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L'invention se rapporte aux échangeurs de chaleur constitués par un ou plusieurs tubes faits en métal étiré sur lesquels sont en- filées et fixées des lames ou ailettes faites d'un métal laminé, particulièrement de fer ou d'acier, s'appuyant les unes sur les au- tres par des surfaces jointives ou d'appui, normales à l'axe des tu- bes qui les portent, et principalement destinées à maintenir leur espacement régulier.
Ces lames de fer ou d'acier doivent, en raison de la conducti- bilité relativement faible du métal, présenter une épaisseur assez forte pour assurer une conduction suffisante de la chaleur; cette épaisseur correspond à un poids qui dépasse la résistance à la flexion des tubes, auxquels il est intéressant d'assigner un diamè- tre aussi faible que possible, et ce poids suffirait à provoquer la déformation de l'appareil, qui tendrait à se courber sous l'ac- tion de la pesanteur ou de tout autre effort extérieur. Le diamè- tre des tubes doit en -effet être suffisamment petit pour laisser subsister entre les ailettes des passages d'air suffisants, malgré le peu de développement que peuvent avoir celles-ci en raison de la faible conductibilité du métal employé.
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Les'lames sont façonnées suivant Fig. 1,2,3,4,5, ou suivant @ tout autre profil similaire ayant -,pour caractéristiques de présenter Perfectionnements aux échangeurs de chaleur.
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des plis, saillies ou bossages emboutis normalement à leur plan et constituant des points ou des surfaces d'appui des lames les unes contre les autres.
Suivant Fig. 1, les lames a, enfilées sur le tube b sont mu- nies de deux bords e repliés nettement à angle.droit. -
Suivant Fig. 2, les deux bords c à angle droit de la lame a forment un angle arrondi d sur la face extérieure duquel le bord c de la lame a contigue vient s'appuyer en produisant l'imbrication des lames entre elles.
Suivant Fig. 3, le profil reste à peu prés identique à celui' des Fig. 1 et 2, sauf que les bords libres e des lames a viennent s' encastrer dans un emboutissage e légèrement concave que porte le dos de la lame voisine.
Ces plis ou bords extérieurs peuvent être pleins, dentelés ou perforés.
Suivant les Fig. 4, 5, 6, les plis extérieurs des lames a sont remplacés par des bossages f emboutis dans l'axe médian des tubes b et constituant des surfaces d'appui des lames les unes contre les autres. La Fig. 4 représente une coupe de ces bossages suivant la ligne IV-IV de la Fig. 5 qui représente une lame vue à plat tandis que la Fig. 6 est une coupe verticale suivant la ligne VI-VI de la Fig. 5,
L'invention a pour objet d'obtenir la rigidité en même temps qu' une augmentation de rendement de ces appareils, par deux moyens dont les effets s'ajoutent l'un à l'autre au point de vue de la rigidité, et dont le second contribue à augmenter le rendement thermique par unité de surface et de poids de métal employé.
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Le second moyen consiste à réduire le poids de l'ensemble, et
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conséquemment à diminuer sa tendance à la flexion, en donnant 1' épaisseur des lames le profil le plus avantageux à la conduction de la chaleur, par kilogramme de métal employé.
En vue d'obtenir la rigidité des appareils, on conçoit qu'en pratiquant, par'un moyen quelconque, une compression énergique des lames les unes sur les autres par l'intermédiaire de leurs sur- faces d'appui, l'adhérence obtenue d'une lame à l'autre suffit à faire de tout l'assemblage un monobloc qui se comportera, à la fle- xion, à l'instar d'une poutre armée ; c'est ce que l'expérience con- très firme/complètement: un appareil composé de lames jointives par leurs bords, simplement juxtaposées les unes aux autres sur les tu- bes, fléchit très notablement sous la charge de la surface d'échange nécessaire; le même appareil, repris après une compression suffi- sante des lames dans le sens axial des tubes, devient pratiquement indéformable dans les mêmes conditions de charge et de portée.
La compression mécanique des lames, qui sont elles-mêmes con- formées en vue de ce résultat',, peut être obtenue par deux procédés différents, dont le choix est déterminé par le mode de fixation des lames sur les tubes.
Cette fixation des lames sur les tubes peut se faire:
1 / Par sertissage en appliquant à l'intérieur du tube une pres- sion hydrostatique sùffisante pour obtenir le contact intime entre la paroi extérieure du tube et l'intérieur de l'ouverture pratiquée dans la lame, percée très approximativement au même diamètre;
2 / Par dépôt d'un métal intercalaire, à l'aide des procédés connus, soit par soudure, étamage, galvanisation, ou autres procédés similaires.
Lorsque la fixation des lames sur les tubes est obtenue par 1' action d'une pression hydrostatique à l'intérieur des tubes, la compression de l'assemblage est réalisée, dès que la fixation des ailettes est obtenue, en poussant la pression intérieure au delà de la pression de sertissage,'pour produire, par un gonflement du tube dans les parties de celui-ci restées'libres, un raccourcissement du
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dit tube assurant un serrage énergique des ailettes les unes contre les autres par leurs surfaces d'appui.
Lorsque les lames doivent être fixées aux tubes par l'apport d'un métal intercalaire, soudure, galvanisation, etc., les lames sont auparavant comprimées les unes sur les autres par un serrage mécanique extérieur obtenu, soit à la presse, soit à l'aide de ti- raits ancrés à des plaques d'extrémité coulissant sur les tubes ; dès que ce serrage est obtenu, il suffit de le rendre définitif en fi- xant à demeure sur le tube, à chaque extrémité de l'assemblage, la dernière lame ou plaque extérieure comprimée, avant de supprimer l'action de la compression mécanique; cette fixation peut se faire indifféremment par soudure autogène extérieure, mandrinage intérieur, ou tout autre moyen.
On procède ensuite à la soudure de la garniture de lames aux tubes par l'un ou l'autre des procédés connus qui a été adopté.
Ainsi que dit ci-dessus, les appareils auront d'autant, moins de tendance à se déformer sous l'action de la pesanteur, que leur poids total sera moins élevé par unité de longueur.. Cette condi- tion est réalisée en diminuant progressivement l'épaisseur des la- mes, en partant de leur plan'de fixation aux tubes jusqu'à leurs bords extérieurs, dans la mesure proportionnelle à la quantité dé- croissante de chaleur qu'elles doivent conduire jusqu'à la périphé- rie, normalement au courant d'air qui traverse l'appareil.
Les Fig. 7 et 8 représentent à titre d'exemple une fraction d' un appareil comportant deux tubes, la Fig. 7 étant une coupe trans- versale entre deux ailettes et la Fig. 8 une coupe suivant la ligne VIII-VIII de la Fig. 7. On voit que cette disposition a pour résul- tat de fabriquer les lames hors de bandes métalliques dont la sec- tion transversale est approximativement bi-trapézoidale, et dont les quatre faces peuvent être tout-à-fait rectilignes (Fig. 8). La Fig.
9 indique en une vue analogue à la Fig. 8 que les faces des lames peuvent affecter un profil légèrement curviligne.
On réalise ainsi, pour des lames ou ailettes faites de métal
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laminé et dont la forme est carrée ou rectangulaire, la condition - d'épaisseurs décroissantes du centre à la périphérie que présentent les ailettes venues de fonte de fer sur les appareils de fabrication connue. Le profil adopté ici présente d'autre part cette particula- rité que dans le plan de leurs attaches aux tubes, c'est-à-dire dans le sens de la traversée'de l'air, la conduction de la chaleur est maxima sur toute la hauteur axiale w, x,y,z, de la lame (Fig. 7 et 8), pour être ensuite distribuée vers la périphérie de chaque lame, dans le sens normal à la direction des tubes.
Cette particularité correspond à un accroissement de rendement par unité de surface et de poids des dites lames fixées sur des tubes cylindriques dont le diamètre est faible relativement à la surface de chauffe .des lames d'échange qu'ils portent.
Enfin, la réduction d'épaisseur des lames vers leurs bords extérieurs a pour avantage de faciliter la confection de ces bords repliés mécaniquement.
En Résumé, l'invention concerne :
1.- Un procédé de fabrication d'échangeurs de chaleur au moyen de tubes étirés sur lesquels sont enfilées et fixées des ailettes laminées, particulièrement en fer ou en acier, caractérisé en ce que les ailettes sont fortement comprimées les unes contre les au- tres à l'aide de bords ou de surfaces d'appui convenablement disposés, dans le but de donner à l'ensemble une rigidité suffisante pour qu'il ne se déforme pas sous le poids des ailettes.
2.- Un procédé selon-1, dans lequel la fixation des ailettes se fait par l'action d'une pression hydrostatique à l'intérieur du ou des tubes, caractérisé en ce que dès que la fixation des ailettes est obtenue, la pression intérieure est poussée au-delà de la pres- sion de sertissage et produit, par un gonflement du tube dans les parties de celui-ci restées libres, un raccourcissement du dit tube assurant un serrage énergique des ailettes les unes contre les au- tres par leurs.surfaces d'appui.
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