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Assemblage perfectionné d'ailettes l'échangeur de chaleur.
La présente invention concerne des perfectionnements des échangeurs à plaques utilisés pour la transmission de chaleur entre deux fluides enfermés, et elle a trait notamment à un procédé d'assemblage perfectionné d'enveloppes d'échangeus comportant des rangées de fils métalliques ondulés et des canaux plissés formant des surfaces d'ailettes prolongées.
Un type d'appareil bien connu pour le transfert de cha- leur entre deux fluides enfermés comprend une pluralité de plaques métalliques espacées de manière à former des canaux qui sont alternativement traversés par un fluide chaud,, comme par exemple des gaz d'échappement, tandis que de l'air ou un autre fluide qui doit être réchauffe traverse les passages intermédiaires.
Habituel-
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@ @ prévent une série d'éléments "d'enveloppe" qui se com- pesent de plaquas parallèles, l'espace qui les sépare est ferme le long de deux @ords opposés afin de relier latéralement des cotés opposés du passage du fluide chauffant. Les éléments d'en- vsloppes sont montés espacés parallèlement afin de former des passages pour le fluide à réchauffer et les espaces entre les enveloppes sont fermés de la même manière le long de deux bords latéraux opposés.
Deux enveloppes ainsi espacées forment une cellule qui est généralement enfermée à l'intérieur d'une enveloppe à laquelle sont associés des collecteurs d'entrée et de sortie et des conduites d'alimentation et d'évacuation pour les deux fluides-
Afin d'augmenter le coefficient de transfert de cha- leur, les canaux traversés par les fluides sont souvent pourvus d'ailettes qui se projettent sur le parcours des fluides et servent à augmenter la conduction de chaleur vers et à travers les parois qui limitent les canaux. Un modèle d'ailettes prolongées s'étendant entre les parois se compose de fils métalliques repliés en ondulations forant ainsi une série ininterrompue de boucles en U dont les branches constituent des ailettes en forme de broches qui se dressent entre les parois à l'intérieur de l'en,- veloppe.
La face extérieure de ces parois peut être pourvue d'éléments en forme d'U s'étendant parallèlement à la direction, de la circulation du fluide. Afin de promouvoir un transfert de chaleur efficace à travers les broches et les canaux qui séparent les parois, une bonne liaison doit être assurée entre ces élé- ments et la paroi, exemple par brasage ou soudage.
La présente invention vise un agencement perfectionné pour l'assemblage des plaques qui forment les parois des canaux et pour les fils bouclés sinueusement qui constituent le prolon- gent de la surface de ces parois, de manière à former une en- veloppe d'échange de chaleur d'une seule pièce.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention
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ressortirait d'ailleurs de la description qui va suivre, de cer- tains modes de réalisation possibles de l'invention, choisis à titre d'exemples, en référence aux dessins annexés, dans lesquels
La figure 1 est une vue partielle en perspective d'une enveloppe d'échangeur de température, l'une des parois étant partiellement brisée afin de montrer les ailettes en fils métalli- ques ondulés en position.
La figure 2 est une vue en perspective qui illustre l'utilisation d'éléments, en U de maintien et de placement légèrement différents de ceux représentes à la figure 1.
La figure 3 est une vue en perspective d'une partie d'une autre enveloppe d'échangeur de chaleur pourvu d'un agence- ment de montage légèrement modifie.
La figure 4 est une vue en élévation en bout de l'a- gencement de la figure 3,
Les échangeurs de température à plaques qui corres- pondent au type général décrit ci-contre sont constitues par une pluralité d'éléments d'enveloppe séparés, dont chacun compren@ une plaque métallique il et 12 espacées l'une de l'autre de ma- nière à forcer un passage 13 pour l'un des fluides, tandis que des espaces situés à l'extérieur des parois 11 et 12 qui sont logés entre des éléments d'enveloppe adjacents d'un échangeur de chaleur complet forment les passages pour l'autre fluide.
Afin d'augmenter la surface dans le canal 13, on monte une pluralité d'ailettes entre les surfaces int4rieures des parois 11 et 12 sous la forme de fils métalliques 14 replies en ondulations afin de former des boucles en U s'étendant en zig-zag, de sorte que leurs branches forment des ailettes 15 semblables à des broches qui se dressent entre les parois. Afin de faciliter l'assujet- tissement de ces éléments $sineux $aux parois 11 et 12 du passage, des éléents en U 16 sont ajustés, sur et le long des chapes des éléments repliés.
Ces marnas clients en U servent également de renforts qui augmentent la rigidité de l'enveloppe assemblée
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.;::h ' < iinsi jr >nàL ,ut ses qualités finales.
Lors de l'assujettissement des plaques 11 et 12
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avec lei B11i11lonts sinueux 14 et les électifs en U 16 de manière à former un élément d'une pièce les meilleurs résultats ont été obtenus par un procède de brasageau four, car dans un tel procède les éléments constituants se trouvant placés dans des bonnes èonditions de transfert réciproque de chaleur et toute l'opération peut s'exécuter rapidement avec un minimum de mani- pulations.
Le procède de l'invention prévoit l'utilisation de gouttières de plaçaient permanentes des fil:*. conjointement à des éléments de maintien ou de positionnement fusibles ou amo- vibles, formés de matière de brasure, qui, lorsque la tempérautre de brasure est atteinte, fondent et coulent dans les joints entre les plaques 11, 12, les canaux 16 et les fils 17 éliminant ainsi toute obstruction à la circulation des fluides, tout en
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apportant leur contenu à la matière de brasage initIalement placé, entre toutes les surfaces destinées à être liées ensemble.
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La figure 1 illustre un type d'é1.a.ents d'enveloppe d2!échangeur de chaleur qui comprend deux plaques 11 et 12 séparées par des rangées parallèles de fils métalliques 14 repliés en ondulations tonnant une série continue de boucles en U,
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dont les branches ft)ment les broches lu s'étendant des plaques 11 aux plaques 12, Dans cet agencement, on utilise une série
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d''eléments composes doubles 16 en U pour placer les boucles de chaque élément contigu à la plaque supérieure et à la plaque inférieure.
Les clients en double U 16 sont formes dune seule pièce, l'une des parties en U 16A étant prévue pour maintenir les fils ondules en position verticale tandis que la partie en U
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adjacente 16B sert deél6m;.:nt d'espacement pour maintenir les fils "'"l)i3ins 14 z. égale distance.
Lors d l'assemblage de cette cellule afin da préparer l'op:.1rlltlon de bra.,-llge; Vi Pllque- 12 ext d'abord pincée sur un Plan hl)l"i:7.ont'll et on place sur Gc:3.lFvei une feuille, ou une
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certal@e quantité de matière de brasage 17 avant que les rangées des -éléments en double U 16 ne soient juxtaposés le long de la plaque, leur côté ouvert ou formant gouttière dirigé vers le haut.
Les boucles ou chapes des fils métalliques ondulés sont emmanchés à la presse dans chaque seconde gouttière16A, tandis que les gouttières intermédiaires 16B restent inoccupées et servent d'éléments d'espacement en s'aboutant contre la gouttière sui- vante 16. Des éléments en U similaires 16, de la matière de brasage 17 et une plaque supérieure 11 sont superposés au-dessus des boucles supérieures afin de former l'assemblage de la figure
1.
Une matière de brasage supplémentaire est utilisée comme garnissage 18 à l'intérieur de chaque gouttière 16 A renfermant les boucles de fil, de sorte que lorsque tout l'assembalge est chauffe à la température de brasage, toutes les matières de bra- sage vont fondre et après refroidissement lieront les boucles aux canaux et les canaux aux plaques, limitant ainsi les parois des canaux à l'endroit voulu par une quantité de matières de brasage appropriée.
La figure 2 illustre une variante de l'élément d'é- changeur de chaleurde la figure 1 qui ne diffère que par la forme de la gouttière de retenue des fils. Dans le dispositif de la. figure 2, les gouttières de maintien et de placement doubles 20 et 24, des fils sont espacées entre elles par une aile 22, tandis qu'une bordure d'espacement 26 relie la goutti ère 24 et constitue un blasent 4-'espacement positif pour l'élément en double U contigu suivant. L'aile 22 et la bordure 26 forment en fait les parties de base d'éléments en U renversés disposés alternativement et juxtaposés aux gouttières 20 et 24 dirigées vers le haut.
Pour l'assemblage, on insère de la matière de brasage entre toutes les surfaces devant être jointées, comme par exemple entre les gouttières et les plaques, et également à l'intérieur des gouttières, de sorte que lorsque l'ensemble est proté à la température de brasage, il se produira un apport important de ma- tière de brasage en fusion sensiblement au point de son uitli-
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sation finale.
La figure 3 illustre un élément d'enveloppe de
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changeur de chaleur qui est constitué essentiellement des mêmes éléments que les structures d'enveloppes précédemment décrites aux'figures 1 et 2. Toutefois à ta figure 3, les éléments 32 en U, supportant les ailettes adjacentes, sont uni- formément en forme de U et sont maintenus espacés entre eux par des bandes préformées #4, semblables à des agrafes, en matière de brasage qui possèdent des parties en U 35, 36 partiellement insérées à l'intérieur de deux gouttières contiguës 32, tandis qu'une aile d'espacement 37 et une bride 38 s'étendent entre elles afin de maintenir les fils sinueux équidistants de la manière illustrée à la figure 4.
Il est à remarquer que l'aile d'espacement et la bor- dure de l'assemblage illustré aux figures 3 et 4 assure un espa- canent précis des gouttières 32 et des fils ondulés 14. De plus., ces mêmes éléments d'espacement assurent une grande stabilité aux éléments constituants pendant l'assemblage et pendant les phases initiales de chauffage de l'opération de brasage.
Lorsque la chaleur du four de brasage est devenue suffisante pour fondre la matière et pour effectuer la brasure, la matière de brasage représentée par les éléments 34 et 36 s'étendant entre les gout- tières fond et vient s'ajouter à la matière de brasage qui se trouve à l'intérieur des gouttières, ainsi qu'entre les gouttières et les plaques de recouvrement. L'enveloppe:qui en résulte est exempte de toute matière de montage pouvant former des obstruc- tions qui pourraient ralentir le passage du fluide ou diminuer le transfert de chaleur.