BE690456A

BE690456A -

Info

Publication number: BE690456A
Authority: BE
Priority date: 1966-11-30
Filing date: 1966-11-30
Publication date: 1967-05-02

Description

Echangeur thermique à ailettes et son procédé de fabrioa.... tien.
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La présente invention concerne an échange ' ".f'..! mique tubulaire il. ai1ettea dans lequel les aile'lj ., :"r; fermées par une bande ondula qui 3zt 1roulé a'1 .C.Ü' sur l'échangeur thermique -tabulaire et ui est ;.;à .;ÀAàPiE.; avec celui-ci aux endroits auxquels elle i o io.i<r,e; le sorte qu'une bonne conduction thermique est assuré l' tube de l'éohangeur thermique aux a11ett3 de ". s> 7 ondulée. L'invention orée un moyen qui permet de pose
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des bandes ondulées de ce genre sur le ode int.: , d'aà échangeur thermique tubulaire, mais qui eut applicable
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également avec un avantage éaonomique dans la pose de bandes ondulées de ce genre sur le côté extérieur d'un échangeur thermique tubulaire.

Le procédé de fabrication conforme à l'invention est décrit dans ce qui suit à l'aide de plusieurs exemples de réalisation illustrés au dessin annexé. La bande ondu-
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lée dé8iPn4e "ORt' 1 à In "fi 1"11'1"1'1 1 4>fqt tniàt 4'n%>fi?4 r@li.4A

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par soudure ou brasure à uns ben-n; ¯ a â- . 4- 2. Ensui te, comme le montre la figure 2, lu -1- 1;.- z; 1 : tille 2 r: 1: r;- roulée en hélice sur le tube d'échangeur thermique 3 à munir d'ailettes et est soudée à ce tube. Il faut natu- rellement utiliser une soudure dont le point de fulage inférieur à celui de la soudure avec laquelle la bane @@éu- lée 1 est soudée à la bande métallique 2.

La soudure peut être appliquée sur les surfaces a. assembler de la bande métallique 2 et du tube 3 avant l'enroulement de la bande métallique, par exemple par étamage.

Hais on peut aussi enrouler, cornue le montre la figure 2, simultanément avec la bande métallique 2, une feui@@ le soudure 4 placée entre la bande métallique 2 et le tube
La figure 3 montre un exemple de réalisation dans lequel une bande métallique 5 faisant saillie de la largeur de la bande ondula 1 de moins de la. moitié de la largeur de la bande ondulée, est rabattue autour de la bande de feuille de soudure 6.

Il est ménagé entre les reborda rabattue de la bande métallique 5 une fente ouverte ? par laquelle la soudure 6 s'écoule lors de la soudure et assemble la bande métallique 5 avec la Paroi 3 du tube,
La figure 4 montre un exemple de réalisation dans lequel un bord de la bande métallique 9 faisant saillie de la bande ondulée est rabattu autour d'un fil de soudure 8 de plue de la moitié et de moins de la totalité de sa largeur,de façon que le rebord ne dépasse pas le plan du coté non muni d'ailettes de la bande métallique. Le rebord présente donc sur le dessous une fente ouverte par laquelle la soudure 8 peut s'écouler en passant entre la bande métallique 9 et la paroi 3 de l'échangeur thermique.

Afin de faciliter la coulée de la soudure entre la bande métallique munie d'ailettes et le tube d'échangeur thermique, il est avantageux de former des rayures transversales sur la bande métallique sur son coté opposé à la ban-

de ondulée ou d'onduler faiblement la bande métallique.

Dans la fabrication d'un tube d'éohangeur thermique muni d'ailettes sur le cote intérieur, la bande métallique 2 portant la bande ondulée 1 est enroulée en hélice au pas désiré sur un mandrin 10 de façon que la bande métallique 2 soit placée à l'extérieur comme le montre la figure 5.

La section du mandrin 10 est choisie de manière que la surface extérieure de la bande métallique 2 soit placée à l'intérieur d'un arc de cercle dont le diamètre est un peu plus petit que lé plus petit diamètre intérieur au tube d'éohangeur thermique . Ensuite, le mandrin 10 est introduit avec la bande métallique enroulée 2, comme le montre la figure 6, dans le tube d'éohangeur thermique 3, la bande métallique est reliée à une extrémité au tube d'éohangeur thermique et ensuite le mandrin 10 est tourné dans le sens oppo- sé à l'hélice de l'enroulement de la bande métallique 2,
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en entraînant la bande ondulée lui puis *"' ''\:r.:<}rrt:'-1" ai "lai le diamètre de la surface (!xt(.<r1i'!ur de la ba;,1.. i& .. ' q ;

iet en y4 V iiiY celle-ci contre la wiqt'-kk#N züit3..vwskW ';r..

11 échangeur thermique. Pendant que la - > ;,#;f'ace oxt';": ) " de la bande métallique est presto ov:rr'::9 J :}\,t),lE.OI" 3. rieure de l' 40hangeur therulque, le a'J',lla"0 de c# .:'t.:'<'::p ces entre elles s'effectue Ens,>.:!:!;!:), le :1>dri!l 10 iz ruz tiré de 11 éohangeur thermique 3 voudé à la '.2- :!l,j'tél-.1, 2. On peut naturellement asai relier la bande "'l:tn) 1"., pressée par le mandrin à son extre:2114jé libra ave le 1= ., d'échangour thermique et retirer le mandrin déjà à:.. ;;.1 la soudure.

L'entrainement de la bande ondulée 2 lors de la rotation du mandrin 10 peut être amélioré du fait que le mandrin présente une surface flexible, par exemple garnie de poils et que la bande métallique est enroulée avec une forte pression d'application sur le mandrin, cotte pression d'ap- plication étant maintenue jusqu'à ce que le mandrin soit

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introduit avec la bande métallique ESr- )'(J ée dans l'échangeur thermique. Lord du .r'.'1che'2f ':";; ,' ::":: 8 ±.i:,;s=.:t ensuite de la pression d'application non seu.s3.ot .': dia#xB- # la surface extérieure de la 'bar.:$ métallique 2 Ba; :! -'. lement le diamètre extérieur de la surface élaatiq ,<, mandrin augmentent.

De ce fait, la friction yeu.t êire ".' '-- tenue tout autour entre le mandrin et la bande ondulé. puis l'entraînement de cette bande 2 lors de la retatien du mandrin peut être amélioré.

L'entraînement de la bande ondulée 2 par le mandrin qui.tourne peut toutefois être assuré également du fait que, comme le montre la figure 7, on utilise un @@@@@in 11 comportant des saillies 12 qui s'engagent entre le ailettes de la bande ondulée 1. Mais dans ce cas, seule la partie de l'hélice 2 de bande métallique dans laquelle le mandrin est déjà retiré peut s'élargir lors de la ret@icn du mandrin. En outre, l'utilisation d'un tel mandrin suppose que les ondulations de la bande 1 sont parallèle à l'axe de ce mandrin et son plaoées à l'état enroulé à un méme niveau.

Mais l'utilisation d'un tel mandrin muni de saillies permet un pressage particulièrement fort de la partie de la bande métallique 2 placée devant le mandrin contre la paroi intérieure de l'échangeur thermique 3. Le mandrin 11 est retiré progressivement du tube 3 ou bien l'extrémité libre de la bande métallique pressée par le mandrin contre la paroi intérieure du tube d'échangeur thermique est reliée à ce tube et le mandrin est retiré avant la soudurs dans la mesure où la soudure de la bande métallique 2 pressée contre la surface intérieure du tube 3 avec cette surface progresse.

Dans l'exemple de réalisation représenté à la figu- re 8, les saillies du mandrin sont fvrmées par les arétes d'une section carrée 13 de celui-ci. L'utilisation d'un tel mandrin suppose naturellement l'emploi d'une bande on-

dulée 14 présentant des creux d'ondulation tronquée de facon que la bande métallique 2 puisse être enroulée sur le mandrin 13 à section oarrée en formant une surface extérieure sensiblement cylindrique de la bande métallique 2 enroulée,
Pour des raisons hydrodynamiques.

il est avantageux de choisir le pas des ondulations de façon que lorsque l'échangeur thermique est terminé les ondulations de celuici ne soient pas à un même niveau que celles de la bande métallique voisine, afin qu'un fluide gazeux ou liquide s'éooulant le long des ondulations soit mis en turbulence.

Tandis que ce décalage peut être obtenu en utilisant un mandrin à surface cylindrique sans autre mesure, il est obtenu, lorsqu'on utilise un mandrin muni de saillies suivant les figures 7 et 8 du fait que la section du mandrin
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est calculée de manière que le diamètre >-..tlr3.*-Jr '' ; bande métallique 2 enroulée sur le mandrin s' é.J>n:>; diamètre intérieur du. tube d'échangeur ther:1.iqu@ 3 d"Uî: mesure appropriée. Lors de liélargisaemnt de le. y;a,.. de la bande métallique 2 de laquelle le mandrin e:"> AM. retiré, les ondulations de la bande 1 s3 iéeulei>h j.:#r :.>j . port aux ondulations voisines d'une mure dépen,ia;11 le 8 grandeur de l'élargissement.

Tandis que l'utilisation d'un mandrin comportane des saillies conformément à l'exemple de réalisa:ion @@@ figures 7 et 8 présente l'avantage que la bande m@tllique 2 peut être pressée avec une pression de pressage paiticulièrement grande contre la surface intérieure du tube 3, l'utilisation d'un mandrin cylindrique présenta l'avantage :

que la position des ailettes 1 de la bande ondulée sur la ) 'bande métallique 2 peut être choisie avec une différence quelconque par rapport à la direction axiale du tube 3 d'échangeur thermique, de façon que d'une part le fluide gazeux ou liquide s'écoulant le long des ailettes de la

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bande ondulée soit mis M rc t ,"->:L "I: :":-':: t 9,u:!;13 :part, la résistance à sKâïNVßß,VIi53 .,.':'"; s2f.yy. '.j::"lt" j 3Zßm une trop grande différence de la direction des ailette de la bande ondulée par rapport à l'axe d'un tute d'écha@ @ geur thermique.

Au lieu de placer une bande métallique muite l'rne bande ondulée en hélios sur la surface 3 de l'échangeus thermique , on peut aussi placer en même temps plusieurs bandes métalliques juxtaposées à un pas de l'hélice qui est égal à la largeur totale des bandes métalliques mesurées dans la direction de l'axe de l'hélice. De @@ f it, on est en mesure de faire varier avec des ailettes le bande ondulée placées obliquement par rapport à l'axe de l'éohangeur thermique 3 la direction d'écoulement du fluide gazeux ou liquide s'écoulant le long des ailettes de la bande ondulée et même de changer la sens de rotation -,le cette direction d'écoulement.

Un obstacle s'opposerait à l'agrandissement du diamètre de la bande métallique lors de son enroulement dans le sens opposé à l'hélice de ce redressement si les extrémités de la bande métallique s'écartaient l'une de l'autre dans le sens axial du tube 3 de l'échangeur thermique. Pour empêcher cela, il est avantageux de placer à l'extrémité de la bande métallique non reliée au tube 3 de l'échangeur thermique, après l'introduction du mandrin portant l'enroulement dans le tube d'échangeur thermique, sur celui-ci, une butée non représentée au dessin contre laquelle s'applique l'extrémité de la bande métallique lorsque le mandrin est sorti en le tournant.

Il est partioulièrement avantageux de poser la butée sur le tube d'échangeur thermique de façon que d'une part, il soit immobile dans la direction axiale et que, d'autre part, il puisse tourner avec le mandrin.

Claims

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R ± V N D " T Iu 1; 5 1 - ,i.."1, Il(;E3il tliorriçiie tubuliiire j;.;rni C ,;;,:,Gii"'s".", not:r'tT?nt ur na face intyieure, l'hiûe d'une ;it$' iâtït lùe, ca?.#ict#±ris6 en ce qu'une 3aIlt t::atnllj.uue , eut pocde en 1.:1.CFJ 3tt" lu :.ur±;;ce 5 ,',1'nia d'ailutte de 1'4cli;,ngeur t.iéi#.iLq1c et est soiid<$e à cet 4chanjgeur puis In.

3;;YS.t' tïâ#c?t;".ar t ::' reliée a If. .7ttltf.' 1<;ôti>llique 2* 2 - dcii:=-1+x:,ur th;ri,iique auivcmt la r :vn.t. ozt ! 1, areGzr: " ce que la liaison de la bv-nde ondulée 'i avec Ir?, bar(If- #,.>Et;:1] 1;jue 6, 9 est formée par une soudure par poiné ou une dont le point de furiior. CHt supérieur a celui de la -avec laquelle la bande est f3Cttlü.LB à 1'ôc":<un:j<;ur thermique 3.

3 - -chftn'e'ur thernique suivant la revendication EMI7.2 1 ou 9 caractérise en ce \le 1 LOo :)':-.:nr:e r#0talliq;e 2 est faiblenent ;)n''.:1<:e on est r;:3.,ar>Foe cur le (:,>!;,,: t<u=. iF 7$.'5 1 'lic".;:4:21,'''¯'lâ.:' th ;.lq1.te 5.

4 - t,,Î?:13t¯": ;F" üt : f ; 4.t'ß S11i;".<l.t 1 I.?4l1;.:!2.2. =,".-3n 1 ('11 2, c1.J.rr.r;t'.:;:'if;: en ce .""e plusieurs a.4E¯'x;c .>;1 . --:.;:.,.' j1.1xta:)OfJÓe-:: 2, 6, h ront )O(5Üf :;1:'' 1.: r':ID'J1c .' :...; ;.!- tl;eri;1;ju fi =vrPc :la plus ,c l'11Ôlie;.: qui e>.l. =".¯j-2. . totale dej :iC':ldo;1 !,/t::.11i:qj: r.=u:e# d:.l 1'' '.L-,.c'::3t':' l'axe : l'hélice.

5 - ùC'I'.ikr't'.12x' thcrniqae SUiVHn.1 la "0v'" .n<':." : -' -:-} C,xtisï.-,: en ce que le'} 1> .nflex 1'f.t11j,']1J.±'R ci 6, 1 . ;. juxtaposées de façon que les ',ilo'l:;t\:!1J do l'une de< >.>..;:;l: , mé tnlliques ;:oient d:;c:16e; par rapport ,:.1tX <:1? ei:1:c.; EMI7.3 bande ondulée voisine et/ou diffèrent en direction* EMI7.4 6 - Bciu-jiur thernique suivant les re?eRJi',i-.-';is 1 à 5, carac.tàri;-4 en ce que les ailettes 1 de la iF;nd"3 OJ'l(1u... le Bont disponeoa obliqthJIAY.t sur la t'aide métiwllique 4, 6, 9, si nécessaire parallôlei;.cn% 1; l'uxe do l t Jelli:1.nH\tr th er- <Desc/Clms Page number 8> EMI8.1 m1"ue 7 " trocëc <.te f;-bz.ià>#f:;ot; ;ù ...,j.; '';." :;ii<m;:1=ue tubulaire xarni (1 1,,il et, ueo, :.::11 1 = .t.;<" .+i". : ' =.i= i#. #.%i " ..

If. revendic ition 1 ou 2, c#,r;,c<.ùri -.; .et T'!'. ;>.* ia ;>¯,#ir.= ti,liique 2, 1, reliée *ur s face in2±r:i ;i;i=e :;vcc >.i ondulée 1 est enroulée en hélice au 4>Jziz.:F .'ur 7n - "# 1.

10 qui a au moins lu lenteur de l'sht.-'uy t?iur#.:: ; ' a une section telle que 1 nurfuce T>:tério,ire =àT ,-.: b:.-. mùtiflllque 2, 9 se piace 1;. l'iïiuyieur d'un .; .n r'e ;; .;.el.# dont le diumôtre est un peu plus petit que le plu# petis c éia- -1ètre intérieur de 1'écha:!lceUr themnj,,;#ie -puis le .nyin est introduit avec la bi.n;:e Këtcliique em'oulue sur l"i :.=,t;c l'6chDl!;euI' thernique, 1 b,"mde i.tJt#lli:=ia= est =eZi>±:> .:::: EMI8.2 extrémité à Il k'.G'ilc^.12<-pLll." '.t1±'?" i'.'.1'l.f.' et e;ui te le ;'l:.Tdl'in o-:;

tourne t=.27 le sens contraire à l'hélice de 1'enroule'nnt oe la bande mûtalliqtH), en entraînant la ¯ ¯,do mét:,11irue 3ù-, de ce fait, en i>re=snnt )1' surface extérieure de la l>am1e t1':;"" tallique sur la surface intérieure de i'ch'.ncur thermique, puis, pendant le pressage de la surface e v:- xa uze de la a W-,3. de métallique contre la 1-urf.-tce .2'lû.#'.11' d-s> 1.' .cbÜ,.ng?Ul' thermique, ces surfaces ocnt soudées 'une iL l'autre et lé m:::"''I1.drin est retiré du tube c' éory;eux therixique, :Ol's'11-:.fil a été soudé à 1,. band e T!)\J tllique ou lorsque l' extr4rr:.i tB libre de le. bande r.:ta11ique ptersée par le ^,:x.dx.n a été également reliée au tube de l' éch'1Jl,3eUl' therniqne.

8 - .Procède suivant la revendication 7, caractérise en ce que la bande métallique 2, 6, 9 est enroulée sous forte pression de pressage sur un mandrin comportant une surface flexible, garnie par exemple de poils, et la pression de pressage est maintenue jusqu'à ce que le mandrin soit introduit EMI8.3 avec la bande métallique enroulée dibms l'éch[lgeur thermique 3. EMI8.4 9 .

lroc6d6 suivant la revendication 7, caractérisé en ce que la bande métallique 2, 6, 9 est enroulée sur un <Desc/Clms Page number 9> mandrin lisse 10, ce mandrin est retire de l'échangeur thermique pendant sa rotation après que l'une des extrémités de la bande métallique a été reliée à cet échangeur thermique 3, un mandrin ayant un diamètre un peu plus Grand mais une surface flexible, par exemple garnie de poils, est introduit : EMI9.1 également dL'l16 le sens opposé à l'hélice de l'enroulement de : la bande métallique en tournant tout d'abord à travers 1 f é- changeur thermique et est retire de celui-ci soudé avec la bande métallique.

10 - Procédé suivant la revendication 7 pour la fabrication d'un échangeur thermique suivant la revendication 6 comportant des ailetter de banda ondulée disposées paral- EMI9.2 lèlement à l'axe de l'échangeur thermique, caractérisé en ce que la b::tn 1e niJtallique 21 6# 9 est enroulée sur un mandrin 11,13 qui comporte des saillies qui s'engagent entre les ailettes 1 de la ondulée, puis le mandrin introduit avec EMI9.3 la bande !iltallil':ue enroulúe dMa l'é<::ht-}", t!1"; i..) er:. retir4 pendu...'1t (Hl rotation de cet "dHtt.c; '1:1' <:!r±: 1 ..xt.r non 1'ixÓe st .' 'Cil,.2'Lttl" de ln 1::'!.$ ; 6th! 11 que drJ.f.3 l : l' " ' ", que la "soudure (1!, 1a baI1de r.aStu:J1ique prenI'!0e contre la :':,":face intérieure de 1 s C11Sà3'!''U et4t t:'1t32't't,:

?h (!-"-:"r ':' de lu bande '- utnllique rel1dc e¯u iW d! tÎCh<IH;I1Hr lcr 'i- lU: EMI9.4 ou le t:an1J,'in est retiré vcu la soudure, upréi f}a 11 e-:<:. t..";' stitc libre de la bande métiillique nreraue par le c,3.=¯.z égalm;.ent été rr;3 . au tube r1' écht::n eur J;h#}l"r:1iq;p>", '11 - ProcH1dé suivcjit l'une doo revend ic ore .7 .

1cl° ca.ract6riaé en ce flue la 1>rn<iqD :,:Hellit111e &, È, 9 IJ1tc.- duite t'M!B lfchuJ1gaul" therr-'ique 3 eut fixce p:.!' une L1",.!1 placée sur l'éohéinjeur thermique pour empôeher son (l(p) l1CO- ment axit;1, de rrérrenoe par une butée tournant autour de l'axe du mandrin et tournant avec ce dernier* 12- Procédé suivant l'une des revendications 7 à EMI9.5 11, caractéri 56 en ce que des bords de la bttnde Métallique 5 faisant saillie des deux côtés de la bands ondulée 1 de moins <Desc/Clms Page number 10> EMI10.1 de li. moitié de la. largeur de li b.'. ');..t'.i.Lt.. 31 ybsttug avant l'enroulement de la bande iiôta31iq:;e uo-.iy '6 1 feuille de soudure insérée 6.

13 - Procédé suivant l'une dee reveRdigaticns ? 3. lit caractérisa en ce qu'un bord de la bande r.:étalliL;Ue 1 faisant saillie de la bande ondulée est rabattu i:WU1l 1's. roulaient de la bande métallique autour d'un fil de --2 8 de plus de la moitié et de moins de lu. totalité de sa. p.- riphérie de façon que le rebord ne dépasse pas le plan des côtés non garnis d'ailettes de la bande métallique.