Brevet FR2042537A1 — publié le 19710212

La présente invention concerne un conduit tubulaire muni d'ailettes annulaires transversales, constitué par une bande enroulée en hélice comportant une base constituant la paroi du tube et un rebord perpendiculaire à cette paroi. Les conduits tubulaires à ailettes de ce type, sont utilisés pour les échanges thermiques, les ailettes servant à augmenter au maximum la surface par laquelle s'effectue l'échange thermique. Il existe delà des conduits tubulaires dans lesquels la bande présentant de profil en principe une forme de L, est enroulée par sa base sur un tube formant noyau, cette base étant soudée au tube constituant le noyau. Il existe également des conduits tubulaires dans lesquels le noyau tubulaire lui-même est supprimé, les spires de bandes voisines les unes des autres étant reliées directement les unes aux autres, de telle sorte que le rebord formant la base de la bande constitue lui-même la paroi du tube. Dans le cas de ces conduits tubulaires connus (décrits par exemple dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 1.734.136) le rebord formant la base de la bande est conformé de telle sorte qu'il forme un collet tronconique allant en s'amincissant dans le sens de l'enroulement de la bande et s'engageant par son extrémité de plus petit diamètre dans l'extrémité de plus grand diamètre de la spire de bande suivante, la bande étant envidée avec son rebord de base se chevauchant partiellement. Les surfaces de chevauchement de spires de bandes successives sont alors soudées les unes aux autres. L'inconvénient de ce conduit tubulaire, c'est la forte épaisseur du tube résultant du chevauchement des rebords formant la base du tube, ainsi que le fait que le tube ne présente pas de surface intérieure lisse, c'est-à-dire qu'il offre à l'écoùlement une résistance en conséquence élevée. De plus, ctest que, lors de sa fabrication, il se produit un autre inconvénient du fait que sur les spires de bande enroulées les unes sur les autres, il faut, lors du soudage, exercer une pression axiale sous l'effet de laquelle les diverses spires ont tendance à pénétrer les unes dans les autres.La profondeur de cette pénétration n'est pas définie à cause de l'angle peu prononcé du cône des différentes spires et du fait que le raccourcissement qui se produit ne permet pas de déterminer la façon dont s'effectue la fusion et l'écrasement de la soudure entre les diverses spires de la bande. La qualité du soudage ne peut donc être vérifiée, ou en tous cas que très imparfaitement, en se basant sur le raccourcissement. Le but de l'invention est d'éviter, dans le cas d'un conduit tubulaire muni d'ailettes annulaires transversale du type précité, d'éviter les inconvénients précités et de conformer le tube de telle sorte que, bien qu'il ne comporte pas de noyau tubulaire, il ne se produise pas de chevauchement de parties de paroi et que, lorsqu soudage, le tube présente une mesure parfaitement définie en ce qui concerne son raccourcissement axial. Suivant l'invention, ce problème est résolu du fait que la bande présente une bride de liaison parallèle aux ailettes, cette bride s'appliquant sur l'ailette de la spire immédiatement voisine et étant soudée à ce rebord, sur toute sa surface. De préference, la hauteur de la bride est inférieure à celle de l'ailette et n'est calculée que selon les forces de traction axiales devant être transmises par le tube sous l'action de la pression intérieure. Un procédé particulièrement avantageux pour la fabrication d'un tel conduit tubulaire est caractérisé en ce que la bande enroulée en hélice est munie d'une couche de soudure sur les surfaces des ailettes et des brides devant être soudées les unes aux autres, puis comprimée axialement sur un mandrin pendant le chauffage et le soudage, le raccourcissement de l'ensemble des spires hélicoidales se produisant à ce moment étant surveillé afin de contrler l'opération de soudage. Ce procédé est désormais applicable sans difficulté, étant donné que le raccourcissement qui se produit lors du soudage est très exact et est déterminé par l'application des ailettes et des brides de liaison les unes contre les autres, ce raccourcissement fournissant ainsi une mesure précise pour le soudage et le refoulement de la soudure. Normalement, le mandrin est constitué par un noyau d'acier d'où le tube peut être extrait une fois le soudage#effectué. Mais le mandrin peut être égaler.ient constitué par une autre matière et présenter un profil en étoile et être- soudé aux- spires de la bande, ce qui est particulièrement recommande lorsque le fluide devant parcourir l'intérieur du tube est un gaz-ou un gaz à condensation. Dans chaque cas, l'effet obtenu grâce au mandrin est que les spires successives e la bande sont soudées concentriquement les unes aux autres Les avantages obtenus grâce à l'invention résident essentiellement dans le fait que le tube, ainsi réalisé peut être enroulé et soude et présenter une paroi intérieure lisse, c 'est-à-dire que, sans que des parties de paroi se chevauchent, la surface du rebord sur laquelle est appliquée la soudure pouvant être adaptée à la pression intérieure axiale du conduit tubulaire, d'autant plus que la hauteur- de la bride de liaison, n'étant pas limitée, peut être calculée de façon à être largement suffisante.En outre, les surfaçes des brides et des ailettes s'appliquant dans le sens axial du tube déterminent exactement l'importance du raccourcissement du tube pendant le soudage, ce qui permet ainsi de surveiller parfaitement l'opération de soudage. Les dessins schématiques annexés montrent, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation possible #de l'objet de l'invention. La fig. 1 est une vue en coupe longitudinale du conduit tubulaire suivant l'invention. La fig. 2 est une vue en coupe transversale d'un conduit tubulaire-suivant l'invention à l'intérieur duquel a été introduit un profilé de section en forme d'étoile. La fig. 3 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif utilisable pour fabriquer le conduit tubulaire suivant l'invention. Le conduit tubulaire à ailettes transversales représenté sur la fig. 1 est constitué par une bande désignée dans son ensemble par la référence 1, enroulée en forme d'hélice et formant une base 2 constituant la paroi du tube et des nervures 3, en principe perpendiculaires au tube, constituant les ailettes transversales du tube 1. Ce tube présente en-outre une-bride de liaison 4 parallèle à l'ailette 3 et s'appliquant sur l'ailette 3 de chaque spire de bande voisine à laquelle elle est soudée sur toute sa surface. La hauteur de la bride de liaison 4, qui est en principe illimitée, et-qui peut être calculée à volonté, détermine la superficie de la surface sur laquelle est appliquée la soudure et par conséquent sur laquelle s'appliquent les forces de traction pouvant être transmises dans le sens axial du tube et résultant de la pression intérieure axiale. La hauteur de la bride 4 doit être donc calculée en tenant compte de ces forces de traction. En général, la hauteur de cette bride 4 sera inférieure à la hauteur de l'ailette 3, ainsi que cela est visible sur le dessin. Au reste, le tube peut présenter un profilé intérieur 5 en forme d'étoile comme représenté sur la fig. 2, lorsque le milieu ou le fluide destiné à circuler dans le conduit tubulaire est par exemple un gaz. Pour fabriquer le conduit tubulaire, on enroule en spirale une bande recouverte de soudure plaquée, et ce d'une manière connue qui ne sera donc par conséquent pas décrite plus avant. Lorsqu'on effectue le soudage sous gaz protecteur, il est possible de renoncer à utiliser de l'eau de soudure. Pour effectuer ce soudage, on comprime la bande 1 enroulée en hélice sur un mandrin 6 qui, dans le cas du dispositif dont seulement le principe est illustré sur la fig. 3 est constitué par un tirant. Ce tirant est raccordé à un vérin 7 dont le piston 11 se déplace dans le sens indiqué par la flèche 10 afin de comprimer les spires du tube entre un plateau de serrage 8 et l'extrémité 9 du vérin. Lorsque la soudure fond, le tube, sous l'action de la compression se raccourcit jusqu'à ce que les spires viennent s'appliquer les unes contre les autres, par les ailettes et les brides de liaison, de sorte qu'il ne peut se raccourcir davantage. Le raccourcissement, qui peut être dirigé pendant l'opération de soudage et jus qu'à l'état définitif, permet de contrôler la fusion et le refoulement de la soudure et il est donc possible et avantageux de se baser dessus pour surveiller l'opération de soudage. Cette opération peut par exemple s'effectuer de telle sorte que le déplacement du mandrin 6, et en particulier celui du piston 11, puisse être contrôlé pendant l'opération de soudage au moyen d'un indicateur à cadran placé en 12. Au lieu d'un vérin et d'un piston, il serait évidemment possible d'utiliser d'autres dispositifs, par exemple des poids ou des ressorts pour provoquer la compression axiale des spires du tube pendant l'opération de soudage. Le mandrin 6, qui assure une liaison concentrique des spires successives, est normalement constitué par un noyau en acier, le tube pouvant être dégagé une fois le soudage terminé. Par contre, s'il parait indiqué d'utiliser un profilé 5 en forme d'étoile à l'intérieur du tube, ce profilé en étoile peut être utilisé à la place du mandrin 6. Il est alors soudé à l'intérieur du tube en même temps qu'est réalisé le soudage des spires. Les détails de mise en oeuvre du procédé et les détails de réalisation du tube décrit peuvent être modifiés sans s'écarter de l'invention, dans le domaine des équivalences techniques. REVENDICATIONS 1. Conduit tubulaire à ailettes annulaires transversales, constitué par une bande enroulée en hélice présentant une base formant la paroi du tube et un rebord formant ailette, en principe perpendiculaire a ce tube, caracterise en ce que la bande présente une bride de liaison parallèle au rebord formant l'ailette, s'appliquant sur chaque ailette voisine et étant soudée à cette ailette sur toute sa surface. 2. Conduit tubulaire suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la hauteur de la bride est inférieure à celle de l'ailette et est calculée selon les forces de traction destinées à être transmises par le conduit tubulaire. 3. Procédé pour la fabrication du conduit tubulaire suivant la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que la bande enroulée en hélice est recouverte de soudure plaquée sur les surfaces des ailettes et des brides de liaison destinées à être soudées ensemble, et est comprimée axialement sur un mandrin pendant le chauffage et le soudage, le raccourcissement de l'ensemble de la spire, qui se produit alors, étant surveillé afin de contrôler l'opération de soudage. 4. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'on donne au mandrin 4 un profil en forme d'étoile et qu'on le soude aux spires.