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precédés d'assemblage d'ailettes d'échangeurs de chaleur.
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La présente invention concerne des perfectionnements apportes à la fabrication des échangeurs de chaleur à plaques qui sont utilisés pour la transmission de chaleur entre deux fluides enfermés,et concerne notamment un procédé perfectionne d'assemblage d'enveloppes d'échangeurs de chaleur pourvus de rangées de fils '(Métalliques ondulés ou d'éléments profilas servant de sur- faces supplémentaires à une pla.que destinée à séparer l'un des fluides de l'autre.
Il est fréquent qu'un appareil pour le transfert; de chaleur entre deux fluides enfermés soit constitua par un certain mombre de plaques métalliques espacées entre elles, de manière à -fermer des passages Qui sont traversas alternativement par un
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fluide chaud, tandis que -de l'air, ou un autre fluide a chauffer, traverse les passages intermédiaires. Habituellement, on prévoit une série d'éléments d'enveloppes qui comprennent des plaques parallèles, séparées par un espace fermé le long d'une paire de bords opposés afin de relier ainsi latéralement les -côtés du passage du fluide chauffant.
Les enveloppes sont montées parallè- lement, de manière à former des passages pour le,fluide à chauffer, et l'espace compris entre les enveloppes est fermé de manière similaire,le long d'une paire de côtés opposes.
Ces enveloppes forment un élément qui est d'ordinaire enferm à l'intérieur d'une enceinte à laquelle sont associés des collec- teurs d'entrée et de sortie ainsi que des tubulures d'alimenta- tion et d'évacuation pour les deux fluides.
Afin d'augmenter l'efficacité du transfert de chaleur par'l'échangeur, les parois des couloirs à fluide sont souvent pourvu d'ailettes qui se projettent à l'intérieur du parcours du fluide et servent à augmenter la conduction.calorifique vers et à travers les parois qui limitent les passages. Les ailettes, qui prolongent la surface et s'étendent entre les parois, peuvent être constituées par des fils métalliques repliés sinueusement de manière à former des séries continues de boucles en U dont les branches forment des ailettes semblables à des broches saillant des parois qui limitent le passage.
Afin d'assurer un transfert de chaleur effi- cace à travers ces broches et les parois de'séparation, il faut prévoir une bonne liaison entre les éléments, par exemple, par brasage ou soudage, et les éléments d'échange de chaleur doivent être espacés suivant un plan prédéterminé afin d'assurer la surface nécessaire de-transmission de chaleur et de distribution du cou- rant fluide.
La présente invention a pour objet un agencement perfec- tionné pour l'assemblage des plaques formant les parois des passages en combinaison avec les fils sinueux et les supports en U qui constituent la surface de prolongement de ces parois, de manière
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à donner une enveloppe d-"Ocli-,inecur de chaleur d'un seul bloc.., présentant les caract rj st1.aul:!s définies ci-des3un.
D'autres caractéristiques et avi.ntafy(.,3 de l'invention ressorti font d'ailleurs de ].a description, qui va suivre, de certains modes de rpalisntion possibles, choisis µ titre 1'xt- ples, en référence aux dessins annexas dans lesquels :
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la figure 1 est une vue en perspective d'un .t7t: c' Áel1aJ'lg(Ur de chaleur dont l'une des parois a Ét8 brisée afin de montrer une forme particulière d'un dispositif fusil)le de ni se en place du fil.
La figure 2' est une vue en perspective similaire qui montre une forme légèrement différente du dispositif de mise en place du fil. @
La figure 3 est une vue en perspective similaire qui représente une forme tubulaire du dispositif de mise en place du fil.
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Les figures 4 et 5 sont des coupes schaématiues de tubes métalliques à utiliser avec les dispositifs de mise en place de la figure 3.'
La figure 6 est une vue en perspective d'une pproi d'un échangeur de chaleur pourvue d'ailettes de prolongement de
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surface maintenues',aspacées par une certaine forme de dispositif de mise en place fusible; et
La figure 7. est une vue en coupe du moyen de mise en place de la figure 6.
Suivant un mode de réalisation préféré de la présente
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invention, les échangeurs de chaleur'sont constituas par une plu- ralité d' é1ents 'd' envoppa. sp',ir4s nui' comp1:'el1ent chacun des plaques métalliques 11 et 12 espacées entre elles de manière à former un passage 13 entre elles, tandis que les espaces situas à l'extérieur des parois, et qui sont places entre des éléments continus d'un échangeur de chaleur complet constituent des passades
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pour l'autre fluide Afin d'obteni r une t1rri-lce d'échange plus
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grande dans le passage 13,
un certain nombre d'éléements toilettes sont montés entre les surfaces intérieures des parois 11 et 12 sous forme de fils métalliques 14 repliés sinueusement de manière à former des boucles en U en va-et-vient entre les deux parois, de sorte que leurs branches constituent entre les parois des ailettes 15, en forme de broches. Afin de faciliter la liaison de ces éléments sinueux aux parois 11 et 12, des profilés en U ou gouttières 16 sont placés au-dessus et le long des portions en forme de chape. Ces éléments en U ou gouttières concourent à augmenter la surface de brasage, et servent également de raidisseurs en augmentant la rigidité totale de l'enveloppe et en lui permettant de résister à des différences de pression relativement élevées.
Pour la liaison des plaques 11 et 12 aux éléments sinueux 14 et aux gouttières 16, de manière que l'ensemble forme un bloc, on a obtenu les meilleurs résultats 'par un procédé de brasage au four, car dans un tel procédé les éléments constitutifs sont placés en permanence les uns par rapport aux autres dans de bonnes conditions de transfert de chaleur et toute l'opération d'assemblable peut s'exécuter rapidement avec un minimum de mani- pulations.
Les dispositifs individuels de la présente invention prévoient 1'utilisation, pour le maintien en place des fils, de gouttières permanentes 16 conjointement à des éléments de mise en place non permanent en matériau de brasage, oui lorsqu'ils sont chauffés à la température de brasage, se liquéfient et, par suite, coulent dans les' espaces,réparant les éléments, éliminant ainsi toute obstruction à la circulation du fluide, tout en venant s'ajouter au matériau'de brasage placé initialement entre toutes les surfaces à relier.
En se référant au dessin, la figure 1 représente un type d'enveloppe d'échangeur de chaleur qui comprend'deux plaques 11 et 12 séparées par des rangées parallèles de fils sinueux 14 qui forment une série continue de boucles en U dont
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les branches comprennent les broches 15 s'étendant de la plaque
11 à la plaque 12. Dans cet agencement, une série d'éléments 16 en forme d'U sont places au-dessus dt le lonp: des boucles de fils, de manière à donner de la rigidité aux fils sinueux tandis qu'un 41 ornent de mise en place 17 sert à maintenir les bandes sinueuses équidistantes et dressées.
Du fait que le dispositif de mise en place 17 est constitué par un matériau de brasage, il fondra complètement, lorsque l'enveloppe assemblée sera portée à la température de brasage et la quantité résultante de métal de brasage en fusion sera attirée, par capillarité, dans les espaces situés entre les éléments d'enveloppe voisins, et, une fois refroidie, ne fera qu'un avec les joints brasés de l'ensemble de l'enveloppe.
Les dispositifs de mise en place 17 de la figure 1 comprennent des bandes de cuivre, ou d'autre matériau de brasage pourvues de bandes longitudinales 18' sur leurs bords opposés et d'ouvertures 20 s'étendant en une ligne continue' entre eux.
Les ouvertures 20 sont séparées par une distance égale à l'espa- cement désiré entre les bandes sinueuses de fils métalliques Il. et ont les dimensions voulues pour permettre l'insertion des bandes.sinueuses et''de leurs gouttières d'alignement 16. Comme le montre la figure* l, les ouvertures 20 peuvent être estampées ou découpées de manière à ce qu'une patte 22 s'étende d'un côté afin d'ajouter une'stabilité verticale à l'élément de mise en place et, lors de l'assemblage d'un certain nombrede bandes si- nueuses, chaque patte exerce une légère pression latérale sur le fil 14 et, les gouttières 16, ajoutant ainsi une certaine rigidité à l'assemblage.
Dans certains cas, il peut toutefois être préférable d'estamper la bande 17 de manière que les pattes 22 soient complètement enlevées afin que les bandes sinueuses soient un peu moins fermement maintenues en place.
Lors de l'assemblage d'une enveloppe d'échangeur de température selon la figure 1, la plaque 12 est d'abord
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placée sur un plan horizontal et une feuille ou une certaine quanité de matériau de brasage 19, suffisante pour couvrir sensiblement la plaque d'une pépaisseur prédéterminée de matière, est placée sur sa face supérieure. Un assemblage de fils sinueux dont les gouttières coopérantes 16 sont espacées par des dispo- sitifs de mise en blace 17 est monté sur ces pigments et une seconde feuille ou quantité de matériau de brasage est placée sur les Sues des profilés supérieurs en U 16. Ensuite l'assemblage incomplat est recouvert par une plaque de dessus 11 qui est placée en ligne avec la plaque inférieure 12.
Des quantités supplémentaires ou bandes de matéiau de brasage sont utilisées comme garnissage dans'chaque gouttière 16, de sorte que lorsque tout l'assemblage est uorté à la température de brasage, les boucles de fils sont positivement brasées aux gouttières et les gouttières, à leur tour, aux plaoues avec un apport largement suffisant de matériau de brasage aux'points précis d'utilisation.
La figure 2 représente une variante d'un dispositif de mise en place et de maintien des fils sinueux. Dans cet ag'en- cement, comme dans celui de la figure 1, le dispositif de mise en place et de maintien se compose d'une bande 32 de matériau de brasage qui maintient les fils sinueux 14 dressés et équidistants entre eux'pendant l'assemblage, et aux températures de prébrasage, mais qui fond lorsque la température de brasage est atteinte et libère l'assemblage de toute obstruction. Essentiellement, le dispositif de mise en place comprend une bande de matière de bra- sage 32, de largeur prédéterminée,dans laquelle des paires d'en- coches opposées 34, espacées latéral'ement, ont été pratiquées.
Les paires d'encoches sont espacées entre elles d'une distance égale à l'espacement prédéterminé entre les fils sinueux, leur forme et leur dimension étant telles que les portions espacées des bandes de fils 14 s'y logent facilement. Les ban- des à encoches 32 sont pliées en forme de "Z" modifié, comme le montre clairement le dessin, afin de permettre que la région
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encochée de chaque bande de mise en place vienne s'appuyer les grouttièresopposée 16 et offre ainsi une plus grande stabilité à l'élément d'enveloppe assemble avant le brasage.
Lors de l'assemblage.d'un élément d'échangeur suivant le procède de la figure 2, les bandes de placement 32 en métal de brasage exigent que l'on procède d'une Manière légèrement diffé- rente puisqu'ils doivent être mis en place sur la gouttière inférieure 16 avant que les fils sinueux 14 ne soient disposés sur et dans les paires d'encoches opposées 34. On place d'autres bandes ou d'autres quantités de matériau de brasage 19 au voisi- nage de chaque plaque 11 et 12 et à l'intérieur de chacune des gouttières 16, afin de fournir une quantité suffisante de matériau de brasage entre toutes les surfaces juxtaposées.
La figure 3 représente un élément d'échangeur de cha- leurà fils sinueux, similaire à ceux-des figure(1 et 2, la différence essentielle résidant dans'le dispositif de mise en place particulier utilisé pour retenir les fils 14 dans la posi- tion voulue de brasage. Dans cet agencement, les plaques, les' fils et les gouttières sont places les uns par rapport aux autres dans la position au'ils doivent occuper dans l'assemblage définitif.
Un dispositif de mise en place 38 comprenant un tube à parois minces en matériau''de. brasage est ensuite inséré entre des fils sinueux 14 voisins. Pour certains assemblages, un seul dispo- sitif de mise en place.peut s'avérer suffisant quoique dans l'assemblage représenté, un de ces dispositifs 38 soit placé à proximité de chacune des extrémités du groupe de fils sinueux afin de les maintenir équidistants sur toute leur longueur.
La forme des tubes utilisés dans cet agencement a peu d'importance. On utilise toutefois le plus souvent des tubes de section ronde ou ovale qui sont les plus'faciles à trouver.-Apres l'insertion des tubes à travers les ouvertures en lig,ne d'une @@@@ de fils sinueux ou d'auto céments disposés de manière similaire,les tubes peuvent être agrandis de manière a se déformer
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en 39 autour de chaque fil ou autre élément; ils Font ainsi reliés à cet élément voisin d'une manière fixe.
La. figure 6 oui représente une autre variante, montre une plaque 11 portant des rangées parallèles de profilas en U ou gouttières 41 espacées le long d'une de ses faces. Ces gout- tières 41 peuvent constituer des prolongements'de surface sur les faces extérieures des plaques 11 et 12. On donne au?- bandes m4talliaues 40 une forme telle Qu'elles constituent des attaches de mise en place aui sont engagées dans ces gouttières continues et maintiennent ces dernières effectivement espacées jusqu'à ce que l'opération de brasage soit accomplie.
Comme dans les autres variantes de l'invention, une feuille ou une certaine quantité de matériau de brasage 19 est placée sur la plaque de paroi 11 afin d'alimenter en substance de brasage les points d'utilisation intéressés. Dans certaines conditions, lorsoue la plaque 11 est facilement accessible âpres le brasage, il peut ne pas être indispensable de réalis,er les bandes 40 en matériau de brasage. Toutefois, s'il y a lieu, cette bande peut être fait'e d'un matériau de brasage, de sorte que, lorsou'elle est portée à la température de brasage, elle fond et coule dans les interstices situés entre les gouttières et les plaques adjacentes et fait, après refroidissement, partie intégrante de l'assemblage.