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Perfectionnements aux échangeurs thermiques
Cette invention se rapporte aux échangeurs thermiques, et plus spécialement aux radiateurs, refroidisseurs d'huiles, réfrigérants intermédiaires et dispositifs analogues pour mo- teurs a combustion interne, du genre comprenant un corps d'échan geur a éléments formés de minces tôles ou pellicules métalliques ou de minces tubes métalliques à joints.
Généralement un corps d'échangeur du type à tôles ou pellicules comprend un ensemble de tôles planes et d'organes ales- pacement disposés en alternance ou d'une autre façon régulière pour former deux séries de passages s'étendant transversalement, et les éléments plats sont réunis deux à deux de façon étanche - au liquide. Lorsque l'on emploie des éléments tubulaires à joints, par exemple dans un type d'échangeur thermique à tubes à ailettes, les joints des tubes doivent nécessairement être étanches. Jusqu'a présent les joints des éléments étalent de simples joints plats, ou des joints à recouvrement ou des joints sertis, et l'étanchéité était assurée par une soudure tendre, un brasage ou une opération analogue.
Les simples joints, plats ou à recouvrement ne présentent pas une grande résistance mécanique, et ont une tendance à se rom- pre sous l'action de vibrations ou d'autres efforts, tandis que les joints sertis sont difficiles à exécuter dans certaines cir- constances, par exemple dans des espaces restreints ou dans des endroits peu accessibles.
La présente invention a pour objet un procédé de fabri- cation perfectionné d'échangeurs thermiques du genre décrit, selon
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lequel les borde des éléments métalliques minces sont joints de façon étanche d'une manière simple et efficace.
Suivant la présente invention, pour la fabrication d'échangeurs thermiques du genre décrit, un procédé perfection- né pour joindre de façon étanche les bords des éléments métalli- ques minces consiste à replier les dits bords vers l'intérieur pour former des brides internes juxtaposées, puis à mettre en place un organe métallique à section en U qui embrasse ces bri- des internesetà fixer les parties repliées les unes aux autres et/ou à 1+organe à section en U par soudure, brasage ou opéra- tion analogue.
De préférence le métal de l'organe à section en U est plus épais que le métal des éléments et le dit organe à section en U est d'abord attaché aux brides internes par une opération de serrage ou de striction.
De préférence aussi une couche intermédiaire de mé- tal de brasage est prévue entre les surfaces intérieures de l'organe à section en U et les surfaces adjacentes des éléments, et ce métal de brasage fixe de façon étanche ces surfaces les unes aux autres grâce à un chauffage qui a lieu âpres l'opéra-- tion de serrage ou de striction. Si on le désire, l'organe à section en U peut être soudé par points aux éléments avant l'opération de brasage, en même temps ou après l'opération de serrage ou de striction. La couche intermédiaire de métal de brasage peut consister en une feuille séparée mince, ou elle peut consister en un revêtement qui adhère à l'organe à sec- tion en U, et qui est appliqué par laminage, par électrolyse par pulvérisation ou par un autre procédé convenable.
Le revête- ment adhérent est appliqué de préférence avant que l'organe soit plié en U. Si on le désire, l'organe à section en U peut 'être revêtu du métal de brasage des deux côtés. 4 'invention s'applique particulièrement à la fabrication d'échangeurs ther- miques décrite dans les demandes de Brevets anglais N 13956/40 et N 6201/41.
Un mode d'exécution de l'invention est représenté dans les dessins annexés, dans lesquels :
Figure 1 est une vue en perspective d'une partie du corps d'un échangeur thermique construit suivant la présente invention.
Figure 2 est une vue en perspective d'une cellule du corps d'échangeur de la Figure 1.
Figure 3 est une vue en perspective d'un organe de serrage à section en U.
Figure 4 est une vue en plan agrandie d'une partie du corps d'échangeur de la Figure l, montrant le mode d'assem- blage des cellules de la Figure 2.
Suivant les dessins, le corps d'é changeur thermique l comprend une série d'éléments ondulés 2 qui définissent des conduites d'air horizontales et une série d'éléments ondulés 3 qui définissent des conduites d'eau verticales., -Les éléments des conduites d'air sont logés dans des enveloppes à section rectangulaire 4 qui sont obtenues en repliant une tôle mince et en réunissant les deux bords opposés au moyen d'un joint ser- ti 5.
Les bords extrêmes 6 de chaque enveloppe qui s'étendent
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au-delà du dessus et du dessous de l'enveloppe sont repliés en arrière, de sorte que les bords qui dépassent ont une forme en U, et chaque enveloppe avec les organes ondulés qui y sont loges constitue-, une cellule contenant un ensemble d'éléments du corps d'échangeur comme le montre la Figure 2. on procède alors à l'assemblage d'une série des dites,cellules en alternance avec les éléments ondulés 3. On a replié les bords 6 des enveloppes en concordance avec. la largeur ou l'épaisseur totale des dits organes ondulés 3, de telle sorte que lorsque les cellules sont assemblées comme décrit, les bords repliés 6 de cellules voi- sines sont en contact l'un avec l'autre et forment des brides intérieures juxtaposées.
Des organes 7 à section en U, en métal sensiblement plus épais que le métal des enveloppes, sont alors introduits entre les cellules voisines, le coté convexe de l'organe en U étant dirigé vers les organes ondulés 3, et les bords de l'organe en U embrassant les bords repliés 6 des cellules voisines. Les dits bords repliés et les bords de 1?organe en U qui les embrassent sont alors serrés ensemble de façon étanche au moyen dtun instrument de serrage (non représenté), de telle sorte que les bords de l'organe en U s'appliquent étroitement contre les bords repliés, et restent dans cette,position. Chaque cellule est ainsi attachée étroitement aux cellules voisines par deux organes en U, un de chaque côté.
Chaque organe en U est revêtu à sa surface intérieure d'une couche d'un métal de brasage approprié. Le dit métal de brasage peut être appliqué au cours de n'importe quelle phase de la fabrication, par exemple en appliquant par laminage une couche de métal de brasage sur une bande de métal et les organes en U peuvent être obtenus en découpant en tronçons la bande revêtue, et en repliant ces tronçons de telle sorte que l'on obtient les organes section en U désirés.
Lorsque le corps d'échangeur a été assemblé et que les cellules qui le constituent ont été fermement accouplées comme décrit, on chauffe le corps à une température suffisamment élevée pour faire fondre le métal de brasage qui se trouve sur les organes en U, de telle sorte que le métal fondu s'unit au métal des enveloppes, et qu'après refroidissement, les parties constitutives du corps sont fixées les unes aux autres par des joints solides et étanches. De préférence, l'opération de chauffage est effectuée en introduisant le corps d'échangeur tout monté dans un four ou analogue dans lequel on maintient une atmosphère relativement inerte ou réductrice, par exemple une atmosphère de gaz carbonique ou une atmosphère d'hydrogène ou d'ammoniac craqué.
D'autre part l'organe en U peut avoir avantageusement une longueur plus grande que celle requise pour le produit achevé, de telle sorte qu'il fait saillie au-delà de chaque extrémité des brides internes. Les brides internes et les bords de l'organe en U qui les embrassent sont alors assemblés par serrage ou striction comme décrit plus haut et, de plus, les bords des parties en saillie de l'organe en U sont fermas, par exemple par soudure par points ou par pression, produisant ainsi des dispositifs de fixation additionnels qui maintiennent l'organe en U en place pendant l'opération de brasage ultérieure. Lorsque le brasage est achevé, on coupe les parties en saillie au ras des bords repliés des cellules.
Le procédé de construction suivant la présente invention présente plusieurs avantagea importants vis-à-vis d'autres @
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procédés de construction. Par exemple les joints entre les parties constitutives ou cellules de l'échangeur tnermique sont fortement renforcés par l'organe à section an U, qui, étant en métal plus épais, offre un ample support qui permet aux dits joints de résister à de fortes vibrations ou à d'autres efforts. De plus, s'il se produit une fuite en l'un des joints, elle peut être fermée facilement par application de métal de brasage, de soudure à l'argent ou leur éguivalent à la partie extérieure du joint, à 1''endroit où les bords repliés viennent en contact avec les bords de l'organe à section en U.
Bien que l'on ait illustré et décrit à titre d'exemple une application de la présente invention à la fabrication d'un type d'échangeur thermique, l'invention peut être appliquée avec profit à d'autres types d'échangeurs thermiques. Par exemple, dans la fabrication d'éléments tubulaires à section plate pour échangeurs thermiques de type à tubes à ailettes, les dits éléments peuvent être obtenus en pliant des tôles et en réunissant les bords par le procédé suivant la présente invention, le joint se trouvant à l'un des angles de l'élément aplati.
En outre, bien que lion ait décrit l'invention en relation avec un procédé de brasage des éléments du corps d'échangeur, il est bien entendu que l'invention s'applique aussi à des échangeurs thermiques dont les éléments sont soudés par soudure tendre.
REVENDICATIONS
1.- Dans la fabrication d'échangeurs thermiques du genre décrit, un procédé pour fixer ensemble de façon étanche les bords d'éléments métalliques minces, caractérisé en ce qu'on replie vers l'arrière les dits bords de telle sorte qu'ils forment des brides internes juxtaposées, on met en place uri organe métallique à section en U qui embrasse ces brides internes et on fixe les parties repliées l'une à l'autre et/ou à 1+organe à section en U par soudure, brasage ou une opération analogue.