Brevet FR2344351A1 — publié le 19771014

L'invention concerne un procédé applicable a la fabrication d'un échangeur de chaleur et consistant a raidir une feuille de métal ondulée afin de faciliter sa manipulatlon pendant des stades de fabrication ultér1eurs, de meme qu'une feuille de métal ondulée pour échangeur de chaleur raidie selon ce procédé. Les demandes de brevet britanniques 1.242.397 et 1.301.665 décrivent des feuilles métalliques ondulées présentant une succession d'ondes voisines de profil sensjblenent polygonal qui comprennt chacune une base sensiblement plane situe sur l'une des faces de la feui et se raccordant par un pli formant un angle a un cOté, lequel se raccorde par un autre pli formant un angle a une base située sur l'autre face de la feuille, Si bien que la feuille ondulée est en fait composée de dieux séries de bases parallèles, une série sur chaque face de La feuille, qui sont reliées entre elles par les côtés. La première des demandes citées ci-dessus décrit également la liaison de ces séries de bases a des éléments tubulaires définissant des passages d'écoulemenc pour un fluide en vue de la constitution d'un échangeur de chaleur dans lequel les ondes de la feuille ondulée définissent des passages pour ltécoulement d'un deuxime fluide en relation d'échange de chaleur avec le premier. La pratique démontre qu'il est difficule, en raison de sa grande fl xibilité, de manipuler la feuille ondulée et de la couper en tronçons ayant la longueur requise pour t'assemblage avec as éléments tubulaires dans la fabrication d'un tel échangeur de chaleur. Le procédé selon l'invention consiste a raidir La feuille dans l'intervalle entre l'opération d'ondulation de la feuille et son assemblage avec les il5ment. tubulaires, et ce procédé est essentiellement caractérisé par la liaison mutuelle des ondes voisines de la feuille pour e3pëcher isur mouvement relatif. Les ondes sont de préférence reliées entre elles par un moyen de raidissement qui, au moment de son application, n'est pas rigide. Dans la pratique, la mise en oeuvre du procédé selon l'invention peut comprendre une opération qui consiste a joindre tout d'abord les angles des ondes voisines de la feuille avant de les relier les unes aux autres. Les angles jointifs et les bases forment dans ce cas une surface continue sur chaque face de la feuille ondulée. Dans certains cas, la liaison mutuelle des ondes voisines sera réalisée par le collage entre eux des angles jointifs au moyen d'un a adhésif. En d'autres cas, la liaison sera réalisée par le maintien des angles voisins à une faible distance les uns des autres et l'application d'un adhésif entre eux. Il est possible aussi de réaliser la liaison par l'application d'un ruban adhésif sur les bases d'une même face de la feuille. Ce ruban adhésif est de préférence disposé dans des rainures ménagées dans les bases. Il est possible encore de réaliser la liaison des ondes par le soudage de leurs angles jointifs. En beaucoup de cas, l'épaisseur de la feuille métallique sera de l'ordre de 0,15 mm. Un autre objet de l'invention est une feuille métallique ondulée destinée a être reliée a un élément définissant un passage d'écoulement d'un fluide d'un échangeur de chaleur. Une telle feuille est en soi flexible et présente une succession d'ondes voisines de profil sensiblement polygonal qui comprennent chacune une base sensiblement plane située sur l'une des faces de la feuille et se raccordant par un pli formant un angle a un coté, lequel se raccorde par un autre pli formant un angle une base située sur l'autre face de la feuille, si bien que la feuille ondulée est en fait composée de deux séries de bases parallèles, une série sur chaque face de la feuille, qui sont reliées entre elles par les côtés, cette feuille étant essentiellement caractérisée en ce qu'elle comprend un moyen de raidissement qui n'est pas rigide en soi et qui relie les ondes voisines entre elles pour empecher ainsi le mouvement relatif des ondes sous l'effet de la flexibilité de la feuille. Ce moyen de raidissement est avantageusement un morceau de fil, de feuille d'aluminium, de tissu ou de matière plastique attaché par un adhésif a des bases parallèles voisines. Dans certaines applications, la feuille métallique ondulée aura la forme d'une bande dont la longueur est beaucoup plus grande que la largeur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation non limitatifs, ainsi que des dessins annexés, 6pF lesquels - la figure 1 est une vue en profil d'une partie d'une bande de feuille ondulée; - la figure 2 est une vue analogue 1 celle de la figure l mais se rapportant a une bande dont les ondes sont fermées; - la figure 3 est une vue en élévation latérale sché- matique d'une partie d'une machine pour le traitement de bandes de feuille ondulée comme celle de la figure 2; - la figure 4 est une vue en perspective d'une feuille ondulée suivant une variante de celles des figures 1 et 2; - la figure 5 est une vue en perspective d'encore une autre forme de réalisation d'une feuille ondulée; et - la figure 6 est une coupe d'un ensemble formé de l'assemblage de bandes ondulées et d'éléments tubulaires pour un échangeur de chaleur. La figure 1 représente une partie d'une bande de feuil d'aluminium, dont l'épaisseur n est généralement pas supérieure 1,3 sm, dans laquelle des ondes ont été formées par un procédé connu. Chaque onde comprend une partie longitudinale ou base 10 qui est plane ou légèrement courbe et qui se raccorde par un pli formant un angle 13 à une partie transversale ou côté 11. La base 10 et le côté 11 se raccordent chacun, également par un pli formant un angle 13, à un cté ll et une base 10 d'une ondulation voisine. Les angles 13 adjacents ces bases 10 voisinas sur une meme face de la feuille sont situés à une certaine distance l'un de l'autre. Une telle feuille d'aluminium ondulée est utilisée comme un élément d'échange thermique dans un échangeur de chaleur. La feu ondulée, généralement produite en grandes longueurs, est a cet effet coup an tronçons. Quoique les dessins ne représeneent que de faibles longueurs les tronçons utilisés comprennent généralement plusieurs centaines d'onde Au lieu d'avoir le profil trapézoidal comme sur la figure 1, les ondes peuvent également etre fermées et avoir le profil triangulaire de la figure 2, où les angles 13 sont jointifs. Les bases lC sur les deux faces de la feuille forment dans ce cas deux surfaces parallèles sensiblement planes et fermées qui sont liées par la suite au moyer d'un adhésif & d'autres feuilles d'aluminium, constituant des tubes 25 par exemple, qui font partie d'un échangeur de chialeur, comme représenté sur la figure 6. La figure 3 montre schématiquement une manière de maintt les ondes b a position Relative désirée. Dans cet exemple > une bande continue de feuille d'aluminium ondulée dont les ondes ont un profil triangulaire est avancée de gauche à droite sur le dessin par des rouleaux d'alimentation non représentés. Deux rouleaux enducteurs 15 appliquent sur les deux faces parallèles de la feuille - c'est-B-dire sur les bases 10 de chaque face - deux couches d'adhésif 16. L'adhésif pénètre sur une faible distance entre les angles adjacents 13 et y forme des bourrelets 17. Le rouleau enducteur inférieur 15 peut tourner par sa partie inférieure dans un bain d'adhésif, tandis que le rouleau enducteur supérieur 15 peut btre alimenté en adhésif que l'on fait tomber goutte & goutte sur ce rouleau. Les deux rouleaux 15 sont réversibles. Pendant que les ondes sont maintenues fermées comme représenté, deux rouleaux 18 prévus la suite des rouleaux enducteurs 15 et entraînés en rotation dans le sens contraire à celui des rouleaux 15 enlèvent le surplus d'adhésif des bases 10, de sorte qu'il n'en reste que les bourrelets 17 entre les angles 13. Les rouleaux 18 peuvent également entre remplacés par des raclettes pour enlever les couches d'adhésif 16 des bases 10. Les rouleaux 18 sont suivis d'un mécanisme régulateur qui maintient les ondes fermées et à l'espacement voulu. Ce mécanisme est représenté schématiquement par deux lames de ressort 14 frottant sur les deux faces de la feuille. Entre les rouleaux 18 et le mécanisme régulateur 14 > la bande d'aluminium ondulée est chauffée dans la région désignée par 19 en vue du durcissement des bourrelets d'adhésif 17. Ce chauffage peut être effectué par rayonnement, par de l'air chaud ou de toute autre manière appropriée. Le durcissement de l'adhésif rend la feuille d'aluminium ondulée pratiquement rigide, de sorte qu'elle peut etre coupée exactement à la longueur nécessaire (suivant une ligne parallèle aux plis des ondes) et qu'elle peut être manipulée facilement pendant les stades ultérieurs du processus de fabrication et d'assemblage. L'adhésif employé pour raidir ainsi les feuilles ondulées est de préférence de type analogue à celui employé par la suite pour l'assemblage avec les autres éléments des échangeurs de chaleur. Suivant une variante de mise en oeuvre du procédé de l'invention, les ondes sont maintenues à des positions géométriques relatives prédéterminées, les ondes étant ouvertes comme représenté sur la figure 1 ou fermées comme sur la figure 2. Un bourrelet d'adhésif est ensuite tiré ou extrudé sur toute la longueur de la feuille d'aluminium ondulée, par exemple de manière que ce bourrelet croise chaque angle 13 de chaque cbté 11, de préférence près du milieu dans le sens de la largeur de la feuille. Le durcissement de l'adhésif assure la liaison entre les cOtés 11 et, par suite, le maintien des ondes a la position relative prédéterminée. L'adhésif est de préférence du type appliqué l chaud, durcissant pendant son refroidissement et susceptible d'entre arraché des angles des cités li dans un stade ultérieur du processus de fabrication. Selon un autre node de mise en oeuvre de l'invention, un morceau d'un matériau approprié est attaché à toutes les bases voisines sur chaque face de la feuille. On peut utiliser a cet effet du fil ou un ruban d'aluminium, de tissu ou de plastique. La fixation de ces matériaux sur les bases s'effectue par un adhésif qui peut hêtre appliqué préalablement sur le matériau de liaison utilisé. Pour éviter que le matériau de liaison ne provoque des perturbations dans les stades de fabrication subséquents, les bases 10 peuvent etre pourvues, au milieu, de rainures 20, comme représenté sur la figure 4, dans lesquelles est posé le matériau de liaison. Si ce dernier durcit a chaud, il peut être roulé à chaud dans les rainures 20. Il est possible aussi d'utiliser un ruban adhésif en plastique du type commercialisé sous la marque "SELLOZAPE". Dans toutes le applications utilisant un ruban pour relier entre elles les ondes voisines avec un espacement mutuel prédéterminé, le ruban est de prêtérence beaucoup plus étroit que la bande de feuille d'aluminium ondulée, de manière que la majeure partie des bases 10 reste nue et peut ensuite être reliée sans difficultés à d'autres éléments d'un échangeur de chaleur, A des élément tubulaires par exemple. La figure 5 représente encore un autre t7pe da cuill métallique ondulée a laquelle le procordé selon l'invent çn peut ère appliqué avec avantage. Cette feuille porto des rangées d'ondes mutuelle ment décalées en quinconce, ce qui donne un aspect crénelé aux oints 24 entre les angles des ondes voisines. Ces angles sont reliés entre eu: mee plan et sont liées à un élément creux 25 (figure 6) définissant un passage d'écoulement pour un deuxième fluide dan l'échangeur de chaleur terminé. Les parties transversales ou cotés 22 constituent des ailettes pour l'échange de chaleur avec un premier fluid circulant entre ces ailettes pendant le fonctionnement de l'échangeur de chaleur. La figure 6 représente une partie d'un échangeur de chaleur réalisé par l'assemblage de feuilles ondulées, qui ont préalablement été raidies par l'une quelconque des manières décrites ci-dessus, et de tubes 25 qui ont été reliés aux bases 10 des feuilles au moyen d'un adhésif qui peut être du meme type que celui employé pour relier les ondes voisines entre elles. Les tubes 25 sont de préférence également en feuille d'aluminium et constituent des passages d'écoulement pour le deuxième fluide, de l'eau par exemple, le premier fluide, de l'air par exemple, traversant les feuilles ondulées. REVENDICATIONS 1. Procédé pour la fabrication d'un échangeur de chaleur du type comprenant au moins une feuille de métal ondulée flexible présentant une succession d'ondes voisines de profil a peu prêts polygonal qui comprennent chacune une base sensiblement plane située sur l'une des faces de la feuille et se raccordant par un pli formant un angle a un côté, lequel se raccorde par un autre pli formant un angle l une base située sur l'autre face de la feuille, si bien que la feuille ondulée est en fait composée de deux séries de bases parallèles, une série sur chaque face de la feuille, qui sont reliées entre elles par les cOtés, l'échangeur de chaleur comprenant en outre au moins un élément définissant un passage d'écoulement d'un fluide, ce procédé comprenant la liaison d'une desdites séries de bases audit élément définissant un passage d'écoulement et étant caractérisé en ce qu'il comprend la liaison mutuelle des ondes voisines pour empêcher leur mouvement relatif avant la liaison d'une desdites séries de bases audit élément. 2. Procédé selon la revendication l, caractérisé en ce que la liaison mutuelle des ondes voisines s'effectue par un moyen qui n est pas rigide au moment de son application. 3. Procédé selon la revendication l ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend une opération qui consiste à joindre tout d'abord les angles des ondes voisines de la feuille avant de relier les ondes entre elles. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moyen pour relier les ondes entre elles est un adhésif appliqué sur las angles jointifs des bases parallèles. 5 Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend une opération qui consiste à maintenir les angles voisins à une faible distance les uns des autres et en ce que le moyen pour relier les ondes entre elles est un adhésif appliqué sur ces angles espacés. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le moyen pour relier les ondes entre elles est un bourrelet d'adhésif tiré ou extrudé à peu près transversalement sur les angles des cOtés des ondes, pour relier ainsi lesdits cOtés entre eux avec un espacement prédéterminé. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 & 3, caractérisé en ce que le moyen pour relier les ondes entre elles est un morceau de fil, de feuille d'aluminium, de tissu ou de plastique attaché par un adhésif aux bases parallèles voisines. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend la formation de rainures alignées dans les bases parallèles voisines et la disposition dudit morceau de fil, de feuille d'aluminium, de tissu ou de plastique dans lesdites rainures. 9. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moyen pour relier les ondes entre elles est du métal de soudage appliqué sur les angles jointifs des bases. 10. Feuille métallique ondulé, destinée etre reliée a un élément définissant un passage d'écoulement d'un fluide dans un échan geurhde chialeur, cette feuille étant flexible en soi et présentant une succession d'ondes voisines de profil sensiblement polygonal qui comprennent chacune une base sensiblement plane située sur l'une des faces de la feuille et se raccordant par un pli formant un angle A un côté, lequel se raccorde par un autre pli formant un angle à une base située sur l'autre face de la feuille, si bien que la feuille ondulée est en fait composée de deux séries de bases parallèles, une série sur chaque face de la feuille, qui sont reliées entre elles par les côtés, la feuille étant caractérisée en ce qu'elle comprend un moyen de raidissement qui n' est pas rigide en soi et qui relie les ondes voisines entre elles, pour empocher ainsi le mouvement relatif des ondes. Il. Feuille métallique ondulée selon la revendication 10, caractérisée en ce que le moyen de raidissement est un morceau de fil, de feuille d'aluminium, de tissu ou de matière plastique qui est attaché par un adhésif aux bases parallèles voisines de la feuille.