Brevet FR2422922A1 — publié le 19791109

La présente invention se rapporte aux échangeurs de chaleur qui comportent un faisceau de tubes à ailettes raccordés à au moins une de leurs extrémités à un collecteur, et à leur procédé de fabrication. Généralement, dans les échangeurs de ce genre, les tubes à ailettes sont brasés sur les collecteurs mais la présence des ailettes gène les opérations de brasure, ce qui a conduit, notamment, à réaliser les collecteurs en forme de cuvette que l'on ferme par un couvercle après que les tubes ont été brasés sur le fond du collecteur, du cEté opposé à celui oW se trouvent situées les ailettes. Une telle structure est relativement compliquée et multiplie les risques de fuites. La présente inventions a pour obJectif essentiel de perfectinnner la technique des échangeurs de chaleur, de telle sorte qu'on puisse, sans inconvénient, utiliser de simples collecteurs tubulaires, par exemple à section rectangulaire et y braser les tubes à ailettes de l'extérieur. Selon la présente invention, les tubes sont dépourvus d'ailettes, au voisinage de leurs extrémités, sur une longueur suffisante pour laisser le champ libre aux lances de chauffe utilisées lors du brasage desdits tubes sur les collecteurs. Avant de raccorder les tubes à un collecteur, on enfile, sur l'extrémité correspondante des tubes, un masque de protection qui recouvre les ailettes des tubes voivines de ladite entré. mité afin de protéger ces ailettes de la chaleur puis, une fois le brasage effectué, on ramène le masque contre le collecteur. La profondeur du masque est de préférence suffisante pour que, lorsque ledit masque est accolé au collecteur, il obture 1'espace qui subsiste entre ledit collecteur et les premières ailettes des tubes. Dans le cas d'un échangeur à faisceau de tubes et à collecteurs tubulaires rectilignes, dont les ailettes ont une largeur uniforme, le masque de protection peut être réalisé au moyen d'un simple profilé en U de dimensions convenables dont le fond est perforé pour laisser le passage aux tubes du faisceau. Après raccordèment au collecteur, le masque est fixé à celui-ci soit à demeure, par exemple par points de soudure, soit de façon amovible, par exemple au moyen d'attaches élastiques. Bien que d'une application très générale, l'invention offre un intérêt particulier en ce qui concerne les appareils de chauffage industriels et les radiateurs pour véhicules automobiles. La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnée à titre exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du dessin que du texte faisant, bien entendu, partie de ladite invention. La figure 1 est une vue partielle, en coupe par un plan médian perpendiculaire aux collecteurs, d'un échangeur réalisé selon l'invention. La figure 2 est une coupe selon Il-Il de la figure 1. La figure 3 est une coupe partielle, à plus grande échelle, illustrant le brasage de tubes sur le collecteur. La figure 4 est une vue analogue à la précédente, montrant 1'échangeur terminé. La figure 5 est une coupe de détail selon V-V de la figure 4. Dans l'exemple représenté sur les figures I et 2, un appareil de chauffage industriel comporte un cadre ou carrosserie 1 que l'on peut suspendre à l'aide d'anneaux 2. Dans ce cadre est monté, au moyen de pattes 3 et de boulons 4, un échangeur de chaleur 5 comportant des collecteurs tubulaires 6 munis de tubulures de raccordement extérieures 7 et réunis par un faisceau de tubes 8, en cuivre par exemple, équipés d'ailettes 9 en aluminium serties sur ces tubes. Les tubes 8 sont parallèles entre eux et équidistants. Ils sont disposés en deux nappes parallèles, comme le montre la figure 2. i ' échangeur 5 forme un ensemble rectangulaire qui garnit tout l'intérieur du cadre 1. Derrière ltéchangeur, le cadre présente une paroi 10 dans laquelle a été aménagée une fendre circulaire It, dont le diamètre est sensiblement égal à la distance qui sépare les collecteurs. Cette fenêtre forme un anneau cylindrique à entrée arrondie dans lequel peut tourner un ventilateur 12, qu'entrains un moteur électrique 13 monté sur la paroi 10 au moyen d'arceaux 14 et de boulons 15. Le ventilateur refoule de Il air vers 11 échangeur 5. Devant ltechangeur, le cadre 1 porte des lamelles directrices 16, parallèles entre elles et aux tubes 8. Ces lamelles sont articulées dans des montants latéraux 17 au moyen de tourillons 18. L'écartement des montants 17 est sensiblement égal à la largeur de la partie ailetée des tubes 8. Comme on le voit mieux sur la figure 3, chaque collecteur 6 est constitué par un corps tubulaire de section rectangulaire ou carrée, à arêtes arrondies, fermé à ses extrémités et percé dans une de ses faces de deux rangées de trous 20 dont le diamètre est légèrement supérieur à celui des tubes 8, chaque trou étant destiné à recevoir un tube 8. L'assemblage des tubes sur les collecteurs s'effectue par brasage au moyen d vanneaux 21 de brasure enfilés sur les tubes respectifs avant l'introduction de ces derniers dans les trous 20. De façon à ne pas gêner l'action des lances de chauffe 22 dont les flammes doivent faire fondre les anneaux de brasure 21, les tubes 8 sont dépourvus d'ailettes 9 sur quelques centrimètres à leur extrémité voisine du collecteur. Selon la présente invention, avant de monter le faisceau sur les collecteurs, on enfile sur les tubes 8, de chaque c8té, un masque de protection constitué par un profilé 23 en forme drU dont le fond ou âme est percé à cet effet de deux rangées de trous convenables 24. Les dimensions du profilé 23 sont telles que l'on puisse lZembofter àfaible Jeu sur les ailettes 9 du faisceau voisines des extrémités correspondantes des tubes 8, de telle sorte qu'il vienne recouvrir ces ailettes sur toute leur longueur. Dans cette position, visible sur la figure 3, le profilé 23 protège les ailettes 9 des flammes des lanqes de chauffe 22 et l'on peut effectuer le brasage très commodément sans endommager les ailettes 9 qui peuvent etre très minces. La profondeur du profilé est suffisante pour que, lorsqu'on a fait coulisser ce dernier sur les tubes pour- l'appli- quer contre le collecteur 6, ses ailes recouvrent encore les premières ailettes du faisceau, comme on lta représenté sur la figure 4. La partie médiane perforée 25 de l' & e du profilé est légèrement enfoncée vers l'intérieur de façon à ménager la place à la brasure 26 qui maintient les tubes 8, lorsque le profilé est accolé au collecteur. L'enfoncement pourrait être limité à des collets entourant les trous 24 du profilé 23. Lorsqu'il occupe la position précitée, le profilé fait office d'écran et empoche l'air de passer par lsespace qui subsiste entre la partie ailetée du faisceau 8, 9 et le collecteur 6, ce qui assure un bon fonctionnement de 1' échangeur de chaleur. On peut maintenir le profilé 23 en place par exemple au moyen de points de soudure sur le collecteur. Il est également possible, comme le montre la figure 5, d'engager à cet effet des cales élastiques amovibles 27, en U, entre la première ailette 9 et la partie médiane 25 du profilé. Il va de soi que les modes de réalisation décrits ne sont que des exemples et qu'il serait possible de les modifier, notamment par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour cela du cadre de lwinvention. RE'rENDICÂTI OiNS 1. Echangeur de chaleur comportant des tubes à ailettes raccordés par brasage à au moins une de leurs extrémités à un collecteur, caractérisé en ce que les tubes sont dépourvus d'ailettes au voisinage de leur extrémité raccordée au collecteur et en ce qu'un masque recouvre les ailettes voisines de ladite extrémité des tubes. 2. Echangeur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la profondeur du masque est suffisante pour que, lorsque ledit masque est accolé au collecteur, il obture l'espace qui subsiste entre ledit collecteur et les premières ailettes des tubes. 3. Echangeur de chaleur selon la revendication 2 à faisceau de tubes dont les ailettes ont des largeurs uniformes et à collecteur tubulaire rectiligne caractérisé en ce que le masque de protection est constitué par un profilé en U qui s'embofte à faible jeu sur les ailettes des tubes. 4. Procédé de fabrication d'échangeurs de chaleur com- portant des tubes à ailettes raccordés par brasage à au moins une de leurs extrémités à un collecteur, caractérisé en ce que les tubes sont dépourvus d'ailettes, au voisinage de leur extrémité voisine du collecteur, sur une longueur suffisante pour laisser le champ libre aux lances de chauffe utilisées lors du brasage et qu'avant de raccorder les tubes au collecteur, on enfile, sur lXextrémité correspondante desdits tubes, un masque de prosection qui recouvre les ailettes voisines de ladite extrémité des tubes, puis, une fois le brasage effectué, on ramène le masque contre le collecteur. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le brasage est effectué au moyen d'anneaux de brasure enfilés sur les tubes, le fond du masque étant dégagé vers l'intérieur de façon à ménager la place à la brasure lorsque ledit masque est accolé au collecteur. 6. Procédé selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que lton fixe le masque au collecteur après brasage. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la fixation du masque est réalisée au moyen de cales élastiques amovibles. 8. Les produits industriels nouveaux que constituent les échangeurs et les portions d'échangeurs tels que spécifiés dans l'une quelconque des revendications 1 à 7.