BOUDAUD, Sébastien (17 rue Henri Gauthier, Coueron, F-44220, FR)
CELLERIN, Dominique (21 rue des Vesprées, Nantes, F-44300, FR)
SOTTY, Régis (48 Boisdin, La Grigonnais, F-44170, FR)
ROBIDOU, Herveline (10 rue des Mimosas, Carquefou, F-44470, FR)
BOUDAUD, Sébastien (17 rue Henri Gauthier, Coueron, F-44220, FR)
CELLERIN, Dominique (21 rue des Vesprées, Nantes, F-44300, FR)
SOTTY, Régis (48 Boisdin, La Grigonnais, F-44170, FR)
| REVENDICATIONS 1 . Procédé de fabrication de tubes (1 ) pour échangeur de chaleur, chaque tube (1 ) comprenant un corps de base (10) tubulaire, une enveloppe intermédiaire (20) placée à la périphérie du corps de base (10), ainsi que des ailettes (30) enroulées en spirale autour de l'enveloppe intermédiaire (20), caractérisé en ce qu'il comprend au moins les étapes successives suivantes: - on réalise de façon séparée le corps de base (10) et l'enveloppe intermédiaire (20), les dimensions extérieures du corps de base (10), notamment le diamètre, étant inférieures aux dimensions intérieures de l'enveloppe intermédiaire (20); - on introduit le corps de base (10) dans le volume intérieur de l'enveloppe intermédiaire (20); - on applique un champ magnétique audit corps de base (10) et à ladite enveloppe intermédiaire (20), de façon à les solidariser mutuellement; - on positionne mutuellement l'enveloppe intermédiaire (20) et les ailettes (30) dans la configuration qu'elles doivent adopter une fois solidarisées, et on déforme mécaniquement l'enveloppe intermédiaire (20) et/ou les ailettes (30) afin d'assurer leur solidarisation mutuelle. 2. Procédé de fabrication selon la revendication 1 , dans lequel on induit ledit champ magnétique au moyen d'une bobine entourant ledit tube (1 ), on déplace ledit tube (1 ) et ladite bobine l'un par rapport à l'autre par pas successifs de sorte à solidariser progressivement mutuellement ledit corps de base (10) à ladite enveloppe intermédiaire (20) pas à pas. 3. Procédé de fabrication selon la revendication 2, dans lequel ladite bobine a une longueur comprise entre 50 millimètres et 300 millimètres. 4. Procédé de fabrication selon la revendication 2 ou 3, dans lequel on déplace ledit tube (1 ) et ladite bobine l'un par rapport à l'autre par pas successifs avec un recouvrement, ledit recouvrement étant compris entre 5 millimètres et 30 millimètres. 5. Procédé de fabrication selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel on creuse dans l'enveloppe intermédiaire (20) au moins une rainure (22) de réception d'une extrémité (32) d'une ailette (30), l'une au moins des enveloppe intermédiaire (20) et ailette (30) comportant une zone de déformation mécanique (Z) prévue au voisinage d'au moins un bord et agencée pour garantir une bonne tenue mécanique entre l'enveloppe intermédiaire (20) et l'ailette (30) et de bonnes propriétés de conduction thermique. 6. Procédé de fabrication selon la revendication 5, dans lequel ladite rainure (22) présente une profondeur comprise entre 0,2 et 0,5 mm. 7. Echangeur de chaleur comprenant plusieurs tubes (1 ) obtenus par le procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 6. 8. Echangeur de chaleur selon la revendication 7, dans lequel ledit corps de base (10) de chaque tube (1 ), est plus long à chacune de ses extrémités, que ladite enveloppe intermédiaire (20). 9. Echangeur de chaleur selon la revendication 8, comprenant une plaque collectrice (40) dans laquelle sont formés des orifices (41 ) aptes à recevoir lesdites extrémités des corps de base (10) des tubes (1 ), un évidement (42) respectif étant formé à l'entrée de chaque orifice (41 ) pour recevoir ladite enveloppe intermédiaire (20). 10. Echangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel l'enveloppe intermédiaire (20) et les ailettes (30) sont réalisées en un même matériau, notamment en aluminium ou en alliage d'aluminium, ou bien en cuivre. |
L'invention concerne un procédé de fabrication de tubes pour échangeur de chaleur, chaque tube comprenant un corps tubulaire de base, une enveloppe intermédiaire placée à la périphérie du corps de base, ainsi que des ailettes enroulées en spirale autour de l'enveloppe intermédiare. L'invention concerne également 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, aéro- réchauffeur 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 de l'enveloppe intermédiaire sur le corps tubulaire de base.
On connaît par exemple du document de brevet US 3100930 un tube pour échangeur de chaleur comprenant un corps tubulaire de base creusé sur sa périphérie de rainures en queue d'aronde permettant de fixer une enveloppe intermédiaire.
On connaît aussi du document de brevet EP 0894547 un procédé de fabrication d'un tube pour échangeur de chaleur dans lequel on chauffe l'enveloppe pour la dilater, puis on la place autour du corps de base, de sorte qu'après refroidissement et rétractation, l'enveloppe soit solidarisée sur le corps de base.
Le document de brevet US 5097585 décrit un corps tubulaire de base entouré d'une enveloppe, de sorte à laisser un espace annulaire entre le corps de base et l'enveloppe. Puis, pour solidariser le corps et l'enveloppe, on insère dans le corps un mandrin qui élargit à la fois le corps et l'enveloppe.
Le document de brevet US 4332073 décrit un procédé pour fabriquer un tube pour échangeur de chaleur comprenant un corps tubulaire de base et une enveloppe fixée sur le corps en plusieurs étapes : on chauffe l'enveloppe de sorte à la dilater, par exemple par un courant électrique, puis on applique une pression hydraulique au corps pour le dilater, enfin on réduit la pression hydraulique dans le corps et on refroidit l'enveloppe.
La présente invention s'intéresse aussi 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 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. 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 œuvre 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. 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.
Le document de brevet FR 2369034 décrit un tube pour échangeur de chaleur formé d'un corps tubulaire de base, d'une enveloppe intermédiaire et d'un tube externe. Deux séries d'ailettes ayant une configuration ondulée alignée longitudinalement le long du tube sont formés d'une part entre le corps de base et l'enveloppe et d'autre part, entre l'enveloppe et le tube externe dans deux canaux respectifs. Pour fixer les éléments composant le tube, on leur applique une déformation radiale grâce à un champ magnétique. Cependant, le corps de base est ici directement en contact avec les fluides circulant dans le tube, et n'est donc pas protégé contre la corrosion.
L'invention vise à remédier aux différents inconvénients de l'art antérieur, évoqués ci-dessus. Elle vise en particulier à proposer un procédé de fabrication de tubes d'échangeur de chaleur permettant d'obtenir des tubes d'échangeur de chaleur qui, tout en étant relativement économiques, ne sont sensiblement pas sujet au phénomène de corrosion et présentent de bonnes propriétés de conduction thermique et de tenue mécanique.
A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de fabrication de tubes pour échangeur de chaleur, chaque tube comprenant un corps de base tubulaire, une enveloppe intermédiaire placée à la périphérie du corps de base, ainsi que des ailettes enroulées en spirale autour de l'enveloppe intermédiaire, comprenant au moins les étapes successives suivantes:
- on réalise de façon séparée le corps de base et l'enveloppe intermédiaire, les dimensions extérieures du corps de base, notamment le diamètre, étant inférieures aux dimensions intérieures de l'enveloppe intermédiaire;
- on introduit le corps de base dans le volume intérieur de l'enveloppe intermédiaire;
- on applique un champ magnétique audit corps de base et à ladite enveloppe intermédiaire, de façon à les solidariser mutuellement;
- on positionne mutuellement l'enveloppe intermédiaire et les ailettes dans la configuration qu'elles doivent adopter une fois solidarisées, et on déforme mécaniquement l'enveloppe intermédiaire et/ou les ailettes afin d'assurer leur solidarisation mutuelle.
Avec le procédé selon l'invention, d'une part, l'enveloppe intermédiaire est solidarisée sur le corps de base de façon à le protéger de la corrosion externe et d'autre part, les ailettes sont solidarisées sur l'enveloppe intermédiaire de façon à assurer une bonne conduction thermique. Un procédé de fabrication de tubes d'échangeur de chaleur selon l'invention peut présenter avantageusement les caractéristiques suivantes :
- on induit ledit champ magnétique au moyen d'une bobine entourant ledit tube, on déplace ledit tube et ladite bobine l'un par rapport à l'autre par pas successifs de sorte à solidariser progressivement mutuellement ledit corps de base à ladite enveloppe intermédiaire pas à pas ;
- ladite bobine a une longueur comprise entre 50 millimètres et 300 millimètres ; - on déplace ledit tube et ladite bobine l'un par rapport à l'autre par pas successifs avec un recouvrement, ledit recouvrement étant compris entre 5 millimètres et 30 millimètres ;
- on creuse dans l'enveloppe intermédiaire au moins une rainure de réception d'une extrémité d'une ailette, l'une au moins des enveloppe intermédiaire et ailette comportant une zone de déformation mécanique prévue au voisinage d'au moins un bord et agencée pour garantir une bonne tenue mécanique entre l'enveloppe intermédiaire et l'ailette et de bonnes propriétés de conduction thermique ;
- ladite rainure présente une profondeur comprise entre 0,2 et 0,5 mm.
L'invention a aussi pour objet un échangeur de chaleur comprenant plusieurs tubes obtenus par le procédé de fabrication ci-dessus.
Un échangeur de chaleur selon l'invention peut présenter avantageusement les caractéristiques suivantes :
- ledit corps de base est plus long à chacune de ses extrémités que ladite enveloppe intermédiaire ;
- l'échangeur de chaleur comprend une plaque collectrice dans laquelle sont formés des orifices aptes à recevoir lesdites extrémités des corps de base des tubes, un évidement respectif étant formé à l'entrée de chaque orifice pour recevoir ladite enveloppe intermédiaire ;
- l'enveloppe intermédiaire et les ailettes sont réalisées en un même matériau, notamment en aluminium ou en alliage d'aluminium, ou bien en cuivre.
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 :
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 partielles, illustrant de façon plus précise la solidarisation des différents éléments constitutifs de l'échangeur selon l'invention; et
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 1 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 1 .
De plus, un second fluide, en général de l'air ambiant, est amené à circuler de manière transversale aux tubes 1 , par l'intermédiaire de ventilateurs, afin 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 30 périphériques.
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 de base 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 intermédiaire 20 est creusée d'une rainure 22 (représentée sur les figures 2 et 3), s'étendant à sa périphérie extérieure selon une forme de spirale, notamment d'hélice. Avantageusement, l'enveloppe intermédiaire 20 a une faible épaisseur, ici sensiblement égale à 0,7 mm, de préférence 0,5 mm.
De façon connue en soi, les ailettes 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 30 est encastrée dans la rainure 22 précitée, comme cela va être expliqué plus en détail dans ce qui suit.
De façon avantageuse, l'enveloppe intermédiaire 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 de base 10 et l'enveloppe intermédiaire 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.
Avantageusement, le corps de base 10 du tube 1 a une longueur supérieure à la longueur de l'enveloppe intermédiaire 20, de sorte qu'à chacune de ses extrémités 1 1 , le corps de base 10 dépasse entre environ 5 millimètres (mm) à 80 mm de l'enveloppe intermédiaire 20.
En outre, les ailettes 30 qui entourent l'enveloppe intermédiaire 20 sur toute sa longueur laissent de préférence une extrémité 21 de l'enveloppe intermédiaire 20 libre, sans ailettes, sur une partie de longueur d'environ 5 à 20 mm.
On a représenté sur la figure 1 une plaque collectrice 40 de l'échangeur de chaleur (non représenté ici) assemblée au tube 1 . Un assemblage étanche du tube 1 sur la plaque collectrice 40 est classiquement réalisé par dudgeonnage, c'est-à-dire que le tube 1 est déformé plastiquement radialement pour adhérer à la plaque collectrice 40, ou par soudage. Classiquement, l'extrémité 1 1 du corps de base 10 est inséré dans un orifice 41 sensiblement cylindrique formé dans la plaque collectrice 40, l'extrémité 21 de l'enveloppe intermédiaire 20 avec les ailettes 30 s'arrêtant avant l'orifice 41 . De la peinture ou résine anti-corrosion appropriée est alors classiquement déposée sur l'extrémité du corps de base 10 avant l'assemblage du tube 1 sur la plaque collectrice 40, pour protéger le tube 1 de la corrosion externe.
Avantageusement, comme on peut le voir sur la figure 1 , l'enveloppe intermédiaire 20 du tube 1 selon l'invention prolongée sans ailettes à son extrémité 21 peut pénétrer un évidement 42 avantageusement prévu à cet effet à l'entrée de l'orifice 41 de la plaque collectrice 40. Cette introduction de l'enveloppe intermédiaire 20 au sein de la plaque collectrice 40 permet d'assurer une très bonne protection contre la corrosion du corps de base 10 par l'enveloppe intermédiaire 20, sans avoir recours à de la peinture ou à de la résine anti-corrosion.
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 intermédiaire 20 et, d'autre part, la solidarisation mutuelle de l'enveloppe intermédiaire 20 par rapport aux ailettes 30.
Le corps de base 10 et l'enveloppe intermédiaire 20 sont réalisés de façon séparée, par tout processus approprié. Deux procédés alternatifs peuvent alors être mis en œuvre.
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 de base 10 est inférieur au diamètre intérieur de l'enveloppe intermédiaire 20. Dans ce cas, on insère le corps de base 10 à l'intérieur de l'enveloppe intermédiaire 20, 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 intermédiaire 20 autour du corps de base 10. A cet effet, on peut utiliser un champ magnétique, dont les propriétés permettent à l'enveloppe intermédiaire 20 d'être sertie sur le corps de base 10, par déplacement de matière non réversible et sans jeu intermédiaire. On utilisera de préférence un champ magnétique puisé dont la variation permet ce déplacement de matière. Dans ce cas, cette étape de sertissage par application d'un champ magnétique, encore appelée magnétoformage, est avantageusement mise en œuvre avant l'étape de solidarisation de l'enveloppe intermédiaire 20 et des ailettes 30, décrite ci-après.
Dans un premier temps, le corps de base 10 est inséré dans l'enveloppe intermédiaire 20, avec un jeu entre le corps de base 10 et l'enveloppe intermédiaire 20 compris de préférence entre 0,1 mm et 1 mm. On comprendra que cette insertion est réalisée sans apport de chaleur, ni de froid, ni de lubrifiant, grâce à la différence de diamètres du corps de base 10 et de l'enveloppe intermédiaire 20.
Puis, une extrémité du corps de base 10 entourée de l'enveloppe intermédiaire 20 est introduite dans une bobine (non représentée) qui induit un champ magnétique puisé autour de cette extrémité. Le champ magnétique puisé est ici créé de manière connue en soi par la décharge rapide de condensateurs. De préférence, l'intensité du courant traversant la bobine est comprise entre 100 et 500 kilo-Ampères et la fréquence est comprise entre 5 et 20 kilo-Herz. La longueur de la zone de magnétoformage est comprise de préférence entre 50 mm et 300 mm.
Le champ magnétique puisé provoque le déplacement de matière du corps de base 10 vers de l'enveloppe intermédiaire 20 et inversement, sans retour élastique et donc la solidarisation de l'enveloppe intermédiaire 20 sur le corps de base 10. Il y a très peu d'échauffement de l'enveloppe intermédiaire 20 au cours de ce processus de solidarisation par magnétoformage, de sorte l'enveloppe intermédiaire 20 conserve une épaisseur constante et une surface sans défaut après le magnétoformage.
Puis, le corps de base 10 avec l'enveloppe intermédiaire 20 est déplacé axialement dans la bobine, avec ou sans rotation, par pas successifs, à une vitesse comprise de préférence entre 1 mètre/minute (m/min) et 8 m/min, de sorte à solidariser le corps de base 10 et l'enveloppe intermédiaire 20 de manière progressive, et jusqu'à passer toute la longueur du tube 1 par la bobine pour solidariser l'enveloppe intermédiaire 20 sur toute la longueur du corps de base 10.
De préférence, on prévoit une zone de recouvrement d'une longueur comprise entre 5 mm et 30 mm entre deux déplacements successifs du corps de base 10, de sorte que le pas de déplacement du corps de base 10 dans la bobine est sensiblement égal à la longueur de la zone de magnétoformage diminuée de la longueur de la zone de recouvrement.
En variante, on peut déplacer le corps de base 10 avec l'enveloppe intermédiaire 20 axialement dans la bobine par pas successifs de sorte à solidariser l'enveloppe intermédiaire 20 sur le corps de base 10.
Grâce au magnétoformage, on obtient une qualité de contact uniforme entre le corps de base 10 et l'enveloppe intermédiaire 20, sans affaiblissement du corps de base 10. En outre, la résistance thermique de contact est très faible.
On notera que le magnétoformage est réalisé entièrement à température ambiante.
Par ailleurs, pour améliorer encore la solidarisation du corps de base 10 avec l'enveloppe intermédiaire 20, on peut réaliser un vide entre le corps de base 10 et l'enveloppe intermédiaire 20. Pour cela, on obture une première extrémité du tube 1 et on relie une seconde extrémité du tube 1 à un groupe de mise sous vide, par exemple par vissage, avant de commencer l'étape de magnétoformage qui se déroule alors comme décrit ci-dessus. Dans ce cas, la différence de longueur entre le corps de base 10 et l'enveloppe intermédiaire 20 décrite plus haut facilite avantageusement la mise sous vide.
En variante, on peut également déformer l'enveloppe intermédiaire 20 grâce à tout outil approprié, tel que par exemple des molettes, auquel cas cette étape est avantageusement mise en œuvre après l'étape de solidarisation de l'enveloppe intermédiaire 20 et des ailettes 30.
Selon une alternative, on peut former le corps de base 10 et l'enveloppe intermédiaire 20 de sorte que, dans les conditions normales d'utilisation du tube 1 , le diamètre extérieur du corps de base 10 est supérieur au diamètre intérieur de l'enveloppe intermédiaire 20. 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 intermédiaire 20 en la chauffant et/ou on contracte le corps de base 10 en le refroidissant, puis on introduit le corps de base 10 dans l'enveloppe intermédiaire 20, opération rendue désormais possible. Enfin, on supprime la contrainte thermique, de sorte que les parois périphériques en regard de l'enveloppe et du corps de base 10 se rapprochent intimement, sans jeu intercalaire. Ces étapes de mise en contrainte thermique et d'introduction sont avantageusement mises en œuvre avant la solidarisation de l'enveloppe intermédiaire 20 et des ailettes 30, décrite ci-après.
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 30, laquelle présente avantageusement une profondeur comprise entre 0.2 et 0.5 mm. La dimension transversale, ou largeur, de cette rainure 22 est légèrement supérieure à celle de l'extrémité interne 32 des ailettes 30, afin de former un jeu facilitant l'insertion de ces dernières.
Puis, on insère le feuillard constitutif des ailettes 30 dans la rainure 22. Les ailettes 30 et l'enveloppe intermédiaire 20 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 22, selon une action matérialisée par les flèches F à la figure 3, ce qui permet de solidariser mutuellement les ailettes 30 et l'enveloppe intermédiaire 20.
On retrouve ainsi une zone Z de déformation mécanique, représentée en traits pointillés, au niveau des parois en regard de l'ailette 30 et de l'enveloppe intermédiaire 20, au voisinage d'au moins un bord en particulier d'un bord latéral de la rainure 22. Cette déformation est par exemple réalisée par sertissage, lequel est mis en œuvre de façon connue en soi. A titre de variante, en complément ou en alternative à la déformation du bord de la rainure 22, on peut également prévoir de déformer l'extrémité 32 de l'ailette 30, afin de solidariser cette dernière par rapport à l'enveloppe intermédiaire 20.
L'invention permet d'atteindre les objectifs précédemment mentionnés. L'invention assure tout d'abord la protection du corps de base 10 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 10 est réalisé en une matière noble, la surépaisseur qu'il est indispensable de prévoir dans la matière de ce corps de base 10, pour réaliser des ailettes 30 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 intermédiaire 20 et l'ailette 30, l'épaisseur de cette dernière est plus faible dans l'invention, puisque l'ailette 30 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 30.
A cet égard, la figure 4 montre les quantités d'aluminium utilisées pour la fabrication de différents tubes 1 . La courbe en traits pleins est relative à un tube 1 conforme à l'invention. Dans ce cas, la quantité Q d'aluminium, qui correspond à la masse de l'enveloppe intermédiaire 20 et des ailettes 30, augmente continûment avec l'épaisseur E de cette enveloppe intermédiaire 20.
La courbe inférieure en traits mixtes est relative à un tube à ailettes enroulées selon l'art antérieur connu, 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 selon l'art antérieur connu, 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 intermédiaire 20 et des ailettes 30, dans l'invention, garantit une meilleure tenue mécanique que dans cet art antérieur, pour lequel cette solidarisation est mise en œuvre par adhérence. Par ailleurs, le tube 1 pour échangeur de chaleur conforme à l'invention peut être utilisé à des températures élevées, de l'ordre de 400°C. Enfin, le tube 1 de l'invention autorise une évacuation très satisfaisante de la chaleur, du corps de base 10 en direction des ailettes 30, en particulier lorsque l'enveloppe intermédiaire 20, est sertie autour du corps de base 10.