Brevet FR2733445A1 — publié le 19961031

PROCEDE DE FABRICATION DE TUBES A RAINURES INTERIEURES POUR ECHANGEURS THERMIQUES La présente invention concerne un procédé de fabrication de tubes à rainures intérieures pour échangeurs thermiques, selon le préambule de la revendication 1. Les tubes de cuivre à rainures intérieures à soudure longitudinale continue sont utilisés dans les échangeurs thermiques, par exemple sur les installations de climatisation ou lorsqu'une condensation ou une évaporation est nécessaire. Sur le côté agent réfrigérant, les nervures conduisent à une transmission thermique améliorée du côté intérieur du tube. Par conséquent, à performance égale, des installations plus petites ou un besoin plus faible en agent réfrigérant sont possibles, ou bien, à performance et construction égales, une vitesse d'écoulement plus faible de l'agent réfrigérant est possible. Ces tubes sont de préférence fabriqués par profilage à froid sur galets d'une bande métallique lisse, par moulage de la bande métallique en un tube et par soudage de la soudure longitudinale. Un processus par incandescence peut être associé au soudage. Par rapport aux tubes sans soudure utilisés jusqu'à présent, les tubes à soudure longitudinale continue présentent des avantages du point de vue de l'uniformité des parois et donc des caractéristiques de flexion plus régulières sur l'ensemble de la circonférence du tube. Etant donné qu'aucun lubrifiant n'est nécessaire lors du laminage des rainures, les tubes soudés longitudinalement en continu sont exempts de résidus de lubrifiant sur la surface intérieure. Les rainures laminées dans la bande métallique à paroi lisse s'étendent selon un angle de 15 à 45 par rapport au sens longitudinal de la bande métallique. Ainsi, une torsion est imprimée au milieu introduit dans le tube métallique à rainures intérieures, torsion grâce à laquelle la transmission thermique doit être améliorée. Pour la réalisation des rainures s'étendant à l'oblique avec un laminoir, une force transversale est exercée sur la bande métallique, qui pourrait faire dévier la bande métallique du sens de fabrication. La bande métallique doit donc être guidée exactement latéralement. Un guidage exact ne peut toutefois pas toujours être garanti, de sorte que le processus de soudage qui suit est influencé de manière désavantageuse. C'est précisément sur les tubes métalliques dont il est question, qui ont un diamètre d'environ 10 mm et une épaisseur de paroi de 0,4 mm, que les exigences doivent être les plus élevées. En outre, les guidages latéraux peuvent entraîner un endommagement ou une déformation des arêtes de bandes, ce qui se répercute également de manière désavantageuse sur la qualité de la soudure. Par conséquent, l'objectif de l'invention est d'améliorer le procédé de sorte que l'on puisse se passer du guidage supplémentaire des arêtes de bandes et que l'on puisse réaliser un tube métallique à soudure longitudinale continue, à rainures intérieures, ayant une soudure de qualité élevée. Cet objectif est réalisé par les éléments distinctifs figurant dans la caractéristique de la revendication 1. L'invention permet d'obtenir que les forces transversales produites par le laminoir agissent de manière uniforme vers les deux côtés et s'annulent de ce fait mutuellement. Outre les avantages résultant directement de l'objet de l'invention, il est désormais possible d'optimiser du point de vue de la thermotechnique la profondeur des rainures et l'angle des rainures par rapport à l'arête longitudinale. Un autre avantage essentiel consiste également en ce que la turbulence du milieu est considérablement augmentée du fait que les rainures sont orientées dans des sens différents. Les écoulements latéraux sont amenés les uns vers les autres, ce qui améliore la transmission thermique. D'autres modes de réalisation avantageux sont présentés dans les sous-revendications. L'invention est expliquée plus en détail à l'aide des exemples de réalisation représentés schématiquement sur les figures 1 à 3. La figure 1 présente une vue latérale d'un dispositif adapté d'une manière particulière pour l'exécution du procédé selon l'invention. Une bande de cuivre 2 de par exemple 30 mm de largeur et d'une épaisseur de paroi de 0,4 mm est déroulée d'une bobine débitrice 1 et amenée à un laminoir double 3. Le cylindre inférieur 3a est lisse et le cylindre supérieur 3b présente un profilage qui produit à la surface, dirigée vers le haut, de la bande de cuivre 2 un profil de gorge. La bande de cuivre 2 profilée est amenée à un dispositif de moulage 4, dans lequel il est moulé en un tube 5 pourvu d'une fente longitudinale. La fente longitudinale est soudée au moyen d'un dispositif de soudage 6, de préférence un dispositif de soudage TIG. Le tube soudé 7 est tiré par un extracteur 8, de préférence ce que l'on appelle un extracteur à pince de serrage comportant plusieurs paires de pinces de serrage 8b attachées à une chaîne sans fin 8a, à travers l'installation de fabrication et entré dans un réservoir de stockage 9. Selon l'invention, le profilage du rouleau supérieur 3b est cependant configuré de sorte que les rainures 10 produites dans la bande de cuivre 2 sont regroupées en au moins deux groupes, dans lesquels les rainures s'étendent parallèlement les unes aux autres et en formant des angles différents par rapport à l'axe longitudinal de la bande de cuivre 2. Sur la figure 2, les rainures s'étendent en formant en dessin en arête de poisson. Sur la figure 3 un dessin en arête de poisson double est laminé dans la bande de cuivre 2. Les arêtes longitudinales de la bande de cuivre 2 restent exemptes de rainures 10, de sorte qu'il reste des zones 2a à parois lisses, lesquelles devraient faciliter un soudage des arêtes longitudinales. Grâce à la disposition selon l'invention des rainures 10, on obtient lors de la fabrication un tracé droit de la bande de cuivre 2 dans le sens de la fabrication, parce que aucune force transversale n'agit sur la bande de cuivre 2 par le profilage du rouleau supérieur 36 ou qu'elles s'annulent mutuellement. Ainsi la qualité de la soudure longitudinale est considérablement augmentée. Un guidage latéral de la bande de cuivre 2 entre le laminoir 3 et le dispositif de moulage 4 est superflu. Outre cet avantage, le tube métallique à rainures intérieures réalisé suivant les principes de fabrication présente aussi l'avantage d'améliorer considérablement la transmission thermique. Cette amélioration repose sur le fait que, grâce à l'agencement spécial des rainures 10, les écoulements latéraux du milieu transporté à l'intérieur du tube sont amenés les uns vers les autres. Il se produit ainsi un tourbillon qui améliore la transmission thermique. En tant que matériau pour le tube, le cuivre s'est avéré particulièrement adapté, car le cuivre peut être facilement traité sans enlèvement de copeaux, il se soude bien et il présente une conductibilité thermique élevée. Les tubes soudés 7 peuvent par exemple être recuits en passage continu, afin d'améliorer leur flexibilité, et être ensuite enroulés en couronnes de transport. Habituellement, le recuit est cependant effectué dans ce que l'on appelle des fours à cloche, sous atmosphère contrôlée, la longueur des tuyaux se trouvant dans le réservoir 9. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication de tubes à rainures intérieures pour échangeurs thermiques, sur lesquels une bande métallique lisse est extraite d'une bobine, et pourvue, dans un laminoir, d'une pluralité de rainures s'étendant parallèlement les unes aux autres selon un angle de 15 à 45 par rapport au sens longitudinal de la bande, la bande métallique est formée en continu en un tube avec fente longitudinale et la fente est soudée, caractérisé en ce qu'au moins deux groupes de rainures s'étendant parallèlement les unes aux autres sont laminées dans la surface de la bande métallique, les rainures s'étendant sous forme d'un dessin en arête de poisson. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les rainures sont dirigées depuis le milieu de la bande métallique dans le sens des arêtes longitudinales de la bande métallique et en ce que les rainures des différents groupes forment entre elles un angle compris entre 30 et 90 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les zones des arêtes longitudinales sont exemptes de rainures sur une largeur d'au moins 1 mm. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que deux groupes de rainures s'étendant parallèlement les unes aux autres sont laminés, rainures qui forment chaque fois un angle de 15 à 45 par rapport à l'axe longitudinal et un angle de 30 à 90 entre elles.