ÉCHANGEUR DE CHALEUR ET SON PROCÉDÉ DE FABRICATION

Description

[0001] L'invention concerne un échangeur de chaleur et son procédé de fabrication. Plus particulièrement dans le domaine des échangeurs de chaleur mécanique pour une application dans le domaine automobile. L'invention concerne plus particulièrement un échangeur de chaleur et son procédé de fabrication selon les préambules des revendications 1 et 8, respectivement. Un tel échangeur est connu du document EP 0 825 406 A2.

[0002] Un échangeur de chaleur mécanique 1, illustré à la figure 1 comporte :

• des tubes 3 parallèles les uns avec les autres et disposés en au moins un rang et dans lesquels un premier fluide caloporteur est apte à circuler, et
• des ailettes 4 évoluant parallèlement les unes par rapport aux autres et au travers desquelles un second fluide caloporteur 100 est apte à circuler, les ailettes 4 sont disposées perpendiculaires au plan du ou des rangs de tubes 3 et elles comportent des orifices 40 dans lesquels les tubes 3 sont insérés et fixés.

[0003] La fixation des tubes 3 avec les ailettes 4 est dite mécanique, par exemple par élargissement desdits tubes 3. Pour cela, une olive de taille supérieure à celle des tubes 3 est insérée dans les tubes 3 pour agrandir lesdits tubes 3, puis retirée. Les tubes 3 sont alors élargis et fixés aux ailettes 4.

[0004] Cependant ce type d'échangeur de chaleur 1 mécanique et notamment la liaison entre les tubes 3 et les ailettes 4, a une résistance thermique élevée ce qui pénalise les échanges de chaleur entre le premier et le second fluide caloporteur. En effet, au niveau de orifices 40, il n'y a pas un contact continue notamment lorsque les ailettes 4 sont chaudes et dilatées. En effet, lorsque les ailettes 4 se dilatent, la taille des orifices 40 augmente ce qui diminue les zones de contact entre les tubes 3 et les ailettes 4.

[0005] Un des buts de la présente invention est donc de remédier au moins partiellement aux inconvénients de l'art antérieur et de proposer un échangeur de chaleur mécanique amélioré ainsi que son procédé de fabrication.

[0006] La présente invention concerne donc un échangeur de chaleur selon la revendication 1.

[0007] Selon un aspect de l'invention, l'angle que les ailettes forment avec la perpendiculaire à l'axe des tubes induit des contraintes de cisaillement entre les tubes et les ailettes.

[0008] Selon un aspect de l'invention, l'échangeur de chaleur comporte :

• les tubes parallèles les uns avec les autres et disposés en au moins un rang et dont les ailettes évoluent sans se croiser,
• lesdites ailettes comportant les orifices par lesquels passent les tubes de sorte à former au moins un groupe de tubes reliés entre eux par la superposition d'ailettes,

[0009] Selon un aspect de l'invention, les ailettes d'un même groupe de tubes ont un profil monotone entre deux tubes voisins.

[0010] Selon un aspect de l'invention, 20 % des tubes d'un même groupe de tubes, ont la tangente à la surface des ailettes à mi-distance entre deux tubes voisins qui forme un angle supérieur ou égal à 0,5° et inférieur ou égal à 10° avec la perpendiculaire à l'axe des tubes.

[0011] L'angle entre la tangente à la surface des ailettes à mi-distance entre deux tubes voisins et la perpendiculaire à l'axe des tubes permet de diminuer la résistance thermique au niveau des orifices notamment lorsque les ailettes sont dilatées.

[0012] Selon un aspect de l'invention, l'angle est supérieur ou égal à 0,5° et inférieur ou égal à 5°.

[0013] Selon un autre aspect de l'invention, les ailettes sont planes.

[0014] Selon un autre aspect de l'invention, les ailettes sont courbes.

[0015] Selon un autre aspect de l'invention, les ailettes ont un profil sinusoïdal, les orifices et les tubes étant placés au niveau de crêtes et creux desdites ailettes.

[0016] Selon un autre aspect de l'invention, l'échangeur de chaleur comporte un unique groupe de tubes ou au moins deux groupes de tubes distincts.

[0017] La présente invention concerne également un procédé de fabrication selon la revendication 8.

[0018] Selon un aspect du procédé selon l'invention, dans l'étape de mise en place des tubes, la ligne reliant les extrémités de tubes d'un même rang au sein d'un même groupe de tubes, a un angle supérieur ou égal à 0,5° et inférieur ou égal à 10° avec la perpendiculaire à l'axe des tubes.

[0019] Selon un aspect du procédé selon l'invention, dans l'étape de mise en place des tubes, la ligne reliant les extrémités de tubes d'un même rang au sein d'un même groupe de tubes, a un angle supérieur ou égal à 0,5° et inférieur ou égal à 5° avec la perpendiculaire à l'axe des tubes.

[0020] Selon un aspect du procédé selon l'invention, dans l'étape de mise en place des tubes, la ligne reliant les extrémités des tubes d'un même groupe de tubes est une droite.

[0021] Selon un autre aspect du procédé selon l'invention, dans l'étape de mise en place des tubes, la ligne reliant les extrémités des tubes d'un même groupe de tube est une courbe.

[0022] Selon un aspect du procédé selon l'invention, dans l'étape de mise en place des tubes, la ligne reliant les extrémités des tubes d'un même groupe de tubes est une sinusoïde.

[0023] La présente invention concerne également un dispositif de fabrication pour la mise en œuvre du procédé de fabrication tel que décrit ci-dessus, ledit dispositif comportant des sabots d'alignement destinés à appuyer sur les extrémités des tubes de sorte que les extrémités desdits tubes passent d'une position longitudinale décalée à une position alignée où les extrémités desdits tubes sont alignées avec la perpendiculaire à l'axe des tubes.

[0024] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels :

• la figure 1 montre une représentation schématique en perspective d'un échangeur de chaleur mécanique selon l'art antérieur,
• la figure 2 montre une représentation schématique d'un échangeur de chaleur mécanique selon l'invention,
• les figures 3 à 6 montrent des représentations schématiques d'un échangeur de chaleur mécanique selon l'invention, selon différents modes de réalisations,
• la figure 7 montre une représentation schématique de la liaison entre les ailettes et les tubes,
• la figure 8 montre un diagramme de l'évolution de la résistance électrique en fonction de l'angle entre les ailettes et les tubes,
• la figure 9 montre un organigramme des différentes étapes du procédé de fabrication d'un échangeur de chaleur mécanique,
• les figures 10a à 10c montrent des représentations schématiques d'un échangeur de chaleur mécanique à différentes étapes de son procédé de fabrication,
• les figures 11 et 12 montrent des représentations schématiques d'un échangeur de chaleur mécanique à différentes étapes de son procédé de fabrication, selon différents modes de réalisations.

[0025] Les éléments identiques sur les différentes figures, portent les mêmes références.

[0026] Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s'appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées ou interchangées pour fournir d'autres réalisations.

[0027] Dans la présente description on peut indexer certains éléments ou paramètres, comme par exemple premier élément ou deuxième élément ainsi que premier paramètre et second paramètre ou encore premier critère et deuxième critère etc. Dans ce cas, il s'agit d'un simple indexage pour différencier et dénommer des éléments ou paramètres ou critères proches mais non identiques. Cette indexation n'implique pas une priorité d'un élément, paramètre ou critère par rapport à un autre et on peut aisément interchanger de telles dénominations sans sortir du cadre de la présente description. Cette indexation n'implique pas non plus un ordre dans le temps par exemple pour apprécier tel ou tels critères.

[0028] Sur les différentes figures, nous utiliserons un trièdre XYZ afin de montrer l'angle de vue de chacune desdites figures les unes par rapport aux autres. Les axes de ce trièdre peuvent également correspondre aux différentes orientations du véhicule automobile. L'axe X peut ainsi correspondre à l'axe de la longueur du véhicule, l'axe Y à l'axe de sa largeur et l'axe Z à celui de sa hauteur.

[0029] Comme le montre la figure 1 correspondant à un art antérieur, un échangeur de chaleur 1 mécanique, comporte des tubes 3 parallèles les uns avec les autres et disposés en au moins un rang et dans lesquels un premier fluide caloporteur est apte à circuler. Par exemple le fluide réfrigérant peut provenir d'un dispositif de gestion thermique tel que la climatisation ou du circuit de refroidissement d'un moteur thermique d'un véhicule automobile. Ces tubes 3 s'étendent notamment dans le plan définit par les axes Y et Z.

[0030] L'échangeur de chaleur 1 comporte également au moins une superposition d'ailettes 4 dont les ailettes 4 évoluent parallèlement les unes par rapport aux autres, notamment parallèlement au plan défini par les axes Y et Z. Les ailettes 4 sont donc disposées perpendiculairement au plan du ou des rangs de tubes 3. Un second fluide caloporteur 100 est apte à circuler entre les ailettes 4, par exemple de l'air. Les ailettes 4 comportent des orifices 40 par lesquels passent des tubes 3 de sorte à former au moins un groupe de tubes 3 reliés entre eux par une superposition d'ailettes 4.

[0031] Comme illustré sur les figures 2 à 6, l'échangeur de chaleur 1 comprend :

• des tubes 3 parallèles les uns avec les autres et dans lesquels un premier fluide caloporteur est apte à circuler, et
• au moins une superposition d'ailettes 4 comportant des orifices 40 par lesquels passent des tubes 3.

[0032] Les ailettes 4 forment avec une perpendiculaire à l'axe des tubes 3, c'est-à-dire avec une parallèle à l'axe Y du trièdre XYZ, un angle différent de 0°.

[0033] Les tubes 3 sont parallèles les uns avec les autres et disposés en au moins un rang et dont les ailettes 4 évoluent sans se croiser. Lesdites ailettes 4 comportent les orifices 40 par lesquels passent les tubes 3 de sorte à former au moins un groupe de tubes 3 reliés entre eux par la superposition d'ailettes 4.

[0034] Comme illustré sur les figures 2 à 6 montrant l'échangeur de chaleur 1 et la figure 7 montrant plus en détail la liaison entre une ailette 4 et deux tubes 3, les ailettes 4 d'un même groupe de tubes 3, ont un profil monotone entre deux tubes 3 voisins. De plus, au moins 20 % des tubes 3 d'un même groupe de tubes 3, ont la tangente à la surface des ailettes 4 à mi-distance entre deux tubes 3 voisins qui forme un angle α supérieur ou égal à 0,5° et inférieur ou égal à 10°, de préférence inférieur ou égale à 5°, avec la perpendiculaire à l'axe des tubes 3. Cet angle α entre la tangente à la surface des ailettes 4 à mi-distance entre deux tubes 3 voisins et la perpendiculaire à l'axe des tubes 3 est particulièrement visible à la figure 7.

[0035] L'échangeur de chaleur 1 peut également comprendre une boîte à eau 5 disposée à chaque extrémité des tubes 3. Ces boites à eau 5 permettent la collecte et/ou la distribution du premier fluide caloporteur afin qu'il puisse passer dans les tubes 3.

[0036] Dans un premier mode de réalisation illustré à la figure 2, les ailettes 4 sont planes et l'échangeur de chaleur 1 comporte un unique groupe de tubes 3 regroupant tout les tubes 3 dudit échangeur de chaleur 1. Dans ce premier mode de réalisation, l'ensemble des tubes 3 a la tangente à la surface des ailettes 4 à mi-distance entre deux tubes 3 voisins qui forme un angle α supérieur ou égal à 0,5°, et inférieur ou égal à 10° avec la perpendiculaire à l'axe des tubes 3.

[0037] La figure 3 montre un deuxième mode de réalisation où les ailettes 4 sont courbes. Dans ce deuxième mode de réalisation, l'échangeur de chaleur 1 comporte également un unique groupe de tubes 3 regroupant tous les tubes 3 dudit échangeur de chaleur 1. Dans ce deuxième mode de réalisation, tous les tubes 3 n'ont pas la tangente à la surface des ailettes 4 à mi-distance entre deux tubes 3 voisins qui forme un angle α supérieur ou égal à 0,5° et inférieur ou égal à 10° avec la perpendiculaire à l'axe des tubes 3 du fait du profil courbe des ailettes 4. Seulement au moins 20 % des tubes 3 d'un même groupe de tubes 3, ont la tangente à la surface des ailettes 4 à mi-distance entre deux tubes 3 voisins qui forme un angle α supérieur ou égal à 0,5° et inférieur ou égal à 10° avec la perpendiculaire à l'axe des tubes 3.

[0038] La figure 4 montre un échangeur de chaleur 1 selon un troisième mode de réalisation où les ailettes 4 ont un profil sinusoïdal. Les orifices 40 des ailettes 4 et les tubes 3 sont ici placés au niveau des crêtes et creux des ailettes 4. Dans ce troisième mode de réalisation, l'échangeur de chaleur 1 comporte également un unique groupe de tubes 3 regroupant tous les tubes 3 dudit échangeur de chaleur 1. A l'instar du premier mode de réalisation, dans ce troisième mode de réalisation, l'ensemble des tubes 3 a la tangente à la surface des ailettes 4 à mi-distance entre deux tubes 3 voisins qui forme un angle α supérieur ou égal à 0,5° et inférieur ou égal à 10° avec la perpendiculaire à l'axe des tubes 3.

[0039] Les figures 5a et 5b montrent un échangeur de chaleur 1 selon un quatrième mode de réalisation où l'échangeur de chaleur 1 comporte au moins deux groupes de tubes 3. Pour les exemples présentés aux figures 5a et 5b, l'échangeur de chaleur 1 comporte quatre groupes de tubes, chaque groupe de tubes 3 comportant deux tubes 3. Dans chaque groupe de tubes 3, les tubes 3 sont reliés entre eux par une superposition d'ailettes 4. Dans chaque groupe de tubes 3, les tubes 3 ont la tangente à la surface des ailettes 4 à mi-distance entre deux tubes 3 voisins qui forme un angle α supérieur ou égal à 0,5° et inférieur ou égal à 10° avec la perpendiculaire à l'axe des tubes 3. Dans les exemples présentés aux figures 5a et 5b, au sein de chaque groupe de tube 3, les ailettes 4 sont planes. Cependant il est tout à fait possible d'imaginer que les ailettes 4, au sein de chaque groupe de tubes 3, aient un profil courbe ou encore sinusoïdal.

[0040] Dans l'exemple de la figure 5a, les superpositions d'ailettes 4 de chaque groupe de tubes 3 ont une orientation identique. Dans l'exemple de la figure 5b, les superpositions d'ailettes 4 de groupes de tubes 3 ont successivement une orientation inversée, à l'image d'un reflet inversé dans un miroir.

[0041] Il est également tout à fait possible d'imaginer que, lorsque l'échangeur de chaleur 1 comporte au moins deux groupes de tubes 3, les angles α puissent différer d'un groupe de tubes 3 à un autre, tout en restant supérieur ou égal à 0,5° et inférieur ou égal à 10°.

[0042] Comme illustré à la figure 6, l'échangeur de chaleur 1 peut comporter des caches 6 recouvrant l'espace non occupé par les ailettes 4 entre les ailettes 4 d'extrémités d'un même groupe de tubes 3 et lesdites boîtes à eau 5. Ces caches 6 jouent un rôle de barrière pour le second fluide caloporteur 100 afin qu'il ne puisse passer dans cet espace non occupé. Le second fluide caloporteur 100 est alors contraint de circuler entre les ailettes 4 ce qui permet de ne pas détériorer les échanges thermiques.

[0043] La figure 8 montre un diagramme de l'évolution de la résistance électrique en mΩ, en fonction d'un angle α compris entre 0 et 5° au niveau des orifices 40 faisant l'interface entre les tubes 3 et les ailettes 4. La résistance électrique est facile à mesurer et proportionnelle à la résistance thermique. Ainsi plus la résistance électrique est faible, plus la résistance thermique sera faible également.

[0044] Le diagramme de la figure 8 montre trois courbes 200, 201 et 202 correspondant aux variations de la résistance électrique pour trois échantillons de tubes 3 et d'ailettes 4 en fonction de l'angle a. Les trois courbes 200, 201 et 203 montrent que plus l'angle α augmente, notamment au-delà de 0,5°, plus la résistance électrique et donc la résistance thermique est faible. En extrapolant les courbes 200, 201 et 203 et leur moyenne, un angle α de 10° apparaît comme une limite de saturation de la diminution de la résistance électrique et donc de la résistance thermique. On entend par cela qu'à partir de cette valeur, une augmentation de l'angle α n'aurait que peu d'effet sur la résistance thermique. Comme le montre la figure 8, un angle α compris entre 0,5 et 5° est un optimal.

[0045] L'effet de l'angle α sur la résistance électrique et donc sur la résistance thermique, est lié aux contraintes de cisaillement entre les ailettes 4 et les tubes 3 exercées par l'angle a. Ces contraintes de cisaillement permettent de maintenir un bon contact entre les tubes 3 et les ailettes 4 au niveau des orifices 40 et ce même si les ailettes 4 sont dilatées.

[0046] La présente invention concerne également un procédé de fabrication d'un échangeur de chaleur 1 tel que décrit ci-dessus. La figure 9 montre un organigramme des différentes étapes dudit procédé de fabrication.

[0047] Le procédé de fabrication comporte les étapes suivantes :

• une première étape 110, illustrée à la figure 10a, de mise en place de tubes 3 en au moins un groupe de tubes 3.

[0048] Lors de cette première étape 110, les tubes 3 d'un même groupe de tubes 3 sont disposés parallèlement les uns aux autres avec un décalage de position longitudinale. La ligne imaginaire reliant les extrémités des tubes 3 forme avec une perpendiculaire à l'axe des tubes (3), c'est-à-dire avec une parallèle à l'axe Y du trièdre XYZ, un angle différent de 0°.

[0049] En particulier, la ligne reliant les extrémités des tubes 3 d'un même rang au sein d'un même groupe de tubes 3, a un angle α' supérieur à 0,5° et inférieur ou égal à 10°, de préférence inférieur ou égal à 5°, avec la perpendiculaire à l'axe des tubes 3.

[0050] Lors de cette première étape 110, les tubes 3 ont un diamètre inférieur à celui des orifices 40 des ailettes 4 afin qu'ils puissent s'y insérer.

• une deuxième étape 112, illustrée à la figure 10b, de fixation des tubes 3 aux ailettes 4.

[0051] Cette deuxième étape 112 peut être réalisée par expansion des tubes 3, c'est-à-dire par une augmentation de leur diamètre ce qui vient les fixer dans les orifices 40. Cette expansion des tubes 3, peut être par exemple effectuée par insertion dans les tubes 3 d'une olive d'un diamètre supérieur à celui des tubes 3.

• une troisième étape 114, illustrée à la figure 10c, d'alignement sous contrainte des extrémités des tubes 3 de sorte que les extrémités desdits tubes 3 soient alignés avec une perpendiculaire à l'axe des tubes 3, c'est-à-dire avec une parallèle à l'axe Y du trièdre XYZ.

[0052] Lors de cette troisième étape 114, l'angle α' entre la ligne reliant les extrémités des tubes 3 et la perpendiculaire à l'axe des tubes 3, du fait que les ailettes 4 et les tubes 3 sont fixés entre eux, est reporté en l'angle α entre la tangente à la surface des ailettes 4 à mi-distance entre deux tubes 3 voisins et la perpendiculaire à l'axe des tubes 3. La liaison entre les tubes 3 et les ailettes 4 sera alors sous contraintes de cisaillement améliorant les échanges thermiques.

[0053] Cette troisième étape 114 peut par exemple être réalisée par le fait que le dispositif de fabrication pour la mise en œuvre du procédé de fabrication comporte des sabots d'alignement. Ces sabots d'alignements sont destinés à appuyer sur les extrémités des tubes 3 de sorte que les extrémités desdits tubes 3 passent de leur position longitudinale décalée, illustré à la figure 10b, à une position alignée où les extrémités desdits tubes 3 sont alignées avec la perpendiculaire à l'axe des tubes 3, comme illustré à la figure 10c.

[0054] La forme de la ligne reliant les extrémités des tubes 3 d'un même rang au sein d'un même groupe de tubes 3 réalisée dans la première étape 110 détermine le profil des ailettes 4 de l'échangeur de chaleur 1. Ainsi, si cette ligne est une droite comme cela est illustré à la figure 10a, les ailettes 4 seront planes à l'issue du procédé de fabrication.

[0055] Si cette ligne est une courbe comme cela est illustré à la figure 11, les ailettes 4 seront elles aussi courbes à l'issue du procédé de fabrication.

[0056] Si cette ligne est une sinusoïde comme illustré à la figure 12, les ailettes 4 auront un profil sinusoïdal à l'issue du procédé de fabrication.

[0057] Le procédé de fabrication peut également comporter, suite à la troisième étape 114 d'alignement sous contrainte, une quatrième étape 116 de mise en place de boites à eau 5 sur les extrémités des tubes 3 et de mise en place de caches 6 recouvrant l'espace non occupé par les ailettes 4 entre les ailettes 4 aux extrémités d'un même groupe de tubes 3 et lesdites boîtes à eau 5.

[0058] Ainsi, on voit bien que l'échangeur de chaleur 1 du fait de l'angle α entre la tangente à la surface des ailettes 4 à mi-distance entre deux tubes 3 voisins et la perpendiculaire à l'axe des tubes 3 et des contraintes de cisaillements exercées par cet angle α entre les tubes 3 et les ailettes 4, permet de diminuer la résistance thermique au niveau des orifices 40 notamment lorsque les ailettes 4 sont dilatées.

Revendications

1. Échangeur de chaleur (1) mécanique, comportant :

- des tubes (3) parallèles les uns avec les autres et dans lesquels un premier fluide caloporteur est apte à circuler, et

- au moins une superposition d'ailettes (4) comportant des orifices (40) par lesquels passent des tubes (3), les ailettes (4) formant avec une perpendiculaire à l'axe des tubes (3) un angle différent de 0°, l'échangeur étant caractérisé en ce qu'il comprend une boîte à eau (5) disposée à chaque extrémité des tubes (3) et qu'il comporte des caches (6) recouvrant l'espace non occupé par les ailettes (4) entre les ailettes (4) d'extrémités d'un même groupe de tubes (3) et lesdites boîtes à eau (5).

2. Échangeur de chaleur (1) selon la revendication 1, comportant :

- les tubes parallèles les uns avec les autres et disposés en au moins un rang et dont les ailettes (4) évoluent sans se croiser,

- lesdites ailettes (4) comportant les orifices (40) par lesquels passent les tubes (3) de sorte à former au moins un groupe de tubes (3) reliés entre eux par la superposition d'ailettes (4),

3. Échangeur de chaleur (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que les ailettes (4) d'un même groupe de tubes (3) ont un profil monotone entre deux tubes (3) voisins.

4. Échangeur de chaleur (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'au moins 20 % des tubes (3) d'un même groupe de tubes (3), ont la tangente à la surface des ailettes (4) à mi-distance entre deux tubes (3) voisins qui forme un angle (α) supérieur ou égal à 0,5° et inférieur ou égal à 10° avec la perpendiculaire à l'axe des tubes (3).

5. Échangeur de chaleur (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'angle (a) est supérieur ou égal à 0,5° et inférieur ou égal à 5°.

6. Échangeur de chaleur (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les ailettes (4) sont planes.

7. Échangeur de chaleur (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les ailettes (4) sont courbes.

8. Procédé de fabrication d'un échangeur de chaleur (1) mécanique comportant :

↘ des tubes (3) parallèles les uns avec les autres et dans lesquels un premier fluide caloporteur est apte à circuler, et

↘ au moins une superposition d'ailettes (4) comportant des orifices (40) par lesquels passent des tubes (3),

ledit procédé comprenant les étapes suivantes :

• mise en place de tubes (3) en au moins un groupe de tubes (3), lesdits tubes (3) d'un même groupe de tubes (3) étant disposés parallèlement les uns aux autres avec un décalage de position longitudinale, les extrémités des tubes étant reliées par une ligne qui forme avec une perpendiculaire à l'axe des tubes (3), un angle différent de 0°,

• fixation des tubes (3) aux ailettes (4),

• alignement sous contrainte des extrémités des tubes (3) de sorte que les extrémités desdits tubes (3) soient alignés avec une perpendiculaire à l'axe des tubes (3),

le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre, suite à l'étape d'alignement sous contrainte, une étape de mise en place de boites à eau (5) sur les extrémités des tubes (3) et de mise en place de caches (6) recouvrant l'espace non occupé par les ailettes (4) entre les ailettes (4) aux extrémités d'un même groupe de tubes (3) et lesdites boîtes à eau (5).

9. Procédé de fabrication selon la revendication 8, caractérisé en ce que, dans l'étape de mise en place des tubes (3), la ligne reliant les extrémités de tubes (3) d'un même rang au sein d'un même groupe de tubes, a un angle (α') supérieur ou égal à 0,5° et inférieur ou égal à 10° avec la perpendiculaire à l'axe des tubes (3).

10. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 8 et9, caractérisé en ce que, lors de l'étape de mise en place de tubes (3), la ligne reliant les extrémités des tubes (3) d'un même rang au sein d'un même groupe de tubes (3), a un angle (α') supérieur à 0,5° et inférieur ou égal à 5° avec la perpendiculaire à l'axe des tubes (3).

11. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que, dans l'étape de mise en place des tubes (3), la ligne reliant les extrémités des tubes (3) d'un même groupe de tubes (3) est une droite.

12. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que, dans l'étape de mise en place des tubes (3), la ligne reliant les extrémités des tubes (3) d'un même groupe de tube (3) est une courbe.

Ansprüche

1. Mechanischer Wärmetauscher (1), der aufweist:

- zueinander parallele Rohre (3), in denen ein erstes Wärmeträgerfluid fließen kann, und

- mindestens eine Stapelung von Lamellen (4), die Öffnungen (40) aufweist, durch die Rohre (3) hindurchgehen,

wobei die Lamellen (4) mit einer Lotrechten zur Achse der Rohre (3) einen Winkel ungleich 0° bilden,
wobei der Tauscher dadurch gekennzeichnet ist, dass er einen an jedem Ende der Rohre (3) angeordneten Wasserkasten (5) enthält, und dass er Abdeckungen (6) aufweist, die den nicht von den Lamellen (4) zwischen den Endlamellen (4) einer gleichen Gruppe von Rohren (3) und den Wasserkästen (5) eingenommenen Raum bedecken.

2. Wärmetauscher (1) nach Anspruch 1, der aufweist:

- die zueinander parallelen und in mindestens einer Reihe angeordneten Rohre, deren Lamellen (4) verlaufen, ohne sich zu kreuzen,

- die die Öffnungen (40) aufweisenden Lamellen (4), durch die die Rohre (3) gehen, um mindestens eine Gruppe von Rohren (3) zu bilden, die durch die Stapelung von Lamellen (4) miteinander verbunden sind.

3. Wärmetauscher (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen (4) einer gleichen Gruppe von Rohren (3) zwischen zwei benachbarten Rohren (3) ein gleichförmiges Profil haben.

4. Wärmetauscher (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens 20% der Rohre (3) einer gleichen Gruppe von Rohren (3) die Tangente an der Oberfläche der Lamellen (4) in halbem Abstand zwischen zwei benachbarten Rohren (3) haben, die einen Winkel (α) größer als oder gleich 0,5° und kleiner als oder gleich 10° mit der Lotrechten zur Achse der Rohre (3) bildet.

5. Wärmetauscher (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (α) größer als oder gleich 0,5° und kleiner als oder gleich 5° ist.

6. Wärmetauscher (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen (4) eben sind.

7. Wärmetauscher (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen (4) gekrümmt sind.

8. Herstellungsverfahren eines mechanischen Wärmetauschers (1), der aufweist:

↘ zueinander parallele Rohre (3), in denen ein erstes Wärmeträgerfluid fließen kann, und

↘ mindestens eine Stapelung von Lamellen (4), die Öffnungen (40) aufweist, durch die Rohre (3) gehen,

wobei das Verfahren die folgenden Schritte enthält:

• Einsetzen von Rohren (3) in mindestens einer Gruppe von Rohren (3), wobei die Rohre (3) einer gleichen Gruppe von Rohren (3) parallel zueinander mit einer Verschiebung der Längsstellung angeordnet sind, wobei die Enden der Rohre durch eine Linie verbunden sind, die mit einer Lotrechten zur Achse der Rohre (3) einen Winkel ungleich 0° bildet,

• Befestigung der Rohre (3) an den Lamellen (4),

• Zwangsausrichtung der Enden der Rohre (3), damit die Enden der Rohre (3) mit einer Lotrechten zur Achse der Rohre (3) fluchtend ausgerichtet sind,

wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es außerdem nach dem Schritt der Zwangsausrichtung einen Schritt des Einsetzens von Wasserkästen (5) auf die Enden der Rohre (3) und des Einsetzens von Abdeckungen (6) enthält, die den nicht von den Lamellen (4) zwischen den Lamellen (4) an den Enden einer gleichen Gruppe von Rohren (3) und den Wasserkästen (5) eingenommenen Raum bedecken.

9. Herstellungsverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Einsetzens der Rohre (3) die die Enden der Rohre (3) einer gleichen Reihe innerhalb einer gleichen Gruppe von Rohren verbindende Linie einen Winkel (α') größer als oder gleich 0,5° und kleiner als oder gleich 10° mit der Lotrechten zur Achse der Rohre (3) hat.

10. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Einsetzens der Rohre (3) die die Enden der Rohre (3) einer gleichen Reihe innerhalb einer gleichen Gruppe von Rohren (3) verbindende Linie einen Winkel (α') größer als 0,5° und kleiner als oder gleich 5° mit der Lotrechten zur Achse der Rohre (3) hat.

11. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Einsetzens der Rohre (3) die die Enden der Rohre (3) einer gleichen Gruppe von Rohren (3) verbindende Linie eine Gerade ist.

12. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Einsetzens der Rohre (3) die die Enden der Rohre (3) einer gleichen Gruppe von Rohren (3) verbindende Linie eine Kurve ist.

Claims

1. Mechanical heat exchanger (1) comprising:

- tubes (3) parallel to each other and in which a first heat transfer fluid is capable of circulating; and

- at least one superposition of fins (4) comprising orifices (40), through which the tubes (3) pass,

the fins (4) forming, in relation to an axis perpendicular to the axis of the tubes (3), an angle different from 0°, the exchanger being characterized in that it comprises a water box (5) disposed at each end of the tubes (3) and in that it comprises covers (6) covering the space not occupied by the fins (4) between the end fins (4) of the same group of tubes (3) and said water boxes (5).

2. Heat exchanger (1) according to Claim 1, comprising:

- the tubes parallel to each other and disposed in at least one row and for which the fins (4) extend without intersecting;

- said fins (4) comprising the orifices (40), through which the tubes (3) pass so as to form at least one group of tubes (3) connected together by the superposition of fins (4).

3. Heat exchanger (1) according to Claim 2, characterized in that the fins (4) of the same group of tubes (3) have an unvaried profile between two neighboring tubes (3).

4. Heat exchanger (1) according to Claim 3, characterized in that at least 20% of the tubes (3) of the same group of tubes (3) have the tangent to the surface of the fins (4) midway between two neighboring tubes (3) that forms an angle (a) that is greater than or equal to 0.5° and is less than or equal to 10° in relation to the axis perpendicular to the axis of the tubes (3).

5. Heat exchanger (1) according to Claim 4, characterized in that the angle (a) is greater than or equal to 0.5° and is less than or equal to 5°.

6. Heat exchanger (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the fins (4) are flat.

7. Heat exchanger (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the fins (4) are curved.

8. Method for manufacturing a mechanical heat exchanger (1) comprising:

↘ tubes (3) parallel to each other and in which a first heat transfer fluid is capable of circulating; and

↘ at least one superposition of fins (4) comprising orifices (40), through which the tubes (3) pass,

said method comprising the following steps:

• installing tubes (3) in at least one group of tubes (3), said tubes (3) of the same group of tubes (3) being disposed parallel to each other with a longitudinal position offset, the ends of the tubes being connected by a line that forms, in relation to an axis perpendicular to the axis of the tubes (3), an angle different from 0°;

• fastening the tubes (3) to the fins (4);

• aligning the ends of the tubes (3) under stress so that the ends of said tubes (3) are aligned in relation to an axis perpendicular to the axis of the tubes (3), the method being characterized in that it further comprises, following the step of aligning under stress, a step of installing water boxes (5) on the ends of the tubes (3) and of installing covers (6) covering the space not occupied by the fins (4) between the fins (4) at the ends of the same group of tubes (3) and said water boxes (5) .

9. Manufacturing method according to Claim 8, characterized in that, in the step of installing the tubes (3), the line connecting the ends of the tubes (3) of the same row within the same group of tubes has an angle (α') that is greater than or equal to 0.5° and is less than or equal to 10° in relation to the axis perpendicular to the axis of the tubes (3).

10. Manufacturing method according to either one of Claims 8 and 9, characterized in that, during the step of installing the tubes (3), the line connecting the ends of the tubes (3) of the same row within the same group of tubes (3) has an angle (α') that is greater than 0.5° and is less than or equal to 5° in relation to the axis perpendicular to the axis of the tubes (3).

11. Manufacturing method according to any one of Claims 8 to 10, characterized in that, in the step of installing the tubes (3), the line connecting the ends of the tubes (3) of the same group of tubes (3) is a straight line.

12. Manufacturing method according to any one of Claims 8 to 10, characterized in that, in the step of installing the tubes (3), the line connecting the ends of the tubes (3) of the same group of tubes (3) is a curve.

Dessins