Procédé de fabrication d'un échangeur thermique et échangeur thermique ainsi obtenu. La présente invention se rapporte aux échangeurs thermiques, tels que réchauffeurs, surchauffeurs, réfrigérants, etc., et plus par- ticulièrement atcx radiateurs de chauffage central multitubulaires.
Ces derniers appareils sont le plus géné ralement constitués par des éléments tubu laires en fonte qui sont réunis à leurs parties supérieure et inférieure par des, tubulures dont l'ensemble constitue des collecteurs d'ar rivée et de départ du fluide de chauffage.
Les radiateurs connus, ainsi agencés, pré sentent, entre autres inconvénients, ceux d'être lourds, d'être ,d'un prix,de revient élevé et de présenter un rendement thermique rela tivement peu favorable.
On s'est efforcé :d'éviter ces inconvénients en construisant des radiateurs en tôle soudée ou brasée, mais on se heurtait alors à des dif ficultés provenant de la réalisation délicate des assemblages: d'une part, risque de .défau t d'étanchéité de certaines des soudures ou bra sures et, d'autre part, main-d'oeuvre impor tante.
Selon la présente invention, on élimine tous les inconvénients précités, qu'il s'agisse de radiateurs ou autres échangeurs thermi ques en fonte ou en tôle, ou composes d'élé- mentis les uns en tôle et les autres en fonte, en procédant à un assemblage de tous les élé ments de l'échangeur, par exemple par em- boîtement au moyen die pinces au autres orga nes de maintien provisoires,
en munissant tous les joints de métal à braser et en soumettant le tout à un chauffage en atmosphère contrô lée réductrice, de manière à réaliser simulta nément et dans les mêmes conditions toutes les brasures de l'échangeur.
Bien entendu, le refroidissement,de l'appa reil après chauffage doit également avoir lied en atmosphère ,contrôlée, tout au moins jus qu'à une certaine température, pour éviter le contact des soudures chaudes avec l'air qui risquerait .de former une couche d'oxyde.
Pour l'atmosphère réductrice, on peut uti liser tous gaz ou mélanges de gaz réducteurs, par exemple de l'ammoniaque craqué, de l'am moniaque craqué brûlé (,constitué en majeure partie par de l'azote), du gaz d'éclairage brûlé, du méthane, de .l'hydrogène, de manière à désoxyder les métaux utilisés, qu'il s'agisse de métal ferreux ou non.
Ce procédé est évidemment très économi que et il évite, en outre, le risque de détério rer une soudure ou brasure<B>déjà</B> faite pen dant qu'on procède au soudage ou au brasage d'un joint voisin, de sorte que l'homogénéité de l'ensemble est assurée.
La décomposition de l'appareil en élé ments à assembler par brasure peut être pré vue d'une façon quelconque, mais il y a un avantage particulier à fabriquer séparément les éléments de collecteurs et les tubes ou élé ments tubulaires et à les emboîter les uns dans les autres: d'une part, on évite ainsi l'utilisa tion des dispositifs de -maintien provisoire et, d'autre part, on bénéficie du prix de revient particulièrement bas des tronçons de tubes de type courant.
Dans le cas où l'on utilise des éléments en tôle, le procédé selon l'invention supprime l'obligation du nettoyage préalable et du dé capage.
Le traitement des appareils selon l'inven tion peut être effectué dans un four quelcon que, mais il est particulièrement avantageux d'utiliser un four-tunnel muni d'un transpor teur qui fait. défiler les appareils d'une ma nière continue et à vitesse .constante, ce qui assure la régularité du traitement.
La ,description qui va suivre, en regard :du dessin, décrira., à titre d'exemple, un exemple de mise en #uvre du procédé.
La fig. 1 représente en élévation partielle un élément de radiateur.
La fig. 2 est une vue de profil correspon dante. Comme on le voit clairement sur la fig. 1, l'élément :de radiateur comporte des tubes 1 en acier ou en cuivre qui sont emboîtés à cha cune de leurs ,deux extrémités dans un loge ment tubulaire 2 d'une série de logements prévus sur un collecteur 3 qui est formé de plaques embouties ou fondues, en acier ou en cuivre, et .assemblées en coquilles par un re bord de radiateur 4. Ces coquilles peuvent être assemblées au préalable au moyen d'une soudure ou d'une brasure de façon à consti tuer un élément -de l'échangeur.
Deux plaques 3, soudées ou brasées face à face par leur rebord 4, constituent deux demi- coquilles qui, lorsqu'elles sont réunies, forment une enceinte qui communique avec l'extérieur par les logements tubulaires 2 séparés par des voiles 5, soudés ou brasés, d'une part, et, d'au- tr e part., par des collerettes tubulaires 6 et 7 de jonction latérale.
Les collerettes de jonction 6 ont un diamè tre extérieur légèrement inférieur au .diamè tre intérieur des collerettes de jonction 7, de façon que, lors du rapprochement de deux éléments de radiateur, une collerette 6 puisse pénétrer à l'intérieur d'.me collerette 7 de l'élément adjacent.
Chaque élément de radia- Leur porte, à la partie supérieure et à, la. par tie inférieure des faisceaux tubulaires, de tels: collecteurs, ceux-ci étant orientés de façon que d'un côté de l'élément, se présente en haut, par exemple, une collerette 6, et en bas, une collerette 7.
Lors -de l'assemblage, on pourra toujours trouver ainsi la. position convenable à l'emboi- tement des,collerettes dans celles des éléments adjacents.
Les assemblages une fois faits, il est facile de garnir les joints d'assemblage 8 des tubes sur les collecteurs et les emboîtements 6-7 d'un fil de métal de brasure enroulé autour des tubes ou des emboîtements, ou de poudre ou .de pâte à braser.
Le radiateur ainsi préparé est placé sur un transporteur qui l'introduit dans un four à atmosphère contrôlée, four qui comporte -Lui compartiment de préchauffage et de mise en atmosphère contrôlée, suivi d'un comparti ment -de chauffage où se produisent la dés oxydation des métaux, l'abaissement de leur tension superficielle et la. fusion de la brasure qui pénètre par capillarité dans les joints d'assemblage.
L'appareil passe ensuite dans un compartiment de refroidissement à atmo sphère .contrôlée d'où il peut sortir sans oxy dation. De tels radiateurs peuvent être construits avec toutes formes désirables et peuvent com porter un nombre variable de colonnes tubu laires de hauteur quelconque.
Les ra:cco,rds d'entrée et de sortie du fluide de chauffage peuvent. être assemblés égale ment par brasure sur les collerettes 6 et: 7 extrêmes. Deux de ,ces collerettes extrêmes, par exemple, peuvent recevoir simplement des bouchons.
Les formes de ces radiateurs se rappro chent de .celles des radiateurs usuels à circu lation de fluide chaud., mais il va de soi que l'on pourrait leur ,donner d es formes spéciales qui soient par exemple adaptées à la réception d'éléments de chauffage électrique. On peut, en outre, appliquer le procédé à la réalisation d'échangeurs thermiques multitubulaires de toutes sortes. .
A method of manufacturing a heat exchanger and heat exchanger thus obtained. The present invention relates to heat exchangers, such as heaters, superheaters, refrigerants, etc., and more particularly to multi-tube central heating radiators.
These latter devices are most generally constituted by cast iron tubular elements which are joined at their upper and lower parts by pipes, the assembly of which constitutes inlet and outlet manifolds for the heating fluid.
The known radiators, thus arranged, present, among other drawbacks, those of being heavy, of being, of a high price, of cost and of having a relatively unfavorable thermal efficiency.
We have tried: to avoid these drawbacks by building radiators in welded or brazed sheet metal, but we then come up against difficulties arising from the delicate production of the assemblies: on the one hand, risk of. tightness of some of the welds or welds and, on the other hand, significant labor.
According to the present invention, all the aforementioned drawbacks are eliminated, whether it is a question of radiators or other heat exchangers made of cast iron or sheet metal, or made up of elements, some made of sheet metal and others of cast iron, by proceeding to an assembly of all the elements of the exchanger, for example by fitting together by means of pliers to the other provisional retaining members,
by providing all the joints with metal to be brazed and by subjecting the whole to heating in a controlled reducing atmosphere, so as to carry out simultaneously and under the same conditions all the brazing operations of the exchanger.
Of course, the cooling of the appliance after heating must also take place in an atmosphere, controlled, at least up to a certain temperature, to avoid contact of the hot welds with the air which would risk forming a oxide layer.
For the reducing atmosphere, any gases or mixtures of reducing gases can be used, for example cracked ammonia, burnt cracked ammonia (, consisting mainly of nitrogen), gas. burnt lighting, methane, .l'hydrogen, so as to deoxidize the metals used, whether ferrous metal or not.
This process is obviously very economical and it also avoids the risk of damaging a weld or solder <B> already </B> made during the welding or brazing of a neighboring joint, so that the homogeneity of the whole is ensured.
The decomposition of the apparatus into elements to be assembled by brazing can be provided for in any way, but there is a particular advantage in manufacturing the manifold elements and the tubes or tubular elements separately and in fitting them together. in the others: on the one hand, the use of provisional -maintaining devices is thus avoided and, on the other hand, the particularly low cost price of the sections of tubes of standard type is benefited.
In the case where sheet metal elements are used, the method according to the invention eliminates the obligation of prior cleaning and stripping.
The treatment of the devices according to the invention can be carried out in any furnace, but it is particularly advantageous to use a tunnel furnace provided with a conveyor which does. scroll through the devices continuously and at constant speed, which ensures the regularity of the treatment.
The following description, opposite: the drawing, will describe., By way of example, an example of implementation of the method.
Fig. 1 shows in partial elevation a radiator element.
Fig. 2 is a corresponding profile view. As can be seen clearly in fig. 1, the radiator element comprises tubes 1 of steel or copper which are fitted at each of their two ends in a tubular housing 2 of a series of housings provided on a manifold 3 which is formed of plates stamped or melted, in steel or copper, and assembled into shells by a radiator edge 4. These shells can be assembled beforehand by means of welding or brazing so as to constitute an element of the exchanger.
Two plates 3, welded or brazed face to face by their rim 4, constitute two half-shells which, when brought together, form an enclosure which communicates with the outside through the tubular housings 2 separated by webs 5, welded or brazed, on the one hand, and, on the other hand, by tubular flanges 6 and 7 for lateral junction.
The junction flanges 6 have an outer diameter slightly less than the inner diameter of the junction flanges 7, so that, when two radiator elements are brought together, a flange 6 can penetrate inside the flange. 7 of the adjacent element.
Each element of radia- Their door, at the top and at, the. lower part of the tubular bundles, such: collectors, the latter being oriented so that on one side of the element there is at the top, for example, a collar 6, and at the bottom, a collar 7.
During -the assembly, we can always find the. position suitable for nesting the flanges in those of adjacent elements.
Once the assemblies have been made, it is easy to line the assembly joints 8 of the tubes on the manifolds and the sockets 6-7 with a solder metal wire wound around the tubes or sockets, or with powder or. solder paste.
The radiator thus prepared is placed on a conveyor which introduces it into a controlled atmosphere oven, an oven which comprises -the preheating and controlled atmosphere compartment, followed by a heating compartment where deoxidation occurs. metals, lowering their surface tension and. fusion of the solder which penetrates by capillary action into the assembly joints.
The apparatus then passes into a cooling compartment with a controlled atmosphere from which it can exit without oxidation. Such radiators can be constructed in any desirable shape and can include a varying number of tubular columns of any height.
The ra: cco, rds input and output of the heating fluid can. also be assembled by soldering on the flanges 6 and: 7 extremes. Two of these end flanges, for example, can simply receive plugs.
The shapes of these radiators are similar to those of the usual radiators circulating hot fluid., But it goes without saying that we could give them special shapes which are for example adapted to the reception of elements. electric heating. The process can also be applied to the production of multitubular heat exchangers of all kinds. .