Brevet FR2240059A1 — publié le 19750307

La présente invention se rapporte à un procédé visant la labris cation d1éléments radiants pour échangeurs de chaleur, en particulier pour des oorps de chauffage , ceux-ci étant constitués précisément de tels éléments soudés en tôle, de préférence d'acier, convenablement faonnéesO L'invention englobe également le produit ainsi obtenu. Il existe déjà des éléments fabriqués suivant différents pro= qui cédés, ainsi des corps de radiateurs/sont constitués en assemblant une série d'éléments creuxen fonte ou en acier fondu ou estampé, Suivant une technique plus modèrne, ces corps sont produits en soudant des éléments en tole emboutie ou estampée. La formation d'ensembles radiants en tole, de préférence mais non exclusivement en acier, nécessite actuellement l'as= semblage par soudure de nombreux éléments, surtout lorsqutil doit être fabriqué un radiateur ou un échangeur de chaleur à haute efficacité com= portant des passages horizontaux supérieur et inférieur à relies à la tubulure d'arrivée et de départ du véhicule thermique fluide, généralement de l'eau fortement chauffée.Ces éléments doivent assurer un grand nombre de passages verticaux disposés avec un certain écartement l'un à côté de l'autre et comportant des ailettes creuses de manière à obtenir que le fluide parcourant tous ces passages puisse céder de la chaleur à l'ambiance à travers une surface rayonnante très importante par rapport à la dimension de ltensemble du corps chauffant.-1es difficultés rencontrées dans la fabrication d'objets de ce genre en tôle ne se laissant pas aisément façonner dans n'importe quelle forme, doit subir des étirages ou des allongements très faibles, afin d'éviter~ à certains endroits des irrégula rites locales sensibles en ce qui concerne leur épaisseur, des fissures ou -des altérations de la microstructure de la matière et autres.auf dans le cas de radiateurs très simples et de faible capacité d'échange ther mique, et à ltintérieur desquels n'est prévu qu2un unique passage aplati sur surtoute la hauteur et la longueur du corps, les radiateurs à passages multiples horizontaux-ou verticaux, en taule métallique sont formés de nombreux éléments distincts fabriqués séparément et soudés sui= vant des plans verticaux perpendiculaires au plan contenant la dimension horizontale la plus grande du corps et correspondant aux passages verti= cause; individuels intérieurs vers les ailettes.Cette invention vise préci= sément un procédé de fabrication de radiateurs à ailettes à large surface d'échange thermique en tole suivant lequel au moins l'une des deux faces les plus grandes du radiateur peut comporter des ailettes sur toutes les deux plus grandes faces ou sur une seulement de ces faces, l'autre étant plane et susceptible d1etre adossée contre un mur. A cet effet est utile sée une tôle primitivement plane à développement longitudinal de beaucoup plus grand que la dimension longitudinale du radiateur à ailettes à obtenir, laquelle tôle est repliée de façon à former des plissures parallèles profondes se succédant à une certaine distance perpendiculairement à cette dimension longitudinale Les bords supérieur et inférieur de la tôle présentent une succession de pliages à 1800 en sens opposé dos à dos, de manière à ramener ces bords dans le plan d'encombrement le plus important du corps, avec soudure de ces composants constituant les deux faces les plus grandes près de ces bords, les plissements profonds et les repliages à 1800 ayant pour effet que la tôle ait un développement linéaire total sensi bleui ment égal dans tous les plans horizontaux depuis son bord supérieur jusqutà son bord inférieur. Les éléments radiants à ailettes ainsi obte nus sont uniquement formés de deux composants en tôle métallique piffé remment plissée dans les divers plans transversaux, depuis le bord hori zontal supétieur jusquSau bord horizontal inférieur. Ces composants sont reliés par soudure près de ces bords dans lesquels la tôle présente une succession de parties repliées à 1800, s'épaulant étroitement entre elles. Le dessin annexé représente, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de ltobjet de lfinventione Fig. 1 montre une vue en élévation du radiateur. Fig. 2 correspond à une coupe transversale verticale du radio teur suivant la ligne Il-Il de la Fig. 1 Fig. 3, 4 et 5 ont trait à des détails dessinés à échelle amplifiée, suivant dés coupes III-III, IV-IV et V-V des Fig. 1 et 2. Dans la forme d'exécution envisagée, le radiateur à ailettes est obtenu par deux éléments opposés en tôle, assemblés par soudure suivant le plan de symétrie vertical longitudinal du corps. La descrip- tion qui suit est également valable dans le cas peu fréquent d'un radis teur n'accusant des ailes que sur une seule des deux faces les plus grandes, de façon à présenter une face plane à être adossée contre un mur et ne faisant que faiblement saillie vers ltextérieur. Dans ce cas, l'un des deux composants symétriques est remplacé par une simple tôle plane, éventuellement pourvue d'un revetement extérieur en matière thermo-isolante. La structure creuse du radiateur selon la disposition adoptée, permet d'obtenir des conditions dtéchange thermique les plus favorables. Un passage longitudinal supérieur et un passage longitudinal inférieur, adjacents aux bords horizontaux supérieur et inférieur du corps et une pluralité de passages verticaux juxtaposés en parallèle, sont prévus. Ces passages supérieur et inférieur sont munis, au moins à llune de leurs extrémités et de manière connue, de courts raccords tubu laires 10 et 12, soudés à la structure et présentant par exemples un filetage intérieur 14 (Fig. 4) pour raccorder le radiateur aux conduites de circulation de l'eau chaude ou autre fluide utilisé pour le transport de la chaleur de l'installation de chauffage, la formation de ces rac= cords ne formant pas une caractéristique de l'invention. Ces composants en tôle métallique sont convenablement façonnés dans une presse opérant progressivement, c'est à dire imposant des pliages successifs à une tôle métallique avancée d'une manière intermittente dans et la mesure correspondant à la longueur du matériau replié,/présentent à la partie médiane de la hauteur de la plaque une pluralité d'ailettes trains versales creuses 16 distancées à des intervalles réguliers et entre les= quelles les parties intermédiaires 18 de la tôle sont adossées et jointes dans le plan vertical longitudinal de symétrie de la plaque (Fig-2 et 5). De cette façon il est obtenu des passages verticaux parallèles et non directement communiquant entre eux, lesquels stétendent sur toute la hauteur du radiateur. Ces passages dont la surface à travers laquelle s'effectue l'échange thermique avec ITextérleur sont très petits par rapport à la section parcourue par l'eau. Ces repliages sont modifiés progressivement au sommet et à la base de chaque ailette 162 formant des parties 20 staplatissant progressivement en se joignant lé long du bord supérieur 22 et le bord inférieur 24, près desquels la tôle présente une pluralité dé repliages à 1800 pour former un bord linéaire 26 (Fig. 3) près duquel les deux composants en tôle sont soudés. le cette façon, la tale primitivement plane, présente un développement linéaire sensiblement égal dans le sens de la longueur, à tout point dans le sens de la hauteur de celle-oi. L'assemblage des deux composants opposés l'un à l'autre est naturellemen complété par des soudures aux deux bords verticaux 28. Pour la formation des passages horizontaux supérieur et inférieur, cotas axiaux ou sensiblement coaxiaux aux raccords 10 et 12, les ailettes 16 sont formées avec une profondeur moins accentuée de façon que les parties du matériau entre les ailettes adjacentes ne parviennent pas à s opposer l'une à l'autre, mais soient bien distancées du plan vertical longitudinal de symétrie du corps du radiateur ainsi constitué. Mitant donné que dans-ces parties du radiateur le développement de la tale formant les ailettes 12 de profondeur moins soutenue serait de beaucoup inférieur à celui des parties formant les ailettes profondes 16 de la Fig. 5,- il est prévu que près de ces passages supérieur et inférieur les parties intermédiaires 30 de la tale soient repliées ultérieurement de manière à former des petites ailettes intermédiaires 32 (visibles en particalier å la Fig. 4) s'étendant verticalement seulement jusqu'à la hauteur occupée par les-dits passages, de manière à maintenir autant que possible inchangé le développement linéaire de la tôle, Grâce à oes diverses opérations de pliage et d'emboutissages profonds, il est possible de former un appareil radiant à haute efficacité de'échange thermique avec des composants en tôle primitivement plane de longueur environ trois fois plus grande que celle de l'élément façonné, la longueur de la tôle restant à peu près inchangée dans chacune des parties différemment conformées, représentées aux Fig. 3, 4 et 5. REVENlICATIONS 1) Procédé destiné à obtenir des éléments à ailettes pour échangeurs dtinstallations de chauffage etlou de réfrigération à circu lation d'eau ou autre véhicule thermique fluide, en utilisant de la tôle plane susceptible d1etre façonnée , ces éléments comportant deux passages horizontaux longitudinaux, supérieur et inférieur et une pleura lité de passages verticaux distancés formés en ailettes creuses verti= cale s ssétendant les passages horizontaux, caractérisé en ce que de la tole plane de hauteur sensiblement égale à celle de l'élément à abri= quer, mais de longueur de beaucoup supérieure à celle de cet élément à réaliser, est repliéesuivant une pluralité de lignes ou zones rétrécies parallèles, perpendiculaires à la plus grande dimension de manière à former des emboutissages profonds distancés à la partie médiane, lesquels -oonstituent des ailettes individuelles repliées de manière à former une pluralité de pliages à 1800, étroitement épaulés près des deux bords longitudinaux de façon à obtenir des bords rectilignes, où le développe ment linéaire de la tôle est sensiblement égal à celui présenté dans les parties formant les ailettes creusess-et près desquels les éléments estam= pés et repliés peuvent être assemblés de préférence par soudure pour la formation du corps creux du radiateur à ailettes. 2) Procédé suivant la revendication 1, caractérisée en ce que pourformer les passages horizontaux, la tôle plane est emboutie avec des ailettes de plus petite profondeur lesquelles laissent subsister entre elles un passage lorsque les composants sont opposés et joints ltun à l'autre mettant en intercommunication les passages verticaux à ailettes par lenPs~extrerités supérieure et inférieure. 3) Procédé suivant l'ensemble des revendications I et 2, caractérisée en ce que la tôle plane est ultérieurement emboutie dans ltespace existant entre les parties moins profondément embouties des ailettes où les passages horizontaux sont formés, de manière à créer près de ces parties drautresallettes intermédiaires et obtenir que le développement longitudinalzie la tôle plane soit sensiblement le même sur toute la hauteur de la plaque. 4) Radiateur -à ailettes obtenu suivant le procédé conformément à ltensemble des revendications , 2 et 3, caractérisée en ce qutil est constitué seulement de deux composants originalement plans repliés, emboutis et pressés, leur assemblage ayant lieu par soudure près des deux bords horizontaux, supérieur et inférieur, et des deux bords latéraux. 5) Radiateur suivant la revendication 4, caractérisé en ce que ses bords horizontaux, supérieur et inférieur, sont formés de parties présentant une succession de repliages à 1800, étroitement épaulés. 6) Radiateur suivant l'une ou l'autre des revendications 4 et 5, caractérisé en ce qu'il comprend des ailettes creuses s'étendant sur toute sa hauteur, la partie entre les ailettes adjacentes, dans chacun des deux composants, étant adossée à la partie correspondante du composant voisin près de --l'endroit compris entre les passages horizontaux, tandis que dans les zones incluant ces passages un interstice entre les ailettes est prévu dans le plan vertical longitudinal de symétrie du radiateur. 7) Radiateur suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'il présente, près des passages horizontaux, des ailettes intermédiaires de petite étendue, intercalées entre les ailettes se prolongeant sur toute la hauteur du radiateur et formant à l1intérieur les passages verticaux. 8) Radiateur suivant l'une ou ltautre des revendications 4 à 7, caractérisé en ce outil est formé de deux composants, opposés ltun à l1au- tre, en tôle primitivement plane et qu'au moins l'un de ces deux composants présente des repliages et emboutissages formant des ailettes creuses plus ou moins profondes dans les différentes sections horizontales dans -lesquel- les le matériau présente un développement linéaire total sensiblement égal. 9) Radiateur suivant la revendication 8, caractérisé en ce que les composants emboutis et munis d'ailettes sont formés en partant d'un matériau plan d'un développement longitudinal supérieur de trois fois la longueur de la plaque ou plus.