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Dans les appareils de chauffage ainsi que de refroidissement, tels que des économiseurs et des réfri.. gérateurs, respectivement, on prévoit quelquefois des tubes dits à ailettes, c'est-à-dire comportant des euil tes ou des saillies destinées à augmenter la transmis- sion de la chaleur ou l'effet de refroidissement par un accroissement de la surface absorbant ou propageant la chaleur du côte de l'élément échangeur de chaleur où les plus bas coefficients de transmission de chaleur (0( -valeurs) se présentent.
On fabrique les tubes à ailettes connus, soit en emmanchant à force des bagues, poinçonnées dans des tôles, sur le tube, soit encore en enroulant une bande de fer plat autour du tube. Il est d'une importance con siaérable que le contact entre l'ailette et le tube soit parfaite car sinon la transmission ae la chaleur est di- minuée.
En combinant le chauffage de la bande avec l'enroulement de cette dernière, le bord extérieur de la bande peut s'étirer, le contact entre la bande et le tube étant alors amélioré par le retrait ultérieur de la bande.
Toutefois, la possibilité n'étirer le bord ex- térieur de la bande est limitée à ce oui a pour coné-- qyence que la hauteur et l'épaisseur de la bande devien- nent relativement petites, n raison du fait que la bande et le tube ne se dilatent pas de façon semblable, lors des variations ae température, le contact entre ces der- niers est fréquemment altéré avec le temps.
On e propose de ménager des fentes oens le boru extérieur ae la bande en vue de faciliter l'opération
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d'anroulement et d'empêcher les déformations latérales indésirables de la bande. Toutefois, dans ce cas, la structure du joint, entre la paroi du tube et l'ailette, du point de vue de la transmission ce chaleur, ne s'est pas révélée satisfaisante, étant donné que la bande n'a été soudée au tube qu'en certains points espèces. On ne pouvait éviter la présence ce jeux entre la bande et le tube dans les intervalles situés entre ces points et, par suite, la transmission ce la chaleur se trouvait réduite dans une mesure extrêmement importante en des parties essentielles de la longueur de la bande.
Cet inconvénient s'accentue si le tube a une section d'une forme autre que circulaire, par exemple une section po- lygonale.
Conformément aux autres procédés connus, on a fixé à la paroi du tube, par scuaege, une aile au bord intérieur de l'ailette, c'est-à-dire qu'on a utilisé une matière de nature chimique &utre que celle de l'ailette ou du tube. Par voie de conséquence, il se proauisait une corrosion et des tensions qui étaient préjudiciables à l'échangeur de chaleur et réduisaient sa duéée. Le fait de prévoir une aile angulaire entraîne également une complication de la fabrication.
Grâce à la présente invention, on a entièrement éliminé ees inconvénients, étant donné que l'opération d'enroulement peut être effectuée à froid et que la bande. peut avoir une épaisseur et une hauteur permettant les meilleures absorption et dissipation de l3 chaleur et, du fait que la bande est., soudée au tube, on obtient un élément homogène, dans lequel la transmission de la cha- leur entre la bande et le tube n'est pas empêchée.
, Afin que la bande puisse se prêter plus facile- ment à la formation d'une ailette sur le tube sans cou-
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rir le risque de ruptures dans la partie périphérique de le bande, cette dernière présente, de préférence avant son enroulement, d'une manière connue, des fentes ou in- cisions s'étendent transversalement dans le bord tourne vers l'extérieur à partir du tube après l'opération d'en- roulement et, de plus, la bande est soudée à la paroi du tube le long de tout son bord par un cordon de soudu- re continu. Par suite du chauffage de la bande fendue cours de l'opération de soudage, cette bande épouse @cilement me forme de la paroi du tube.
Il .'est révé- lé important que la soudure soit effectuée de manière à obtenir une soudure convenable de part en part et, une base d'ailette bien formée à l'endroit du raccordement.
Le plus, le tube et le cordon de soudure ainsi que la bande doivent être constitués par la même matière, de manière à assurer la transmission de chaleur la plus efficace et un joint résistant.
L'invention concerne également les éléments conformément au procédé considéré.
D'autres caractéristiques de l'invention ap- paraîtront au cours de la description qui va suivr de quelques modes de réalisation représentés sur le dessin annexé, sur lequel : - les figures 1, 2 et 3 représentent diffé- rents tubes en coupe transversale, l'élément étant en cours d'enroulement; - la figure 4 représente en coupe transversale un élément échangeur de chaleur introduit dans un tube; - la figure 5 représente le même élément en élévation ; - la figure b est une coupe axiale d'une par- tie de la paroi du tube à laquelle est soudée une ailet- te.
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Le tube 1, sur lequel la bande 2 est enroula peut être d'une section transversale arbitraire appro- priée et on l'a représenté sur la figure 1 comme ayant une section hexagonale. La bande comporte, avant ou pe=. dent l'enroulement, cas évudenebts (ou fentes) marginal 3 ménagés dans le bord de la bande qui sera tourné vers l'extérieur à partir du tube.
Au cours de l'opéra- tion d'enroulement, qui peut être effectuée par des dis- positifs mécaniques, le tube tournant alors autour de son axe longitudinal tout en étant déplacé de façon rec- tiligne dans la sens longitudinal, ou, dans une varian- te, par un aispositif de guidage permettant de déplacer la bande de façon rectiligne et parallèlement au tube, la bande,étant de préférence maintenue sous tension par une force de tension (force de freinage) dirigée tangen- tiellement à partir du tube, ce qui fait que le bord intérieur 4 de la bande est appliqué étroitement contre la circonférence du tube.
Dans ce procédé, la bande se dépose d'elle-même suivant une hélice le long du tube tout en portant étroitement sur sa partie périphérique. mesure que l'enroulement se poursuit, la bande est fixée par son bord intérieur 4 au tube. Ce résultat est obtenu par un cordon de soudure continu et, pour obtenir le meilleur résultat, il est important que la bande et le cordon.de soudure soient constitués par la même matière que le tube.
Lorsque la bande épouse d'elle-même la circon- férence du tube, les fentes s'ouvrent et constituent, pour ainsi dire, des intervalles angulaires 5 séparés par des saillies ou aents o.
Dans les tûtes syant ces sections transversa- les de présentant sous la forme de polygones réguliers, telles que celles qui sont représentas sur les figures
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1 et 2, il convient de déterminer la distance entre les fentes 3, da telle sorte que les saillies de l'une des spires enroulées sur le tube soient en regard des sail- lies des spires restantes.
La figure 2 représente, d'une manière généra- le, la même construction que celle qui est représentée sur la figure 1 mais avec des tubes de section transver- sale carrée.
La figure 3 représente l'application de l'in- vention à un tube ayant une section transversale en forme de "goutte" et on peut évidemment appliquer le même pro- cédé à des tubes de sections transversales arbitraires.
Dans les tubes comportant une partie périphé- rique arquée, comme sur la figure 3, et en particulier comportent une partie périphérique s'étendant sur un arc de cercle, comme sur les figures 4 et 5, on voit que les intervalles entre les dents de l'une des spires peuvent être disposées en regard des dents 6 de la spire suivan- te de la bande disposée sur le tube. On obtient ce ré- sultat en déterminant la distance entre les évidements marginaux de la bande en fonction de l'importance de la circonférence du tube.
Comme on le voit d'après la figure 5, la bande s'étend en hélice le long du tube, ce qu'on} - rrait ob- tenir de la manière indiquée, si on le désire, on peut enrouler plusieurs bandes en même temps, ce qui fait que les ailettes de l'élément se présentent sous la forme d'un certain nombr de filets.
Les distances laissées entre les spires de la bande peuvent varier dans des limites très étendues, mais pour de nombreuses exigences pratiques, on les a, de préférence, choisies de manière qu'elles soient éga- les à 1 à 5 fois l'épaisseur de la bande.
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L'épaisseur et la hauteur des saillies 6 sont adaptées à la transmission de chaleur selon les coeffi- cients de transmission de chaleur du milieu ou agent respectif.
La formation du joint de soudure, d'une maniè- re telle que l'on obtienne des dents ou saillies 6 com- portant une forte base ou racine 10 plus grande, est re- présentée sur la figure 6 sur laquelle on voit également de quelle manière la matière de le aent 6 et celle de la paroi du tupe constituent un ensemble continu, grâce à quoi on obtient une transmission de chaleur améliorée.
La figure 4 représente une partie d'un élément fini, un tube de section circulaire étant introduit dans un tube extérieur 7, qui est conçu de manière qu'un agent (liquide, vapeur d'eau, gaz) y circule et soit ré- chauffé par la chaleur transmise par un agent (liquide, vapeur d'eau, gaz) circulant dans le tube 1. Comme le montrent les flèches 8, l'agent présent dans le tube 7 circule suivant des trajets décrivant des méandres en raison du fait que les intervalles 5, prévus entre les saillies 6 sont décalés les uns par rapport aux autres dans les diverses spires de la bande. Du fait que l'agent est de cette manière, forcé d'effectuer de per- pétuels changements de direction, la transmission de la chaleur est considérablement améliorée.
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