Brevet FR2551539A1 — publié le 19850308

Echangeurs de chaleur, en particulier pour congélateurs à usage ménager L'invention se rapporte à des échangeurs de chaleur, 5 en particulier pour congélateurs à usage ménager, constitués par une structure tridimensionnelle formée par pliage des branches de raccordement de différentes sections d'un serpentin plan en une seule partie comportant des lacets allant de-ci de-là entre des lignes de délimitation latérales au moins à peu près parallèles, et dans laquelle les différentes sections sont disposées parallèlement en se recouvrant au moins approximativement. Les échangeurs de chaleur du type précité sont de préférence formés par pliage de serpentins plans munis de branches de raccordement intermédiaires, attendu que de cette façon on peut éviter des points de soudure ou de brasure onéreux et sujets aux fuites Les branches de raccordement sont généralement en pareil cas réalisées sous forme de tronçons tubulaires rectilignes qui relient la dernière à la 20 première branche de deux sections successives du serpentin. Celles-ci sont ensuite après pliage associées à différents plans et constituent ainsi la structure tridimensionnelle de l'échangeur de chaleur. Lors du pliage du serpentin plan en un échangeur de chaleur il se produit au niveau des points de transition entre les branches de raccordement et les différentes sections du serpentin d'importants efforts de torsion qui sollicitent fortement le tube et le déforment Il y a alors risque que des cordons de soudure du tube se mettent à fuir et que les 30 revêtements de surface soient détruits. Les efforts de torsion intervenant pendant le pliage de l'échangeur de chaleur sont particulièrement néfastes dans le cas des échangeurs dits h tubes à fils métalliques dans lesquels, pour augmenter le pouvoir de transmission thermique, 35 des barreaux en fils métalliques étroitement serrés les uns contre les autres sont placés transversalement aux lacets sur les serpentins associés aux différents plans et sont fixés aux serpentins par soudage ou brasage Les efforts de torsion se produisant ainsi lors du pliage ont un effet particulièrement désastreux aux points de soudure ou de brasure qui se trouvent à proximité de la transition avec la branche de raccordement Il y a alors risque que le tube présente des fuites au niveau de ces points Pendant le pliage des échangeurs de chaleur à tubes à fils métalliques, on doit donc avant tout veiller à ce que dans toute la mesure du possible il ne se produise aucune solicitation en torsion dans la zone 10 sensible Pour ce faire, il faut généralement recourir à des dispositifs compliqués et difficiles à manoeuvrer qui augmentent fortement le coat de la fabrication de ces échangeurs de chaleur. Les branches de raccordement rectilignes classiques 15 dans les échangeurs de chaleur connus ont en outre l'inconvénient que le pliage du tube en un serpentin, de même que l'empilage et le transport du serpentin plan en tant que demiproduit nécessitent une place considérable Cela est en particulier le cas lorsque les échangeurs de chaleur terminés 20 présentent plusieurs sections planes disposées parallèlement les unes aux autres à d'assez grands intervalles. La présente invention a par conséquent pour objet de supprimer de façon simple les inconvénients et les difficultés qui se présentent lors de la fabrication des échangeurs de 25 chaleur du type précité. Ce résultat est atteint selon l'invention par le fait que les branches de raccordement sont formées par redressage de coudes qui font initialement saillie en dehors de la délimitation latérale et qui, à proximité de cette délimi30 tation, sont ensuite pliés hors du plan du serpentin au moins approximativement à angle droit. Grâce à la conception selon l'invention, lors du pliage du serpentin tout d'abord plan pour réaliser la structure tridimensionnelle de l'échangeur de chaleur, on arrive de façon simple à empêcher l'apparition des contraintes de torsion préjudiciables dans les zones particulièrement sensibles au niveau des points de transition entre les branches de raccordement et les différentes sections des serpentins et à éviter ainsi les risques qui y sont liés. Selon une caractéristique avantageuse de l'objet de l'invention, les coudes formant les branches de raccordement sont pliés hors du plan du serpentin alternativement sur des faces opposées. On a ainsi la possibilité de fabriquer sans difficultés des échangeurs de chaleur comportant un serpentin ayant un assez grand nombre de sections situées dans des 10 plans mutuellement parallèles. Selon une autre particularité de l'invention, les coudes formant les branches de raccordement sont situés du même côté du serpentin. L'échangeur de chaleur selon l'invention se caractérise également par le fait que la projection développée des coudes correspond au moins à la mesure de la distance entre les sections qu'ils raccordent de l'échangeur de chaleur. Dans l'échangeur de chaleur selon l'invention, les coudes formant les branches de raccordement peuvent être munis 20 d'un tronçon intermédiaire rectiligne Tous les rayons de courbure peuvent en outre avoir la même valeur. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description d'un mode de réalisation pris comme exemple, mais non limitatif, et illustré par le dessin annexé, sur 25 lequel: la figure 1 est une vue en perspective représentant un échangeur de chaleur à tubes à fils métalliques qui est réalisé sous la forme d'un évaporateur pour un congélateur et qui est plié à partir d'un serpentin plan comportant plusieurs 30 sections planes mutuellement reliées par des branches de raccordement; la figure 2 représente un schéma de pliage du serpentin servant à la fabrication de l'évaporateur et comportant entre ses différentes sections des branches de 35 raccordement tout d'abord réalisées sous forme de coudes encore plans; la figure 3 représente le serpentin plan avec fils métalliques déjà brasés sur les différentes sections et branches de raccordement alternativement pliées en dehors de son plan; la figure 4 représente à une échelle agrandie un détail du serpentin vu en coupe suivant IV-IV de la figure 3; la figure 5 représente un schéma de pliage pour la fabrication de l'évaporateur à partir du serpentin plan; la figure 6 représente en perspective un détail agrandi du serpentin selon la figure 3 avec une branche de raccordement qui est pliée à angle droit en dehors de son plan et qui est représentée par une ligne en traits mixtes à l'état étiré. Un évaporateur à tubes à fils métalliques, désigné par 10 sur la figure 1 et destiné à un congélateur-armoire à 15 usage ménager dont seuls les contours sont simplement schématisés par une ligne en traits mixtes, est formé par pliage d'un serpentin plan 11 qui comporte plusieurs sections contiguës désignées par les références A à D Ces sections A à D à l'état fini de pliage constituent les fonds ou les 20 plafonds des compartiments disposés les uns au-dessus des autres dansle congélateur-armoire Pour augmenter leur pouvoir de transmission thermique, elles sont recouvertes de barreaux en fils métalliques 12, qui sont disposés parallèlement les uns par rapport aux autres transversalement aux lacets du serpentin 11 sur leurs faces supérieure et inférieure et fixés par brasage ou soudage A l'exception de la figure 4, seule la face supérieure est représentée recouverte de barreaux 12 dans chaque exemple de réalisation illustré, pour faciliter la compréhension. Comme il ressort en particulier des figures 2 et 3, le serpentin est réalisé sous la forme d'une structure plane avec lacets allant de-ci de-là entre deux lignes de délimitation latérales parallèles Les sections A à D associées aux fonds et aux plafonds des compartiments du congélateur-armoire 35 sont mutuellement reliées par des branches de raccordement qui sont formées par redressage des coudes représentés à la figure 2, lesquels coudes, faisant initialement saillie en dehors de la délimitation latérale, sont ensuite pliés à angle droit hors du plan du serpentin 11 comme on peut le voir en particulier sur les figures 3 et 4. Pour le redressage des branches de raccordement 13, 5 on procède conformément au schéma de pliage représenté à la figure 5 selon lequel on amène tout d'abord les sections A et B se trouvant aux extrémités vers le haut à la position représentée par une ligne en traits mixtes Après cela, on redresse la branche de raccordement 13 reliant les sections 10 D et C par rabattage dans le sens de la flèche représentée, ce qui contribue à former la structure tridimensionnelle, représentée en perspective sur la figure 1, de l'évaporateur Lorsque l'on redresse la branche de raccordement de la façon décrite, celle-ci occupe la position représentée par 15 une ligne en traits mixtes sur la figure 6. Comme on peut le voir en particulier sur la figure 4, les coudes formant les branches de raccordement 13 sont alternativement pliés sur des faces opposées hors du plan du serpentin Ils sont alors en pareil cas tous situés du même 20 côté du serpentin 11. Les coudes formant les branches de raccordement 13 correspondent dans leur projection développée au moins à la mesure de la distance réciproque en hauteur des sections qu'ils raccordent Pour pouvoir modifier cette distance, il est avantageux de munir les coudes formant les branches de raccordement d'un tronçon intermédiaire rectiligne dont la dimension est déterminée par la distance en hauteur nécessaire entre les sections qu'ils raccordent Dans ce cas il est possible que tous les rayons de pliage du serpentin plan 11 aient la même 30 valeur On obtient de la sorte des avantages de fabrication particuliers attendu que le pliage du serpentin 11 et des branches de raccordement ne nécessite alors que des cylindres de cintrage de même diamètre Tout en maintenant les mêmes rayons de pliage, il est alors aussi possible, par compression 35 ou allongement avant la brasure des barreaux en fils métalliques, d'adapter les sections, associées à différents plans, du serpention 11, aux différentes profondeurs des échangeurs de 2 5 5 1 5 3 9 chaleur à constituer. Si l'on veut prévoir de plus grandes distances entre les différents plans, il est bien entendu aussi possible lors du pliage du serpentin 11, tout en maintenant les mêmes rayons de pliage, de faire en sorte que les branches de raccordement 13, comme schématisé sur la figure 2 entre les sections C, D, dépassent latéralement plus largement la ligne de délimitation du serpentin et de plier de la façon précédemment décrite hors du plan du serpentin le coude ainsi formé 10 avec branches allongées Les branches du coude ainsi allongées sont particulièrement avantageuses, attendu qu'elles constituent des bras de levier qui, d'une part, simplifient le redressage des branches de raccordement 13 et, d'autre part, représentent une sécurité supplémentaire contre le risque d'une déformation 15 du tube dans la zone sensible. REVENDICATIONS 1 Echangeurs de chaleur, en particulier pour congélateurs à usage ménager, constitués par une structure tridimensionnelle formée par pliage des branches de raccor5 dement de différentes sections d'un serpentin plan en une seule partie comportant des lacets allant de-ci de-là entre des lignes de délimitation latérales au moins à peu près parallèles, et dans laquelle les différentes sections sont disposées parallèlement en se recouvrant au moins approxima10 tivement, caractérisés par le fait que les branches de raccordement ( 13) sont formées par redressage de coudes qui font initialement saillie en dehors de la délimitation latérale et qui, à proximité de cette délimitation, sont ensuite pliés hors du plan du serpentin ( 11) au moins approximativement à 15 angle droit. 2 Echangeurs de chaleur selon la revendication 1, caractérisés par le fait que les coudes formant les branches de raccordement ( 13) sont pliés hors du plan du serpentin ( 11) alternativement sur des faces opposées. 3 Echangeurs de chaleur selon la revendication 1 ou 2, caractérisés par le fait que les coudes formant les branches de raccordement sont situés du même c 8 té du serpentin ( 11). 4 Echangeurs de chaleur selon l'une quelconque des 25 revendications 1 à 3, caractérisés par le fait que la projection développée des coudes correspond au moins à la mesure de la distance entre les sections qu'ils raccordent de l'échangeur de chaleur ( 10). Echangeurs de chaleur selon l'une quelconque des 30 revendications 1 à 4, caractérisés par le fait que les coudes formant les branches de raccordement ( 13) sont munis d'un tronçon intermédiaire rectiligne. 6 Echangeurs de chaleur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisés par le fait que tous 35 les rayons de courbure ont la même valeur.