Tube brasé en aluminium pour échangeur de chaleur

Abstract

 Le tupe brasé en aluminium pour échangeur de chaleur comporte deux bandes (4, 5) présentant chacune au moins une ondulation (6, 6a) et deux portées d'appui complémentaires dont l'une présente un segment saillant replié pour former une agrafe enveloppant la portée d'appui de l'autre bande, lesdites deux bandes présentant des faces plaquées d'alliage de brasure (17) assurant leur réunion mutuelle ainsi que la liaison avec au moins un dissipateur secondaire.

Description

[0001] La présente invention concerne les tubes utilisés dans des échangeurs de chaleur dans lesquels le fluide de circulation peut circuler sous des pressions relativement élevées par exemple de plusieurs dizaines de bars.

[0002] Le tube de l'invention trouve ainsi une application pratique dans la réalisation de condenseurs, d'échangeurs refroidisseurs d'huile, d'échangeurs pour le refroidissement de l'air de suralimentation de moteurs, etc.

[0003] Dans les applications considérées, on utilise, le plus souvent, des tubes extrudés ou filés dont la réalisation est relativement onéreuse. Par ailleurs, les tubes extrudés ou filés sont le plus souvent de section circulaire, ce qui oblige à une mise en forme subséquente pour permettre un contact sur une surface appréciable avec des dissipateurs secondaires.

[0004] Des tubes obtenus par extrusion ou filage ne peuvent pas facilement être recouverts d'une couche de placage de brasure et, par conséquent, lorsque ces tubes doivent être assemblés à des dissipateurs secondaires, il devient nécessaire d'utiliser des dissipateurs eux-mêmes revêtus d'au moins une couche de placage de brasure.

[0005] Cette disposition présente plusieurs inconvénients. La mise en forme du dissipateur revêtu de couches de placage pour la brasure est difficile, l'alliage de brasure en aluminium-silicium ayant pour effet d'user rapidement les outils de formage. Par ailleurs, seule une petite quantité de l'alliage de brasage est pratiquement utilisée lors de la brasure des dissipateurs sur les tubes.

[0006] La présente invention remédie aux inconvénients exposés ci-dessus en permettant une fabrication de tubes très économique pouvant facilement être brasés à des dissipateurs et même comporter des perturbateurs internes.

[0007] Conformément à l'invention, le tube brasé en aluminium pour échangeur de chaleur est caractérisé en ce qu'il comporte deux bandes présentant chacune au moins une ondulation et deux portées d'appui complémentaires dont l'une présente un segment saillant replié pour former une agrafe enveloppant la partie d'appui de l'autre bande, lesdites deux bandes présentant des faces plaquées d'alliage de brasure assurant leur réunion mutuelle ainsi que la liaison avec au moins un dissipateur secondaire.

[0008] Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit.

[0009] Des formes d'exécution de l'invention sont représentées, à titre d'exemples non limitatifs, au dessin annexé.

[0010] La fig. 1 est une élévation schématique d'un échangeur de chaleur mettant en oeuvre le tube de l'invention.

[0011] La fig. 2 est une perspective partielle des éléments constitutifs d'un tube à plusieurs canaux de l'invention.

[0012] La fig. 3 est une perspective partielle, analogue à la fig. 2, montrant le tube terminé et assemblé à un élément dissipateur de chaleur.

[0013] La fig. 4 est une vue frontale d'un tube à plusieurs canaux selon une variante.

[0014] La fig. 5 est une vue frontale illustrant une modification de la réalisation des éléments constitutifs du tube à plusieurs canaux.

[0015] La fig. 1 montre, de façon schématique, un échangeur de chaleur constitué par un condenseur de fluide frigorigène qui comporte un tube 1 conformé à la manière d'un serpentin entre les spires duquel sont disposés des dissipateurs constitués par des bandes ondulées.

[0016] Le tube 1 est par exemple relié, à une extrémité, à la sortie d'un compresseur et, à l'autre extrémité, à un réservoir de liquide frigorigène 3.

[0017] De façon connue, le tube 1 et le dissipateur 2 sont fabriqués en aluminium ou en alliage d'aluminium et sont réunis par brasage.

[0018] Pour constituer le tube 1 selon l'invention on met en forme deux bandes 4 et 5 pour que celles-ci délimitent des ondulations complémentaires 6, 6a, 7, 7a, 8, 8a ... délimitant des canaux parallèles.

[0019] Les ondulations ci-dessus sont séparées par des parties planes 9, 9a et 10, 10a et, de même, les bords latéraux des bandes 4 et 5 délimitent des portées d'appui complémentaires 11, 11a et 12, 12a.

[0020] Comme l'illustre la fig. 2, les portées d'appui 11 et 12 de la bande 4 sont prolongées par des segments saillants 13 et 14.

[0021] Dans la réalisation des fig. 2 et 3, les bandes 4 et 5, en aluminium ou en alliage d'aluminium, sont revêtues, sur leurs deux faces, de placages 15, 16 respectivement 15a, 16a,en aluminium-silicium pour constituer une brasure.

[0022] Une opération suivante de fabrication consiste à replier les segments saillants 13 et 14 de la plaque 4 sur les bords latéraux de la bande 5 pour constituer un agrafage ou sertissage. Au moins un élément dissipateur 2 est également mis en place pour prendre appui sur le dessus des ondulations de chaque bande, ces ondulations présentant des méplats 17 destinés à augmenter le plus possible la surface de contact entre les différents canaux que délimitent chaque tube et le dissipateur.

[0023] Le dissipateur 2 est fabriqué à partir d'une bande en aluminium sans que cette bande ait à être revêtue d'un placage ou d'un alliage quelconque.

[0024] Après décapage et fluxage les bandes 4 et 5 ainsi que le dissipateur 2 sont soumis aux opérations de brasage habituelles à la technique, opérations qui ont pour effet d'amener les placages 15, 15a et 16, 16a en fusion pour réunir ensemble les deux bandes 4 et 5, en assurant l'étanchéité du tube, tant au niveau des parties planes 9, 9a, 10, 10a ... qu'au niveau des agrafes formées par les segments saillants 13 et 14. De plus, le placage externe 15a assure le brasage avec le dissipateur 2.

[0025] Alors que la fig. 3 représente un seul dissipateur 2, il est évidemment possible de disposer un second dissipateur analogue,contre la face inférieure du ruban 4, pour en assurer le brasage en même temps que celui du dissipateur 2.

[0026] Pour la réalisation d'un condenseur du genre de celui décrit en référence à la fig. 1, il est possible, dans une première opération, de procéder au cintrage du tube 1, d'insérer le dissipateur 2 entre les différentes spires et de maintenir l'ensemble dans un montage avant de procéder aux opérations de brasage. Il est également possible de braser des segments de dissipateur puis de procéder ensuite au cintrage des parties de tube non munies de dissipateur.

[0027] La fig. 4 illustre une variante selon laquelle l'une des bandes, de préférence la bande 5, est plaquée sur ses deux faces tandis que la bande 4 qui comporte les segments saillants 13 et 14 destinés à former les agrafes présente seulement un placage 15 sur sa face externe.

[0028] Le dessin montre que dans ce cas on réduit l'épaisseur de matière de placage à une seule couche au niveau des différentes parties des deux bandes devant être brasées entre elles. Cette disposition réduit les risques d'écoulement de la brasure lors de sa fusion en permettant la réalisation de joints de très haute qualité, tout en économisant une couche de placage.

[0029] La fig. 4 montre que le tube peut de la même façon que celui de la fig. 3 être brasé à deux dissipateurs étant donné qu'une couche de placage de brasure est toujours présente sur les faces externes du tube.

[0030] La fig. 5 illustre un développement de l'invention qui permet d'assurer un accostage et un maintien sous légère pression des portées d'appui complémentaires 9, 9a et 10, 10a.

[0031] Pour cela les bandes 4 et 5 sont mises en forme, non seulement pour présenter les ondulations 6, 6a, 7, 7a ..., mais encore pour s'étendre approximativement le long de génératrices en arc de cercle 18 et 19. On prend soin cependant que les portées d'appui 11, 11a et 12, 12a soient parfaitement planes afin que l'agrafe puisse être correctement formée.

[0032] L'examen de la fig. 5 montre qu'après le rapprochement des portées d'appui 11a et 12a une pression élastique est exercée entre les parties planes 9a et 10a. Par conséquent, ces parties sont maintenues correctement en appui mutuel, même pendant la fusion de l'alliage de brasage aluminium-silicium dont la fluidité à l'état fondu est bien connue.

[0033] L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation représentés et décrits en détail, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. En particulier, le tube peut comporter un plus petit nombre ou au contraire un plus grand nombre de canaux. Des perturbateurs non représentés peuvent être disposés dans les canaux ; ces perturbateurs étant réalisés en aluminium, leur brasage est assuré par les placages d'aluminium-silicium revêtant les faces internes des bandes 4, 5.

Revendications

1 - Tube brasé en aluminium pour échangeur de chaleur, caractérisé en ce qu'il comporte deux bandes (4, 5) présentant chacune au moins une ondulation (6, 6a), et deux portées d'appui (11a, 12a) complémentaires dont l'une présente un segment saillant (13, 14) replié pour former une agrafe enveloppant la portée d'appui de l'autre bande, lesdites deux bandes présentant des faces plaquées d'alliage de brasure (15, 16), assurant leur réunion mutuelle ainsi que la liaison avec au moins un dissipateur secondaire.

2 - Tube suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chaque bande présente au moins un méplat (17) pour l'appui du dissipateur (2).

3 - Tube suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque bande présente plusieurs ondulations (6, 6a, 7, 7a ...), séparées par des parties planes (9, 9a, 10, 10a) prenant appui les unes contre les autres.

4 - Tube suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les bandes sont revêtues sur leurs deux faces d'un placage de brasure.

5 - Tube suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la bande formant les segments saillants est revêtue d'un placage de brasure (15) seulement sur sa face externe, tandis que l'autre bande est revêtue d'un placage (15a, 16a) sur ses deux faces.

6 - Tube suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les bandes ondulées sont conformées pour s'étendre suivant des génératrices en arc de cercle (18, 19).

Dessins