Brevet FR2859266A1 — publié le 20050304

La présente invention se rapporte à une tubulure comprenant un premier tube inséré dans un deuxième tube de façon coaxiale, l'un des deux tubes possédant une paroi lisse et l'autre une paroi majoritairement ondulée. Une telle tubulure peut être utilisée dans de nombreuses applications, et est notamment particulièrement indiquée pour le transfert de gaz chauds générés par des moteurs utilisés dans l'industrie automobile. Pour renforcer l'isolation thermique et sonore, il est déjà connu, notamment dans l'industrie automobile, d'utiliser des tubulures à double épaisseur comprenant deux tubes coaxiaux à parois lisses insérés l'un dans l'autre. Néanmoins, lorsqu'il s'agit de cintrer la tubulure ainsi formée, le procédé employé est particulièrement complexe et coûteux. En effet, de la silice ou des billes d'acier par exemple doivent être préalablement glissées entre les deux parois afin d'éviter que ces dernières n'entrent en contact lors de l'opération de cintrage. Pour simplifier cette opération de cintrage, il a alors été proposé de réaliser des tubulures à double épaisseur à l'aide d'un tube à paroi lisse et d'un tube à paroi ondulée coaxiaux. Les deux variantes ont été envisagées, à savoir, le tube à paroi ondulée inséré dans le tube à paroi lisse, et le tube à paroi lisse inséré dans le tube à paroi ondulée. Cependant, après analyse, contrairement à ce que l'on pouvait imaginer, une tubulure à double épaisseur de ce type n'est pas plus efficace, en termes d'isolation thermique et sonore, qu'un tube à paroi lisse. En effet, à titre d'exemple, pour une tubulure à double cintrage composée d'un tube externe à paroi lisse et d'un tube interne à paroi ondulée, la température mesurée du tube externe est de 449 C avec des conditions de débit de 720 m3/h d'air à 530 C. Or, un tube à double cintrage et à simple paroi lisse possède une température de 410 C dans les mêmes conditions de débit. De plus, dans le cas où le tube à paroi ondulée est logé à l'intérieur du tube à paroi lisse, l'écoulement du fluide transporté est perturbé, ce qui se traduit par une augmentation des pertes de charges et augmentation importante de bruit. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients cités précédemment, et consiste pour cela en une tubulure comprenant un premier tube dans lequel est inséré un deuxième tube de façon coaxiale, l'un des deux tubes possédant une paroi lisse et l'autre une paroi majoritairement ondulée, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un troisième tube inséré dans le deuxième tube de façon coaxiale, les tubes étant alternativement à paroi lisse et à paroi ondulée. 2859266 2 Ainsi, dans une tubulure selon l'invention, les tubes étant alternativement à paroi lisse et à paroi ondulée, il en découle que l'opération de cintrage peut être réalisée plus aisément que dans le cas d'une tubulure formée par deux tubes coaxiaux à paroi lisse. Par ailleurs, alors que le fait de substituer une tubulure double paroi à un tube simple ne procure aucun avantage particulier en termes d'isolation thermique et sonore, il a été constaté qu'une tubulure possédant au moins trois parois alternativement lisses/ondulées permet, par création de poches d'air isolantes situées de part et d'autre de la paroi de chaque tube intercalaire, de limiter grandement l'influence réciproque de la température du fluide transporté sur l'environnement extérieur. De plus, la multiplication des parois permet de limiter les nuisances sonores générées par la circulation du fluide. Avantageusement, les tubes sont en acier, ou en acier inoxydable, ou encore en aluminium. Avantageusement encore, la paroi de chaque tube à paroi ondulée présente des ondes sensiblement parallèles ou hélicoïdales. Selon une première variante de la présente invention, la paroi de chaque tube à paroi 20 ondulée peut être localement lisse. Selon une deuxième variante de la présente invention, au moins un matériau isolant peut être inséré dans chaque espace séparant la paroi d'un tube de la paroi d'un autre tube. Ce matériau isolant est constitué à base de fibres de verre ou d'au moins un isolant microporeux du type laine de roche. Selon un mode de réalisation préférée de l'invention, la tubulure comprend trois tubes coaxiaux. Préférentiellement encore, cette tubulure se décompose en un tube externe à paroi lisse dans lequel est inséré un tube intermédiaire à paroi ondulée à l'intérieur duquel est inséré un tube interne à paroi lisse. De plus, une couche de matériau isolant peut être disposée entre la paroi lisse du tube externe et la paroi ondulée du tube intermédiaire. En variante, cette couche de matériau isolant peut être disposée entre la paroi ondulée du tube intermédiaire et la paroi lisse du tube interne. Dans une tubulure selon l'invention, chaque tube possède de préférence une épaisseur inférieure à 1 mm. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée qui est exposée ci-dessous en regard du dessin annexé dans lequel: La figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale d'une tubulure selon le 5 mode de réalisation préférée de l'invention. La figure 2 est une vue de détail à échelle agrandie d'une partie de la tubulure représentée à la figure 1. La figure 3 est une vue schématique en coupe longitudinale de la tubulure représentée à la figure 1, après l'opération de cintrage. La figure 4 est une vue schématique en coupe longitudinale de la tubulure représentée à la figure 1, avec ajout d'une couche intermédiaire d'un matériau isolant. La figure 5 est une vue de détail à échelle agrandie d'une partie de la tubulure représentée à la figure 4. La figure 6 est une vue schématique en coupe longitudinale d'une variante de la 20 tubulure représentée à la figure 1. La figure 7 est une vue schématique en coupe longitudinale de la tubulure représentée à la figure 6, après l'opération de cintrage. La figure 8 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un premier type de tubulure à quatre tubes. La figure 9 est une vue schématique en coupe longitudinale de la tubulure représentée à la figure 8, avec ajout de deux couches intermédiaires de matériau isolant. La figure 10 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un second type de tubulure à quatre tubes. La figure 11 est une vue schématique en coupe longitudinale de la tubulure représentée 35 à la figure 10, avec ajout de deux couches de matériau isolant. La figure 12 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un premier type de tubulure à cinq tubes. La figure 13 est une vue schématique en coupe longitudinale de la tubulure représentée 5 à la figure 12, avec ajout de deux couches intermédiaires de matériau isolant. Une tubulure 1 selon le mode de réalisation préférée de l'invention, telle que représentée aux figures 1 à 3, est réalisée à partir d'un tube externe 2 possédant une paroi lisse. Dans un premier temps, un tube intermédiaire 3 possédant une paroi ondulée et présentant un diamètre légèrement inférieur à celui du tube externe 2 est inséré dans ce dernier. Dans un deuxième temps, un tube interne 4 possédant une paroi lisse et présentant un diamètre légèrement inférieur à celui du tube intermédiaire 3 est inséré dans ce dernier. La paroi ondulée du tube intermédiaire 3 comprend une succession d'ondes parallèles qui présentent chacune, d'une part, un point 5 orienté vers l'extérieur au contact du tube externe 2, et d'autre part, un point 6 orienté vers l'intérieur au contact du tube interne 4. Des poches d'air isolantes 7 sont donc réalisées de part et d'autre de la paroi ondulée du tube intermédiaire 3. Ces trois tubes 2 à 4 sont coaxiaux et peuvent être réalisés en acier, ou en acier inoxydable, ou encore en aluminium par exemple. Comme représenté à la figure 3, une telle tubulure 1 peut alors être facilement cintrée selon les techniques habituelles utilisées pour le cintrage de tubes. A titre d'exemple, en réalisant une tubulure 1 à double cintrage, avec un rayon de cintrage à l'axe de 250 mm, à partir de trois tubes 2 à 4 en acier inoxydable possédant une épaisseur de 0, 4 millimètre, une longueur de 800 millimètres, et un diamètre de 80 millimètres environ, il a été constaté que la température d'air en sortie de la tubulure 1 est de 510 C pour un débit de 720 m3/h d'air à 530 C, et que la température du tube externe 2 est de 210 C. Une telle tubulure 1 permet ainsi de grandement limiter les phénomènes de transfert de chaleur par conduction et rayonnement. Aux figures 4 et 5 est représentée une tubulure 8 qui se différencie uniquement de la tubulure 1 par le fait qu'une couche 9 d'un matériau isolant a été intercalée entre le tube externe 2 et le tube intermédiaire 3. Une telle couche 9 pénètre en partie dans 2859266 5 chacune des poches d'air isolantes 7 situées entre le tube externe 2 et le tube intermédiaire 3, et peut être réalisée en fibres de verre ou encore en un isolant microporeux du type laine de roche par exemple. Aux figures 6 et 7 est représentée une tubulure 10 constituant une variante de réalisation de la tubulure 1, dans la mesure où le tube intermédiaire 3 de cette dernière est remplacé par un tube intermédiaire 11, qui possède une paroi majoritairement ondulée pouvant être localement lisse. Comme représenté plus particulièrement à la figure 7, les opérations de cintrage sont alors uniquement effectuées dans les zones où la paroi du tube intermédiaire 11 est ondulée. A la figure 8 est représentée une tubulure 12 qui se différencie de la tubulure 1 par le fait qu'un quatrième tube 13 à paroi ondulée est glissé à l'intérieur du tube interne 4 à paroi lisse. Comme représenté à la figure 9, une première couche 14 de matériau isolant peut être disposée entre le quatrième tube 13 et le tube interne 4, et une seconde couche 15 de matériau isolant peut être prévue entre le tube intermédiaire 3 et le tube externe 2: Un autre type de tubulure à quatre tubes est représenté aux figures 10 et 11. En effet, une tubulure 16 est réalisée à partir de la tubulure 1 autour de laquelle est rapporté un quatrième tube 17 à paroi ondulée. Comme précédemment, deux couches 18, 19 de matériau isolant peuvent être prévues. Enfin, une tubulure 20 constituée de cinq tubes est représentée à la figure 12. Cette tubulure 20 correspond à la tubulure 16 de la figure 10 autour de laquelle a été positionné un cinquième tube 21 à paroi lisse. Comme représenté à la figure 13, il est bien évidemment possible d'intégrer deux couches intermédiaires 22, 24 de matériau isolant. II doit être bien compris que la paroi de chaque tube constitutif d'une tubulure selon l'invention possédant avantageusement une épaisseur très réduite, cela permet en 30 finalité de limiter grandement la masse globale de la tubulure. Dans certaines applications, il doit également être bien compris qu'une tubulure selon l'invention peut présenter un tube agrafé en lieu et place de chaque tube ondulé. Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec des exemples particuliers de réalisation, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous 2859266 6 les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention. 7 REVENDICATIONS 1.- Tubulure (1, 8, 10) comprenant un premier tube (2) dans lequel est inséré un deuxième tube (3, 11) de façon coaxiale, l'un des deux tubes possédant une paroi lisse et l'autre une paroi majoritairement ondulée, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un troisième tube (4) inséré dans le deuxième tube de façon coaxiale, les tubes étant alternativement à paroi lisse et à paroi ondulée. 2.- Tubulure (1, 8, 10) selon la revendication 1, caractérisée en ce que les tubes (2, 3, 4, 11) sont en acier, ou en acier inoxydable, ou encore en aluminium. 3.- Tubulure (1, 8, 10) selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée 15 en ce que la paroi de chaque tube (3, 11) à paroi ondulée présente des ondes sensiblement parallèles ou hélicoïdales. 4. Tubulure (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la paroi de chaque tube (11) à paroi ondulée peut être localement lisse. 20 5.- Tubulure (8) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'au moins un matériau isolant (9) peut être inséré dans chaque espace séparant la paroi d'un tube (2) de la paroi d'un autre tube (3). 6.- Tubulure (8) selon la revendication 5, caractérisée en ce que le matériau isolant (9) est constitué à base de fibres de verre ou d'au moins un isolant microporeux du type laine de roche. 7.- Tubulure (1, 8) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce 30 qu'elle comprend trois tubes (2, 3, 4) coaxiaux. 8.- Tubulure (1, 8) selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle comprend un tube externe (2) à paroi lisse dans lequel est inséré un tube intermédiaire (3) à paroi ondulée à l'intérieur duquel est inséré un tube interne (2) à paroi lisse. 2859266 8 9.- Tubulure (8) selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'une couche (9) de matériau isolant est disposée entre la paroi lisse du tube externe (2) et la paroi ondulée du tube intermédiaire (3). 10.- Tubulure (1, 8, 10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que chaque tube (2, 3, 4, 11) possède une épaisseur inférieure à 1 mm.