Brevet FR2439058A1 — publié le 19800516

L'invention se rapporte aux échangeurs de chaleur à surface, comportant une semelle munie d'ailettes en aluminium ou alliage d'a luminium. Le problème de la realisation à bon marché de tels échangeurs et, en particulier, de ceux qui sont destinés à coopérer avec des éléments à effet Peltier pour constituer des pompes à chaleur, est rendu difficile à résoudre par le fait que le rapport qui doit exis ter entre la surface d'échange des ailettes et la surface de la semelle et le faible ecartement entre ailettes, conduisent à des formes qui ne peuvent en pratique être obtenues par lifage d'aluminium en une seule pièce ou par fonderie.Si l'on envisage de fabriquer les ailettes séparément, on se heurte alors à des problèmes de fixation des ailettes à la semelle et en outre, l'assemblage d'ailettes séparées par exemple par des entretoises n'est pas facile à réaliser sans interposition des couches d'air jouant le rôle d'isolants thermiques et avec des pressions telles que le montage présente les qualités requises. L'invention a pour objet un procédé qui consiste à réaliser par extrusion un profilé de grande longueur dont les bords respectifs forment des talons de même épaisseur dont l'un au moins est muni sur ses faces respectives d'une partie saillante et d'une partie évidee complémentaires, à tronçonner ce profilé en segments ayant pour longueur la longueur d'ailette désirée et à assembler les segments par juxtaposition de leurs talons respectifs, en nombre voulu pour obtenir la longueur d'échangeur désirée, l'assemblage étant obtenu par déformation sous presse du métal de l'une au moins desdites parties complémentaires. Les avantages, ainsi que les particularités de l'invention, apparaitront clairement à l'aide de la description ci-après. Au dessin annexé La figure I est une vue en élévation d'un échangeur obtenu par assemblage de segments profilés conformes à l'invention, et Les figures 2 et 3 sont des vues agrandies de deux talons en cours d'emboitement et après emboîtement respectivement. A titre d'exemple, pour realiser l'échangeur de la figure 1, on fabrique par extrusion un profile-d'aluminium ayant une hauteur h= 70 mm et comportant deux talons 1 et 2 de 10 mm de hauteur et de 4 mm d'épaisseur. L'épaisseur du profilé est, dans le corps compris entre les talons, par exemple égale à 1,5 mm. On voit que chaque talon comporte, sur une face, un crochet 10 et, sur la face opposée, un évi dement complémentaire 11. Ce profilé est tronçonné en segments ayant par exemple 100 mm de longueur. On assemble par exemple 45 segments entre eux pour former un échangeur de 180 mm de longueur. L'assemblage se fait comme on l'expliquera dans la suite, en se référant aux figures 2 et 3. Dans le mode d'execution décrit, les profilés sont symétriques dans le sens de leur hauteur, si bien que l'échangeur obtenu comporte une semelle à chaque extrémité. A titre de variant l'on pourra donner une hauteur plus faible à l'un des deux talons et même, ne pas le munir de pièces 10 et 11 d'assemblage, les faces des petits talons étant alors simplement juxtaposés. Dans tous les cas, il est évident que l'ensemble obtenu forme un conduit fermé multiple, ce qui facilite la ventilation forcée lorsque celle-ci est prévue, sans pour cela devoir recourir à un carenage plus ou moins complexe et onereux. On notera que la chaleur est directement conduite au corps de l'ailette par le talon auquel elle est appliquée, aucun intervalle d'air'ne venant perturber cette conduction. Un intérêt majeur de ce procéde de fabrication d'un échangeur thermique tient au fait qu'il n'impose pas, à la géométrie des ailettes et à l'intervalle qui les sépare, les limitations qui résulteraient d'une extrusion de l'ensemble. Une telle extrusion ne permettrait pas de dépasser une hauteur d'ailette sensiblement egale àvingt fois l'épaisseur du corps d'ailette et l'intervalle minimal entre ailettes serait d'au moins trois à quatre fois cette épaisseur. Ces limitations conduisent à une surface d'echange thermique très insuffisante dans bien des applications. L'invention permet d'obtenir, pour un volume donné, une surface d'echange thermique au moins cinq fois plus grande que ce procédé connu. On pourrait songer à assembler les ailettes, constituées comme il a été décrit ci-dessus, au moyen de rivets ou de tiges filetees coopérant avec des écrous, des orifices devant alors être ménagés à travers les talons de l'une des extrémités. Cette solution relativement onereuse, presenterait en outre l'inconvénient de ne pas permettre de réaliser un serrage tres energique des ailettes. En effet, pour autoriser sans précaution particulière le traitement de surface indispensable, les organes de serrage ne doivent pas comporter de metal, tel que le fer ou l'acier, qui serait incompatible avec un tel traitement. Or l'emploi d'un métal de même nature que celui des ailettes ne permet pas de réaliser, par ce moyen, un serrage suffisant pour obtenir la bonne conduction thermique entre ailettes qui est souhaitable dans certaines applications. Selon une particularité importante de l'invention, qui se conjugue avec les précédentes, l'assemblage des talons d'ailettes se fait par emboitement, avec déformation sous presse des parties metalliques formant tenons et mortaises, comme l'illustrent les figures 2 et 3. A la figure 2, on a représenté deux talons 20 et 21 au moment ou le crochet 210 du talon 21 a pénétré dans l'evidement coudé obliquement 201 du talon 20. Il doit être bien compris que les figures 2 et 3 illustrent les sections droites de profils extrudés, c' est-à-dire ayant la forme générale d'un cylindre droit dont les sections illustrées sont les directrices. Dans la position de la figure 2, les faces complementaires des deux talons ne sont pas encore en contact et le crochet 210 vient en appui jusqu'à l'arrondi du coude de l'évidement 201, c'est -dire que, lorsque la presse va continue à rapprocher les faces des talons, le crochet 210 va commencer à se déformer. A la figure 3, l'emboîtement est terminé, les faces des talons sont contigües et le crochet 210, dont on a représenté en pointillés la position qu'il occuperait s'il n'avait pas subi de déformation, s'est déforme pour venir au contact des parois de l'évidement en plusieurs points. Grâce à la pression importante qui a été exercée au cours de cette opération, aucune poche d'air ne peut subsister entre les faces contigües des talons. L'echangeur ainsi obtenu est monobloc et se prête facilement à toutes les opérations d'usinage et de traitement de surface ultérieures. Il va de soi que les dimensions et formes des tenons et mortaises indiquées à titre d'exemple ne sont nullement limitatives. REVENDICATIONS 1- Procédé de fabrication d'un échangeur de chaleur en aluminium ou en alliage d'aluminium du type comportant au moins une semelle munie d'ailettes, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser par extrusion un profile de grande longueur dont les bords respectifs forment des talons de même épaisseur, à tron çonner ce profilé en segments ayant pour longueur la longueur d'ailette désirée et à assembler les segments par juxtaposition de leurs talons respectifs, en nombre voulu pour obtenir la longueur d'échangeur desirée. 2- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'un au moins desdits talons est muni sur ses faces respectives d'une partie saillante et d'une partie évidee complémentaire, l'assemblage des segments étant obtenu par déformation sous presse du métal de l'une au moins desdites parties comple dentaires. 3- Echangeur de chaleur réalisé au moyen du procédé selon la revendication 1 ou 2.