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"PERr'ECTIOMOEIOENTS AUX TUBES A AILETTES HELICOÏDALES'*.
Cette invention amour objet des tubes à ailettes hélicoïdales avantageusement applicables , en.particulier , au transfert de la chaleur ,comme par exemple dans les appareils frigorifiques du type mécanique ,les radiateurs
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dfautomo'xiles , etc...
Fige lest une vue d'ensemble représentant la façon
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dont le tube peut 6*tre'fabriclué&
Fige, 2 est un détail d'une partie du mécanisme fa- çonneur.
Fige 3 est une coupe faite à travers un des groupes de galets de compression représentés dans la fige 1 et mon-
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tre la façon dont le tube est établi.
Fig. 4 est une coupe longitudinale d'un tube ter- minée
Fig. 5 est un détail en coupe à grande échelle de fig. 4.
Fig. 6 est une coupe suivant 6-6 (fig. 1).
Fig. 7 est une coupe transversale du tube à grande échelle.
Fig. 8 est un détail à grande échelle représentant les galets servant à plier longitudinalement la bande métal- lique destinée à constituer le tube.
On établit le tube en utilisant de préférence une bande métallique plate qui est déroulée d'une bobine d'ali- mentation (non représentée). Cette bande peut avoi été étamée préalablement , ou bien on peut ne l'étamer qu'après qu'elle a été déroulée de la bobine. Fig. 1 montre la façon dont la bande 1 peut être entraînée de façon à passer d'abord à travers un bain'd'acide 2 , puis à travers un bain de sou- dure 3 maintenu à l'état fondu par des brûleurs 4 , et en- suite à travers un bain d'eau refroidissante 5.
La bande passe alors sur un rouleau de guidage 6 qui ,lui communique une torsion de 90 environ et est ensuite pliée longitudi- nalement , comme représenté dans la fig.' 8 ,par des galets convenables 7 et,8. Ces galets donnent à la bande la forme d'un L en section comprenant une partie verticale 9 et une partie horizontale 10. Dans l'exemple représenté , les parties 9 et 10 font un angle droit entre elles , mais il est bien entendu que la bande pourrait être pliée longitu- dinalement suivant un angle plus grand ou plus petit que 90 . Toutefois , dans un but de commodité , la partie 10 sera appelée "horizontale" et la partie 9 "verticale" quel que soit l'angle que font entre elles des deux parties.
La bande- ainsi pliée est. entraînée à travers une
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matrice 11 et est enroulée hélicoïdalement autour d'un man- drin rotatif reoevant sa commande de tout dispositif conve- nable tel qu'une poulie 13 et une courroie 14. Pendant que la bande est ainsi enroulée hélicoïdalement, sa partie verticale est plissée ou ondulée par'des rouleaux coopérants
15 et 16 ,le rouleau 15 étant actionné par un dispositif convenable tel qu'une poulie 17 et une courroie 18.
Lorsque la bande vient d'être enroulée sur le mandrin , elle se présente comme on la voit à droite de fig.
3. Un groupe de galets , recevant chacun la forme d'une @ vis sans fin , exerce maintenant une pression sur la par- tie horizontale pour donner au tube sa forme finale comme représenté dans la fig. 3. Les filets de ces galets s'engagent entre les'.spires ou ailettes formées par la partie verticale de la bande et compriment ainsi le corps du tube , qui est constitué par la partie horizontale de la bande , contre le mandrin. Chaque groupe de galets peut par exemple comporter trois galets , comme indiqué en 20 20a et 20b dans la fig. 6. Ces galets sont actionnés mécani- quement , le galiet 20b étant actionné par l'intermédiaire d'un pignon intermédiaire 21 de façon que les divers galets tournent dans le sens voulu.
Le tube ayant ainsi été façonné , on peut le sou- mettre à l'action d'un jet d'acide 22, puis le faire passer à travers un bain de soudure 23,la soudure que renferme le réservoir 4 étant maintenue à l'état fondu par des brû- leurs convenables 25. La soudure est soulevée hors du ré- servoir par un dispositif à palettes , approprié ,bien connu de l'homme du métier. Ce traitement a pour effet de souder les spires du tube les unes aux autres. Le tube est continuellement entraîné longitudinalement pendant sa rota- tion , et l'excès de soudure peut être chassé par une tuyère de soufflage 26.
Le tube peut alors être conduit à /
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travers un bain 27 en vue de son-refroidissement et on peut le faire passer finalement à travers un groupe de galets 28 qui sont actionnés mécaniquement pour contribuer à faire a- vancer le tube et qui sont analogues aux galets précédemment décrits de fig. 3 dont le rôle est de conformer initialement le tube. Ceci termine le tube qui peut être tronçonné en longueurs désirées par tout dispositif approprié.
Une section du tube terminé est représentée dans la fig. 4 et l'on remarquera que le corps du tube est cons- titué par une paroi double. Ceci s'obtient en disposant chaque spire de la partie horizontale à recouvrement sur la moitié environ de la spire .directement adjacente. Lorsque le corps du tube est comprimé par les galets , chacune des. spires est déformée ou déportée par la pression , comme représenté en 30, pour recevoir la spire adjacente. Cette construction du tube lui communique une grande résistance en raison de la paroi double. Toutefois , si cette résistan- ce n'est pas essentielle , les spires adjacentes peuvent être disposées à recouvrement dans une mesure juste suffi- sante pour assurer-leur fixation.
La partie verticale de la bande pliée constitue sur le tùbe une ailette hélicoïdale continue qui fait corps avec le tube et qui , en plus du fait qu'elle n'est pas sujette à se détacher , facilite la conduction de chaleur du corps du tube à l'ailette ou vice versa , et assure ainsi un transfert efficace de la chaleur.
Pour augmenter encore la conductibilité calorifique du tube , 1?extrémité interne de la bande pourra d'ailletirs être légèrement coudée vers l'intérieur du tube.
Figs. 5 et 7 sont des détails à plus grande échelle représentant la forme générale que possèdent les spires lors- que le tube est terminé , et ces figures montrent aussi d'u- ne façon axagérée la couche de soudure. Lorsque le tube reçoit une couche externe.de soudure à l'aide du dispositif
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33,la chaleur appliquée au tube est préférablement suffi- sante pour souder les éléments du tube les uns aux autres aux points 31 en raison de la présence de la soudure précédem. ment appliquée dans le passage de la bande à travers le bain de soudure 3. La couche externe de soudure 3 contribue à fixer chacune des spires de l'ailette hélicoïdale à la spire adjacente de la partie horizontale de la bande.
Au lieu de constituer le tube entièrement en entou- lant la bande pliée longitudinalemnt sur le mandrin et de telle sorte que les spires se superposent , ce tube pourrait, sans sortir du cadre de l'invention , être muni d'un noyau constitué par un tube ordinaire sur lequel la bande pliée longitudinalement serait enroulée et fixée en place de telle sorte que le tube final serait en réalité un tube compound comprenant,un tube interne et un tube externe cons- titué par l'ailette pliée.
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"PERr'ECTIOMOEIOENTS AUX TUBES WITH HELICOIDAL FINS '*.
This invention relates to tubes with helical fins which are advantageously applicable, in particular, to the transfer of heat, such as for example in mechanical refrigeration devices, radiators.
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dfautomo'xiles, etc ...
Freeze ballast is an overview showing how
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the tube of which can be manufactured &
Fig, 2 is a detail of part of the shaping mechanism.
Fig 3 is a section made through one of the groups of compression rollers shown in Fig 1 and my-
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be the way the tube is drawn.
Fig. 4 is a longitudinal section of a finished tube
Fig. 5 is an enlarged sectional detail of FIG. 4.
Fig. 6 is a section on 6-6 (fig. 1).
Fig. 7 is an enlarged cross section of the tube.
Fig. 8 is a large-scale detail showing the rollers serving to longitudinally bend the metal strip intended to constitute the tube.
The tube is set up preferably using a flat metal strip which is unwound from a supply spool (not shown). This strip may have been tinned beforehand, or it may be tinned only after it has been unwound from the reel. Fig. 1 shows how the strip 1 can be driven so as to pass first through an acid bath 2, then through a solder bath 3 maintained in the molten state by burners 4, and then through a cooling water bath 5.
The strip then passes over a guide roller 6 which gives it a twist of approximately 90 and is then folded lengthwise, as shown in FIG. 8, by suitable rollers 7 and, 8. These rollers give the strip the shape of an L in section comprising a vertical part 9 and a horizontal part 10. In the example shown, the parts 9 and 10 form a right angle between them, but it is understood that the tape could be bent lengthwise at an angle greater or less than 90. However, for convenience, part 10 will be called "horizontal" and part 9 "vertical" regardless of the angle between them of the two parts.
The band- thus folded is. drawn through a
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die 11 and is helically wound around a rotary chuck reeving its control of any suitable device such as a pulley 13 and a belt 14. While the strip is thus helically wound, its vertical part is pleated or wavy by cooperating rollers
15 and 16, the roller 15 being actuated by a suitable device such as a pulley 17 and a belt 18.
When the strip has just been wound up on the mandrel, it appears as seen to the right of FIG.
3. A group of rollers, each receiving the shape of an endless screw, now exerts pressure on the horizontal part to give the tube its final shape as shown in fig. 3. The threads of these rollers engage between les'.spires or fins formed by the vertical part of the strip and thus compress the body of the tube, which is formed by the horizontal part of the strip, against the mandrel. Each group of rollers can for example comprise three rollers, as indicated at 20 20a and 20b in FIG. 6. These rollers are actuated mechanically, the roller 20b being actuated by means of an intermediate pinion 21 so that the various rollers rotate in the desired direction.
The tube having thus been shaped, it can be subjected to the action of a jet of acid 22, then passed through a bath of solder 23, the solder contained in the tank 4 being held in place. molten state by suitable burners 25. The solder is lifted out of the tank by a suitable paddle device well known to those skilled in the art. This treatment has the effect of welding the turns of the tube to each other. The tube is continuously driven longitudinally during its rotation, and excess solder can be expelled by a blow nozzle 26.
The tube can then be driven to /
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through a bath 27 for its cooling and can be passed finally through a group of rollers 28 which are mechanically actuated to help advance the tube and which are analogous to the previously described rollers of FIG. 3 whose role is to initially shape the tube. This completes the tube which can be cut into desired lengths by any suitable device.
A section of the finished tube is shown in fig. 4 and it will be noted that the body of the tube is constituted by a double wall. This is achieved by arranging each turn of the horizontal overlapped portion over approximately half of the directly adjacent turn. When the body of the tube is compressed by the rollers, each of the. turns is deformed or offset by the pressure, as shown at 30, to receive the adjacent turn. This construction of the tube gives it great resistance due to the double wall. However, if this resistance is not essential, the adjacent turns can be arranged to overlap to an extent just sufficient to ensure their fixing.
The vertical part of the folded strip constitutes on the tube a continuous helical fin which is integral with the tube and which, in addition to the fact that it is not liable to come off, facilitates the conduction of heat from the body of the tube to fin or vice versa, and thus ensures efficient heat transfer.
To further increase the heat conductivity of the tube, the inner end of the strip may also be slightly angled towards the inside of the tube.
Figs. 5 and 7 are details on a larger scale showing the general shape of the turns when the tube is finished, and these figures also show the solder layer in an axial fashion. When the tube receives an outer layer of welding using the device
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33, the heat applied to the tube is preferably sufficient to weld the elements of the tube to each other at points 31 due to the presence of the previous weld. applied in the passage of the strip through the solder bath 3. The outer layer of solder 3 helps to fix each of the turns of the helical fin to the adjacent turn of the horizontal part of the strip.
Instead of constituting the tube entirely by wrapping the folded strip longitudinally on the mandrel and in such a way that the turns are superimposed, this tube could, without departing from the scope of the invention, be provided with a core consisting of a ordinary tube on which the longitudinally folded strip would be wound up and fixed in place so that the final tube would actually be a compound tube comprising, an inner tube and an outer tube constituted by the folded fin.