Brevet FR2328937A1 — publié le 19770520

La présente invention se rapporte à un radiateur de chauffage comprenant des tubes plats horizontaux reliés entre eux par des tubes collecteurs verticaux d'arrivée et de retour. On connaît déåà diverses formes de constructions pouvant être adoptées pour les radiateurs de ce type. Dans la plupart des radiateurs déjà connus, les -tubes collecteurs verticaux sont placés aux deux extrémités des tubes de chauffe horizontaux, et ces derniers débouchent tous dans les tubes collecteurs, de sorte que ces tubes doivent présenter une section de passage relativement grande.Pour des raisons esthétiques, on utilise de préférence des tubes plats pour les tubes de chauffe, de sorte que, du fait du grand diamètre des tubes collecteurs verticaux qui se trouvent à l'extrémité de ces tubes de chauffe, ces tubes collecteurs font saillie vers l'avant et vers l'arrière au-delà du plan des tubes plats, du moins lorsqu'on choisit la disposition symétrique qui est la plus simple à réaliser. Sn vue d'améliorer l'esthétique, on a réalisé également des radiateurs dans lesquels les tubes collecteurs sont décalés vers l'arrière de manière que la face avant du radiateur soit entièrement plane. Malheureusement, cette construction exige plus de travail pour le soudage des tubes plats à leur débouché dans les tubes collecteurs.Dans cette construction, les tubes plats doivent en outre être obligatoirement directement superposés pour pouvoir être emmanchés et soudés dans les tubes collecteurs, car, ai l'on voulait disposer les divers tubes plats à un certain écartement les uns au-dessus des autres, on devrait fermer hermétiquement les joints soudés formés entre les divers tubes plats aux points de pénétration dans les tubes collecteurs, ce qui est pratiquement impossible à réaliser pour des raisons de technique de fabrication. Toutefois, il serait avantageux de pouvoir laisser des espaces libres entre les tubes plats successifs parce que cette disposés tion permettrait d'atteindre une plus grande puissance de chauffe, d'une part, grâce à la circulation d'air entre les tubes plats qui serait rendue possible par cette disposition et, d'autre part, grâce à l'agrandissement de la surface de chauffe libre obtenue lorsque les tubes ne se touchent pas. Egalement, dans une autre forme de réalisation connue d'un radiateur comprenant des tubes plats reliés entre eux intérieurement, ces tubes sont directement superposés. Dans toutes les formes de constructions de radiateurs de ce type qui étaient connues jusqu'à présent, on s'est toujours efforcé de concilier les considérations esthétiques avec les besoins de la technique de fabrication, de manière à obtenir un radiateur aussi économique que possible et d'aspect extérieur aussi agréable que possible. "e but qu'on cherche à atteindre est la réalisation d'un radiateur présentant des tubes collecteurs disposés sur la face arrière, auxquels les tubes plats puissent être raccordés d'une façon qui laisse subsister entre eux un écartement qu'on puisse choisir arbitrairement. Suivant une proposition antérieure faite dans ce sens, les tubes plats sont reliés aux tubes collecteurs montés contre leur face arrière par soudage par bossages: ce mode d'assemblage réduit considérablement le prix de revient comparativement au coût très élevé de la formation de joints par soudage autogène ou au C02 qu'on utilisait jusqu'à présent et, d'autre part, il permet également de se dispenser d'une main d'oeuvre qualifiée pour le soudage. Suivant cette proposition, on soudait à l'intérieur des tubes plats des manchons entretoises qui traversent entièrement le volume du tube, pour résister à la pression de soudage développée lors du soudage par bossage et servir d'organes de transmission du courant, et dont les extrémités émergeant d'un côté des tubes plats étaient soudées simultanément dans les tubes collecteurs par soudage par bossage, à tous les emplacements de liaison.Chaque tube plat était assemblé aux deux tubes collecteurs par l'intermédiaire de deux entretoises prévues respectivement à proximité des deux extrémités du tube, ces entretoises étant disposées sur l'axe longitudinal du tube plat. Toutefois, on a constaté des difficultés lors de la purge d'air ou de la vidange du radiateur, parce que l'air situé audessus de l'axe longitudinal du tube plat était pratiquement impossible à éliminer et que l'eau restant au-dessous de cet axe longitudinal ne pouvait pas s'échapper, de sorte que pour éliminer ces difficultés, il était nécessaire de prendre des dispositions supplémentaires. Par ailleurs, le soudage des diverses entretoises dans les tubes plats représentait encore une phase de travail trop coûteuse parce que cette opération ne pouvait être exécutée que par un procédé de soudage habituel, même si l'assemblage simultané de toutes les entretoises avec les tubes collecteurs par soudage par bossage apportait une simplification considérable. "e problème que l'invention se propose de résoudre consiste donc à éliminer les inconvénients des radiateurs de la technique antérieure qui ont été décrits ci-dessus et qui consistent dans les difficultés qu'on éprouve pour la purge d'air et la vidange ainsi que dans le travail considérable que représente le soudage des entretoises. Suivant l'invention, ce problème est résolu, dans le cas d'un radiateur du genre décrit au début du présent mémoire, par le fait que chaque tube plat est raccordé à chacun des tubes collecteurs par au moins deux liaisons dont l'uneest prévue à proximité du bord supérieur du tube plat et l'autre à proximité du bord inférieur de ce tube, en ce que les tubes collecteurs et les tubes plats présentent dans les zones de raccordement des trous qui sont d'un certain diamètre dans les tubes collecteurs et d'un diamètre différent dans les tubes plats, et en ce que, soit dans les tubes collecteurs, soit dans les tubes plats la région de la paroi qui entoure chaque trou est emboutie vers l'extérieur et assemblée au tube correspondant de l'autre catégorie par soudage par bossages. Suivant une forme de réalisation avantageuse, dans chaque tube plat sont disposées des bagues entretoises respectivement coaxiales aux trous de ce tube, qui s' appuient contre les surfaces internes opposées de ce tube plat et dont chacune présente au moins une ouverture latérale pour le passage de l'eau. Les deux bagues entretoises prévues pour deux trous situés sur une même ligne verticale, respectivement à proximité du bord supérieur du tube plat et à proximité du bord inférieur de ce tube, peuvent avantageusement être réunies par une barrette. Il n'est plus nécessaire de souder les bagues entretoises dans le tube plat, mais il suffit au contraire de les centrer sur les trous à l'intérieur du tube avant de fermer l'extrémité de ce tube. Les bagues entretoises ont uniquement pour fonction de résister à la pression de soudage, de servir à transmettre le courant électrique et d'assurer le guidage positif du flux d'eau. Par contre, ils ne servent pas à l'établissement de la liaison avec les tubes collecteurs puisque, dans le radiateur suivant l'invention, cette liaison est établie par soudage direct par bossages de zones embouties vers l'extérieur de la paroi des tubes de l'une des catégories avec des régions laissées intactes de la paroi des tubes de l'autre catégorie. La présence d'au moins deux liaisons de communicatioe superposées, l'une à proximité du bord supérieur du tube plat et l'autre à proximité de son bord inférieur, garantit la possibilité de purger et de vidanger correctement le radiateur. D'autres caractéristiqueS et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple non limitatif: la Fig.1 est une coupe verticale d'un tube collecteur et de deux tubes plats non encore assemblés par soudage, et représentant une première forme de réalisation de l'assemblage soudé de l'invention; la Fig.2 est une coupe verticale analogue à la Fig.1 mais représentant une deuxième forme de réalisation de l'assemblage soudé de l'invention; la Fig.3 est une vue de côté du tube collecteur et des tubes plats supposés assemblés; la Fig.4 est une coupe verticale d'une autre forme de réalisation du collecteur et des tubes plats à l'état soudé; la Fig.5 est une coupe transversale prise suivant la ligne V-V de la Fig.4. les Fig.1 et 2 représentent deux différentes formes de réalisation du raccordement des tubes plats 1 au tube collecteur 2. Lorsqu'il est entièrement assemblé par soudage, le radiateur représenté en vue de côté sur la Fig.3 comprend un grand nombre de tubes plats horizontaux superposés dont le dessin ne représente que deux exemplaires, ces tubes plats étant raccordés à deux tubes collecteurs verticaux respectivement prévus pour l'arrivée et le retour du fluide, et dont les dessins ne représentent qu'un exemplaire. Les tubes collecteurs se trouvent, vus de l'avant, plaqués contre la face arrière des tubes plats et à une certaine distance des extrémités de ces derniers, cette distance pouvant être choisie arbitrairement. Dans le cas du radiateur de la Fig.1, le tube vertical 2 est un tube à section carrée dans l'une des parois planes duquel sont ménagés des trous munis d'un collet ou rebord 3 en forme d'entonnoir embouti vers l'extérieur. Pour établir la liaison entre le tube vertical et chacun des tubes plats 1, on a prévu dans ce dernier des trous 4 ménagés respectivement à proximité de son bord supérieur et de son bord inférieur et dont le diamètre est supérieur à celui des trous du tube collecteur 2 et des collets 3 qui entourent ces trous. Dans l'état soudé non représenté, le collet 3 est engagé dans le trou 4 du tube plat 1, de sorte que le contact entre les tubes se produit le long d'une arête et que l'on peut donc parler d'une soudure sur chant lorsque les tubes plats sont réunis au tube collecteur par soudage par bossages.La machine à souder utilisée pour cet assemblage et qu'on a omis de représenter sur le dessin, comprend deux électrodes dont l'une est appuyée contre le tube collecteur 2 et l'autre contre le tube plat 1, le soudage s'effectuant sous une pression qui peut atteindre 800 kg. Sous l'effet de cette pression, le tube plat se déformerait, c'est pourquoi on introduit dans chaque tube plat des bagues entretoises 5 disposées coaxialement aux trous 4, qui sont appuyées contre les surfaces internes opposées du tube plat et dont chacune présente au moins une ouverture latérale 6 pour le passage de l'eau. Pour mettre ces entretoises en place, on les engage dans le tube plat par une extrémité ouverte avant de fermer cette extrémité. Les deux entretoises 5 situées dans un même plan vertical peuvent être réunies par un voile ou barrette, non représenté sur le dessin, de sorte que l'on n'a plus à mettre en place qu'une seule pièce par zone de raccordement.Etant donné que les points de liaison entre un tube plat et un tube collecteur se trouvent l'un à proximité du bord supérieur et l'autre à proximité du bord inférieur des tubes plats, la purge d'air et la vidange des tubes plats peuvent s'effectuer de façon excellente. Lors du remplissage du radiateur, le volume d'air qui peut subsister le long du bord supérieur au-dessus du volume de fluide ne représente qu'une quantité négligeable et, de même, lors de la vidange du radiateur, il ne reste qu'une quantité d'eau minime dans la zone inférieure du tube plat. La fabrication économique de ce radiateur est donc rendue possible dans le cas considéré par l'utilisation du soudage par bossages pour la formation des raccordements, les entretoises absorbant la pression de soudage, servant d'organes de transmission du courant électrique et assurant un guidage positif du flux d'eau. ta forme de réalisation représentée sur la Fig.? ne se distingue de celle de la Fig.1 que par le fait que le bossage en saillie sur le tube collecteur 2, c'est-à-dire le collet 3 en forme d'entonnoir embouti vers l'extérieur, est de diamètre supérieur à celui du trou 4 formé dans le tube plat 1, de sorte que le collet s'appuie contre la surface externe du tube plat et que ce mode de liaison peut être qualifié de soudage sur appuis. Dans une troisième forme de réalisation représentée sur les Fig.4 et 5, le tube collecteur 10 possède une section circulaire et le bossage formé en saillie et qui est nécessaire pour le soudage par bossages est prévu dans ce cas sur le tube plat 11 et formé par une zone 12 de la paroi de ce tube qui est emboutie vers l'extérieur et qui se trouve, soit tout près du bord supérieur, soit tout près du bord inférieur du tube plat. C'est pourquoi, dans cette forme de réalisation, on peut se dispenser d'entretoises à l'intérieur du tube plat. Le trou 13 ménagé au centre de la zone 12 de la paroi du tube qui est emboutie vers l'extérieur est dans ce cas de diamètre inférieur à celui du trou 14 ménagé dans le tube collecteur 10 coaxialement à ce trou 13. La Fig.5 montre que, dans le radiateur soudé, la zone en saillie 12 de la paroi du tube a été légèrement enfoncée par la pression de soudage et présente, vue de dessus, une forme légèrement concave qui épouse la courbure de tube collecteur. Dans cette forme de réalisation, du fait que les raccordements se trouvent à proximité directe du bord supérieur et du bord inférieur du tube plat, la purge d'air et la vidange du radiateur peuvent se produire encore mieux que dans les formes de réalisation décrites plus haut. REVENDICATIONS 1.- Radiateur de chauffage comprenant des tubes plats horizontaux reliés entre eux par des tubes collecteurs verticaux d'arrivée et de retour du fluide de chauffage, caractérisé en ce que chaque tube plat (1, 11) est raccordé à chacun des tubes collecteurs (2, 10) par au moins deux liaisons (3, 4; 13, 14) dont l'une est prévue à proximité du bord supérieur du tube plat et l'autre à proximité du bord inférieur de ce tube, en ce que, dans les zones de raccordement, les tubes collecteurs et les tubes piats présentent des trous qui sont d'un certain diamètre dans les tubes collecteurs et d'un diamètre différent dans les tubes plats, et en ce que, soit dans les tubes collecteurs, soit dans les tubes plats, la région (3, 12) de la paroi du tube qui entoure chaque trou est emboutie vers l'extérieur et assemblée au tube correspondant de l'autre catégorie par soudage par bossages. 2.- Radiateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que dans chaque tube plat (1) sont disposées des bagues entretoises (5) respectivement coaxiales aux trous de ce tube, qui s'appuient contre les surfaces internes opposées de ce tube plat et dont chacune présente au moins une ouverture latérale (6) pour le passage de lteau. 3.- Radiateur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les deux entretoises (5) correspondant à deux trous (4) disposés sur une même ligne verticale, l'un à proximité du bord supérieur et l'autre à proximité du bord inférieur d'un tube plat, sont réunies par une barrette. 4.- Radiateur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que chacun des tubes collecteurs (2) présente autour de chacun de ses trous un collet (3) en forme d'entonnoir embouti vers l'extérieur et s'engageant dans un trou (4) de plus grand diamètre ménagé dans le tube plat correspondant, les tubes étant assemblés par des soudures sur chant. 5.-Radiateur suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les tubes collecteurs (2) présentent, autour de chaque trou, un collet (3) en forme d'entonnoir embouti vers l'extérieur qui est appuyé contre la surface externe du tube plat (1) correspondant autour d'un trou (4) de ce tube qui est de plus petit diamètre que le collet, les tubes étant assemblés par soudage sur appuis. 6.- Radiateur suivant l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que chacun des tubes collecteurs (2) est un tube à section carrée qui porte en saillie sur l'une de ses surfaces externes les collets (3) en forme d'entonnoirs emboutis vers l'extérieur. 7.- Radiateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chacun des tubes plats (11) présente, autour de chaque trou (13) prévu à proximité du bord supérieur ou du bord inférieur, une zone (12) de la paroi qui est emboutie vers l'exté- rieur et s'appuie à plat contre un tube collecteur (10) de section circulaire, la région de la paroi du tube plat qui entoure le petit trou (13) de ce tube plat étant soudée sur la zone de la paroi du tube collecteur (10) qui entoure le trou (14) de plus grand diamètre ménagé dans ce tube.