur L' d'une extrémité de tube 11 au niveau d'un évasement interne 117. Procédé d'assemblage de l'échangeur thermique

En référence à l'ensemble des figures, on décrit ci-après un procédé d'assemblage, d'un échangeur thermique 1 tel que décrit précédemment.

Le procédé comprend une étape d'assemblage du faisceau d'échange thermique

10 suivi d'une étape de brasage du faisceau d'échange thermique 10 par passage dans un four dédié.

Pour l'assemblage d'une boite collectrice 20, on dispose un moyen d'étanchéité 25 sur une plaque collectrice 21, de sorte que les collets inversés 255 du moyen d'étanchéité 25 sont insérés dans les ouvertures 211 de la plaque collectrice 21. On dispose ensuite une plaque interne 27, de sorte que les collets standards 253 du moyen d'étanchéité 25 s'étendent à travers les ouvertures 271 de la plaque interne 27. Si le moyen d'étanchéité 25 et la plaque interne 27 sont réalisés d'une seule pièce, on dispose cette pièce unique formant à la fois le moyen d'étanchéité 25 et la plaque interne 27 en une seule étape.

Les extrémités des tubes 11 d'échange thermique du faisceau d'échange thermique 10 brasé sont insérées à travers la plaque collectrice 21, le moyen d'étanchéité 25 et la plaque interne 27, de sorte que les collets standards 253 du moyen d'étanchéité 25 sont agencés autour des extrémités protubérantes des tubes 11.

Pour l'assemblage mécanique du faisceau d'échange thermique 10 à la boite collectrice 20, les extrémités des tubes 11 sont évasées une première fois formant ainsi un évasement interne 117 de façon à comprimer le moyen d'étanchéité 25 contre la plaque collectrice 21. Les extrémités des tubes 11 sont avantageusement évasées de nouveau formant ainsi un ou plusieurs évasements externes 115 de façon à comprimer le moyen d'étanchéité 25, plus précisément ses collets standards 253, contre la plaque interne 27.

Ensuite, on met en place le couvercle 23 de manière que le pied de couvercle 231 se loge dans l'espace délimité par le bord périphérique surélevé 215 de plaque collectrice 21 en venant sur la partie périphérique 251 du moyen d'étanchéité 25.

Après, on procède à l'assemblage du couvercle 23 au reste de l'échangeur thermique 1, par exemple par sertissage en rabattant les pattes de sertissage 213 de la plaque collectrice 21 et les pattes de sertissage 151 des joues latérales 15 du faisceau d'échange thermique 10 brasé, ce qui assure la compression du moyen d'étanchéité 25, plus précisément de sa partie périphérique 251. Ainsi, on allie des performances thermiques optimisées grâce au faisceau d'échange thermique 10 brasé avec des tubes 11 ayant un pas serré à la résistance aux chocs thermiques du côté de la plaque collectrice 21 grâce à l'assemblage mécanique entre les tubes 11 de ce faisceau 10 brasé et la plaque collectrice 21.

Le moyen d'étanchéité 25 assure à la fois une fonction de liaison mécanique entre le faisceau d'échange thermique 10 brasé et la boite collectrice 20, mais aussi une fonction d'étanchéité de la boite collectrice 20 et entre les tubes 11 et la paque collectrice 21. En outre, la plaque interne 27 participe à la compression du moyen d'étanchéité 25 pour garantir l'étanchéité entre la plaque collectrice 21 et les tubes 11.

De plus, le dimensionnement des ouvertures 211 de la plaque collectrice 21 tel que décrit précédemment, permet d'empêcher la propagation de l'évasage et notamment permet d'augmenter la résistance des tubes 11 qui peuvent être des tubes plats et dont l'étanchéité est assurée par brasage. La plaque interne 27 contribue également à empêcher la propagation de l'évasage sur le reste des tubes du faisceau 10 d'échange thermique.

Par ailleurs, du fait de la présence de la plaque interne 27 faisant office de contre-plaque collectrice et de la présence de collets 253 ; 255 sur le moyen d'étanchéité 25, la plaque collectrice 21 peut être simplifiée et être réalisée sans collets contrairement aux solutions de l'art antérieur.