FR2954479A1 - HEAT EXCHANGER TUBE, METHOD FOR MANUFACTURING SAME, AND HEAT EXCHANGER COMPRISING SUCH TUBES - Google Patents
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Abstract
Ce tube (1) comprend un corps tubulaire de base (10), une enveloppe intermédiaire (20) placée à la périphérie du corps, ainsi que des ailettes (30) enroulées en spirale autour de l'enveloppe. L'enveloppe et/ou les ailettes comporte(nt) une zone de déformation mécanique (Z), assurant leur solidarisation mutuelle, ce qui garantit une bonne tenue mécanique, de bonnes propriétés de conduction thermique et limite les problèmes de corrosion du corps de baseThis tube (1) comprises a tubular base body (10), an intermediate casing (20) placed at the periphery of the body, and fins (30) wound spirally around the casing. The envelope and / or the fins comprise (s) a zone of mechanical deformation (Z), ensuring their mutual bonding, which guarantees a good mechanical strength, good thermal conduction properties and limits the corrosion problems of the basic body
Description
L'invention concerne un tube pour échangeur de chaleur, son procédé de fabrication, ainsi qu'un échangeur de chaleur comprenant plusieurs de ces tubes. L'invention vise plus particulièrement le domaine technique des échangeurs de chaleur à tubes utilisant l'air comme fluide d'échange secondaire, tels que des équipements de type aéro-réfrigérant, aéro-condenseur, aéroréchauffeur ou aéro-évaporateur. Ces derniers sont utilisés respectivement pour le refroidissement, la condensation, le réchauffage et l'évaporation d'un fluide, notamment dans des procédés de raffinage, des stations de traitement et de compression du gaz, des unités de liquéfaction de gaz, des unités de synthèse du charbon et du gaz, des installations de production d'électricité, des unités de regazéification, ou toute autre installation de traitement de fluide. De manière générale, de tels équipements comprennent un échangeur de chaleur principal muni d'un faisceau de tubes, dont chacun comprend notamment un corps tubulaire de base, ainsi que des ailettes externes. Il est par ailleurs prévu des collecteurs de distribution et de répartition du fluide entre les tubes. Un premier fluide à refroidir, à condenser, à réchauffer ou à évaporer circule à l'intérieur du corps tubulaire. Le traitement thermique de ce fluide s'effectue au niveau des ailettes externes, par échange de chaleur avec un second fluide s'écoulant à la périphérie de chaque tube, notamment de l'air ambiant. Pour cela, une circulation ou ventilation forcée d'air ambiant est assurée par des ventilateurs positionnés soit en dessous (ce qu'on appelle un tirage forcé) ou en dessus (ce qu'on appelle un tirage induit) des tubes de l'échangeur. La présente invention s'intéresse plus particulièrement au problème technique de la solidarisation du corps tubulaire de base, par rapport aux ailettes externes d'échange. Une première solution connue consiste à enrouler directement, selon une 30 forme hélicoïdale, un feuillard d'aluminium autour du corps de base, de façon à former les ailettes. Ce premier état de la technique peut être dénommé « à ailettes enroulées ». A titre d'alternative, les ailettes peuvent être encastrées dans une rainure réalisée dans le corps de base, ou bien encore être fixées autour du corps après pliage du pied de l'ailette selon une forme de L, afin d'augmenter la surface de contact entre le corps et l'ailette. Dans ce dernier cas, le pied de l'ailette peut également être moleté pour en renforcer la tenue sur le corps de base. Cette solution, dite à ailettes encastrées, implique cependant certains inconvénients. Ainsi, la protection contre la corrosion externe de ce type de tubes n'est pas satisfaisante et, en cas d'utilisation dans un environnement marin ou industriel à forte humidité ambiante, le corps de base peut être sujet à une corrosion sensible, depuis l'extérieur. Un autre type d'assemblage connu est le tube dit à ailettes extrudées, dans lequel on utilise un tube de base recouvert d'un tube périphérique en aluminium. The invention relates to a tube for a heat exchanger, to a method of manufacturing the same, and to a heat exchanger comprising a plurality of such tubes. The invention relates more particularly to the technical field of tube heat exchangers using air as a secondary exchange fluid, such as equipment of the air-refrigerant type, air-condenser, air-heater or aero-evaporator. The latter are used respectively for the cooling, condensation, heating and evaporation of a fluid, in particular in refining processes, gas treatment and compression stations, gas liquefaction units, coal and gas synthesis, power generation facilities, regasification units, or other fluid processing facilities. In general, such equipment comprises a main heat exchanger provided with a bundle of tubes, each of which comprises in particular a basic tubular body, as well as external fins. It is also provided distribution manifolds and distribution of the fluid between the tubes. A first fluid to be cooled, condensed, heated or evaporated circulates inside the tubular body. The heat treatment of this fluid is performed at the outer fins, by heat exchange with a second fluid flowing to the periphery of each tube, including ambient air. For this, a circulation or forced ventilation of ambient air is provided by fans positioned either below (what is called a forced draft) or above (so-called induced draft) tubes exchanger . The present invention is more particularly concerned with the technical problem of the joining of the basic tubular body with respect to the external exchange fins. A first known solution consists in directly winding, in a helical form, an aluminum strip around the base body, so as to form the fins. This first state of the art may be called "coiled fins". Alternatively, the fins may be embedded in a groove made in the base body, or may be fixed around the body after folding the foot of the fin in an L shape, in order to increase the surface area. contact between the body and the fin. In the latter case, the foot of the fin can also be knurled to strengthen the holding on the base body. This solution, said flanged fins, however, has certain disadvantages. Thus, the protection against external corrosion of this type of tube is not satisfactory and, when used in a marine or industrial environment with high humidity, the base body may be subject to significant corrosion, since 'outside. Another known type of assembly is the so-called extruded fin tube, in which a base tube covered with an aluminum peripheral tube is used.
Les ailettes sont formées de façon hélicoïdale dans l'aluminium, en utilisant une série de disques en rotation. Cette solution offre l'avantage de protéger le tube de base à l'égard de la corrosion externe. En revanche, elle présente certains inconvénients, liés tout d'abord à la nécessité de reprise des extrémités pour obtenir une couverture complète. Par ailleurs, les procédés de fabrication mis en oeuvre sont relativement difficiles à maîtriser. De plus, il est nécessaire de bien maîtriser le contact entre les deux tubes, ce qui nécessite l'utilisation d'outils spécifiques qui ralentissent la fabrication. Enfin, un dernier inconvénient est que la quantité d'aluminium nécessaire pour la fabrication de ce type de tube est quasiment deux fois plus élevée que celle nécessaire pour réaliser les tubes avec des ailettes enroulées, alors que la performance thermique est légèrement inférieure. Une autre façon de rapporter les ailettes sur le corps tubulaire consiste à réaliser des découpes d'ailettes dans un feuillard, puis à les insérer autour du tube. Le principal problème réside alors dans la création d'un jeu, au niveau de la jonction entre le tube et l'ailette, ce qui n'est pas favorable à l'échange thermique. Pour réduire ce jeu, le corps tubulaire peut être expansé lorsque son épaisseur est faible et que la matière utilisée est facilement déformable. Il existe également des traitements qui peuvent être réalisés après la fabrication, tels que la galvanisation si les tubes et les ailettes sont en acier. Dans le cas d'ailettes en aluminium, il est très difficile d'obtenir un bon contact entre le tube et l'ailette. The fins are helically formed in aluminum, using a series of rotating discs. This solution offers the advantage of protecting the base tube against external corrosion. On the other hand, it has certain disadvantages, related first of all to the need for recovery of the ends to obtain complete coverage. Moreover, the manufacturing processes used are relatively difficult to control. In addition, it is necessary to control the contact between the two tubes, which requires the use of specific tools that slow down the manufacturing. Finally, a final disadvantage is that the amount of aluminum required for the manufacture of this type of tube is almost twice as high as that required to produce the tubes with coiled fins, while the thermal performance is slightly lower. Another way of bringing the fins to the tubular body is to cut the fins in a strip and then insert them around the tube. The main problem lies in the creation of a game, at the junction between the tube and the fin, which is not conducive to heat exchange. To reduce this clearance, the tubular body can be expanded when its thickness is low and the material used is easily deformable. There are also treatments that can be carried out after manufacture, such as galvanizing if the tubes and fins are made of steel. In the case of aluminum fins, it is very difficult to get a good contact between the tube and the fin.
Un autre type d'assemblage prévoit de braser les ailettes sur le corps tubulaire, lequel est réalisé en acier. Ce procédé permet d'obtenir un tube dont les propriétés thermiques sont intéressantes et qui présente une protection notable vis-à-vis de la corrosion externe. Cependant, les coûts de fabrication qu'implique ce type d'assemblages sont nettement supérieurs à ceux correspondant aux procédés présentés ci-dessus. De plus, pendant l'étape de brasage, le corps de base subit un traitement thermique du fait des températures à atteindre pour la fusion des alliages d'aluminium, ce qui peut altérer sa qualité. Enfin, US-B-7 093 650 concerne un tube d'échangeur thermique comportant, outre le corps et les ailettes, une couche intermédiaire réalisée en résine, recouvrant le tube de base et autour de laquelle sont enroulées les ailettes. L'utilisation de cette résine permet de protéger le corps de base à l'égard des phénomènes de corrosion externe. Les inconvénients de ce type d'assemblages sont, tout d'abord, liés à l'ajout d'une résistance thermique par la résine qui n'est pas bonne conductrice de la chaleur. D'autre part, ces échangeurs de chaleurs ne peuvent être utilisés à des températures supérieures à environ 150°C. En effet, les résines employées, soit ne résistent pas à ces gammes de températures, soit empêchent la dilatation des métaux à ces températures. L'invention vise à remédier aux différents inconvénients de l'art antérieur, évoqués ci-dessus. Elle vise en particulier à proposer un tube d'échangeur de chaleur qui, tout en étant relativement économique, n'est sensiblement pas sujet au phénomène de corrosion et présente de bonnes propriétés de conduction thermique et de tenue mécanique. A cet effet, l'invention a pour objet un tube pour échangeur de chaleur, comprenant un corps tubulaire de base, une enveloppe intermédiaire placée à la périphérie du corps, ainsi que des ailettes enroulées en spirale autour de l'enveloppe, caractérisé en ce que l'enveloppe et/ou les ailettes comporte(nt) une zone de déformation mécanique, assurant leur solidarisation mutuelle. Un tube d'échangeur de chaleur selon l'invention peut présenter avantageusement les caractéristiques suivantes : - la zone de déformation mécanique est une zone de sertissage ; - l'enveloppe est creusée d'au moins une rainure de réception d'une extrémité d'une ailette, la zone de déformation mécanique étant prévue au voisinage d'au moins un bord, en particulier d'un bord latéral, de ladite rainure ; - l'enveloppe intermédiaire et les ailettes sont réalisées en un même matériau, notamment en aluminium ou en alliage d'aluminium, ou bien en cuivre. L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un tube pour échangeur de chaleur, ce tube comprenant un corps tubulaire de base, une enveloppe intermédiaire placée à la périphérie du corps, ainsi que des ailettes enroulées en spirale autour de l'enveloppe, caractérisé en ce qu'on positionne mutuellement l'enveloppe et les ailettes dans la configuration qu'elles doivent adopter, et on déforme mécaniquement l'enveloppe et/ou les ailettes afin d'assurer leur solidarisation mutuelle. Un procédé de fabrication d'un tube d'échangeur de chaleur selon l'invention peut présenter avantageusement les caractéristiques suivantes : - on réalise de façon séparée le corps de base et l'enveloppe et on introduit le corps de base dans le volume intérieur de l'enveloppe ; - on dispose d'un corps de base dont les dimensions extérieures, notamment le diamètre, sont inférieures aux dimensions intérieures de l'enveloppe, on introduit le corps de base dans le volume intérieur de l'enveloppe, et on applique un champ magnétique à ce corps et à cette enveloppe, de façon à les solidariser mutuellement ; - on dispose d'un corps de base dont les dimensions extérieures, notamment le diamètre, sont supérieures ou égales aux dimensions intérieures de l'enveloppe, on impose une contrainte de façon à modifier les dimensions radiales du corps et/ou de l'enveloppe, afin d'introduire le corps de base dans le volume intérieur de l'enveloppe, et on supprime ladite contrainte, de sorte que les surfaces radiales en regard du corps et de l'enveloppe viennent en contact mutuel ; - on impose une contrainte thermique ; - on dispose d'un corps de base dont les dimensions extérieures, notamment le diamètre, sont inférieures aux dimensions intérieures de l'enveloppe, on introduit le corps de base dans le volume intérieur de l'enveloppe, et on déforme mécaniquement l'enveloppe, notamment par sertissage, de façon à la solidariser au corps de base. L'invention a enfin pour objet un échangeur de chaleur comprenant 10 plusieurs tubes tels que ci-dessus. La présente invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation, pris à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par les dessins annexés, dans lesquels : 15 la figure 1 est une vue en coupe longitudinale illustrant un échangeur de chaleur conforme à l'invention; les figures 2 et 3 sont des vues en coupe longitudinale, illustrant de façon plus précise la solidarisation des différents éléments constitutifs de l'échangeur selon l'invention; et 20 la figure 4 est un graphique illustrant, de façon comparée, la quantité de matière utilisée pour un échangeur selon l'invention, ainsi que pour deux échangeurs de l'art antérieur. Sur la figure 1, on a représenté un tube 1 appartenant à un échangeur de chaleur. Ce dernier comprend, de façon habituelle, plusieurs de ces tubes 25 disposés en faisceau, selon un nombre typiquement compris entre 50 et 300. L'échangeur comporte en outre une entrée et une sortie d'un premier fluide, destiné à circuler dans le volume intérieur de chacun des tubes. De plus, un second fluide, en général de l'air ambiant, est amené à circuler de manière transversale aux tubes, par l'intermédiaire de ventilateurs, afin 30 d'entrer en échange thermique avec le premier fluide précité. Les différents éléments mécaniques évoqués ci-dessus sont classiques, de sorte qu'ils ne sont pas illustrés sur les figures et qu'ils sont présentés de manière succincte dans la description. Le tube 1 comprend un corps tubulaire de base 10, une enveloppe intermédiaire 20, ainsi que des ailettes périphériques 30. Another type of assembly provides for brazing the fins on the tubular body, which is made of steel. This method makes it possible to obtain a tube whose thermal properties are interesting and which has a notable protection against external corrosion. However, the manufacturing costs involved in this type of assembly are significantly higher than those corresponding to the processes presented above. In addition, during the brazing step, the base body undergoes a heat treatment because of the temperatures to achieve for the melting of aluminum alloys, which can alter its quality. Finally, US-B-7,093,650 relates to a heat exchanger tube comprising, in addition to the body and the fins, an intermediate layer made of resin, covering the base tube and around which are wound the fins. The use of this resin protects the base body against external corrosion phenomena. The disadvantages of this type of assembly are, first of all, related to the addition of a thermal resistance by the resin which is not good heat conductor. On the other hand, these heat exchangers can not be used at temperatures above about 150 ° C. In fact, the resins used either do not resist these temperature ranges or prevent the expansion of the metals at these temperatures. The invention aims to remedy the various disadvantages of the prior art, mentioned above. It aims in particular to provide a heat exchanger tube which, while relatively economical, is not substantially subject to the corrosion phenomenon and has good properties of thermal conduction and mechanical strength. For this purpose, the subject of the invention is a tube for a heat exchanger, comprising a basic tubular body, an intermediate casing placed on the periphery of the body, and fins wound spirally around the casing, characterized in that that the envelope and / or the fins comprises (s) a zone of mechanical deformation, ensuring their mutual bonding. A heat exchanger tube according to the invention may advantageously have the following characteristics: the zone of mechanical deformation is a crimping zone; the envelope is hollowed out with at least one receiving groove of one end of a fin, the zone of mechanical deformation being provided in the vicinity of at least one edge, in particular of a lateral edge, of said groove ; the intermediate envelope and the fins are made of the same material, in particular aluminum or aluminum alloy, or else copper. The invention also relates to a method for manufacturing a tube for heat exchanger, this tube comprising a tubular base body, an intermediate casing placed on the periphery of the body, and fins spirally wound around the casing, characterized in that mutually positions the casing and the fins in the configuration they must adopt, and mechanically deforms the casing and / or the fins to ensure their mutual bonding. A method of manufacturing a heat exchanger tube according to the invention may advantageously have the following characteristics: the base body and the casing are made separately and the base body is introduced into the internal volume of the body; the envelope; a base body is provided whose external dimensions, in particular the diameter, are smaller than the internal dimensions of the envelope, the base body is introduced into the interior volume of the envelope, and a magnetic field is applied to this body and this envelope, so as to secure them mutually; a basic body is provided whose external dimensions, in particular the diameter, are greater than or equal to the internal dimensions of the envelope, a stress is imposed so as to modify the radial dimensions of the body and / or the envelope; , in order to introduce the base body into the interior volume of the envelope, and said stress is removed, so that the radial surfaces facing the body and the envelope come into mutual contact; a thermal stress is imposed; a basic body is available whose external dimensions, in particular the diameter, are smaller than the internal dimensions of the envelope, the base body is introduced into the interior volume of the envelope, and the envelope is mechanically deformed; , in particular by crimping, so as to secure it to the basic body. The invention finally relates to a heat exchanger comprising several tubes as above. The present invention will be better understood and other advantages will appear on reading the detailed description of an embodiment, taken by way of non-limiting example and illustrated by the appended drawings, in which: FIG. longitudinal sectional view illustrating a heat exchanger according to the invention; Figures 2 and 3 are longitudinal sectional views, illustrating more specifically the joining of the various components of the exchanger according to the invention; and FIG. 4 is a graph illustrating, in a comparative manner, the amount of material used for an exchanger according to the invention, as well as for two exchangers of the prior art. In Figure 1, there is shown a tube 1 belonging to a heat exchanger. The latter comprises, in the usual way, several of these tubes 25 arranged in a bundle, in a number typically between 50 and 300. The exchanger further comprises an inlet and an outlet of a first fluid, intended to circulate in the volume. inside each of the tubes. In addition, a second fluid, generally ambient air, is circulated transversely to the tubes, by means of fans, to enter into heat exchange with the aforementioned first fluid. The various mechanical elements mentioned above are conventional, so that they are not illustrated in the figures and are briefly presented in the description. The tube 1 comprises a tubular base body 10, an intermediate casing 20, and peripheral fins 30.
Le corps de base 10 est creux, de façon à assurer le passage du premier fluide précité. Il est réalisé en tout matériau métallique approprié, tel que par exemple une nuance d'acier, comme de l'acier au carbone ou inoxydable, du duplex, de l'incolloy, de l'inconel, du titane ou même du cuivre. De façon avantageuse, le corps 10 présente un diamètre extérieur compris entre 10 et 60 mm. L'enveloppe intermédiaire 20, formant une gaine, est disposée à la périphérie du corps de base 10. Cette enveloppe est creusée d'une rainure 22, s'étendant à sa périphérie extérieure selon une forme de spirale, notamment d'hélice. The base body 10 is hollow, so as to ensure the passage of the aforementioned first fluid. It is made of any suitable metallic material, such as for example a grade of steel, such as carbon steel or stainless steel, duplex, incolloy, inconel, titanium or even copper. Advantageously, the body 10 has an outside diameter of between 10 and 60 mm. The intermediate sheath 20, forming a sheath, is disposed at the periphery of the base body 10. This envelope is hollowed out with a groove 22, extending at its outer periphery in a spiral shape, in particular of a helix.
De façon connue en soi, les ailettes périphériques 30 peuvent présenter une surface plane, ou bien être pourvues de perturbateurs destinés à améliorer les performances d'échange thermique. De plus, l'extrémité radiale interne 32 de ces ailettes est encastrée dans la rainure 22 précitée, comme cela va être expliqué plus en détail dans ce qui suit. In a manner known per se, the peripheral fins 30 may have a flat surface, or be provided with disrupters for improving the heat exchange performance. In addition, the inner radial end 32 of these fins is embedded in the groove 22 above, as will be explained in more detail in the following.
De façon avantageuse, l'enveloppe 20 et les ailettes 30 sont réalisées en un même matériau. A titre purement indicatif, on citera notamment l'aluminium ou un alliage d'aluminium, ou bien encore le cuivre. De plus, le corps 10 et l'enveloppe 20 peuvent présenter des profils différents. Ainsi, ils peuvent être tous deux cylindriques, de section circulaire, mais aussi en variante de section oblongue, ovale, elliptique ou aplatie. Un procédé de fabrication du tube 1, décrit ci-dessus, va maintenant être explicité plus en détail dans ce qui suit. Ce procédé comprend deux étapes principales, à savoir d'une part la solidarisation mutuelle du corps de base 10 par rapport à l'enveloppe 20 et, d'autre part, la solidarisation mutuelle de l'enveloppe par rapport aux ailettes 30. Advantageously, the casing 20 and the fins 30 are made of the same material. As a purely indicative example, mention may be made in particular of aluminum or an aluminum alloy, or even copper. In addition, the body 10 and the envelope 20 may have different profiles. Thus, they can both be cylindrical, of circular section, but also in a variant of oblong, oval, elliptical or flattened section. A method of manufacturing the tube 1, described above, will now be explained in more detail in the following. This method comprises two main steps, namely on the one hand the mutual attachment of the base body 10 with respect to the casing 20 and, on the other hand, the mutual attachment of the casing with respect to the fins 30.
Le corps 10 et l'enveloppe 20 sont réalisés de façon séparée, par tout processus approprié. Deux procédés alternatifs peuvent alors être mis en oeuvre. On peut tout d'abord former ces deux éléments de sorte que, dans les conditions normales d'utilisation du tube 1, le diamètre extérieur du corps est inférieur au diamètre intérieur de l'enveloppe. Dans ce cas, on insère le corps à l'intérieur de l'enveloppe, grâce à cette différence de diamètres. Puis, afin de garantir une qualité de contact satisfaisante entre ces deux éléments, pour limiter les pertes thermiques, on peut procéder à une opération de sertissage de l'enveloppe autour du corps de base. A cet effet, on peut utiliser un champ magnétique, dont les propriétés permettent à l'enveloppe 20 d'être sertie sur le corps 10, par déplacement de matière non réversible et sans jeu intermédiaire. Dans ce cas, cette étape est avantageusement mise en oeuvre avant l'étape de solidarisation de l'enveloppe et des ailettes, décrite ci-après. The body 10 and the envelope 20 are made separately, by any appropriate process. Two alternative methods can then be implemented. These two elements can first be formed so that, under the normal conditions of use of the tube 1, the outside diameter of the body is smaller than the inside diameter of the envelope. In this case, the body is inserted inside the envelope, thanks to this difference in diameters. Then, in order to guarantee a satisfactory quality of contact between these two elements, to limit thermal losses, it is possible to carry out a crimping operation of the envelope around the base body. For this purpose, it is possible to use a magnetic field, the properties of which allow the casing 20 to be crimped onto the body 10, by non-reversible material movement and without intermediate play. In this case, this step is advantageously carried out before the step of securing the envelope and the fins, described below.
En variante, on peut également déformer l'enveloppe grâce à tout outil approprié, tel que par exemple des molettes, auquel cas cette étape est avantageusement mise en oeuvre après l'étape de solidarisation de l'enveloppe et des ailettes. Selon une alternative, on peut former le corps et l'enveloppe de sorte que, dans les conditions normales d'utilisation du tube 1, le diamètre extérieur du corps est inférieur au diamètre intérieur de l'enveloppe. Il s'agit alors d'appliquer une contrainte, notamment thermique, à au moins un de ces éléments, afin de modifier ses dimensions radiales. Ainsi, on dilate l'enveloppe en la chauffant et/ou on contracte le corps en le refroidissant, puis on introduit le corps dans l'enveloppe, opération rendue désormais possible. Enfin, on supprime la contrainte thermique, de sorte que les parois périphériques en regard de l'enveloppe et du corps se rapprochent intimement, sans jeu intercalaire. Ces étapes de mise en contrainte thermique et d'introduction sont avantageusement mises en oeuvre avant la solidarisation de l'enveloppe et des ailettes, décrite ci-après. Alternatively, it is also possible to deform the envelope by any suitable tool, such as for example wheels, in which case this step is advantageously carried out after the step of securing the envelope and the fins. According to an alternative, the body and the envelope can be formed so that, under the normal conditions of use of the tube 1, the outside diameter of the body is smaller than the inside diameter of the envelope. It is then a question of applying a stress, in particular a thermal stress, to at least one of these elements, in order to modify its radial dimensions. Thus, the envelope is expanded by heating it and / or the body is contracted by cooling it, then the body is introduced into the envelope, operation now made possible. Finally, it removes the thermal stress, so that the peripheral walls facing the envelope and the body come closer, without interlayers. These steps of placing in thermal stress and introduction are advantageously implemented before the joining of the envelope and the fins, described below.
Cette solidarisation est illustrée en référence aux figures 2 et 3. On retrouve, sur la figure 2, la rainure 22 destinée à recevoir les ailettes, laquelle présente avantageusement une profondeur comprise entre 0.2 et 0.5 mm. La dimension transversale, ou largeur, de cette rainure est légèrement supérieure à celle de l'extrémité interne 32 des ailettes, afin de former un jeu facilitant l'insertion de ces dernières. Puis, on insère le feuillard constitutif des ailettes dans la rainure 22. Les ailettes et l'enveloppe sont donc positionnées dans la configuration définitive qu'ils doivent adopter, une fois le tube 1 réalisé. On déforme ensuite mécaniquement les bords latéraux 24 de cette rainure, selon une action matérialisée par les flèches F à la figure 3, ce qui permet de solidariser mutuellement les ailettes et l'enveloppe. On retrouve ainsi une zone Z de déformation mécanique, représentée en traits pointillés, au niveau des parois en regard de l'ailette et de l'enveloppe. This joining is illustrated with reference to Figures 2 and 3. In Figure 2, there is the groove 22 for receiving the fins, which advantageously has a depth of between 0.2 and 0.5 mm. The transverse dimension, or width, of this groove is slightly greater than that of the inner end 32 of the fins, to form a game facilitating the insertion of the latter. Then, the constituent strip of the fins is inserted in the groove 22. The fins and the envelope are positioned in the final configuration they must adopt, once the tube 1 made. The lateral edges 24 of this groove are then mechanically deformed according to an action indicated by the arrows F in FIG. 3, which makes it possible to mutually fasten the fins and the envelope. There is thus a zone Z of mechanical deformation, shown in dotted lines, at the walls facing the fin and the envelope.
Cette déformation est par exemple réalisée par sertissage, lequel est mis en oeuvre de façon connue en soi. A titre de variante, en complément ou en alternative à la déformation du bord de la rainure, on peut également prévoir de déformer l'extrémité 32 de l'ailette 30, afin de solidariser cette dernière par rapport à l'enveloppe. This deformation is for example made by crimping, which is implemented in a manner known per se. Alternatively, in addition or alternatively to the deformation of the edge of the groove, it is also possible to deform the end 32 of the fin 30, to secure the latter relative to the envelope.
L'invention permet d'atteindre les objectifs précédemment mentionnés. L'invention assure tout d'abord la protection du corps de base vis-à-vis de la corrosion externe, qui n'est pas autorisée par les tubes comprenant des ailettes de type enroulées, telles que présentées en préambule. De plus si le corps de base est réalisé en une matière noble, la surépaisseur qu'il est indispensable de prévoir dans la matière de ce corps, pour réaliser des ailettes de type encastrées, n'est plus nécessaire grâce à l'invention. L'avantage de l'invention, vis-à-vis d'un tube à ailettes extrudées, réside notamment dans les performances thermiques. En effet, au niveau de la jonction entre l'enveloppe et l'ailette, l'épaisseur de cette dernière est plus faible dans l'invention, puisque l'ailette est rapportée. Par conséquent la surface, qui est à la température la plus élevée et se trouve directement en contact avec l'air, est plus importante grâce à l'invention. Enfin, l'invention permet de réduire la quantité d'aluminium utilisée pour fabriquer les ailettes. A cet égard, la figure 4 montre les quantités d'aluminium utilisées pour la fabrication de différents tubes. La courbe en traits pleins est relative à un tube conforme à l'invention. Dans ce cas, la quantité Q d'aluminium, qui correspond à la masse de l'enveloppe et des ailettes, augmente continûment avec l'épaisseur E de cette enveloppe. La courbe inférieure en traits mixtes est relative à un tube à ailettes enroulées, la quantité d'aluminium correspondant uniquement à la masse des ailettes. Enfin, la courbe supérieure en traits pointillés est relative à un tube à ailettes extrudées, la quantité d'aluminium correspondant à la masse du tube périphérique et des ailettes venues de matière avec celui-ci. Pour ces deux autres courbes, cette quantité Q ne varie pas avec l'épaisseur E. La figure 4 montre clairement l'intérêt de l'invention en termes économiques, en particulier pour des épaisseurs E allant jusqu'à 2.5 mm. Il est à noter que la présente comparaison porte uniquement sur les quantités d'aluminium. Ainsi, pour le tube à ailettes enroulées (courbe en traits mixtes), il convient de prendre en compte la surépaisseur nécessaire à l'encastrement du feuillard dans le tube de base. Dans ces conditions, la quantité de matière totale nécessaire à la réalisation de ce type de tubes est supérieure à celle utilisée dans l'invention. L'invention présente également des avantages spécifiques, par comparaison avec la solution présentée dans US-B-7 093 650. En effet, la solidarisation mutuelle de l'enveloppe et des ailettes, dans l'invention, garantit une meilleure tenue mécanique que dans cet art antérieur, pour lequel cette solidarisation est mise en oeuvre par adhérence. Par ailleurs, le tube pour échangeur de chaleur conforme à l'invention peut être utilisé à des températures élevées, de l'ordre de 400°C. Enfin, le tube de l'invention autorise une évacuation très satisfaisante de la chaleur, du corps de base en direction des ailettes, en particulier lorsque l'enveloppe est sertie autour du corps de base. The invention achieves the previously mentioned objectives. The invention firstly ensures the protection of the base body vis-à-vis external corrosion, which is not allowed by the tubes comprising coiled-type fins, as presented in the preamble. In addition if the base body is made of a noble material, the extra thickness that it is essential to provide in the material of this body, to achieve embedded type fins is no longer necessary thanks to the invention. The advantage of the invention, vis-à-vis a tube with extruded fins lies in particular thermal performance. Indeed, at the junction between the casing and the fin, the thickness of the latter is lower in the invention, since the fin is reported. Therefore the surface, which is at the highest temperature and is directly in contact with the air, is more important thanks to the invention. Finally, the invention makes it possible to reduce the amount of aluminum used to manufacture the fins. In this regard, Figure 4 shows the amounts of aluminum used for the manufacture of different tubes. The curve in solid lines is relative to a tube according to the invention. In this case, the quantity Q of aluminum, which corresponds to the mass of the envelope and the fins, increases continuously with the thickness E of this envelope. The lower curve in phantom is related to a tube finned coiled, the amount of aluminum corresponding only to the mass of the fins. Finally, the upper curve in dashed lines is relative to a tube with extruded fins, the amount of aluminum corresponding to the mass of the peripheral tube and fins integrally with it. For these two other curves, this quantity Q does not vary with the thickness E. FIG. 4 clearly shows the interest of the invention in economic terms, in particular for thicknesses E up to 2.5 mm. It should be noted that the present comparison only relates to the quantities of aluminum. Thus, for the tube with coiled fins (curve in phantom), it is necessary to take into account the extra thickness needed to embed the strip in the base tube. Under these conditions, the amount of total material required to produce this type of tube is greater than that used in the invention. The invention also has specific advantages in comparison with the solution presented in US Pat. No. 7,093,650. Indeed, the mutual bonding of the casing and the fins in the invention guarantees a better mechanical strength than in this prior art, for which this connection is implemented by adhesion. Furthermore, the tube for heat exchanger according to the invention can be used at high temperatures, of the order of 400 ° C. Finally, the tube of the invention allows a very satisfactory discharge of heat from the base body towards the fins, in particular when the casing is crimped around the base body.
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