Brevet FR2647375A1 — publié le 19901130

264737S La présente invention concerne- un procédé et un outil de fabrication de tubes rainurés, c'est- à-dire des tubes pourvus d'une rainure intérieure qui sert à augmenter la turbulence du fluide passant dans le tube; ces tubes sont utilisés pour la fabrication d'échangeurs de chaleur dans des batteries d'échange de chaleur et dans des échangeurs du type tubulaire. Le procédé conforme à l'invention permet de convertir des tubes lisses en tubes rainurés pendant ce qu'on appelle l'opération d'expansion o les tubes sont expansés et fixés sur l'ensemble d'ailettes. Comme cela est connu, on cherche dans le domaine thermotechnique de plus en plus de solutions pour améliorer l'efficacité des échangeurs de chaleur. La quantité de chaleur qui passe au travers des parois d'un tube dans un échangeur de chaleur dépend - en dehors de nombreux facteurs parmi lesquels surtout la différence entre les températures extérieure et intérieure - également des surfaces du tube et des conditions physiques des fluides qui sont en contact avec ses parois. Spécifiquement, lorsque le transfert d'énergie thermique est augmenté par la turbulence des fluides, les conditions les plus avantageuses devraient être créées dans le but d'améliorer le rendement de ces appareils. Pour cette raison, le tube intervenaht comme composants des échangeurs de chaleur sont générale- ment pourvus d'une série de rainures dans la paroi intérieure dans un double but: d'une part, pour augmenter leurs surfaces et en correspondance le degré d'échange de chaleur, et d'autre part-pour causer et/ou améliorer la turbulence du fluide qui passe dans le tube. La forme de la surface intérieure du tube a été produite par étirage pendant la fabrication du tube proprement dit, ce qui s'est traduit par une augmentation considérable du coût. Un objet de la présente invention est de proposer un procédé de fabrication de tubes comportant une surface intérieure rainurée, en partant de tubes à surface lisse, formés de cuivre ou d'aluminium. Selon l'invention, ce type d'opération esteffectué en mnmetemps que l'opération d'expansion, en utilisant un outil spécial, lequel constitue également un objet de l'invention, en obtenant ainsi un double résultat sans aucune augmentation du coût. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence, dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels: la Figure 1 représente une vue schématique et en partie en coupe d'un échangeur de chaleur, pendant l'opération d'expansion-rainurage; la Figure 2 est une vue en coupe d'un outil conforme à l'invention; la Figure 3 est une vue en plan de l'outil de la Figure 2; les Figures 4 et 5 représentent respectivement une vue en coupe et une vue en plan d'une réalisation différente d'un outil conforme à l'invention. L'outil (figure 2) se compose essentiellement d'un dispositif en forme de cloche, dans lequel une partie supérieure 1 de profil tronconique est jointe à une partie inférieure bombée 2. A la base, le diamètre "d" de l'outil est inférieur au diamètre "D" de la zone bombée. Dans ladite zone, il est prévu une série de rainures 3, orientées en oblique de façon à faire un certain angle avec la verticale, c'est-à-dire l'axe de la cloche. Pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, l'outil 5 est fixé à l'extrémité d'une tige 4 (Figure 1), à la place de l'outil tradition- nellement utilisé jusqu'à maintenant pour l'expansion. Pour cette opération, conformément aux techniques de l'art antérieur, on a utilisé un outil sphérique d'un dimensionnement supérieur au diamètre intérieur du tube, en le poussant à l'intérieur de ce tube pour produire son expansion et pour le bloquer finalement contre l'ensemble d'ailettes dans lequel il a été précédemment introduit. Le procédé conforme à l'invention prévoit l'utilisation de l'outil, également conforme à l'invention, pour l'opération décrite. Dans ce but, l'outil 5 (Figure 1), qui est monté à l'extrémité de la tige 4, est entraîné à l'intérieur d'un tube 6, en produisant son expansion jusqu'à ce qu'il s'applique étroitement contre l'ensemble d'ailettes 7. L'outil 5 peut être monté sur la tige de façon à tourner autour de l'axe de cette dernière: dans ce cas, ce sera l'inclinaison proprement dite des surfaces des rainures 3 qui produira le mouvement de rotation nécessaire de l'outil. Dans d'autres cas, l'outil peut être fixé sur la tige, c'est-à-dire qu'il sera tourné dans une direction quand il avancera et dans la direction opposée quand il sera sorti du tube. Dans ce cas, l'inclinaison des ailettes 7 devra correspondre ou pas de la trajectoire hélicoïdale décrite par la surface de travail de l'outil. La surface de l'outil peut évidemment avoir différentes formes, -en correspondance au type de rainurage requis. A titre d'exemple, une réalisation différente d'un outil est représentée sur les Figures 4 et 5. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés; elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication de tubes rainurés, caractérisé en ce que le rainurage et l'expansion de la surface intérieure du tube sont effectués en même temps à l'aide du même outil (5). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface intérieure du tube est sollicitée par un outil (5) qui tourne autour de l'axe du tube et peut se déplacer le long dudit axe, la surface extérieure dudit outil ayant une section qui est complémentaire de la section du rainurage à réaliser. 3. Procédé selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'outil est monté librement à l'extrémité d'une tige (4) qui est agencée pour être déplacée, par mouvement alternatif, à l'intérieur du tube (6). 4. Procédé selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit outil (5) est fixé sur la tige (4), cette dernière étant soumise à des mouvements alternatifs de translation et de rotation autour de son propre axe. 5. Outil pour la mise en oeuvre du procédé selon une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend un corps (5) ayant une section sensible- ment arrondie, effilée aux extrémités supérieure et inférieure et dont la surface est pourvue de plusieurs rainures (3) et/ou saillies dont la sectionestcomplémentaire de celle du rainurage à réaliser dans le tube. 6. Outil selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'inclinaison des saillies et/ou des rainures (3) correspond à la forme en spirale du rainurage à obtenir.