Brevet FR2558943A1 — publié le 19850802

Paroi chauffante en tubes plats et procédés pour sa réalisation. La présente invention concerne une paroi chauffante comportant des tubes plats disposés les uns au-dessus, ou à côte, des autres, fermés côté frontal, assemblés entre eux sur leurs faces étroites par soudage par compression et communiquant entre eux par des ouvertures des faces étroites, des éléments essentiellement annula ires ayant approximativement la forme desdites ouvertures étant insérés, dans la région de celles-ci, entre les tubes plats voisins et au moins un support étant placé sur la face arrière des tubes plats. On connaît de telles parois chauffantes formées de tubes superposés ou juxtaposés par leurs faces étroites, communiquant entre eux et fermés côté frontal. Le brevet suisse CH-PS 488 520 décrit une paroi chauffante dans laquelle des tubes plats de section au moins approximativement rectangulaire qui comportent sur leurs faces étroites des ouvertures allongées concordantes entre elles sont disposés en plein appui les uns contre les autres par leurs faces étroites. Entre chaque fois deux faces étroites opposées de tubes plats voisins, des insertions de soudage en fer pur sont introduites dans la zone des ouvertures longitudinales de façon à s'étendre autour de chacune de celles-ci. A la faveur de la compression des tubes plats, les insertions de soudage sont amenées à se fondre avec les arêtes des ouvertures par un courant de soudage.L'ensemble du matériau des insertions de soudage sert ici par conséquent au soudage des ouvertures de chaque fois deux tubes plats reposant pleinement l'un sur l'autre par leurs faces étroites après le processus de soudage. La juxtaposition sans lacune des tubes plats de cette paroi chauffante ne permet pas un laquage de sécurité contre la corrosion de tout le pourtour des tubes, si bien qu'il n'est pas rare qu'il se produise bientôt une corrosion a partir des surfaces de contact des tubes. De plus, la superposition directe des faces étroites des tubes de cette paroi chauffante connue lui vaut une surface libre relativement petite, d'où une action de chauffage elle aussi relativement basse.Après l'assemblage par soudage des tubes, les faces frontales de ces tubes, de relativement grandes dimensions, sont fermées par une barre commune que l'on soude aux extrémités des tubes. I1 faut finalement enduire ces joints de soudure, ce qui représente des frais de réalisation supplémentaires. On connaît par le brevet suisse CH-PS 592 290 un corps de chauffe d'un autre type dans lequel plusieurs tubes plats horizontaux sont fixés par soudage par bossages, sur leurs faces planes, les uns au-dessus, et en même temps a une certaine distance, des autres sur des tubes-collecteurs verticaux de telle façon que chaque tube plat communique avec chaque tube collecteur par deux ouvertures. En vue du soudage par bossages, les bords des ouvertures des tubes collecteurs sont refoulés vers l'extérieur,- si bien que, lors du processus de soudage, ces bords saillants sont en appui contre les bords d'ouverture correspondants de chaque tube plat voulu.Pendant le soudage par compression, chaque tube plat est comprimé par sa face large relativement élastique contre le tube collecteur jusqu a ce que le tube plat soit en plein appui contre ce dernier. Pour éviter une déformation du tube plat pendant que s'exerce la pression de soudage, il faut insérer des éléments de soutien supplémentaires dans les tubes plats, ce qui implique une construction relativement compliquée.De plus, on subit ici aussi l'inconvénient du plein appui des tubes plats contre les tubes verticaux, ce qui rend également impossible un laquage anticorrosion de tout le pourtour desdits tubes. I1 existe bien, il est vrai, entre les tubes plats eux-mêmes un intervalle quelconque duquel peuvent résulter des avantages techniques de chauffage : on n'en a cependant pas tiré profit jusqu a présent dans des parois chauffantes sans tubes collecteurs. On connaît aussi, par le brevet suiss CH-PS 420 540, un procédé de réalisation de corps de chauffe dans lequel, à l'aide d1outils-d'estampage particuliers, on munit chaque fois de fentes les corps de chauffe en question aux extrémités de leurs faces étroites. On munit ensuite d'un joint de soudure le long de ces fentes les tubes appliqués pleinement les uns contre les autres. On subit ici aussi l'inconvénient de l'application continue des tubes les uns sur les autres, c'est-à-dire celui d'une relativement faible surface utile et de l'absence de laquage périphérique. L'invention a pour objet, à partir de cet état de la technique, une paroi chauffante améliorée en sorte que ses éléments tubulaires soient dotés d'une sécurité maximale contre la corrosion et présentent en même temps une surface de chauffe aussi grande que possible. On veut égalemnt pouvoir munir de façon simple et rapide la paroi chauffante d'éléments de maintien d'où il résulte au total une réalisation économique. Cette paroi chauffante, du genre annoncé, est caractérisée par le fait qu'une fente (d'écartement) définie est ménagée entre chaque fois deux tubes plats voisins, que les éléments annulaires utilises pour le soudage par compression sont établis en même temps en entretoises entre les tubes chaque fois voisins et que les extrémités des tubes sont fermées frontalement chaque fois individuellement par des procédés connus en soi. La fente définie prévue selon l'invention entre chaque fois deux tubes voisins offre deux avantages essentiels : d'une part, elle permet de laquer à l'épreuve de la corrosion tout le pourtour; d'autre part, elle agrandit considérablement la surface de rayonnement thermique des éléments du corps de chauffe. La disposition selon l'invention d'éléments annulaires entre les faces étroites des tubes plats et l'utilisation simultanée de ces éléments annulaires en tant qu'entretoises et qu'éléments de soudage pour le soudage par compression assurent une réalisation économique, simple et rapidement exécutable de ces parois chauffantes. Du fait que les extrémités des tubes de la paroi chauffante selon l'invention sont fermées frontalement chaque fois individuellement on retire l'avantage de pouvoir facilement nettoyer individuellement chaque tube plat aux emplacements de soudage correspondants après la fermeture. Comme procédés connus de fermeture frontale, on peut appliquer des méthodes très simples et économiques, car, selon l'invention, les tubes, de relativement faible volume, ont une relativement faible largeur, de tordre de 9 mm. On peut fermer les extrémités ouvertes des tubes plats par exemple par enroulement intérieur desdites extrémités, puis soudage, c'est-à-dire sans utilisation d'éléments insérés ni de coiffes supplémentaires. On peut aussi, selon une autre éventualité, glisser à l'intérieur de l'ouverture frontale une bande de tôle ayant les dimensions de la largeur intérieure du tube plat et la souder ici par fusion. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, la fente entre deux tubes plats voisins est établie en sorte qu' soit insérable au moins une patte horizontale cintrée par estampage hors de la face arrière des support s, en forme de U, fixés à la paroi chauffante. En outre, la largeur des ailes du profilé en U desdits supports peut également être choisie approximativement égale à la largeur de lamelles conductrices de chaleur placées sur la face arrière de la paroi. Chaque élément destiné au soudage par compression peut avantageusement être un anneau ovale ayant de préférence une section circulaire et étant placé à une faible distance du bord de l'ouverture ovale en entourant ce dernier. On empêche de la sorte un afflux du matériau de l'élément dans l'ouverture lors du soudage et l'on évite en outre que, lors du soudage de la construction, l'arrête de chaque ouverture soit évasée ou rétrécie par la force de compression. L'élément peut naturellement aussi avoir une forme de section autre que circulaire si cela doit s'avérer avantageux. L'élément annulaire de soudage par compression peut aussi consister en un renflement ovale formé de l'intérieur avant la fermeture du tube plat correspondant. Dans une première forme de réalisation, au moins un tel renflement est ménagé sur les deux faces étroites opposées de deux tubes voisins, cela dans la même disposition et de la même façon, les faces frontales desdits renflements étant chaque fois disposées en superposition essentiellement symétrique par rapport à un miroir pour se souder intimement pendant le soudage par compression. Les deux renflements soudés ensemble forment en commun l'élément d'entretoise entre les tubes voisins. On fait ainsi l'économie d' éléments de construction supplementaires à disposer de façon précise entre les surfaces voisines. Dans une deuxième forme de réalisation, il est ménagé dans une seule face étroite de deux tubes voisins au moins un renflement qui est en appui sur le bord plan de l'ouverture, alignée avec lui, de l'autre tube. Dans ce cas, le renflement présente donc une hauteur correspondant à la fente voulue entre deux tubes voisins, au lieu que, dans le cas précédent, les hauteurs de deux renflements opposés se complétaient à la largeur de ladite fente voulue entre deux tubes voisins. Enfin l'élément annulaire peut avoir la forme d'une douille ovale, et sur les faces étroites de tubes plats se faisant chaque fois suite peuvent être ménagées, dans la même disposition et suivant le même établissement, des dépressions ovales, lesdites douilles étant disposées en appui essentiellement frontal dans de telles dépressions chaque fois opposées. Cette forme de réalisation permet également un montage simple et précis des éléments tubulaires et annulaires à assembler entre eux avant le soudage par compression. L'invention a egalement pour objet des procédés de réalisation des parois chauffantes définies ci-dessus. Le procédé de réalisation d'une paroi chauffante à l'aide d'anneaux ovales interposés entre les faces étroites des tubes plats est caractérisé par les opérations ci-dessous prises dans l'ordre de leur énumération - tronçonnage à une même longueur voulue d'un certain nombre de tubes plats; - fermeture séparée des divers tubes plats sur leurs faces frontales au moyen d' un procédé connu en soi; - établissement de chaque fois au moins une ouverture dans chaque face étroite des tubes plats en conformité avec la circulation forcée projetée;; - superposition des tubes plats par leurs faces étroites, la disposition des ouvertures étant réalisée conformément à la circulation forcée du fluide de chauffage et au moins deux anneaux étant en même temps insérés à écarte- ment uniforme entre chaque fois deux tubes voisins, cela aussi bien en des emplacements où existent des ouvertures qu'en des emplacements sans ouvertures afin de permettre un assemblage uniforme et rigide; - compression de la structure et exécution du soudage par compression, connu en soi, en sorte qu'une fente prédéterminée subsiste chaque fois entre les tubes; - application d'au moins un support en forme de U sur la face arrière, avec insertion, dans les fentes comprises entre les tubes, de pattes cintrées perpendiculairement hors desdits supports par estampage;; - soudage des support s en forme de U sur la face arrière de la paroi. Pour l'établissement des ouvertures ovales dans les faces étroites des tubes plats, on défonce lesdites ouvertures, de préférence au moyen d'un poinçon affûté en biais, dans les tubes plats, déjà fermés. En même temps, le coeur correspondant se trouve rabattu ou s'enroule en bande essentiellement en forme de spirale dans un coin vers l'extrémite du tube, si bien que la circulation du fluide de chauffage n'est pâs perturbée. Il ne se produit pas non plus de déformation involontaire de la paroi du tube. Le fait qu'il subsiste un espace prédéterminé entre les faces étroites des tubes plats successifs permet d'effectuer un parfait laquage du pourtour des tubes plats de la paroi chauffante ainsi réalisée. On fixe également de façon connue les éléments de raccordement en forme de L ou de T pour l'entrée et la sortie de l'eau. te procédé selon l'invention est relativement simple et permet une réalisation peu coûteuse et également simple de la paroi chauffante. Le procédé est facilement adaptable au remplacement des anneaux ovales par l'un des deux autres éléments annulaires précités. En effet, en cas d'utilisation de renflements - au moins un dans l'une des faces étroites opposées de deux tubes voisins -, il faut avoir soin de réaliser ceux-ci avant d'avoir soin de refermer les faces frontales des tubes, et, lorsqu'on établit ensuite les ouvertures des faces étroites selon la circulation prévue, il faut en prévoir ainsi dans la région desdits renflements. En cas d'utilisation de dépressions - au moins une dans chacune des faces étroites opposées de deux tubes voisins -, on les réalise également avant de fermer les faces frontales des tubes, et, lorsqu'on établit ensuite. les ouvertures, il faut en prévoir dans quelques unes des faces frontales desdites dépressions, puis insérer des douilles ovales entre les dépressions deux à deux opposées. Dans l'un et l'autre cas, il ntest naturellement plus question d'insérer des anneaux ovales entre les tubes. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée de plusieurs modes de réalisation pris comme exemples non limitatifs et illustrés schématiquement par le dessin annexé, sur lequel la figure I est une vue en coupe longitudinale verticale partielle d'une paroi chauffante selon ladite invention; la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne II-II de la figure 1; la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne III-III de la figure 1; la figure 4 est le schéma de principe d'une paroi chauffante selon l'invention dans une première réalisation de circulation forcée; la figure 5 est le schéma de principe d'une paroi chauffante selon l'invention dans une deuxième réalisation de circulation forcée; la figure 6 est une vue- partielle en perspective vers la face arrière d'une paroi chauffante selon l'invention; ; la figure-7 est une vue en coupe partielle d'un élément de support de la paroi chauffante; la figure 8 est une vue prise selon la flèche VIII de la figure 7; la figure 9 est une vue en coupe selon la ligne IX-IX de la figure 7; la figure 10 est une vue en coupe longitudinale partielle d'une jonction avec ouverture de communication pour une autre réalisation selon l'invention; la figure 11 est également une vue en coupe longitudinale partielle d'une jonction avec ouverture de communication pour une troisième réalisation selon l'invention; la figure 12 est une vue de face d'une jonction selon la figure 11; la figure 13 est une vue de face d'une jonction selon une quatrième forme de réalisation conforme à l'invention. Comme on le voit d'après le dessin, une paroi chauffante selon l'invention se compose de plusieurs tubes plats 1 disposés les uns au-dessus, ou à côté, des autres avec une fente 3 d'écartement précis entre leurs faces étroites voisines 2. Dans lesdites faces étroites 2 des tubes plats 1 voisins sont disposées chaque fois des ouvertures ovales qui ont la même forme dans chacun d'eux et se font exactement face de l'un à l'autre. Des anneaux ovales 5 posés concentriquement autour des ouvertures 4 et présentant des dimensions un peu supérieures à ces- dernières sont placés entre les faces étroites opposées 2 des tubes plats 1 voisins. En même temps, ces anneaux sont plus étroits que la face étroite du tube plat, si bien que l'on obtient chaque fois un plein appui simultanément confortable de deux tubes plats voisins sur les anneaux 5. Les figures 4 et 5 représentent deux parois chauffantes dans lesquelles on réalise une circulation forcée différente par des ouvertures de jonction, ou communication, différemment disposées. On voit que la disposition des ouvertures permet d'organiser une circulation forcée quelconque et que lton réalise en même temps un assemblage uniforme et stable des tubes sous un écartement constant entre leurs faces étroites. On remarque sur la figure 6 un support 6 en forme de U appliqué sur la face arrière de la paroi chauffante. Comme on le voit d'après les figures 7 à 9, une patte 7 est cintrée perpendiculairement, par estampage, hors de la face du support 6 tournée vers les tubes. Cette patte 7 est dimensionnée de façon à être insérable dans la fente et sépare deux tubes plats 1 voisins. Sont également fixés, comme on le voit sur la figure 6, sur la face arrière des tubes les éléments de raccordement pour l'entrée et la sortie de l'eau, matérialisés ici par un raccord 8 en forme de L pour l'entrée de l'eau. Dans la deuxième forme de réalisation de paroi chauffante selon 1' in- vention représentée sur la figure 10, des dépressions 9 opposées et -identiques entre elles sont ménagées sur les faces étroites des tubes plats 1. Les ouvertures 4 sont ici pratiquées sur la face frontale de ces dépressions. Dans deux dépressions 9 alignées entre elles, une douille 10 est logée de façon à s'appuyer par sa face frontale contre la surface oblique extérieure des dépressions. Cette interposition d'une douille 10 donne la possibilité d'obtenir un écartement de dimensions appropriées entre les tubes plats 1. Les figures ll et 12 correspondent à une autre forme de réalisation, dans laquelle des renflements ll sont ménagés sur les faces étroites opposées de tubes plats 1 voisins. Ces renflements alignés entre eux s'appuient frontalement les uns sur les autres à l'état assemble et peuvent comporter des ouvertures de passage 4 sur leurs faces frontales. Lesdits renflements présentent la même hauteur et ces hauteurs donnent ensemble l'écartement entre deux tubes plats 1 voisins, ctest-à-dire la fente 3. La figure 13 représente enfin une quatrième forme de réalisation, dans laquelle sont ménagés, sur la face étroite d'un seul de deux: tubes plats voisins, au moins deux renflements ll' qui, comme on lta déjà exposé, sont munis d'ouvertures et s'appuient sur les bords plans des ouvertures d'alignement correspondant de la face étroite du tube plat 1 voisin. La hauteur des renflements 11' sur l'un de deux tubes plats voisins détermine donc celle de la fente 3 entre ces deux tubes plats. REVENDICATIONS 1. Paroi chauffante comportant des tubes plats (1) disposés les uns au-dessus, ou à côté, des autres, fermés côté frontal, assemblés entre eux sur leurs faces étroites par soudage par compression et communiquant entre eux par des ouvertures (4) des faces étroites, des éléments essentiellement annulaires (5, 10, 11), ayant approximativement la forme desdites ouvertures (4), étant insérés dans la région de celles-ci, entre les tubes plats voisins (1) pour le soudage par compression et au moins un support (6) étant placé sur la face arrière d'un des tubes plats (1), paroi chauffante caractérisée par le fait qu'une fente (d'écartement) (3) définie est ménagée entre chaque fois deux tubes plats voisins (1), que les éléments annulaires (5, 10, 11) utilisés pour le soudage par compression sont établis en même temps en entretoises entre les tubes (1) chaque fois voisins et que les extrémités des tubes sont fermées frontalemen, chaque fois individuellement. 2. Paroi chauffante selon la revendication 1 caractérisée par le fait que la fente (3) entre deux tubes plats (1) voisins est établie en sorte qu'y soit insérable au moins une patte horizontale (7) cintrée par estampage hors de la face arrière des supports (6), en forme de U, fixés à la paroi chauffante. 3. Paroi chauffante selon la revendication 2 caractérisée par le fait que la largeur des ailes du profilé en U des supports (6) est approximative- ment égale à la largeur de lamelles conductrices de chaleur placées sur la face arrière de la paroi. 4. Paroi chauffante selon la revendication l caractérisée par le fait que les tubes (1) ont un relativement faible volume avec une relativement petite largeur (de l'ordre de 9 mm). 5. Paroi chauffante selon la revendication 1 caractérisée par le fait que chaque élément destiné au soudage par compression est un anneau ovale (5) ayant de préférence une section circulaire et étant placé à une faible distance du bord de l'ouverture ovale (4) en entourant ce dernier. 6. Paroi chauffante selon la revendication 1 caractérisée par le fait que chaque élément annulaire de soudage par compression consiste en un renflement ovale (ll) formé avant la fermeture du tube plat (1) correspondant. 7. Paroi chauffante selon la revendication 6 caractérisée par le fait qu'au moins un renflement (11) est ménagé sur les deux faces étroites oppo sées (2) de deux tubes (1) voisins, cela dans la même disposition et de la même façon, les faces frontales desdits renflements (11) étant chaque fois disposés en superposition essentiellement symétrique par rapport à un miroir (fig. 11 et 12). 8. Paroi chauffante selon la revendication 6 caractérisée par le fait qu'il est ménagé dans une seule face étroite de deux tubes (1) voisins au moins un renflement (11') qui est en appui sur le bord plat de l'ouverture (4), alignée avec lui, de l'autre tube (1) (fig. 13). 9. Paroi chauffante selon la revendication 1 caractérisée par le fait que l'élément annulaire a la forme d'une douille (10). 10. Paroi chauffante selon la revendication 9 caractérisée par le fait que sur les faces étroites de tubes plats (1) se faisant chaque fois suite sont ménagées, dans la même disposition et suivant le même établissement, des dépressions ovales (9), les douilles (10) étant disposées en appui essentiellement frontal dans de telles dépressions (9) chaque fois opposées. 11. Procédé de réalisation d'une paroi chauffante, notamment selon les revendications 1 et 5, caractérisé par les opérations ci-dessous prises dans l'ordre de leur énumération - tronçonnage à une même longueur voulue d'un certain nombre de tubes plats (1); - fermeture séparée des divers tubes plats (1) sur leurs faces frontales au moyen d'un procéde connu en soi, - établissement de chaque fois au moins une ouverture (4) dans chaque face étroite (2) des tubes plats (1) en conformité avec la circulation forcée projetée; - superposition des tubes plats (1) par leurs faces étroites, la disposition des ouvertures (4) étant réalisée conformément à la circulation forcée du fluide de chauffage et au moins deux anneaux étant en même insérés à écartements uniformes entre chaque fois deux tubes voisins;; - compression de la structure et exécution du soudage par compression, connu en soi, en sorte qu'une fente prédéterminée (3) subsiste chaque fois entre les tubes (1); - application d'au moins un support (6) en forme de U sur la face arrière, avec insertion, dans les fentes (3) comprises entre les tubes (1), de pattes (7) cintrées perpendiculairement hors desdits supports par estampage; - soudage des supports (6) en forme de U sur la face arrière de la paroi. 12. Procédé selon la revendication 11 caractérisé par le fait que l'on défonce les ouvertures (4), au moyen d'un poinçon affûté en biais, dans les tubes plats, déjà fermés. 13. Procédé de réalisation d'une paroi chauffante, notamment selon les revendications 1, 7 et 8, caractérisé par les opérations ci-dessous prises dans 1, ordre de leur énumération - mise à longueur uniforme des tubes plats (1); - réalisation d'au moins un renflement (11) dans la face étroite d'au moins un tube plat (1); - fermeture des faces frontales des divers tubes plats (1); - établissement d'ouvertures (4) dans les faces étroites (2) des tubes plats (1), cela aussi dans la zone des renflements, en conformité avec la circulation forcée projetée pour le fluide de chauffage; - superposition des tubes (1), avec réalisation de la disposition des ouvertures (4) conforme à la circulation forcée;; compression de la structure et exécution du soudage par compression en sorte qu'une fente prédéterminée (3) subsiste entre deux tubes (1) succes- sifs; - application d'au moins un support (6) en forme de U sur la face arrière, avec insertion, dans les fentes (3), de pattes (7) cintrées perpendiculairement hors de la face arrière des supports (6) par estampage; - soudage des support s (6) sur la face arrière de la paroi. 14. Procédé de réalisation d'une paroi chauffante, notamment selon les revendications 1, 9 et 10, caractérisé par les opérations ci-dessous prises dans l'ordre de leur énumération - mise à longueur uniforme des tubes plats (1); - établissement d'au moins deux dépressions ovales (9) dans les faces étroites chaque fois opposées de tubes plats (1) successifs dans l'assemblage; - fermeture des faces frontales des divers tubes plats (1); - établissement d'ouvertures ovales (4) dans quelques faces frontales des dépressions (9) selon la circulation forcée prévue pour le fluide de chauffage; - insertion de douilles ovales (10) entre chaque fois deux dépressions (9) opposées dans des tubes plats (1) voisins; - superposition des tubes; ; - compression de la structure et exécution du soudage par compression, connu en soi, en sorte qu'une fente prédéterminée (3) subsiste chaque fois entre deux tubes (1) voisins; - application d'au moins un support (6) en forme de U sur la face arrière, avec insertion, dansles fentes (3) comprises entre les tubes plats (1), de pattes (7) cintrées perpendiculairement hors de la face arrière desdits supports (6) par estampage; - soudage des supports (6) en forme de U sur la face arrière de la paroi.