Brevet FR2533307A1 — publié le 19840323

La présente invention se rapporte à un procédé de chauffage par induction et plus particuliè- rement à un procédé qui permet d'effectuer simultanément un chauffage uniforme de plusieurs éléments. Dans la fabrication d'échangeurs de cha- leur, tels que, par exemple, des évaporateurs et des faisceaux tubulaires utilisés dans les véhicules auto mobiles, les divers éléments de l'assemblage, tels que les collecteurs, les tubes et les ailettes sont reliés entre eux par brasage Pour obtenir des joints sûrs et étanches, il est essentiel de chauffer l'assem- blage uniformément à l'intérieur d'un étroit intervalle de températures Typiquement la matière de brasage est un alliage-qui revêt la matière support des éléments de l'assemblage et, pendant l'opération de brasage, la matière d'alliage fond à une température inférieure de quelques degrés à la température de la matière sup- port Ainsi, la précision et l'uniformité du chauffage sont essentielles pour obtenir des liaisons convenables. Du fait de la complexité d'un tel échangeur de chaleur, les techniques de chauffage par induction classiques n'ont pas donné de résultats satisfaisants Un problème qui se repose constamment réside en ce que, lorsque plusieurs éléments sont combinés en un assemblage, il se produit une perte nette d'énergie rayonnante à partir de certaines surfaces externes dont les par- ties intérieures protégées de l'assemblage ne sont pas l'objet et la perte d'énergie rayonnante se traduit par des différences de températureinacceptables En outre, afin d'améliorer le rendement économique de la-fabrica- tion, il est souvent souhaitable de chauffer simultané- ment par induction plusieurs éléments ou assemblages disposés côte à côte et, dans un tel cas, il se pro- duit ces différences de température indésirables qui -2- résultent de la perte de chaleur rayonnante à par- tir des éléments ou assemblages extérieurs d'un groupe. Par conséquent, l'un des principaux buts de la présente invention est de proposer un procédé pour chauffer par induction un assemblage ou une sé- rie d'éléments, grâce auquel on évite des différences de température inacceptables entre les parties de l'assemblage ou entre les divers éléments En particu- lier, l'un des buts de l'invention est de proposer un procédé de chauffage par induction dans lequel les pertes de chaleur par rayonnement qui sont à l'origine de telles différences de température sont réduites, voire supprimées. On met en oeuvre l'invention en disposant des panneaux chauffants métalliques par rapport aux surfaces extérieures des pièces, dans les régions o des pertes par rayonnement indésirables ont tendance à se produire et en-établissant un champ magnétique 2 O alternatif pour chauffer les pièces et pour chauffer les panneaux chauffants à une température proche de celle des pièces afin de transférer de la chaleur aux surfaces extérieures par rayonnement oux par conduc- tion, chaleur qui compense toutes les pertes par rayon- nement des surfaces extérieures. D'autres caractéristiques et avantages *de l'invention ressortiront de la description qui va suivre donnée à titre d'exemple non limitatif et en regard des dessins annexés sur lesquels: la Fig l est une vue de côté d'un assem- blage d'échangeur de chaleur qui doit être brasé conformément au procédé de l'invention; la Fig 2 est une vue-partielle de dessus de.l'échangeur de chaleur de la Fig l; -3- I la Fig 3 est une vue partielle en coupe de l'échangeur de chaleur, prise suivant la ligne 3-3 de la Fig 2; la Fig 4 est une vue en coupe d'un appa- reil de chauffage par induction comportant des pan- neaux chauffants pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention et d'un échangeur de chaleur position- né à l'intérieur de l'appareil; les Fig 5 et 6 sont des vues schématiques de pièces positionnées à l'intérieur d'une bobine de chauffagepar induction montrant la dynamique de la perte par rayonnement et, respectivement sa prévention conformément à l'invention; la Fig 7 est une vue d'un assemblage d'échangeur de chaleur équipé de panneaux chauffants selon l'invention pour éviter les pertes de chaleur par rayonnement; la Fig 8 est une vue de face de l'appareil de chauffage par induction de la Fig 4 et de plusieurs échangeurs de chaleur positionnés à l'intérieur de l'appareil, cette vue montrant les panneaux chauffants utilisés pour mettre en oeuvre le procédé de l'inven- tion;. la Fig 9 est une vue-en coupe de l'échan- geur de chaleur et d'un panneau chauffant, prise sui- vant les lignes 9-9 de la Fig 7; la Fig 10 est une vue de côté d'un autre type d'assemblage d'échangeur de chaleur positionné entre des panneauxchauffants pour le chauffage par induction conformément au procédé de l'invention; et la Fig ll est une vue de face prise sui- vant les lignes 11-11 de l'assemblage de la Fig 10. Les Fig l, 2 et 3 représentent un échangeur de chaleur en aluminium qui est utilisé ici à titre -4- d'exemple de la manière suivant laquelle le procédé de l'invention peut être appliqué Les nombreux joints de l'échangeur de chaleur qui doivent être étanches nécessitent l'emploi d'un procédé d'assemblage suscep- tible d'être commandé soigneusement pour réaliser un joint sain à tous les points d'assemblage Le brasage sous vide constitue un tel procédé. L'échangeur de chaleur 10 représenté sur les Fig 1, 2 et 3 comprend deux collecteurs pa- rallèles espacés 12 dont chacun, bien que n'étant pas complètement plat, s'étend essentiellement dans un plan et chaque collecteur comporte une série d'ou- vertures allongées parallèles 14 qui reçoivent les extrémités de-tubes plats 16 qui s'étendent dans des plans perpendiculaires aux plans des collecteurs 12. Les tubes s'étendent entre les deux collecteurs et doivent être joints aux collecteurs par brasage Deux plaques latérales 18, une -sur chaque surface latérale extérieure de l'échangeur de chaleur, s'étendent entre les collecteurs 12 dans une direction parallèle aux tubes, chacune de ces plaques étant espacée du tube 16 qui en est le plus proche d'une distance égale à la distance de séparation entre les tubes 16 Les extré- mités supérieures et inférieures des plaques latérales 18 sont en butée contre des épaulements respectifs 20 des collecteurs, épaulements dont chacun*est formé par un bord périphérique 22 formé dans le collecteur correspondant Les parois latérales 24 perpendiculaires au plan d'ensemble du collecteur en forment la périphé- rie et sont utilisées pour fixer un réservoir, non représenté, à la partie de l'échangeur de chaleur dé- crite et représentée ici On effectue la fixation en - repliant la paroi 24 vers l'intérieur de façon à la sertir contre une partie du réservoir Les espaces si- tués entre les tubes 16 et entre chaque tube extérieur -5 16 et la paroi latérale correspondante 18 contiennent des ailettes 25 constituées par des rubans de métal sinueux qui sont en contact avec les tubes,et, res- pectivement, les parois latérales et qui doivent être brasées aux points de contact pour assurer une bonne conductivité-thermique. Les collecteurs 12 ont environ 17, 14 cm ( 6,75 pouces anglais)-de long sur 5,08 cm ( 2 pouces) de large Chaque tube 16 a une longueur de 24,13 cm ( 9,5 pouces) et a une ouverture interne de 2,29 cm ( 0,9 pouce) sur-O, 2 cm ( 0,08 pouce) On utilise 18 tubes au total espacés de centre à centre de 0,84 cm ( 0,33 pouce) - Le ruban a une largeur d'environ 2,54 cm 1 ( pouce) et est mis sous une forme sinueuse de fa- 1 çon à comporter 12 ailettes au centimètre ( 30 ailettes au pouce), chaque ailette s'étendant d'une manière prédominante parallèlement aux collecteurs Les pla- ques latérales ont une longueur d'environ 22,9 cm ( 9 pouces) et une largeur de 2154 cm ( 1 pouce) Les collecteurs, les plaques latérales et les tubes sont fabriqués en matière support d'aluminium 3005 revêtue d'un côté, de la manière requise, de l'alliage de brasage aluminium-silicium 4047 L'épaisseur du re- vêtement représente environ 10 % de l'épaisseur de la matière de base Le ruban sinueux est en aluminium 5005 non revêtu L'épaisseur de la matière de base est de 1,27 mm à 2,03 mm ( de 0,05 à 0,08 pouce) pour les collecteurs, de 0,25 mm à 0,38-mm (de 0,010 à 0,015 pouce) pour les tubes, de 0,38 mm à 0,64 mm ( de 0,015 à 0,025 pouce) pour les parois latérales et de 0,08 à 0,15 mm ( de 0,003 à 0,006 pouce) pour le ruban La plage de fusion-de l'aluminium 3005 - constituant la matière support est-de 630 C à 632 C ( de 1165 F à 1170 F) et la plage de fusion de l'al- liage de brasage constitué par de l'aluminium-sili- 3: : T: -6- cium 4047 est de 5770 C à 582 OC ( de 10700 F à 1080 F). Compte-tenu de la structure ci-dessus et des plages de fusion des matières en cause, il est essentiel que le brasage s'effectue dans l'étroit in- tervalle de températures entre les points de fusion. L'intervalle est encore davantage réduit du fait du phénomène suivant lequel l'alliage de brasage attaque la matière support d'aluminium à température élevée et s'allie avec elle Ainsi, la partie haute de la plage de températures admissible devrait être évitée En pratique, le brasage devrait s'effectuer entre 590 C et 6040 C (entre 10950 F et 1120 CF) Etant donné que les joints entre les tubes et les col- lecteurs doivent être étanches, il faut prendre grand soin pour porter ces éléments, à savoir les collecteurs et les tubes, à la température correcte Il est sou- haitable que chaque coude du ruban sinueux soit brasé au tube adjacent qui les joint entre les tubes et les collecteurs, mais cette liaison est moins critique que les joints entre les tubes et les collecteurs. Ainsi, les joints entre les tubes et les collecteurs ont une plus grande priorité Idéalement, de ce fait, les collecteurs 12 et les tubes 16 sont simultanément portés à la température de brasage de sorte que les revêtements d'alliage qu'ils portent fondent et cou- lent dans les joints entre tubes et collecteurs pour parachever ces joints. La technique classique de brasage sous vide utilisée pour joindre de tels assemblages a consisté à chauffer indirectement les assemblages au moyen d'une énergie rayonnante émise par des appareils de chauffage à résistances électriques, disposés des deux côtés des assemblages Les assemblages doivent être chauffés lentement afin que l'énergie rayonnante -7- appliquée aux surfaces extérieures puisse s'écouler dans la totalité de l'assemblage pour le porter à une température uniforme comprise dans la plage désirée Cette-technique nécessite l'emploi d'un appareil de chauffage onéreux et utilise l'énergie électrique d'une manière inefficace. On propose-ici de chauffer l'assemblage d'échangeur de chaleur directement par chauffage par induction- La technique traditionnellement utili- sée pour chauffer par induction une pièce consiste à appliquer symétriquement à la pièce un champ magné- tique alternatif; Dans le présent cas, cependant, si le champ était appliqué perpendiculairement au plan des tubes et parallèlement aux collecteurs, les tubes seraient chauffés à un taux bien plus rapide que les collecteurs D'autre part, si le champ était appliqué perpendiculairement aux collecteurs, ces derniers s'échaufferaient plus vite que les tubes On a trouvé qu'en appliquant le champ asymétriquementà la pièce de sorte qu'il intersecte transversalement les plans des collecteurs et des tubes, ont peut chauffer les. deux groupes d'éléments à la température de brasage au même rythme si les angles corrects que fait-le champ magnétique par rapport aux plans des éléments sont maintenus Comme représenté sur la Fig l, un champ magnétique uniforme comprenant des lignes de flux 26 s'étend à travers l'assemblage 10 d'échangeur de chaleur et les-lignes de flux sont inclinées à un angle A par rapport au plan des collecteurs 12. Une fois ce principe connu, on peut déterminer empi- riquement l'angle spécifique A pour tout assemblage donné en traitant les tubes-16 et les ailettes 25 formées par le ruban sinueux comme un tout appelé un bloc de faisceau On peut mesurer sa température- au moyen d'un thermocouple et on peut mesurer, de la même manière, la température des collecteurs 12 Des essais effectués à différents angles indiquent rapide- ment l'angle spécifique qui est approprié pour pro- duire un chauffage uniforme du dispositif assemblé. Une différence décelable de température entre les collecteurs et le bloc de faisceau se produit si l'on modifie l'angle d'un degré Pour la structure spécifique d'échangeur de chaleur décrite ci-dessus, l'angle A est de 190 si on chauffe par induction un unique échangeur de chaleur dans l'appareil de chauffage par induction que l'on décrira ci-après. Si, d'autre part, on place trois échangeurs de cha- leur côte à côte et si l'on place des panneaux chauf- fants en acier adjacents aux surfaces extérieures des blocs de faisceau extérieurs pour éviter des per- tes de chaleur inégales des trois ensembles, un angle A de 240 est alors optimal. La Fig 4 représente un appareil:de chauffage par induction pour des échangeurs de chaleur 10 et on le décrira spécifiquement en se référant à un tel appareil ayant la capacité de traiter trois échangeurs de cha- leur 10 montés côte à côte On-notera, en premier lieu, que les échangeurs de chaleur 10 sont montés avec les collecteurs disposés dans des plans horizontaux Ceci réduit au minimum l'effet de la gravité sur l'alliage de brasage fondu Si les collecteurs étaient inclinés de quelquesdegrés, l'alliage aurait tendance à couler vers le bas à partir des joints, ce qui aurait pour effet-de priver les joints-de brasure sur le dessus de l'assemblage Une bobine 30 de l'appareil de chauffage par induction est inclinée avec son axe central 31 à un angle A sur l'horizontal pour produire la relation angulaire correcte entre le champ magnéti- que et l'assemblage 10 La bobine est entourée d'un -9 = circuit 32 de retour de flux pour intensifier le champ magnétique afin de rendre le champ plus uni- forme à l'intérieur de la bobine et afin d'empêcher les pertes par couplage du champ à l'extérieur de la bobine avec les parois de la chambre Une chambre 34, qui est essentiellement une caisse en acier mu- nie d'une porte 33, entoure à la fois la bobine et le circuit de retour du flux Un appareil de pompage de vide, non représenté, est relié à la chambre pour y engendrer un vide de l'ordre de 0,001 à 0,010 torrs ( de 0, 133 à 1,33 Pa) Suivant un autre mode de réalisation, la chambre peut être fabriquée en, une matière diélectrique, telle que du quartz, et sous des dimensions suffisamment petites pour qu'elle loge à l'intérieur de la bobine Le pompage du vide serait alors, à l'évidence, plus efficace du fait du plus petit volume de la chambre Une bobine par- ticulière que l'on peut utiliser dans le mode de réa- lisation de la Fig 4 a les dimensions suivantes: largeur: 21,6 cm ( 8,5 pouces); hauteur: 36,2 cm ( 14,25 pouces); profondeur, 38,1 cm ( 15 pouces). Ainsi, la bobine 30 a une section transversale appro- ximativement rectangulaire mais a des angles arrondis d'une manière appropriée La bobine est construite en tube de cuivre ayant un diamètre extérieur de 0,95 cm ème ( 3/8 me de pouce) et-elle est refroidie par de l'eau qui circule dans le tube Le tube est entouré d'un ruban et recouvert d'une résine époxyde Les extrémi- tés de la bobine sont raccordées au corps de la bobi- ne par des raccords en Y 38 de sorte que la bobine comporte un enroulement double avec 16 spires dou- bles Un courant de 1400 ampères est appliqué à la bobine. Le circuit 32 de retour du flux qui se présente sous la forme d'une boîte entourant la bobi- ne peut être composé de tôles superposées mais la ma- tière préférée est une poudre de fer compactée qui a une perméabilité de l'ordre de 130 et une forte ré- sistance électrique Le circuit de retour du-flux en poudre de fer entourant la bobine a une épaisseur de 2,54 cm ( 1 pouce) et il est espacé de 1,27 cm ( 0,5 pouce) des côtés de la bobine tandis que les parties du circuit de retour du flux situées aux ex- trémités de la bobine sont adjacentes aux extrémités de la bobine La matière du circuit de retour du flux ne s'échauffe pas tant qu'elle est suffisamment épais- se pour éviter la saturation par le champ magnétique. Le circuit de retour du flux canalise efficacement le champ magnétique à l'extérieur de la bobine de sorte que le champ n'est pas couplé aux parois de la chambre 34 d'une manière qui chaufferait les parois de la cham- bre et introduirait de ce fait, des pertes d'énergie. En outre, le circuit de retour du flux, du fait de sa perméabilité élevée, intensifie le champs magnéti- que à l'intérieur de la bobine et il façonne égale- ment le champ de façon à le rendre plus uniforme à l'intérieur de la bobine, en particulier au voisinage- de ses extrémités de sorte qu'on peut utiliser une bobine plus courte que si le circuit de retour-du flux était omis. On améliore l'uniformité du chauffage des assemblages d'échangeur de chaleur en évitant ou en réduisant les pertes de chaleur par rayonnement à partir de certaines surfaces externes de l'assemblage. Par exemple, la chaleur rayonnée à partir des pla- ques latérales 18 et des extrémités des collecteurs 12 aurait pour effet que les régions latérales de l'as- semblage seraient plus froides que le centre Des supports de montage d'extrémité 39 en acier sont fixés aux plaques latérales pour comprimer les tubes et les il - ailettes les uns contre les autres pendant le brasage et également de manière a être chauffés par le champ magnétique afin d'atteindre une température proche de celle de l'assemblage de manière à réduire la per- te de chaleur à partir des plaques latérales 18 de sorte qu'ils servent de panneaux chauffants En outre, des-panneaux d'acier auxiliaires verticaux-35 dont les-parties d'extrémités 36 sont inclinées versl'inté- rieur en direction des collecteurs sont montés face aux extrémités des assemblages sur des supports, noni représentés, et sont chauffés par induction par le champ magnétique à une température proche de celle des assemblages de sorte qu'il ne se produit pas de perte nette de chaleur par rayonnement à partir des : extrémités des collecteurs 12 et des parois latérales 18 vers la bobine refroidie 30 Lorsque plusieurs assemblages sont chauffés dans une disposition côté à côté, les assemblages extérieurs ont tendance à être plus froids que les assemblages intérieurs par suite des pertes par rayonnement et, par conséquent, des panneaux d'acier 37 sont montés adjacents aux cô- tés des faisceaux de radiateur extérieurs pour empê- cher les pertes par rayonnement de la même manière que le font les panneaux 35. Bien qu'il soit connu d'utiliser des bas- ses fréquences pour le chauffage par induction, la pratique habituelle consiste à utiliser des champs magnétiques qui alternent à une fréquence de plusieurs milliers d'hertz, étant donné qu'un couplage plus efficace de l'énergie à la pièce se produit aux fré- quences élevées Une caractéristique du chauffage par induction qui est particulièrement remarquable aux hautes fréquences est l'effet pelliculaire qui provo- que le chauffage direct des parties périphériques d'une pièce dont les parties intérieures sont ensuite 12 - chauffées par conduction à partir des parties péri- phériques, ce qui entraîne des différences de tempéra- tures importantes à l'intérieur de la pièce Ce phé- nomène est utilisé avantageusement lorsqu'on désire provoquer un chauffage superficiel localisé Pour la présente application, les différences de température sont, naturellement, indésirables et, ainsi, on de- vrait utiliser une basse fréquence La fréquence doit être choisie suffisamment basse pour chauffer la pièce uniformément mais elle ne devrait pas être si basse qu'elle soit inutilement inefficace Le champ magné- tique alternatif induit des flux de courant le long de la périphérie de l'élément dans le champ La den- sité de courant est maximale sur le bord et diminue exponentiellement avec la distance dans l'élément. Pour calculer l'effet de chauffage, on peut admettre que la valeur efficace de la densité est constante sur une profondeur de peau" à partir du bord Dans ce cas, la"profondeur de peau" f est donnée par dans laquelle: 9 = résistivité de la matière en courant alternatif Cd= fréquence angulaire A ç = perméabilité de la matière Pour-produire un chauffage uniforme, la " profondeur de peau" j devrait être plus grande que la moitié de la largeur de l'élément Pour l'échan- geur de chaleur spécifiquement décrit ci-dessus, une fréquence inférieureà 800 Hz est nécessaire Un essai effectué sur l'échangeur de chaleur montre que l'on 13 - peut utiliser-des fréquences comprises entre 200 et 800 Hz, la plus basse fréquence étant moins efficace. On a trouvé que la fréquence optimale était de 400 à 600 hz. La dynamique du transfert de chaleur de plusieurs éléments chauffés par induction dans un groupe a été schématiquement représentée sur les Fig 5 et 6 Deux éléments intérieurs 50 et deux élé- ments extérieurs 52 sont agencés en un ensemble paral- lèle en vue d'être chauffés à l'intérieur d'une bobine de chauffage 54 refroidie par eau Lorsque la tempéra- ture des éléments s'élève sous l'influence du champ magnétique engendré par la bobine 54, de la chaleur est rayonnée par les éléments en fonction de la tempéra- ture des éléments Les flèches 56 représentent l'éner- gie rayonnante-émise latéralement par les éléments 50 l'un en direction de l'autre ou en direction des élé- ments extérieurs 52 Du fait que les températures des éléments intérieurs 50 sont proches de celles des élé- ments adjacents, il n'y a essentiellement aucun trans- fert d'énergie latéralement à partir des éléments 50. Essentiellement, le rayonnement, quel qu'il soit, émis par l'un des 'éléments 50 est compensé par le rayonne- ment qui lui est renvoyé par l'élément voisin Sur la Fig 5, les éléments 52 situés aux extrémités rayon- nent de l'énergie, comme représenté par les flèches 57, en direction de la bobine 54 relativement froide de sorte qu'il se produit une nouvelle perte d'énergie rayonnante qui se traduit par un abaissement de la température des éléments 52 par rapport à la tempéra- ture des éléments 50 La Fig 6 montre comment on peut éviter cette perte d'énergie en plaçant dans une dis- position adjacente à la surface extérieure de chacun des éléments 52 un panneau rayonnant ou panneau chauf- fant 58 qui est également chauffé par le champ magné- 14 - tique à une température proche de celle des éléments et 52 de sorte que le rayonnement vers l'extérieur -des éléments 52 est compensé par le rayonnement en sens inverse des panneaux 58 Grâce à cette technique, les éléments 50 et 52 peuvent être chauffés uniformé- ment Les panneaux rayonnants sont espacés des éléments qui sont chauffés de manière à rayonner de l'énergie en direction des éléments et les dispositifs de montage qui sont en contact avec les éléments pour leur appli- quer des forces transfèrent de l'énergie aux éléments par conduction et, habituellement, également par rayon- nement Les panneaux rayonnants et les dispositifs de montage sont chauffés par induction par le champ magné- tique et sont tous deux appelés collectivement ici des "panneaux chauffants". Les Fig 7 et 8 montrent en détail la manière suivant laquelle ce perfectionnement apporté aux chauffage par induction est appliqué au brasage par induction des assemblages d'échangeur de chaleur des Fig 1 à 3 et que l'on a mentionné d'une manière générale lors de la description de la Fig 4 La Fig 7 montre comment un dispositif de montage 39 servant de panneau chauffant est monté sur chaque extrémité de l'assemblage 10 et maintenu en place par des fils 43 qui entourent l'assemblage Comme représenté sur la Fig 9, chaque dispositif de montage 39 a une section transversale allongée en forme de C avec des bords 40 retournés vers l'intérieur qui sont en contact avec les parties marginales des plaques latérales 18 alors que les parties centrales des dispositifs de montage sont espacées des plaques latérales Des pattes d'ex- trémité supérieures et inférieures 4-1 sont en appui contre les collecteurs 12 Les dispositifs de montage 39, maintenus par les fils 43, compriment les éléments 253330 T - de l'échangeur de chaleur afin d'assurer un bon contact entre les tubes 16 et les ailettes 25 pendant le bra- sage En outre,-les dispositifs de montage 39 sont chauffés par le champ magnétique à peu près à la même température que l'échangeur de chaleur de sorte- que le transfert de chaleur entre les dispositifs de montage et les plaques latérales 18 par conduction et par rayonnement est réduit au ninimum Les panneaux rayonnants 35, également chauffés par le champ magné- tique, rayonnent de l'énergie en direction des dispo- sitifs de montage 39 pour éviter une perte par rayon- nement nette par les dispositifs de montage de façon- à maintenir leur température proche de la température du bloc de faisceau Ces dispositifs de montage 39 sont utilisés pendant le processus de brasage par induction même si un seul assemblage d'échangeur de chaleur est traité. Lorsque plusieurs assemblages sont placés côte à côte dans la bobine 30, les dispositifs de montage ou panneaux chauffants sont encore utilisés mais, en outre, comme représenté sur les Fig 4 et 8, les deux assemblages extérieurs 10 sont protégés contre les pertes par rayonnement excessives par des panneaux rayonnants 37 disposés-adjacents aux surfaces latérales extérieures des assemblages 10 Dans l'exemple repré- senté sur la Fig 8, les panneaux sont portés sur les faces intérieures de la bobine 30 mais ils pourraient être également portés par le même dispositif de sus- * pension qui porte et maintient les assemblages 10 à l'intérieur de la bobine 30 Lorsque les panneaux rayonnants 37 sont ainsi disposés et chauffés à une température proche de celle des assemblages 10, la perte nette par rayonnement latéralement à partir des assemblages extérieurs est réduite,voire supprimée, 16 - de sorte que les assemblages extérieurs peuvent être chauffés à la même température que l'assemblage cen- tral Les panneaux chauffants 35, 37 et 39 sont fabriqués en acier 1008 ou autre tôle d'acier à fai- ble teneur en carbone et leur épaisseur est de 0,79 mm ( 0,031 pouce) Les panneaux 37 sont des carrés de ,4 cm de côté ( 10 pouces) et ils sont espacés laté- ralement de 0,64 cm ( 0,25 pouce) des collecteurs En pratique, lorsque les assemblages 10 sont chauffés - par induction de façon-à atteindre un intervalle de températures de brasage de 5900 à 6040 C ( 1095 à 11200 F) le panneau 37 est chauffé par induction à une température d'approximativement 5380 C ( 1000 F) En même temps, les panneaux chauffants 39 montés sur les extrémités des assemblages 10 atteignent à peu près la même température que le bloc de faisceau et les panneaux rayonnants d'extrémité 35 atteignent une température égale ou supérieure à celle du bloc de faisceau Ces différences de température sont dues aux différences de positionnement des panneaux 35-et 37 dans le champ magnétique, les panneaux 37 étant parallèles aux lignes de flux de sorte qu'ils sont chauffés moins efficacement que les panneaux 35 qui sont transversaux aux lignes de flux Dans les deux cas, la température du panneau est proche de la tem- pérature des assemblages de sorte que tout transfert de chaleur net à des parties d'un assemblage 10 ou à partir d'un tel assemblage est suffisamment petit pour que les assemblages puissent être chauffés uni- formément à la température de brasage correcte. On peut modifier les caractéristiques thermiques des panneaux chauffants pour satisfaire aux exigences de l'application en utilisant des tôles d'épaisseur différente, des formes différentes ou des matières 17 - ayant une résistivité différente Par exemple, des fentes marginales formées le long des côtés des pan- neaux 35 au voisinage du milieu des panneaux modifient le trajet de courant induit suffisamment pour réduire la température supérieure à leurs extrémités supérieu- res et inférieures adaptant ainsi le profil de tempéra- ture du panneau et, par conséquent, son diagramme de rayonnement aux besoins particuliers de l'application. Ceci assure un meilleur chauffage des extrémités des o 10 collecteurs 12 Les surfaces supérieures des collec- teurs 12 sont l'objet d'une perte de chaleur par rayon- nement mais la perte est essentiellement la même pour tous les collecteurs On compense l'effet de refroidis- sement sur les collecteurs en choisissant l'angle A (Fig l) de manière à obtenir un chauffage uniforme des collecteurs et du bloc de faisceau. Les Fig 10 et 11 représentent un autre type d'assemblage d'échangeur de chaleur dans lequel des éléments séparés sont joints entre eux par brasa- ge par induction sous vide et on utilise des panneaux chauffants pour empêcher le refroidissement par rayon- nement des éléments extérieurs de l'assemblage Comme représenté sur la Fig 10, l'échangeur de chaleur est composé d'une série d'éléments en tôle d'aluminium 70 qui sont, de préférence, revêtus sur les deux faces d'un alliage de brasage d'aluminium, éléments qui sont empilés les uns contre les autres de manière à for- mer des passages internes et des passages externes Un ruban sinueux 72 en aluminium est introduit dans chacun des espaces externes et est brasé aux surfaces extérieures des éléments 70 Comme représenté sur la Fig 11, chaque élément 70 est constitué par une tôle arrondie à ses extrémités et qui comporte à chaque extrémité une cuvette 74 munie d'une ouverture 18 centrale 76 et un bossage allongé 78 de plus faible profondeur que les cuvettes 74, bossage qui relie les cuvettes 74 Une partie marginale plate 80 s'étend autour de l'élément Les éléments sont empilés par paires de sorte que chaque paire, lorsque ses éléments sont joints sur leurs parties marginales 80, forme, à chaque extrémité, une cavité délimitée par les cuvettes 74 et un conduit s'étendant entre les cavités formées par les bossages 78 On empile les paires d'élé- ments les unes contre les autres de sorte que les surfaces externes des cuvettes 74 sont jointes entre elles pour former un raccordement continu des cavités, permettant l'écoulement d'un fluide d'une cavité à l'autre par les ouvertures 76 On place l'ensemble empilé d'éléments 7 È et les rubans 72 dans un champ magnétique représenté sur la Fig 10 par les flèches 82 qui sont dirigées perpendiculairement au plan géné- ral de chaque élément 70 Des dispositifs de montage ou panneaux chauffants 84 en acier sont en contact avec les côtés opposés de l'assemblage empilé, pour maintenir l'assemblage assemblé et de façon à pou- voir être chauffé par le champ magnétique afin d'évi- ter des pertes nettes par rayonnement à partir des éléments 70 extérieurs de l'assemblage pendant l'opé- ration de chauffage Des panneaux rayonnants supplé- mentaires 86 entourent chaque extrémité arrondie de l'assemblage pour empêcher une perte nette à partir des cuvettes qui ont une surface de rayonnement impor- tante Cet agencement sert à illustrer la large appli- cation des panneaux et dispositifs de montage rayon- nants pour maintenir l'uniformité du chauffage, c'est- à-dire qu'on peut l'utiliser lorsque les éléments qui sont chauffés sont en contact, comme dans l'exem- ple de la Fig 10, aussi bien que lorsque les éléments 253330 F 19 - chauffés sont espacés, comme représenté sur la Fig 8 On a également montré que les panneaux chauf 7 fants peuvent être perpendiculaires aux lignes de champ magnétique, comme représenté par les panneaux 84 sur la Fig 10, parallèles aux lignes de champ, comme dans le cas des panneaux 86, ou à un angle - oblique par rapport aux lignes de champ, comme dans le cas des panneaux 35 des Fig 4 et 8. On peut ainsi constater que, conformément à la présente invention, on peut effectuer le; chauf- fage par induction d'un assemblage, même d'un assem- blage complexe et même le chauffage simultané de plusieurs de ces assemblages-avec une commande préci- se de la température pour effectuer un chauffage uni- forme grâce au positionnement approprié de panneaux rayonnants quidoivent être chauffés par le champ magnétique afin d'éviter ou de compenser toute perte d'énergie rayonnante significative par l'élément qui est chauffé De cette manière, on rend possible en pratique d'effectuer le brasage par induction d'échangeurs-de chaleur en aluminium bien que des- conditions de température très strictes doivent être respectées. -20- REVENDICATIONS - _________________ 1. Procédé pour chauffer par induction plusieurs éléments métalliques à une température approximativement uniforme, caractérisé en ce qu'il consiste à placer au moins deux éléments adjacents ( 50,52) dans une cavité de chauffage ( 34) de sorte que, pendant le chauffage par induction, les surfaces d'élément extérieures qui ne font pas face à un autre élément chauffé ont tendance à perdre de la chaleur par rayonnement, à positionner des panneaux rayonnants métalliques ( 58; 35,37) dans la cavité de chauffage ( 34) dans une disposition adjacente auxdites surfaces d'élément extérieures et à établir un champ magnétique alternatif dans la cavité chauffante ( 34) pour chauf- fer par induction les éléments ( 50,52) et pour cha f- fer par induction les panneaux rayonnants ( 58; 35,37) de sorte que les panneaux chauffants rayonnent de la chaleur en direction des surfaces d'élément exté- rieures pour réduire le rayonnement de chaleur net -à partir des surfaces d'élément extérieures afin d'as- surer un chauffage uniforme des éléments ( 50,52). 2. Procédé de brasage à l'aide d'un procédé de chauffage par induction à une température approximativement uniforme de plusieurs assemblages, selon la revendication 1, chaque assemblage comportant des joints contenant un alliage de brasage, les assem- blages étant disposés en un ensemble parallèle limité par des assemblages externes, dans lequel un échange réciproque d'énergie rayonnante se produit entre les assemblages adjacents et dans lequel les assemblages extérieurs ont tendance à subir une perte d'énergie rayonnante nette, caractérisé en ce que ce procédé 253330 ? 21 - de brasage consiste: à positionner les panneaux rayonnants métalliques ( 58; 35, 37) adjacents aux assemblages extérieurs ( 52), et à établir le champ magnétique alternatif de façon à chauffer par induc- tion les assemblages à une température suffisante pour faire fondre l'alliage de brasage en brasant, de ce fait, les joints et de façon à chauffer par induction les panneaux rayonnants ( 58; 35, 37) à une température proche de celle des assemblages ( 50,52) de sorte que le rayonnement émis par les panneaux chauffants ( 58; 35, 37) compense la perte par rayonnement des assemblages extérieurs ( 52) de manière à assurer un chauffage uniforme des assem- blages ( 50,52). 3 Procédé pour braser par induction un échangeur de chaleur selon la revendication 2, ledit échangeur de chaleur comprenant une série d'éléments métalliques empilés en contact les uns avec les au- tres à des joints qui doivent être brasés'-et consti- tués par un métal support revêtu d'un métal de brasa- ge qui a un point de fusion légèrement inférieur à celui du métal support, les éléments extérieurs des éléments métalliques empilés ayant tendance à subir une perte d'énergie rayonnante nette, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste à comprimer les éléments métalliques empilés ( 70) entre des dispositifs de montage métalliques ( 84) en appui contre les surfaces d'élément extérieures, et à établir un champ magnétique alternatif pour chauf- fer par induction les éléments ( 70) à une tempéra- ture suffisante pour faire fondre le métal de brasage et pour chauffer par induction les dispositifs de montage ( 84) à une température proche de celle des 22 - éléments ( 70) de telle sorte que les dispositifs de montage chauffés ( 84) transfèrent de l'énergie aux éléments extérieurs afin de réduire la perte d'énergie nette des surfaces d'élément extérieures pour assurer un chauffage uniforme de la totalité des éléments métalliques empilés ( 70).