Brevet FR2601272A1 — publié le 19880115

La présente invention concerne un procédé pour la production d'un corps d'échangeur de chaleur, dans lequel plusieurs tubes plats, avant leur assemblage et en particulier avant leur brasage, sont alignés à l'écartement voulu et avec leurs faces latérales parallèles, au moyen de tubulures intermédiaires ou d'extrémités évasées, les orifices de liaison aux extrémités des tubes étant alignés entre eux. Des échangeurs de chaleur, tels que ceux décrits dans la demande antérieure de brevet de la République fédérale d'Allemagne P 35 02 619.7, sont fabriqués selon le procédé ci-dessus. L'inconvénient est que l'alignement mutuel des orifices de liaison des tubes ou l'alignement à l'aide de tubulures intermédiaires est relativement coûteux, en particulier quand les échangeurs de chaleur ainsi constitués comprennent un nombre élevé de tubes plats à disposer parallèlement et de tubulures intermédiaires. Un autre inconvénient réside dans le fait que les pièces ainsi alignées doivent être fixées dans la position d'alignement avant le brasage. L'invention a pour objet un procédé de production simple de tels échangeurs de chaleur. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, une barrette de montage, qui traverse les orifices de liaison et le cas échéant les tubulures intermédiaires, est prévue et prend appui sur deux points au moins de chacun des orifices à aligner, et les pièces adjacentes sont glissées successivement sur ladite barrette de montage, puis reliées entre elles. L'emploi d'une barrette de montage spéciale, adaptée à la taille des orifices de liaison des tubes plats et à la taille des tubulures intermédiaires dans la mesure où ces dernières sont prévues, permet de façon relativement simple d'enfiler successivement les pièces à juxtaposer parallèlement sur ladite barrette de montage, qui assume simultanément une tâche de centrage et constitue un moyen de maintien des pièces alignées avant le début du brasage. Avantageusement, les pièces sont réunies par brasage et que la barrette de montage est également fixée par l'opération de brasage. Selon une autre caractéristique de l'invention,labarrette de montage utilisée peut -être réalisée facilement, en particulier sous forme d'une bande de tôle pliée longitudinalement, qui a la propriété de s'appliquer par ses bords longitudinaux et extérieurs, avec une cer taine élasticité, sur les parois intérieures des orifices des pièces à relier, assurant ainsi un centrage et une certaine liaison par frottement, qui peut suffire dans certaines conditions à maintenir les pièces avant de les plier entre elles. Un tel procédé de production permet aussi de laisser la barrette de montage à l'intérieur de l'échangeur de chaleur fini.Lorsqu'elle est réalisée sous forme d'une bande de tôle pliée, comme précédemment indiqué, la barrette montée permet en outre une distribution régulière du caloporteur entre tous les tubes plats par suite de sa disposition le long de la paroi passant par tous les orifices. L'échangeur de chaleur produit selon le nouveau procédé est ainsi caractérisé par une disposition de la cloison de séparation qui passe par tous les orifices de liaison des tubes plats et le cas échéant par les tubulures intermédiaires, est favorable hydrodynamiquement, mais sert aussi d'auxiliaire de montage lors de la production. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'un exemple de réalisation et des dessins annexés sur lesquels la figure 1 est une coupe longitudinale schématique d'une part#ie de tubes plats maintenue parallèlement et avec écartement à Laide de tubulures intermédiaires; la figure 2 est une coupe du corps d'échangeur de chaleur suivant l'axe II-II de la figure 1; la figure 3 est l'élévation frontale d'une tubulure intermédiaire utilisée pour la constitution du corps d'échangeur de chaleur selon figure I; la figure 4 est la coupe longitudinale de la tubulure intermédiaire suivant l'axe IV-IV de la figure 3; la figure 5 est une représentation schématique en perspective du procédé de production selon l'invention à l'aide d'une phase de montage; et la figure 6 représente schématiquement un échangeur de chaleur constitué par plusieurs corps produits selon l'invention. Les figures 1 et 2 représentent un corps (1) d'échangeur de chaleur, constitué par plusieurs tubes plats (2) alignés parallèle ment par leurs faces latérales (2a). Les tubes plats (2) sont maintenus avec un écartement (a), obtenu dans l'exemple de-réalisation représenté par l'insertion entre deux tubes plats (2) voisins d'une tubulure intermédiaire (3) dont la constitution est représentée aux figures 3 et 4. Les tubes plats (2) sont fermés avec étanchéité aux deux extrémités par des chapeaux (7) ou bouchons, et leurs deux faces latérales sont munies, au voisinage de leur extrémité supérieure portant les tubulures intermédiaires (3) d'orifices de liaison (4) qui présentent une section elliptique dans l'exemple de réalisation représenté.Chaque tube plat contient en outre une grille de turbulence (8) qui s'étend sur toute la largeur des tubes, peut être réalisée de façon connue et augmente la turbulence de l'écoulement à l'intérieur et par suite le coefficient de transmission thermique sur la paroi du tube. Comme le montre la figure 2, le bord supérieur de la grille de turbulence (8) se situe sur le bord inférieur de l'orifice de liaison (4). Au voisinage de cet orifice de liaison (4), les tubes plats (2) comprennent une cavité (9) dans laquelle le caloporteur peut se répartir.Dans l'exemple de réalisation représenté, des garnitures à ailettes (10) sont en outre insérées entre deux tubes plats (2) voisins pour produire un écoulement turbulent du caloporteur circulant entre les tubes plats (2) - perpendiculairement au plan du dessin dans l'exemple de réalisation représenté - et son contact avec un maximum de surfaces d'échange de chaleur, afin d'obtenir un échange de chaleur intense entre ledit caloporteur et celui circulant dans les tubes plats (2). Comme précédemment indiqué, des tubulures intermédiaires (3) dont la longueur (a) est égale à l'écartement (a) à assurer entre les faces latérales parallèles de tubes plats (2) voisins, sont fixées sur les deux extrémités des tubes plats (2), dont une seule est représentée. Les tubulures intermédiaires (3) sont munies de brides (11) en regard pour bien s'appliquer sur les faces latérales des tubes plats (2) et pouvoir etre reliées à ce dernier. Une barrette de montage de forme particulière est prévue pour permettre la production des éhcnageurs de chaleur selon figures 1 et 2; elle est constituée dans l'exemple de réalisation représenté par une bande de tôle (5) pliée longitudinalement avec un profil en Z. Cette bande (5) est constituée par une tôle perforée à nombreuses perforations (15) et comprend, parallèlement à ses bords extérieurs (5a) et (5b), des bords pliés longitudinaux (6), dont un est dirigé vers le haut et l'autre vers le bas. Les pièces à relier sont enfilées sur cette bande de tôle (5) de la façon suivante par exemple, comme l'indique la figure 5 : un tube plat (2) contenant une grille de turbulence, est glissé sur la barrette avec ses deux orifices de liaison (4) alignés. La barrette de tôle (5) est dimensionnée de façon à s'adapter à la forme elliptique des orifices de liaison (4).Comme le montrent les figures 2 et 4, les deux bords extérieurs (5a, 5b) de même que les deux bords pliés longitudinaux (6) de la barrette de tôle (5) s'appliquent après l'enfilage du tube plat (2) sur la paroi intérieure de l'orifice de liaison (4). Son matériau présentant une certaine élasticité propre, la bande de tôle (5) correctement dimensionnée peut se déformer facilement lors de l'introduction dans les orifices de liaison (4), de sorte qu'elle est appliquée par une certaine force élastique sur la paroi intérieure des orifices de liaison (4), aux quatre points indiqués. La liaison par frottement ainsi produite bloque axialement aussi les pièces glissées sur la bande de tôle (5). Après la mise en place d'un tube plat (2), une tubulure intermédiaire (3), dont les dimensions intérieures sont égales à celles des orifices de liaison (4), est enfilée. Elle est également centrée par la bande de tôle (5), alignée sur les orifices de liaison (4a) et fixée axialement. Il est ainsi possible d'enfiler alternativement des tubes plats et des tubulures intermédiaires, avec interposition le cas échéant des garnitures à ailettes (10). L'échangeur de chaleur ainsi assemblé est ensuite brasé de façon connue. La bande de tôle demeure à l'intérieur. Comme le montre la figure 2, la bande de tôle (5) assume aussi après la fabrication de l'échangeur de chaleur, la fonction avantageuse d'une meilleure distribution du caloporteur circulant dans les orifices de liaison (4) et les tubulures intermédiaires (3), la disposition de la partie centrale de la bande de tôle (5), se comportant comme une cloison de séparation, produisant une distribution régulière entre tous les tubes plats. Il est évidemment possible aussi de réaliser le cas échéant la bande de tôle (5) sans perforations (15) ou de la munir de fentes ou d'autres ouvertures pour influencer l'écoulement du caloporteur. La figure 6 représente un échangeur de chaleur (16) muni de façon connue de plusieurs faisceaux de tubes (17, 18, 19, 20), dans lesquels le sens (21) d'écoulement du caloporteur est toutefois inversé. Le corps d'échangeur de chaleur constituant le premier faisceau de tubes (17) comprend par suite une première barrette de montage (5) qui traverse tous les tubes non représentés et le cas échéant les tubulures intermédiaires appartenant à cette partie de l'échangeur de chaleur. La seconde barrette de montage (5') de ce premier faisceau de tubes (17), située dans le bas du côté opposé à l'orifice-d'alimen- tation (22), a une longueur double de celle de la barrette de montage (5) et sert non seulement au centrage de la partie inférieure des tubes (2) de ce faisceau (17) (figure 1), mais aussi au centrage et à l'enfilage des orifices inférieurs du faisceau de tubes (18) voisin. Ce dernier comporte de nouveau dans le haut la barrette de montage (5"), servant aussi à la fixation des orifices supérieurs des tubes du troisième faisceau (9). La barrette de montage (5"') inférieure de ce dernier établit de nouveau la liaison avec le quatrième faisceau de tubes (20),qui est centré dans le haut sur la barrette de montage (5""). L'invention permet par suite aussi la production simple d'échangeurs de chaleur comportant plusieurs faisceaux de tubes. L'invention est décrite avec des dessins représentant des corps d'échangeur de chaleur constitués par des tubes plats et des tubulures intermédiaires. Elle est évidemment applicable aussi en l'absence de tubulures intermédiaires, quand les tubes plats (2) sont directement appliqués l'un sur l'autre par leurs extrémités évasées. Un alignement mutuel des orifices de liaison par la barrette de montage est également possible dans ce cas. Bien entendu, diverses modifications peuvent etre apportées par l'homme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'etre décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. Revendications 1. Procédé pour la production d'un corps d'échangeur de chaleur, dans lequel plusieurs tubes plats, avant leur assemblage et en particulier avant leur brasage, sont alignés à l'écartement voulu et avec leurs faces latérales parallèles, au moyen de tubulures intermédiaires ou d'extrémités évasées, les orifices de liaison aux extrémités du tube étant alignés entre eux, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'une barrette de montage (5), qui traverse les orifices de liaison (4) et le cas échéant les tubulures intermédiaires (3), est prévue et prend appui sur deux points au moins de chacun des orifices (4) à aligner, et les pièces adjacentes (2, 3) sont glissées successivement sur ladite barrette de montage (5), puis reliées entre elles. 2. Procédé selon revendication 1, caractérisé en ce que les pièces sont réunies par brasage et que la barrette de montage (5) est également fixée par l'opération de brasage. 3. Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la barrette de montage (5) est constituée par un profilé replié en Z, qui s applique sur quatre points de la circonférence des pièces à aligner. 4. Procédé selon revendication 3, caractérisé en ce que la barrette de montage est constituée par une bande de tôle (5) pliée longitudinalement et présentant une certaine élasticité perpendiculairement à ses bords pliés longitudinaux( 6). 5. Procédé selon revendication 4, caractérisé en ce que la bande de tôle (5) est formée par une tôle perforée. 6. Procédé selon revendication 1, caractérisé en ce que l'on assemble plusieurs corps d'échangeur de chaleur produits selon la revendication 1, une partie d'une barrette de montage affectée à un corps d'échangeur de chaleur étant en saillie sur les pièces enfilées (2, 3), et en ce que cette partie en saillie de la barrette de montage sert pour les pièces à enfiler du corps d'échangeur de chaleur voisin.