Domaine technique de l'invention

L'invention concerne un échangeur de chaleur, notamment de véhicule automobile, comportant un corps d'échange de chaleur dans lequel circule un fluide caloporteur et à travers lequel un flux d'air est destiné à circuler selon une direction transversale et au moins une boîte collectrice dudit fluide caloporteur fixée au corps d'échange de chaleur.

Arrière-plan technique

Il est connu de réguler la température dans un véhicule automobile, et notamment dans le compartiment moteur, au moyen d'un système thermique qui comporte un échangeur de chaleur, généralement un radiateur, associé à un groupe moto-ventilateur.

Le groupe moto-ventilateur a pour fonction de faire circuler un flux d'air, généralement de l'air extérieur qui est aspiré à l'intérieur du compartiment moteur. A cet effet, le groupe moto- ventilateur comporte un ventilateur qui est entraîné par un moteur électrique. En tournant, le ventilateur crée ainsi un flux d'air. Pour guider efficacement ce flux d'air, le ventilateur est monté tournant dans un carénage, qui présente généralement la forme d'un cadre. Ainsi le groupe moto-ventilateur s’adapte en fonction du flux d’air généré par le véhicule en motion et des conditions de roulage.

Le radiateur présente un corps d'échange de chaleur équipé d'un réseau de circulation d'un fluide caloporteur. Le corps d'échange de chaleur est agencé dans le flux d'air produit par le groupe moto-ventilateur afin d'en réguler la température par échange de chaleur avec le fluide caloporteur. Un tel corps d'échange présente généralement la forme d'une plaque. Le fluide caloporteur alimente généralement le corps d'échange par un bord de la plaque, et le fluide caloporteur est évacué par un bord opposé de la plaque. Le fluide caloporteur est collecté à chacun de ces bords par une boîte collectrice. La boîte collectrice est généralement un élément en matériau plastique en forme de gouttière qui est fixé au bord associé de la plaque afin de former un volume de réception du fluide caloporteur.

Pour permettre de guider efficacement le flux d'air à travers le corps d'échange, il est connu d'agencer une pièce intercalaire rapportée entre chaque boîte collectrice et le carénage du ventilateur. Cette pièce permet ainsi de délimiter un passage d'air.

Cependant, une telle pièce rapportée augmente le coût de réalisation du système thermique.

En effet, il est nécessaire de fabriquer les pièces intercalaires puis d'assurer leur stockage. Une telle pièce présente une forme complexe qui est coûteuse à réaliser.

En outre, les pièces intercalaires présentent généralement des dimensions différentes selon le modèle de véhicule sur lequel elles sont installées. Il est donc nécessaire de gérer les différents modèles de pièces.

Enfin, la présence de cette pièce ajoute une étape supplémentaire de montage du groupe moto-ventilateur avec le radiateur.

Résumé de l'invention

L'invention propose un échangeur de chaleur, notamment de véhicule automobile, comportant un corps d'échange de chaleur dans lequel circule un fluide caloporteur et à travers lequel un flux d'air est destiné à circuler selon une direction transversale et au moins une boîte collectrice dudit fluide caloporteur fixée au corps d'échange de chaleur, la boîte collectrice présentant :

- une dimension d'extension longitudinale ; - une face interne de délimitation d'un volume de circulation du fluide caloporteur et une face externe opposée.

L'échangeur de chaleur est caractérisé en ce que la boîte collectrice comporte une paroi de guidage du flux d'air destiné à passer à travers le corps d'échange de chaleur, la paroi faisant saillie transversalement depuis un pied jusqu'à un bord d'extrémité libre, la paroi s'étendant sensiblement sur toute la longueur de la boîte collectrice.

Ainsi, il n'est pas nécessaire de prévoir une pièce distincte pour assurer le guidage du flux d'air entre l'échangeur de chaleur et le groupe moto-ventilateur.

Selon un autre aspect de l'échangeur de chaleur réalisé selon les enseignements de l'invention, la paroi est réalisée en une seule pièce avec la boîte collectrice.

Selon un autre aspect de l'échangeur de chaleur réalisé selon les enseignements de l'invention, le bord d'extrémité libre est relié à un tronçon de pied de la paroi par l'intermédiaire d'une section déformable élastiquement en flexion.

Selon un autre aspect de l'échangeur de chaleur réalisé selon les enseignements de l'invention, la section déformable est formée par un tronçon de la paroi présentant une épaisseur inférieure au reste de la paroi.

Selon un autre aspect de l'échangeur de chaleur réalisé selon les enseignements de l'invention, au moins la section déformable étant surmoulée sur le tronçon de pied de la paroi, le matériau formant la section déformable présentant une élasticité en flexion supérieure à celle du tronçon de pied.

Selon un autre aspect de l'échangeur de chaleur réalisé selon les enseignements de l'invention, la paroi présente une structure rigide, le bord d'extrémité libre de la paroi comportant une rainure longitudinale.

L'invention propose aussi un ensemble de régulation thermique comportant un échangeur de chaleur réalisé selon les enseignements de l'invention, et un groupe moto-ventilateur équipé d'un ventilateur monté tournant dans un carénage de passage d'air.

Cet ensemble est caractérisé en ce que la paroi de guidage du flux d'air s'étend jusqu'au carénage.

Selon un autre aspect de l'ensemble de régulation thermique réalisé selon les enseignements de l'invention, un tronçon d'extrémité libre de la paroi de guidage est contraint en appui contre une face du carénage.

Selon un autre aspect de l'ensemble de régulation thermique réalisé selon les enseignements de l'invention, un rebord longitudinal du carénage est reçu dans la rainure longitudinale de la paroi de guidage.

Selon un autre aspect de l'ensemble de régulation thermique réalisé selon les enseignements de l'invention, un rebord longitudinal du carénage est muni d'une rainure longitudinale dans laquelle le bord d'extrémité libre de la paroi de guidage est reçu.

Selon un autre aspect de l'ensemble de régulation thermique réalisé selon les enseignements de l'invention, l'intérieur de la rainure est rempli d'un matériau d'étanchéité qui permet de garantir l'étanchéité à l'air entre la paroi de guidage et le carénage.

Selon un autre aspect de l'ensemble de régulation thermique réalisé selon les enseignements de l'invention, le matériau d'étanchéité présente une souplesse suffisante pour absorber des mouvements relatifs entre l'échangeur de chaleur et le carénage.

Selon un autre aspect de l'ensemble de régulation thermique réalisé selon les enseignements de l'invention, le matériau d'étanchéité est un matériau élastomère tel que du caoutchouc.

Selon un autre aspect de l'ensemble de régulation thermique réalisé selon les enseignements de l'invention, le matériau d'étanchéité présente la structure d'une mousse. Brève description des figures

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés qui sont décrits brièvement ci-dessous.

La figure 1 est une vue en coupe selon un plan transversal vertical qui représente un ensemble de régulation thermique comportant un échangeur de chaleur réalisé selon un premier mode de réalisation de l'invention et un groupe moto-ventilateur.

La figure 2 est une vue de détail de la figure 1 qui représente une paroi de guidage d'air de l'échangeur de chaleur.

La figure 3 est une vue similaire à celle de la figure 2 qui représente une variante de réalisation de la paroi de guidage d'air.

La figure 4 est une vue similaire à celle de la figure 1 dans laquelle l'échangeur de chaleur est réalisé selon un deuxième mode de réalisation de l'invention.

La figure 5 est une vue similaire à celle de la figure 4 dans laquelle l'échangeur de chaleur et le groupe moto-ventilateur sont montés ensemble selon une variante de réalisation du deuxième mode de réalisation.

Description détaillée de l'invention

Dans la suite de la description, des éléments présentant une structure identique ou des fonctions analogues seront désignés par une même référence.

Dans la suite de la description, on adoptera à titre non limitatif des orientations longitudinale, verticale et transversale indiquées par le trièdre "L,V,T" des figures. La direction verticale est utilisée à titre de repère géométrique sans rapport avec la direction de la gravité.

On a représenté à la figure 1 un ensemble 1 0 de régulation thermique comportant un premier échangeur de chaleur 1 2, un deuxième échangeur de chaleur 14, par exemple un condenseur, et un groupe 16 moto-ventilateur. Le premier échangeur de chaleur 12 est ici réalisé selon les enseignements de l'invention. Cet ensemble 10 est destiné à être agencé dans un véhicule automobile, par exemple pour réguler la température d'éléments situés dans le compartiment moteur, tels que le moteur et/ou la batterie.

Le premier échangeur de chaleur 12 comporte un corps 1 8 d'échange de chaleur. Le corps 1 8 d'échange de chaleur comporte un réseau de conduites de circulation d'un fluide caloporteur (non représenté) ajouré de passage d'air entre les conduites. Les conduites du réseau sont aptes à permettre les échanges de chaleur entre le fluide caloporteur et un flux d'air "A" circulant au contact des conduites selon une direction transversale. Pour favoriser les échanges de chaleur, les conduites du réseau peuvent comporter des ailettes (non représentées) qui permettent d'augmenter la surface d'échange de chaleur. Le corps 18 d'échange est généralement réalisé en un matériau qui favorise la transmission de chaleur, notamment en un matériau métallique tel que de l'aluminium.

Le corps 1 8 d'échange de chaleur présente généralement la forme générale d'une plaque rectangulaire qui s'étend ici dans un plan vertical longitudinal. Le corps 1 8 d'échange de chaleur présente ainsi deux bords 20 longitudinaux opposés. Chaque bord 20 longitudinal comporte au moins un passage de fluide caloporteur qui communique avec les conduites du réseau. Le fluide caloporteur est ainsi destiné à entrer dans les conduites du corps 18 d'échange de chaleur par les passages de fluide caloporteur formés dans l'un des deux bords 20 longitudinaux, par exemple le bord 20 représenté à gauche à la figure 1 , et à sortir des conduites par les passages de fluide caloporteur formés dans l'autre des deux bords 20 longitudinaux, par exemple le bord 20 représenté à droite à la figure 1 . Le premier échangeur de chaleur 12 comporte ici deux boîtes 22 collectrices de fluide caloporteur. Chaque boîte 22 collectrice est fixée contre un bord 20 longitudinal associé du corps 1 8 d'échange. Chaque boîte 22 collectrice est destinée à être raccordée à un circuit de circulation du fluide caloporteur afin de former un volume 21 dans lequel le fluide caloporteur est reçu avant ou après son passage dans le corps 1 8 d'échange de chaleur.

Le volume 21 délimité par chaque boîte 22 collectrice communique simultanément avec tous les passages de fluide caloporteur du bord 20 longitudinal associé.

Pour ce faire, chaque boîte 22 collectrice présente une dimension d'extension longitudinale qui s'étend ici sensiblement tout le long du bord 20 longitudinal associé. Chaque boîte 22 collectrice présente la forme d'une gouttière présentant une face 24 interne concave de délimitation du volume 21 de circulation du fluide caloporteur et une face 26 externe opposée. Le volume 21 est ici fermé par le bord 20 associé du corps 1 8 d'échange de chaleur.

Chaque boîte 22 collectrice est ici réalisée en un matériau plastique rigide. Chaque boîte 22 collectrice est fixée de manière étanche au bord 20 longitudinal correspondant.

Le corps 1 8 d'échange de chaleur est situé en vis-à-vis d'un ventilateur 28 du groupe 1 6 moto-ventilateur. Le ventilateur 28 est entraîné en rotation par un moteur 30 électrique de manière à créer un flux d'air "A" qui est aspiré en passant à travers le corps 18 d'échange de chaleur avant d'atteindre le ventilateur 28. Le ventilateur 28 est monté à rotation dans un carénage 32 fixe qui présente ici la forme d'un cadre. Le carénage 32 a pour fonction de guider le flux d'air vers l'intérieur du compartiment moteur après son passage à travers le corps 18 d'échange de chaleur. Il a également pour fonction de supporter l’hélice du ventilateur 1 8.

En passant à travers le corps 18 d'échange de chaleur le flux d'air "A" est refroidi par le fluide caloporteur. Un deuxième échangeur 14 est ici agencé dans le flux d'air "A". Le deuxième échangeur 14 est ici interposé entre le corps 1 8 d'échange de chaleur et le ventilateur 28. Le deuxième échangeur 14 peut par exemple se présenter sous la forme d’un condenseur. Le condenseur a pour fonction de refroidir le liquide de refroidissement.

Le premier échangeur de chaleur 12 et le deuxième échangeur de chaleur 14 sont commandés entre un état actif et un état inactif en fonction du besoin de chauffage ou de refroidissement.

Il est important de guider la totalité du flux d'air refroidi ou réchauffé jusqu'au carénage 32 du groupe 16 moto-ventilateur pour pouvoir réguler efficacement la température des différents équipements du véhicule, par exemple le moteur ou les batteries. Pour éviter que l'air ne s'échappe du flux par le côté, chaque boîte 22 collectrice comporte une paroi 34 de guidage du flux d'air "A".

La paroi 34 fait saillie transversalement depuis un pied 36, qui est fixé à la face 26 externe de la boîte 22 collectrice associée, jusqu'à un bord 38 d'extrémité libre. La paroi 34 s'étend sensiblement sur toute la longueur de la boîte 22 collectrice.

La paroi 34 fait plus particulièrement saillie depuis une partie de la face 26 externe de la boîte 22 collectrice qui est agencée en vis-à-vis du groupe 1 6 moto-ventilateur.

La totalité de la paroi 34 est réalisée en une seule pièce avec la boîte 22 collectrice.

Au moins un tronçon 40 de pied de la paroi 34, qui s'étend transversalement depuis le pied 36, est réalisé venu de matière avec la boîte 22 collectrice.

De préférence, mais pas obligatoirement, la totalité de la paroi 34 est réalisée venue de matière avec la boîte 22 collectrice.

La paroi 34 de guidage s'étend jusqu'au carénage 32 du ventilateur 28 pour assurer que la totalité du flux d'air "A" soit guidé jusqu'au groupe 1 6 moto-ventilateur après son passage à travers le corps 1 8 d'échange de chaleur.

Selon le premier mode de réalisation représenté à la figure 1 , le bord 38 d'extrémité libre de la paroi 34 est relié au tronçon 40 de pied par l'intermédiaire d'une section 44 déformable élastiquement en flexion.

Comme représenté plus en détail à la figure 2, la paroi 34 est ici entièrement réalisée dans le même matériau que la boîte 22 collectrice. La section 44 déformable est formée par un tronçon de la paroi 34 présentant une épaisseur inférieure au reste de la paroi 34. La section 44 déformable divise ainsi la paroi 34 en deux tronçons comportant le tronçon 40 de pied qui s'étend du pied 36 à la section 44 déformable, d'une part, et un tronçon 42 d'extrémité libre qui s'étend de la section 44 déformable au bord 38 d'extrémité libre, d'autre part.

Le tronçon 42 d'extrémité libre peut par exemple présenter la même épaisseur et la même rigidité que le tronçon 40 de pied.

La section 44 déformable est obtenue en réalisant une gorge longitudinale sur toute la longueur de la paroi 34 sur au moins l'une de ces deux faces, ici sur les deux faces. Ainsi, cette section 44 déformable, du fait de la faible épaisseur de matière, présente une élasticité en flexion très supérieure à l'élasticité en flexion du reste de la paroi 34.

Selon une variante du premier mode de réalisation de l'invention qui est représentée à la figure 3, le tronçon 44 déformable est formé par surmoulage d'un matériau souple sur le tronçon 40 de pied. Le matériau souple est différent du matériau constituant la boîte 22 collectrice. Il s'agit par exemple d'un matériau élastomère.

Selon l'exemple de cette variante représenté à la figure 3, le tronçon 44 déformable forme ici le tronçon 42 d'extrémité libre de la paroi 34 qui prolonge transversalement le tronçon 40 de pied jusqu'au bord 38 d'extrémité libre. Lors du montage de l'ensemble 1 0, le tronçon 42 d'extrémité libre de la paroi 34 de guidage est monté contraint en appui contre une face du carénage sous l'effet de l'effort de rappel élastique exercé par le tronçon 44 déformable.

Dans l'exemple représenté à la figure 1 , les tronçons 44 déformable sont déformées élastiquement de manière à rapprocher les bords 38 d'extrémité libre de la paroi 34 l'un de l'autre. Puis, les bords 38 d'extrémité libre sont introduits à l'intérieur du carénage 32. Les tronçons 44 déformable sont alors rappelés élastiquement vers leur position de repos. Cependant, le tronçon 42 d'extrémité libre de la paroi entre alors en contact avec le carénage 32 avant que le tronçon 44 déformable n'atteigne sa position de repos. De ce fait, le tronçon 42 d'extrémité libre est serré contre le carénage 32. Grâce à ce serrage, les fuites d'air entre le premier échangeur de chaleur 1 2 et le groupe 1 6 moto- ventilateur sont négligeables.

En l'absence de ces tronçons 44 déformable, la souplesse des parois 34 serait insuffisante pour permettre d'obtenir cet effet de serrage sans endommager la structure de la paroi 34. La paroi 34 risquerait de se rompre ou de se fissurer avant de pouvoir être fléchie suffisamment pour être introduite dans le carénage 32.

En variante non représentée, il est bien entendu possible de serrer le carénage 32 par l'extérieur et non par l'intérieur.

On a représenté à la figure 4 un deuxième mode de réalisation de la paroi 34.

Selon ce mode de réalisation, la paroi 34 présente une structure rigide. Plus particulièrement, la paroi 34 présente la même rigidité que le reste de la boîte 22 collectrice. Pour renforcer la rigidité en flexion de la paroi 34, au moins une nervure 46 s'étend ici orthogonalement à la paroi 34, depuis une face de la paroi 34 jusqu'à la face 26 externe de la boîte 22 collectrice. Le bord 38 d'extrémité libre de la paroi 34 comporte une rainure 48 longitudinale qui est ouverte transversalement vers le groupe 1 6 moto-ventilateur.

Lorsque le premier échangeur de chaleur 1 2 est monté dans l'ensemble 1 0, un rebord 50 longitudinal du carénage 32 est reçu dans la rainure 48 longitudinale de la paroi 34 de guidage.

Un jeu peut être réservé entre le rebord 50 longitudinal et les faces intérieures de la rainure 48. Une chicane 52, présentant ici une section en forme de "U", est ainsi délimitée entre la rainure 48 et le rebord 50. Ceci peut par exemple permettre d'éviter de créer des vibrations pendant le fonctionnement du ventilateur 28. Même en présence de ce jeu, l'air présent dans la chicane 52 demeure sensiblement immobile, créant ainsi un bouchon qui réduit les fuites d'air à un niveau négligeable.

En variante non représentée de l'invention, et par inversion mécanique, la rainure est réalisée dans le rebord du carénage et c'est le bord d'extrémité libre de la paroi de guidage d'air qui est reçu dans la rainure.

Selon une variante de ce deuxième mode de réalisation, qui est représentée à la figure 5, l'intérieur de la chicane 52 est comblé avec un matériau 54 d'étanchéité qui permet d'améliorer encore l'étanchéité à l'air entre la paroi 34 de guidage et le carénage 32.

En outre, le matériau d'étanchéité présente avantageusement une élasticité suffisante pour absorber des mouvements relatifs entre le premier échangeur de chaleur 12 et le carénage 32. Ainsi, le matériau d'étanchéité permet aussi d'absorber les chocs et/ou les vibrations.

Le matériau d'étanchéité est par exemple un matériau élastomère tel que du caoutchouc.

En variante, le matériau d'étanchéité présente la structure d'une mousse, par exemple une mousse en polyuréthane. La mousse est par exemple injectée dans la chicane 52 après le montage de l'ensemble 1 0.