Brevet FR2791291A1 — publié le 20000929

La présente invention concerne un procédé de réa- lisation d'un échangeur de chaleur pour cuve de vinification et les échangeurs ainsi réalisés. La présente invention concerne un procédé de réa- lisation d'un échangeur de chaleur pour une cuve, notamment une cuve de vinification, selon lequel on réalise l'échangeur avec deux plaques de tôle soudées l'une à l'autre près du bord et par des soudures ponctuelles et linéaires à l'intérieur du contour, selon le tracé prévu pour le fluide échangeur de chaleur, procédé selon lequel après avoir réali- sé les soudures à plat on gonfle cet ensemble à une pression élevée pour écarter les plaques dans l'intervalle des soudu- res et former le chemin de circulation du fluide. L'invention concerne également de tels échan- geurs. Ces échangeurs en général plans, sont destinés notamment au traitement de produits alimentaires avec les- quels ils viennent directement en contact. Il s'agit par exemple de cuves de vinification contenant des moûts et dont il faut régler la température pour conduire la vinification. Ces échangeurs en général frigorigènes sont traversés par un fluide qui évacue la chaleur. Les échangeurs sont fabriqués avec deux tôles soudées près de leurs bords et en des points intermédiaires puis gonflés de manière à écarter les tôles dans l'intervalle entre les soudures et former ainsi le che- min de passage du fluide. En périphérie, l'échangeur possède deux lignes de soudure continue. Les échangeurs actuels sont fabriqués, comme décrits ci-dessus, puis ils subissent un traitement métallurgique, par exemple un polissage électroly- tique pour présenter une surface qui se nettoie aussi simple- ment et efficacement que possible. Mais comme au-delà de la double ligne de soudure les tôles sont libres, elles forment entre elles un intervalle capillaire qui peut retenir des li- quides utilisés pour la fabrication, par exemple un décapant ou un liquide de traitement. La présente invention a pour but de simplifier la fabrication de tels échangeurs de chaleur et concerne à cet effet un procédé du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que: - on soude au laser des plaques de tôle inox avec finition à recuit brillant pour former une soudure d'étanchéité près du bord des plaques, - on réalise des soudures ponctuelles et/ou linéaires à l'intérieur du contour d'étanchéité pour définir le chemin de circulation du fluide, - on réalise une soudure extérieure large à la mollette au- tour de la soudure d'étanchéité, - on découpe le contour de l'échangeur en coupant dans la soudure extérieure. Le procédé selon l'invention permet de fabriquer des échangeurs de chaleur en tôle inoxydable avec finition à recuit brillant. L'échangeur ainsi réalisé présente un contour parfaitement lisse, dont les bords ne baillent pas puisqu'ils sont soudés et que la découpe est faite dans la masse des deux bords, dans la soudure. Cela évite tout risque de nids de germes susceptibles de détériorer le liquide alimentaire, par exemple le moût de vin. Le contour est net parce qu'il est découpé dans la soudure; il peut de ce fait être rectiligne et l'étanchéité est parfaite puisque les deux tôles sont fondues l'une dans l'autre, ce qui évite aussi la formation de fissu- res et l'emprisonnement de produits chimiques tels que du dé- capant ou du produit de nettoyage dans une éventuelle fissure. Suivant d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention: - on met en forme en gonflant l'intervalle des plaques puis - on soude les manchons d'entrée et de sortie de fluide aux plaques. L'invention concerne également un échangeur réa- lisé selon le procédé ci-dessus; cet échangeur se compose de deux plaques de tôle inox avec finition à recuit brillant, découpées et réunies par soudage au laser, avec une soudure d'étanchéité, périphérique, définissant l'enceinte périphéri- que de l'échangeur et une soudure sur le bord de la plaque. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans les- quels: - - la figure 1 est une vue en plan d'un échangeur de chaleur selon l'invention, - la figure 2 montre en coupe une première étape de la fabrication de l'échangeur de la figure 1, - la figure 3 montre la seconde étape de fabrica- tion, - la figure 4 montre la troisième étape de fabri- cation. Selon la figure 1, l'invention concerne un échan- geur de chaleur, notamment pour des cuves de vinification. Un tel échangeur de chaleur est encore appelé " drapeau ". Il se compose de deux plaques rectangulaires 1, 2, superposées et soudées l'une à l'autre comme cela sera vu ultérieurement. Ces deux plaques reçoivent un embout d'entrée 3 et un embout de sortie 4 pour le fluide échangeur de chaleur (fluide chaud ou fluide froid). Les deux plaques 1, 2 sont en inox avec fi- nition à recuit brillant. Les deux plaques de même contour sont réunies par une soudure au laser 5 formée par une ligne polygonale 51-57. Dans ce mode de réalisation, les plaques 1, 2 sont rectangulaires et notamment carrées. La soudure au laser 5 correspond à une ligne définissant le contour de l'échangeur. Cette ligne se situe à une certaine distance du bord 6. La ligne se compose également de segments 54, 55 ou 56, 57, partant des embouts d'entrée et de sortie, en allant en s'évasant suivant une forme de trémie. A l'intérieur du contour 5 on réalise des soudu- res au laser comme la soudure linéaire 71 ou des soudures ponctuelles 72 réparties suivant le tracé que doit présenter le chemin de circulation du fluide. Les soudures ponctuelles sont en fait de petits tracés circulaires réalisant une zone soudée suffisamment grande pour résister aux efforts de gon- flement lors de la mise en forme de l'échangeur. Après avoir réalisé le contour 5 avec les différents segments 51-57 et les soudures ponctuelles 71 et linéaires 72, on gonfle l'ensemble ainsi soudé en injectant un fluide sous une pres- sion très élevée de manière à faire boursoufler les deux pla- ques 1, 2, sauf aux endroits o il y a une soudure. On obtient ainsi une pièce en forme d'édredon, qui constitue le chemin de circulation du fluide. Le procédé selon l'invention sera décrit à l'aide des figures 2 à 4 qui représentent une coupe selon la ligne IV-IV de la figure 1. Au cours d'une première étape du procédé (figure 2) on réunit les deux tôles coupées aux dimensions, par exem- ple rectangulaires ou carrées, par une ligne de soudure péri- phérique formant la ligne d'étanchéité périphérique 5, et des points ou lignes de soudure 71, 72 réalisés à l'intérieur de ce contour. La soudure 5 est une soudure relativement mince puisque faite au faisceau laser. Cette soudure se trouve à une distance (d) du bord extérieur des tôles. Après avoir effectué ces soudures au laser, on réalise une soudure à la mollette 6 réunissant bien les deux lèvres de la mollette. Cette soudure ne touche pas la soudure d'étanchéité périphérique 5; elle est constituée par une soudure extérieure correspondant sensiblement au contour pré- vu par l'échangeur. Cette soudure fait bien fusionner les deux pla- ques de tôle (fig. 3). Puis on découpe, suivant la ligne L, qui passe par la soudure 6, de manière à obtenir un bord périphérique 6', formé par la fusion des deux bandes de métal au-delà de la soudure périphérique 5. On peut gonfler l'échangeur et lui donner la forme de coussinet (fig. 4) puis souder les tuyaux constituant les embouts d'entrée et de sortie 3, 4. A la fin de ces opérations, on nettoie en décapant, puis on rince. R E V E N D I C A T I 0 N S 1 ) Procédé de réalisation d'un échangeur de chaleur pour une cuve, notamment une cuve de vinification, selon lequel on réalise l'échangeur avec deux plaques de tôle soudées l'une à l'autre près du bord et par des soudures ponctuelles et li- néaires à l'intérieur du contour, selon le tracé prévu pour le fluide échangeur de chaleur, procédé selon lequel après avoir réalisé les soudures à plat on gonfle cet ensemble à une pression élevée pour écarter les plaques dans l'intervalle des soudures et former le chemin de circulation du fluide, caractérisé en ce qu' - on soude au laser des plaques de tôle inox avec finition à recuit brillant pour former une soudure d'étanchéité près du bord des plaques, - on réalise des soudures ponctuelles et/ou linéaires à l'intérieur du contour d'étanchéité pour définir le chemin de circulation du fluide, - on réalise une soudure extérieure large à la mollette au- tour de la soudure d'étanchéité, - on découpe le contour de l'échangeur en coupant dans la soudure extérieure. 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on soude les manchons d'entrée et de sortie de fluide aux plaques avant de mettre en forme en gonflant l'intervalle des plaques. 3 ) Echangeur de chaleur pour cuve de fermentation, notamment de vinification, obtenu par la mise en oeuvre du procédé se- lon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu' il se compose de deux plaques (1, 2) de tôle inox avec fini- tion à recuit brillant, découpées et réunies par soudage au laser (5, 71, 72), avec une soudure d'étanchéité, périphéri- que, définissant l'enceinte périphérique de l'échangeur et une soudure (6) sur le bord (6') de la plaque (1, 2).