Brevet FR2348459A1 — publié le 19771110

La présente invention est relative à un échangeur de chaleur formé, de préférence, de plusieurs tubes métalliques parallèles entre eux, dans lesquels circule, de préférence, un liquide, en particulier de l'huile et, de préférence, de plusieurs tôles conductrices de la chaleur. Des échangeurs de ce type sont utilisés, notamment, dans des locomotives électriques. L'invention a pour but de fournir, entre tube et tôle conductrice, une jonction robuste et facile à exécuter, qui assure une bonne transmission de la chaleur Conformément à l'invention, ce but est atteint par le fait que chaque tôle conductrice de la chaleur est pourvue d'un collet entourant le tube, que ce collet possède des empreintes ponctuelles, et qu'entre le collet et le tube se trouve un adhésif. Une bonne transmission de la chaleur entré tube et tôle conductrice est garantie avant tout par les empreintes. A leurs emplacements, il ne se trouve en effet pas ou pratiquement pas d'adhé- sif entre le collet et le tube. L'adhésif et les empreintes assurent en outre un maintien correct de la tôle conductrice de la chaleur sur le tube, tout en autorisant des déformations, qui peuvent être d'ailleurs différentes si les métaux utilisés sont différents, dûes à des variations de la température. Selon une autre caractéristique de l'invention, les empreintes du collet pénètrent dans des empreintes du tube. Par ce moyen, on réalise une jonction particulièrement robuste entre la tôle conductrice et le tube. Suivant encore une autre caractéristique les collets se touchent, de préférence se chevauchent, ce qui empêche l'humidité de pénétrer dans les zones entre collet et tube, de sorte qu'on peut utiliser pour les tubes et les tôles conductrices de la chaleur des métaux différents, qui pourraient former dans le cas contraire des couples électrochimiques. Il va de soi que de l'adhésif se trouve alors également entre les collets. Conformément à l'invention, il est judicieux aussi que le ou les tubes soient moletés pour améliorer la jonction et la transmission de la chaleur entre le tube et la tôle conductrice. Dans ce cas d'ailleurs, le tube n'a besoin d'être muni d'aucune ou de pratiquement aucune empreinte supplémentaire. Les dispositions selon, l'invention conviennent tout par ticulierement pour des échangeurs de chaleur en métal léger, par exemple en aluminium ou alliage d'aluminium, ou encore pour des échangeurs dont les tubes sont exécutés en un métal lourd et tout le reste en un métal léger. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple et dans lesquels - la Fig. 1 représente une partie d'un échangeur de chaleur conforme à l'invention; - la Fig. 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la Fig. 1, montrant une première variante; - la Fig. 3 est une coupe suivant la ligne II-II de la Fig. 1, montrant une deuxième variante; - la Fig. 4 montre en coupe un détail de l'exemple de réalisation selon la Fig. 1; - la Fig. 5 représente un autre exemple de réalisation; - les Fig. 6, 7A et 7B représentent des outils destinés a' fixer des tôles conductrices de la chaleur à des tubes. Sur la Fig. 1 sont représentées une partie d'un tube 1 et une partie de quelques tôles conductrices 2 d'un échangeur de chaleur, qui est formé de plusieurs tubes 1 parallèles entre eux, sur lesquels sont montées d'autres tôles conductrices de la chaleur 2. Ces dernières enserrent le tube 1 au moyen d'un collet 3. Les collets se chevauchent et possèdent des empreintes 4. Le chevauchement peut être tel qu'un collet 3 se trouve pour un tiers environ sur le collet voisin. A l'exécution de ces empreintes, le matériau du collet 3 s'enfonce dans le matériau du tube 1, de sorte que celui-ci s'enfonce également et présente sur sa face interne des déformations 5 (Fig.4). Un adhésif 6, appliqué au préalable, est éloigné dans une large mesure de la zone des empreintes 4, si bien qu'à ces emplacements, il se forme pratiquement une application métal sur métal. Les déformations 5 servent-de maintien à une barre de turbulence 7 à l'intérieur du tube 1 et assurent de plus une bonne transmission de la chaleur entre la barre de turbulence 7 et le tube 1.Dans ses faces tournées vers la paroi du tube, la barre de turbulence 7 est munie de rainures 8, qui sont remplies d'un adhésif pour contribuer à la fixation. Dans la forme de réalisation de la Fig.3, les branches 9 de la barre de turbulence sont en queue d'aronde. La Fig. 5 montre une forme de réalisation dans laquelle le tube 1 est moleté. L'échangeur de chaleur peut être naturellement constitué par un tube et une tôle conductrice en L enroulée en spirale autour du tube. Avant d'être emmanché sur le tube 1, le collet 3 peut pré- senter une forme conique, son diamètre intérieur le plus petit étant légèrement supérieur au diamètre extérieur du tube. Cette différence peut être de 0,2 à 0,4 mm, par exemple. Par ailleurs, son diamètre intérieur le plus grand peut être légèrement supérieur au plus petit diamètre extérieur des collets à l'état emmanché. Là, la différence peut également être de 0,2 à 0,4 mm, environ. L'écartement entre les empreintes 4 des collets 3 peut être de 1 à 2 mm, par exemple. Sur la face externe des collets, le diamètre de ces empreintes 4 peut être de 1 mm, par exemple. Chaque empreinte peut être circulaire ou ovale. En ce qui concerne l'adhésif, il convient de choisir une substance possédant une conductibilité thermique élevée. Une valeur de 0,7 K cal/m/h/o convient pour l'échangeur de l'invention. La couche adhésive présente de préférence une épaisseur de 0 > 05 à 0,2 mm par exemple hors des zones des empreintes 4. La Fig. 6 représente un outil destiné à fixer le collet d'une tôle conductrice de la chaleur à un tube. Cet outil est formé d'un manchon 10, comportant des fentes longitudinales 11 qui partent de l'une d ses extrémités, des creusures 12 sur les faces internes des extrémités libres de languettes 13 délimitées par les fentes 11, et une paroi extérieure conique 14 dans la zone des extrémités libres des languettes 13; au voisinage des extrémités libres des languettes 13, le manchon 10 est entouré par la paroi conique 15 d'une plaque 16, qui peut être déplacée par rapport au manchon 10 en direction de l'axe longitudinal de celui-ci et qui entraine dans son mouvement les extrémités des languettes normalement à l'axe longitudinal; lbutil comprend une autre plaque 17, immobilisant le manchon 10 en direction de son axe, ainsi que deux excentriques 19, qu'on peut faire tourner entre les plaques 16, 17 au moyen de leviers 18 pour faire varier l'écartement des plaques 16, 17. Les Fig. 7A et 7B montrent en deux vues un outil pour fixer sur un tube une tôle conductrice 20 en L par enroulement en spi rale. Les molettes 21 de l'outil sont munies de creusures 22 å leur périphérie REVENDICATIONS 1 - Echangeur de chaleur formé de préférence de plusieurs tubes métalliques parallèles entre eux, dans lesquels circule de préférence un liquide, en particulier de l'huile et, de préférence, de plusieurs tôles conductrices de la chaleur, cet échangeur étant caractérisé en ce que chaque tôle conductrice de la chaleur (2) est pourvue d'un collet (3) entourant le tube (1), en ce que ce collet possède des empreintes ponctuelles (4), et ce qu'entre le collet (3) et le tube (1) se trouve un adhésif (6). 2 - Echangeur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les empreintes (4) du collet (3) pénètrent dans des empreintes du tube (1). 3 - Echangeur de chaleur selon 11 une quelconque des revendications I et 2, caractérisé en ce que les collets (3) se touchent, de préférence se chevauchent. 4 - Echangeur de chaleur selon la revendication 3, carac térisé en ce qu'un collet (3) se trouve pour un tiers environ au-dessus du collet voisin. 5 - Echangeur de chaleur selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que des empreintes (4) se trouvent également dans la zone de chevauchement. 6 - Echangeur de chaleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le ou les tubes sont munis d'une rugosité, en particulier d'un moletage. 7 - Echangeur de chaleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qutil est formé en totalité ou en partie d'un métal léger, par exemple d'aluminium ou d'un alliage d'aluminium. 8 - Echangeur de chaleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'une barre de turbulence (7), en particulier de section cruciforme, placée dans le tube (1), est maintenue dans les empreintes du tube. 9 - Echangeur de chaleur selon 1 t une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'une barre de turbulence (7), en particulier de section cruciforme, placée dans le tube (1), est -munie dans ses faces tournées vers la paroi du tube de rainures (8), dans lesquelles se trouve un adhésif. 10 - Echangeur de chaleur selon la revendication 9, ca ractérisé en ce que la barre du turbulence (7) a des branches en queue d'aronde (9). 11 - Echangeur de chaleur selon l'une quelconque des revendications 1 a 10, caractérisé en ce que, avant d'être emmanché sur le tube (1), le collet (3) présente une forme conique, le diamètre intérieur le plus petit étant légèrement supérieur, par exemple de 0,2 à 0,4 mm au diamètre extérieur du tube, et le diamètre intérieur le plus grand étant légèrement supérieur, par exemple de 0,2 à 0,4 mm, au plus petit diamètre extérieur des collets â l'état emmanché. 12 - Echangeur de chaleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que ltécartement entre les empreintes (4) est de tordre de 1 à 2 mm. 13 - Echangeur de chaleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le diamètre des empreintes (4) se monte à 1 mm environ sur la face externe des collets (3). 14 - Echangeur de chaleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que les empreintes (4) sont circulaires ou ovales. 15 - Echangeur de chaleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que l'adhésif utilisé possède une conductibilité thermique élevée de préférence d'environ 0,7 kcal/m/h/0. 16 - Echangeur de chaleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que, hors des zones des empreintes (4), la couche d'adhésif a une épaisseur de 0,05 à 0,2 mm environ. 17 - Outil pour la fixation sur un tube d'un collet fermé d'une tôle conductrice de la chaleur conformément à l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé en ce qu'il comprend un manchon (10) avec des fentes longitudinales (11) commençant à l'une de ses extrémités, avec des creusures (12) sur les faces internes des extrémités libres de languettes (13) délimitées par les fentes (11), et avec une paroi extérieure conique (14) dans la zone des extrémités libres des languettes (13), et en ce qu'il comprend en outre une plaque (16), qui entoure par une paroi conique (15) le manchon (10) au voisinage des extrémités libres des languettes (13) et qui peut être déplacée par rapport au manchon (10) en direction de 11 axe longitudinal de celui-ci en entraînant dans son mouvement les extrémités des languettes normalement à Itaxe longitudinal. 18 - Outil selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'il comprend une autre plaque (17) immobilisant le manchon (10) en direction de son axe, ainsi que, de préférence, deux excentriques (19), qu'on peut faire tourner entre les plaques (16, 17) au moyen de leviers (18) pour faire varier ltécartement entre ces plaques 19 - Outil pour la fixation sur un tube d'une tôle en L conductrice de la chaleur par enroulement en spirale, notamment pour un échangeur de chaleur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 16, caracterisé en ce que ses molettes (21) sont munies de creusures (22) à leur périphérie.