FR2878946A1 - Tube en metal lamine profile et procede de fabrication de celui-ci - Google Patents

Abstract

L'invention est relative à un tube en métal laminé profilé, utilisable en particulier dans des échangeurs de chaleur, à un métal laminé et à un procédé de fabrication de ceux-ci. Le tube (1) comprend une première paroi (2) et une deuxième paroi (4) formant deux côtés opposés du tube, et une pluralité de structures de renforcement reliant la première et la deuxième parois (2, 4) et formant entre elles des passages longitudinaux (10). Chaque structure de renforcement est constituée sur la première paroi (2) par une crête longitudinale (6) faisant saillie vers la deuxième paroi (4) et, sur la deuxième paroi (4), par une crête longitudinale (8) faisant saillie vers la première paroi (2). Les crêtes (6, 8) sont réunies l'une à l'autre sur leurs côtés.

Description

TUBE EN METAL LAMINE PROFILE ET PROCEDE DE FABRICATION

DE CELUI-CI

L'invention est relative à un tube en métal laminé profilé, utilisable en particulier dans des échangeurs de chaleur, à un métal laminé et à un procédé de fabrication de celui-ci. En particulier, l'invention porte sur un tube comportant une pluralité de structures de renforcement formant des passages longitudinaux pour transporter entre eux un fluide, par exemple un réfrigérant.

Les échangeurs de chaleur tels que des condenseurs, évaporateurs et autres utilisés dans des systèmes de refroidissement, de climatisation d'automobile, etc. comprennent généralement un grand nombre de tubes d'échange de chaleur disposés parallèlement entre deux collecteurs, chaque tube étant relié, en ses deux extrémités, à l'un des collecteurs. Des ailettes ondulées sont disposées dans un espace d'écoulement d'air entre les tubes d'échange de chaleur adjacents et sont fixées par brasage aux tubes respectifs. L'échangeur de chaleur est ordinairement en aluminium ou en alliage d'aluminium.

Dans le passé, des tubes réfrigérants plats ont été fabriqués en pliant une tôle à braser revêtue extérieurement d'une couche de brasure. Les tubes pour réfrigérant, les collecteurs et les ailettes étaient ensuite assemblés et chauffés à la température de brasage à laquelle la couche appliquée fond et réunit les uns aux autres les ailettes, les tubes pour réfrigérant et les collecteurs sous la forme d'un ensemble brasé.

Il est envisagé d'utiliser comme agent de refroidissement dans des systèmes de climatisation des gaz tels que le dioxyde de carbone. L'utilisation de dioxyde de carbone conduira à une augmentation de la température et de la pression de fonctionnement des dispositifs de climatisation. Les tubes brasés selon la technique antérieure décrits cidessus risquent de ne pas supporter dans toutes les circonstances les pressions et températures de fonctionnement rencontrées. Pour les prototypes à base de dioxyde de carbone qui existent actuellement, les tubes d'échange de chaleur ont par conséquent été réalisés sous la forme d'un extrudé creux comportant des parois supérieure et inférieure planes et un certain nombre de parois de renforcement reliant les parois supérieure et inférieure. Un inconvénient de la technique d'extrusion est que les parois réalisées ne peuvent pas être aussi minces qu'on le souhaite. En outre, un tube extrudé ne peut pas être revêtu de brasure, aussi les ailettes ondulées doivent-elles être revêtues pour permettre le brasage sur les tubes d'échange de chaleur, ce qui est coûteux en raison de la grande superficie des ailettes. De plus, un tube constitué par une tôle ou une plaque brasée a une plus grande résistance mécanique et résiste mieux à la corrosion que des tubes extrudés.

US-5 931 226 présente un tube pour réfrigérant ou un tube pour fluide destiné à servir dans des échangeurs de chaleur comprenant un tube plat ayant des parois supérieure et inférieure et une pluralité de parois longitudinales de renforcement entre les parois supérieure et inférieure. Les parois de renforcement sont constituées par des crêtes faisant saillie vers l'intérieur depuis la paroi supérieure ou inférieure et sont réunies à la surface intérieure plane de l'autre paroi. Les crêtes sont réalisées par laminage d'une tôle d'aluminium revêtue d'une couche de métal d'apport de brasage sur au moins l'une de ses surfaces opposées, à l'aide d'un cylindre comportant des gorges annulaires parallèles. Des passages parallèles pour réfrigérant ou fluide sont ménagés entre les parois de renforcement adjacentes. En outre, les parois de renforcement comportent une pluralité de trous de communication pour faire communiquer les uns avec les autres les passages parallèles pour réfrigérant. Dans une autre forme de réalisation, chaque paroi de renforcement est formée par une crête faisant saillie depuis la paroi supérieure et une crête faisant saillie depuis la paroi inférieure, réunies l'une à l'autre au niveau de leurs extrémités sommitales respectives. Les parois supérieure et inférieure sont réalisées soit séparément soit dans une même tôle, grâce à quoi le tube réfrigérant plat est fabriqué en pliant longitudinalement la feuille en son milieu, à la manière d'une épingle à cheveux.

US-5 947 365 décrit un procédé pour fabriquer un tube d'échange de chaleur plat similaire ayant une pluralité de parois de renforcement constituées par des crêtes faisant saillie depuis la paroi inférieure. Les parois supérieure et inférieure sont reliées en fixant par brasage sur la paroi supérieure les sommets des crêtes présentes sur la paroi inférieure. Afin de renforcer la liaison par brasage entre les parois de renforcement et la surface inférieure de la paroi supérieure et d'empêcher la création d'un espace entre elles, la surface inférieure de la paroi supérieure est pourvue de crêtes longitudinales plus petites au contact desquelles viennent les surfaces supérieures des parois de renforcement afin d'éliminer les espaces et d'assurer ainsi l'existence d'une liaison brasée continue entre chaque paroi de renforcement et la surface inférieure de la paroi supérieure.

Un procédé différent pour réaliser des parois de renforcement dans un tube plat pour réfrigérant destiné à servir dans des échangeurs de chaleur est présenté dans US-5 186 250. Le tube comporte une ou deux pattes incurvées faisant corps avec et faisant saillie vers l'intérieur depuis une surface intérieure de chaque paroi plane, et les pattes incurvées ont respectivement des sommets internes de façon que les sommets internes faisant saillie depuis une première paroi plane appuient contre la surface intérieure de l'autre paroi plane ou contre les sommets des autres pattes incurvées faisant saillie depuis la paroi plane opposée. Il est indiqué que ces pattes saillantes visent à améliorer la résistance du tube à la pression tout en limitant fortement sa hauteur et son épaisseur.

Lors de la fabrication de ces tubes selon la technique antérieure, il est difficile d'obtenir un alignement précis entre les crêtes des parois supérieure et inférieure, en particulier dans les formes de réalisation où deux crêtes faisant saillie depuis des parois opposées doivent être réunies bout à bout. En outre, la liaison par brasage entre les crêtes ou entre le sommet d'une crête et la surface inférieure de la paroi opposée ne présente pas une très grande résistance mécanique.

La présente invention vise à réaliser un tube constitué par un métal laminé profilé, utilisable en particulier dans des échangeurs de chaleur, constitués par un métal laminé profilé, le tube comprenant une première paroi et une deuxième paroi formant deux parois opposées dudit tube, et une pluralité de structures de renforcement reliant la première et la deuxième parois et formant des passages longitudinaux pour le transport de fluide entre la première et la deuxième parois, et ayant une résistance mécanique et une résistance à la pression améliorées. L'invention vise en outre à réaliser un procédé relativement simple de fabrication d'un tel tube laminé profilé.

L'invention atteint un ou plusieurs de ces objectifs en proposant un tube constitué par un métal laminé profilé selon les revendications indépendantes. La description et les caractéristiques des formes de réalisation préférées sont indiquées dans la présente description.

Comme on le comprendra en lisant ce qui suit, sauf indication contraire, toutes les désignations d'alliages et les désignations de revenu sont conformes aux désignations de l'Aluminium Association figurant dans les Aluminium Standards and Data et dans les Registration Records, publiés par l'Aluminium Association.

Selon une forme de réalisation, un tube en métal laminé profilé, destiné en particulier à des échangeurs de chaleur, comprend une première paroi et une deuxième paroi formant deux côtés opposés du tube, et une pluralité de structures de renforcement reliant la première et la deuxième parois et formant entre elles des passages longitudinaux pour le transport d'un fluide (également appelés passages de fluide). Chaque structure de renforcement comprend une crête longitudinale sur la première paroi, faisant saillie vers la deuxième paroi, et une crête longitudinale sur la deuxième paroi, faisant saillie vers la première paroi, les crêtes se touchant les unes les autres sur leurs côtés. Le fait que les crêtes se touchent latéralement présente un ou plusieurs des avantages ci-après. Tout d'abord, cela donne une jonction plus stable et résistant davantage à la pression entre la première et la deuxième parois, car les surfaces réunies les unes aux autres peuvent devenir relativement grandes. En outre, la jonction est soumise à des forces de cisaillement plutôt qu'à des forces de traction lorsqu' augmente la pression à l'intérieur du tube. En outre, la superposition de la première et de la deuxième parois l'une au-dessus de l'autre est facilitée si les crêtes sont latéralement au contact les unes des autres. Les crêtes pourraient donc servir à faciliter le positionnement en dirigeant les parois vers la position voulue l'une par rapport à l'autre.

Il existe plusieurs formes préférées de réalisation de la géométrie du profil de la première et de la deuxième parois. De préférence, les crêtes présentes sur la première ou la deuxième paroi sont plus larges à leur base qu'à leur sommet, encore que la plupart des formes de réalisation fonctionnent avec un profil rectangulaire, ou encore un profil conique. Actuellement, on accorde la préférence à une section transversale trapézoïdale.

Dans une forme de réalisation préférée, la première paroi a le même profil, c'est-à-dire la même géométrie des crêtes, que la deuxième paroi. Cela offre l'avantage supplémentaire que le tube pour fluide peut être réalisé en pliant une seule tôle.

On a estimé qu'il est avantageux de doter les crêtes de découpes formant des trous ou passages de communication pour faire communiquer l'un avec l'autre les passages adjacents pour fluide. Ainsi, les crêtes ne sont pas continues sur toute la longueur d'un tube, mais présentent des interruptions espacées les unes des autres, formant les trous. On estime que ces trous créent des turbulences dans l'écoulement du réfrigérant et favorisent donc l'échange de chaleur entre les parois du tube et le réfrigérant circulant dans le tube.

Dans une forme de réalisation particulièrement préférée, les deux parois ont des crêtes dont le profil est plus large à la base qu'au sommet, et elles sont espacées l'une de l'autre de façon qu'une gorge soit formée entre deux crêtes voisines, les deux faces d'une crête venant au contact des deux faces d'une gorge dans la paroi opposée, en formant de la sorte un passage longitudinal dans la gorge. Cette forme de réalisation a une résistance mécanique particulièrement grande, car chaque crête peut être reliée à une autre crête de part et d'autre. Lors de l'assemblage des deux parois, les crêtes de l'une et l'autre parois s'imbriquent et se logent donc exactement l'une dans l'autre. Par conséquent, ce modèle est particulièrement facile à assembler. Toutes choses étant égales par ailleurs, il en va de même pour les profils de forme conique.

Selon la deuxième forme de réalisation, chaque crête d'une première paroi est réunie sur un premier côté à une crête présente sur la paroi opposée en formant sur son autre côté un passage pour réfrigérant. Ce profil laisse un espace plus ouvert entre les crêtes. Si le profil est modifié de façon que le sommet de chaque crête dans une première paroi s'engage dans un évidement présent dans l'autre paroi, les deux parois s'ajusteront l'une avec l'autre. Lors de l'assemblage du tube, les deux parois s'enclencheront efficacement l'une dans l'autre.

La troisième forme de réalisation présente un profil différent pour chaque paroi. La deuxième paroi a un profil constitué par des crêtes formant des gorges entre deux crêtes voisines, chaque crête de la première paroi s'engageant dans une gorge de la deuxième paroi. Ainsi, les deux parois s'imbriquent également l'une dans l'autre.

Selon une quatrième forme de réalisation, la première paroi a un profil constitué par des crêtes principales sur le dessus desquelles se trouvent des petites crêtes. Les petites crêtes sont réunies aux côtés de petites crêtes correspondantes présentes dans la deuxième paroi.

Les crêtes de la première et de la deuxième parois sont de préférence réunies les unes aux autres par soudage par frottement, ou par soudage ou brasage par résistance ou par une combinaison de soudage et de brasage.

Selon un autre aspect de l'invention, celle-ci propose un métal laminé pour fabriquer la première et/ou la deuxième parois des tubes décrits plus haut. Ainsi, le métal laminé a un profil décrit plus haut et est obtenu par laminage d'une tôle à braser revêtue de brasure sur au moins une face.

Selon un autre aspect de l'invention, il est proposé un procédé de fabrication d'un tube selon la présente invention, le procédé comprenant les étapes consistant à : - réaliser la première et la deuxième parois en laminant une tôle de métal revêtue de brasure sur au moins une face, à l'aide d'une paire de cylindres, l'un des cylindres ayant des gorges annulaires parallèles pour former des crêtes sur une face de la tôle, placer la première paroi par-dessus la deuxième paroi, - relier par serrage ou laminage la première et la deuxième parois.

L'un des problèmes rencontrés lors de la fabrication d'échangeurs de chaleur à l'aide du tube selon l'invention consiste à maintenir assemblées l'une avec l'autre la première et la deuxième parois, pendant l'assemblage de tous les éléments constituant l'échangeur de chaleur en vue du brasage ultérieur. Si la première et la deuxième parois ne sont pas correctement maintenues assemblées l'une avec l'autre, un intervalle risque de s'ouvrir sur le côté ou entre les crêtes opposées, provoquant des fuites dans le tube et aboutissant à une mise au rebut de tout l'échangeur de chaleur. Par conséquent, le procédé propose une liaison préalable des deux parois, ce qui peut être réalisé par serrage ou laminage.

Selon une forme de réalisation, la première et la deuxième parois sont serrées l'une contre l'autre en rabattant les côtés. Un premier bord d'une paroi longitudinale est par exemple cintré en U pour retenir la deuxième paroi. Selon une forme de réalisation préférée, la première et la deuxième parois sont réunies l'une à l'autre par laminage. Ce laminage peut soit provoquer une liaison par frottement entre la première et la deuxième parois, soit un soudage par frottement entre les côtés des crêtes mutuellement en contact. Une telle liaison peut survenir, par exemple, lorsque les crêtes trapézoïdales imbriquées les unes dans les autres selon la première forme de réalisation sont poussées les unes dans les autres.

Selon un autre aspect, l'invention est relative à un procédé de fabrication d'un échangeur de chaleur, l'échangeur de chaleur comprenant une paire de collecteurs, une pluralité de tubes pour réfrigérant réunis, en chaque extrémité, à l'un des collecteurs, et des ailettes ondulées disposées entre les tubes adjacents pour réfrigérant, et le procédé comprenant les étapes consistant à : - fabriquer les tubes pour réfrigérant selon le procédé exposé plus haut, - assembler les collecteurs, les tubes pour réfrigérant et les ailettes ondulées, -braser l'ensemble d'échangeur de chaleur.

De préférence, les tubes sont en tôle métallique, ordinairement en alliage d'aluminium, revêtue de brasure sur une seule face ou sur les deux faces. Si les faces internes des tubes pour réfrigérant sont revêtues de brasure, les faces des crêtes profilées au contact les unes des autres sont fixés par brasage les uns aux autres pendant le brasage de l'ensemble d'échangeur de chaleur. La couche appliquée à l'extérieur sert à fixer par brasage les ailettes ondulées sur les tubes de l'échangeur de chaleur.

Les caractéristiques et avantages ci-dessus de l'invention, et d'autres encore, apparaîtront grâce aux descriptions détaillées ci-après d'exemples nullement 5 limitatifs, faites en référence aux dessins annexés, sur lesquels: la Fig. 1 est une vue schématique en coupe transversale d'un tube selon une première forme de réalisation de l'invention; la Fig. 2 est une vue schématique en perspective de la paroi inférieure de la forme de réalisation selon la Fig. 1; la Fig. 3 est une vue agrandie schématique en coupe transversale du profil selon la première forme de réalisation; les figures 4 à 8 sont des vues agrandies schématiques en coupe transversale de profils selon d'autres formes de réalisation de l'invention; les figures 9a et 9b sont des vues agrandies schématiques en coupe d'un 15 profil de crête selon une autre forme de réalisation de l'invention avant (Fig. 9a) et après (Fig. 9b) le laminage des tubes; la Fig. 10 est une vue latérale d'un cylindre profilé servant à réaliser les tôles profilées à brasage des exemples; la Fig. 11 est une photographie agrandie de la surface du cylindre; la Fig. 12 est une image agrandie en coupe d'une tôle à braser après laminage selon la première forme de réalisation; la Fig. 13 représente des images d'une coupe polie d'une tôle à braser après laminage selon la deuxième forme de réalisation; la Fig. 14 représente des images agrandies en coupe de tôles laminées à 25 braser selon la troisième forme de réalisation; et les figures 15a et 15b sont des vues agrandies en coupe transversale d'un profil selon la première forme de réalisation, avant (Fig. 15a) et après (Fig. 15b) brasage.

Une vue schématique en coupe transversale d'un tube pour réfrigérant selon une première forme de réalisation de l'invention est représentée sur la Fig. 1. Le tube est sensiblement plat et a une largeur w d'un maximum de 100 mm et ordinairement d'environ 15 à 50 mm, et une hauteur h d'un maximum de 10 mm et ordinairement d'environ 0,5 à 5 mm. Les tubes selon la technique antérieure, réalisés à l'aide des tôles en aluminium non profilées, ont des parois d'une épaisseur de 0,25 à 0,4 mm, mais le tube pourvu de parois de renforcement selon l'invention peut avoir des parois plus minces tout en conservant la même stabilité et la même résistance à la pression, par exemple a = 0,1 à 0,3 mm, de préférence 0,15 à 0,25 mm.

Le tube est obtenu à partir de la paroi supérieure 2 et de la paroi inférieure 4 réalisées en pliant longitudinalement une tôle métallique laminée, à la manière d'une épingle à cheveux. Le pli est indiqué en 12. De l'autre côté, les parois supérieure et inférieure sont retenues l'une contre l'autre par un collier de serrage 14, qui aboutit dans le présent exemple autour d'un rebord 15 sur la paroi inférieure et produit de ce fait une fixation mécanique des parois supérieure et inférieure l'une par rapport à l'autre. Les parois supérieure et inférieure présentent toutes deux le même profil de crêtes trapézoïdales 6, 8 qui s'imbriquent l'une dans l'autre tout en laissant des espaces ouverts 10 constituant des passages de fluide. Les passages de fluide ont une hauteur de préférence d'un maximum d'environ 0,5 mm.

Il n'est pas nécessaire que les crêtes 6, 8 soient continues sur toute la longueur du tube, et elles peuvent être interrompues par des interruptions ou découpes 20 formant des trous de communication entre des passages adjacents 10 de fluide. Les flèches de la Fig. 2 indiquent le sens d'écoulement, qui a lieu depuis le passage le plus à gauche vers les passages adjacents. Les découpes 20 peuvent être ménagées dans la même position longitudinale pour chaque crête 8, ou peuvent être réparties le long du tube. Dans les deux cas, les trous de communication assurent une amélioration de la convexion ou des turbulences du fluide de refroidissement entre les différents passages et, de ce fait, un plus grand transfert de chaleur.

Les figures 3 à 9 illustrent différentes géométries de profil de crêtes selon les formes précitées de réalisation de l'invention. La Fig. 3 représente la même géométrie que la Fig. 1, c'est-à-dire que les deux parois ont le même profil de crêtes trapézoïdales 6, 8, chaque crête 6 étant au contact des côtés de deux crêtes adjacentes 8 sur la paroi opposée. Une liaison entre les côtés 6a et 8a en contact peut être réalisée en poussant les parois 2 et 4 l'une contre l'autre pour réaliser soit un engagement par frottement entre les crêtes opposées, soit encore une liaison par soudage par frottement. La pression peut être exercée en faisant passer le tube plié entre deux cylindres à réglage approprié. En outre, la liaison peut être réalisée par brasage, comme décrit plus en détail ci-après.

Les figures 4 et 5 représentant des géométries de crêtes dans lesquelles deux crêtes 16, 18 présentes sur la première et la deuxième parois ne sont au contact l'une de l'autre que sur une seule face, tandis qu'un passage 10 de réfrigérant est formé de l'autre côté. Cete conception permet une plus grande section transversale des passages 10 de fluide. Pour améliorer encore la stabilité, chaque crête 16, 18 s'engage dans une gorge correspondante 19 présente dans la paroi opposée. La forme de réalisation peut être conçue soit avec des crêtes trapézoïdales comme sur la Fig. 4, soit avec des crêtes à bords arrondis comme sur la Fig. 5.

La troisième forme de réalisation, représentée sur la Fig. 6, utilise des profils rectangulaires de crêtes, mais elle peut également être obtenue avec des profils trapézoïdaux. La forme de réalisation de la Fig. 6 utilise des profils différents pour la paroi supérieure et la paroi inférieure. Par conséquent, il pourrait être préférable de construire un tube pour fluide ainsi conçu à partir de deux tôles séparées plutôt qu'à partir d'une seule tôle pliée en son milieu. Les tôles pourraient être laminées à l'aide du même cylindre mais à des taux de diminution différents. Plus précisément, la paroi supérieure a des crêtes 26 relativement hautes, engagées chacune dans une gorge peu profonde 30 formée entre une paire de crêtes basses 28 sur la paroi inférieure.

Une variante de la troisième forme de réalisation est représentée sur la Fig. 7. Dans cette conception, une crête 38 de forme rectangulaire ou autre présente sur la paroi inférieure 4 s'engage dans une gorge 37 formée entre deux crêtes 36a, 36b, formées dans la paroi supérieure 2. A la différence de la Fig. 6, les crêtes 36a, 36b s'étendent jusqu'à la paroi inférieure et un passage 10 de réfrigérant est formé sur les faces extérieures des crêtes 36a, 36b. Comme la surface de contact 39 entre les crêtes 36 et 38 est particulièrement grande dans la présente forme de réalisation, la liaison entre les parois supérieure et inférieure a une excellente résistance mécanique.

La quatrième forme de réalisation représentée sur les figures 9a et 9b convient tout particulièrement pour un assemblage soudé par frottement entre la paroi supérieure et la paroi inférieure, lequel assemblage est réalisé par laminage. La Fig. 9a représente le profil avant laminage et la Fig. 9b représente le profil après laminage. Comme représenté sur la Fig. 9a, la paroi supérieure 2 est pourvue de crêtes principales 46 ayant chacune un sommet plat pourvu de petites crêtes 47 et au contact de la surface intérieure plane de la paroi inférieure 4. Lorsque la paroi supérieure et la paroi inférieure sont poussées l'une contre l'autre sous l'effet du laminage, les petites crêtes 47 sont poussées dans la surface intérieure de la paroi inférieure et forment ainsi de petites crêtes correspondantes 48 dans la paroi inférieure. Il en résulte un assemblage à frottement ou une liaison soudée par frottement entre la paroi supérieure et la paroi inférieure. Cet assemblage peut soit constituer la seule jonction du tube, ou encore peut être associé à un brasage.

Une variante de la quatrième forme de réalisation est illustrée sur la Fig. 8. Dans cette conception, des crêtes trapézoïdales 46 présentes sur la paroi supérieure sont au contact de la surface intérieure plane de la paroi inférieure 4.

Toutes les formes de réalisation des profils peuvent être obtenues en laminant une tôle ou une plaque métallique, de préférence une tôle en alliage d'aluminium. La tôle peut soit être vierge, soit éventuellement revêtue, sur une seule ou sur les deux faces, d'un matériau d'apport pour brasage. La couche appliquée aura de préférence une épaisseur de 2 à 13% de l'épaisseur totale de la tôle à braser. Le choix de la brasure dépendra du procédé de liaison "préliminaire" choisi pour les 1 o parois du tube, et de la technique de brasage choisie, comme décrit ci-après. Pour réaliser un assemblage par brasage entre la paroi supérieure et la paroi inférieure, on peut utiliser une tôle à double revêtement pour une même paroi et une tôle à un seule revêtement pour l'autre.

Des exemples représentatifs des profils présentés plus haut ont été réalisés à l'aide du cylindre profilé représenté sur la Fig. 10. La longueur L était de 405 mm, le diamètre D était de 79,66 mm et les longueurs L1 à L4 du profil du cylindre étaient respectivement de 15 mm, 20,4 mm, 20,8 mm et 15 mm. Les portions L2 et L3 du cylindre sont respectivement pourvues de 18 et de 28 gorges annulaires parallèles dont les profils détaillés sont représentés sur la partie inférieure du dessin.

Le profil de gauche était constitué de gorges trapézoïdales d'une profondeur b de 0,8 mm, d'une largeur à la base f de 0,55 mm et d'une largeur au sommet e de 0,85 mm. Les côtés ont été inclinés suivant un angle a de 11,8 par rapport à la verticale. La distance entre les gorges adjacentes c était de 0,3 mm au sommet et d de 0,6 mm à la base.

Le profil plus petit représenté à droite avait des gorges d'une profondeur b de 0,5 mm. Les côtés des gorges étaient inclinés d'un angle a de 12,5 par rapport à la verticale et les gorges avaient une largeur f à la base de 0,35 mm et une largeur e au sommet de 0,55 mm. La distance entre les gorges adjacentes c était de 0,2 mm dans le haut et d de 0,4 mm à la base. La longueur g était de 2 mm. Une photographie du profil de gauche est représentée sur la Fig. 11.

Ce cylindre a servi à laminer une tôle à braser en aluminium comportant une couche appliquée de 5% en brasure. La partie centrale en aluminium était en alliage d'aluminium AA3003 conformément à la classification de l'Aluminium Association et la couche de revêtement était en alliage d'aluminium AA4004. Le résultat est présenté sur la Fig. 12. Ainsi qu'il ressort de la figure, le cylindre a créé un profil trapézoïdal presque parfait des crêtes. La couche appliquée s'est principalement accumulée sur le sommet des crêtes et à la base des gorges.

Un autre exemple de tôle à braser laminée avec le profil rugueux illustré à gauche sur la Fig. 10 et avec le profil fin illustré à droite sur la Fig. 10 est illustré respectivement sur les figures 13 et 14. Sur les figures 13 et 14, la lettre "s" désigne un côté et la lettre "c" désigne un centre. Cette tôle à braser avait une partie centrale en alliage de type AA3003 et une couche appliquée de 10% d'un alliage d'aluminium AA4045. Là encore, le cylindre a donné des crêtes trapézoïdales d'une forme très régulière, les meilleurs résultats étant obtenus au centre ducylindre. Cependant, le profil était bon lui aussi sur les côtés du cylindre.

Une coupe transversale schématique d'un tube réalisé à partir d'une tôle à braser laminée est représentée sur la Fig. 15 avant (Fig. 15a) et après (Fig. 15b) brasage. Comme illustré par les exemples, la couche appliquée 24 est appuyée principalement contre le dessus des crêtes et la base des gorges pendant le laminage.

Pendant le brasage, le métal d'apport en fusion pénètre dans les intervalles entre les crêtes 6 et 8 et forme de ce fait des congés 25 aux points de contact des crêtes opposées.

En principe, tous les types de techniques de brasage sont utilisables pour braser les tubes décrits plus haut et les échangeurs de chaleur comportant de tels tubes.

L'une des techniques préférées pour braser des échangeurs de chaleur en aluminium utilise un flux de Nocolok (maque commerciale déposée). Le Nocolok peut être également utilisé avec la présente invention. Cependant, la pulvérisation d'un flux avant le brasage constitue une opération laborieuse et donc coûteuse. Dans le cas où les profils des tubes pour réfrigérant sont à braser les uns contre les autres, le procédé par Nocolok pose le problème de la pénétration du flux à l'intérieur des tubes. Il est donc préférable d'utiliser l'une des techniques de brasage sans flux ci-après.

En brasage sous vide, les pièces à braser contiennent, comme on le sait dans la technique, des quantités suffisantes de Mg pour que, lorsque le Mg est chauffé dans un four de brasage sous vide, le Mg devienne suffisamment volatil pour rompre la couche d'oxyde et permettre au métal d'apport en aluminium situé au-dessous de couler ensemble. Cette technique de brasage convient en particulier pour la présente invention, car le Mg s'accumule à l'intérieur du tube et contribue donc à un meilleur résultat du brasage. La teneur en Mg de la couche intérieure appliquée est de préférence de 0,2 à 1%, par exemple de 0,6%.

Une autre technique de brasage sans flux utilise une mince couche de nickel par-dessus la couche appliquée. Le nickel réagit par voie exothermique avec l'alliage d'aluminium sous-jacent, en rompant de ce fait la couche d'oxyde et en permettant au métal d'apport de s'écouler conjointement et de créer une jonction. A la place de Ni, il est possible d'utiliser Co ou Fe ou des alliages de ceux-ci, par exemple comme expliqué dans US-6 379 818 et US-6 391 476.

Il est en outre envisagé d'utiliser des techniques de brasage à base de 1 o polymères. Ce procédé utilise une couche supplémentaire de polymère par-dessus la couche appliquée, contenant des particules de flux. La couche de polymère sert de couche adhérente sur la couche appliquée. Le polymère s'évapore au cours du cycle de montée en température pendant le brasage, en ne laissant que le flux sur la surface du métal, comme décrit par exemple dans US-6 753 094.

Claims (19)

REVENDICATIONS

1. Tube (1) constitué par un métal laminé profilé, destiné en particulier à servir dans des échangeurs de chaleur, le tube comprenant une première paroi (2) et une deuxième paroi (4) formant deux parois opposées dudit tube, et une pluralité de structures de renforcement reliant la première et la deuxième parois et formant des passages longitudinaux (10) pour transporter un fluide entre la première et la deuxième parois, et dans lequel chaque structure de renforcement comporte sur la première paroi une crête longitudinale (6, 16, 26, 36, 46) faisant saillie vers la deuxième paroi, et sur la deuxième paroi une crête longitudinale (8, 18, 28, 48) faisant saillie vers la première paroi, les crêtes étant au contact l'une de l'autre sur leurs côtés (6a, 8a), et les crêtes sur la première et/ou la deuxième parois ont un profil choisi parmi un profil trapézoïdal, un profil rectangulaire et un profil conique.

2. Tube selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première paroi (2) a le même profil de crête que la deuxième paroi (4).

3. Tube selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les crêtes sur la première et/ou la deuxième parois sont plus larges à leur base qu'à leur sommet.

4. Tube selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque paroi a un profil de crêtes (6, 8) espacées l'une de l'autre de façon qu'une gorge soit formée entre deux crêtes voisines, les deux faces (6a) d'une crête étant au contact des deux côtés (8a) d'une gorge dans la paroi opposée, en formant de ce fait un passage longitudinal (10) dans la gorge.

5. Tube selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque crête (16) vient au contact, sur un premier coté, d'une crête (18) présente sur la paroi opposée, en formant un passage de fluide sur son autre face.

6. Tube selon la revendication 5, dans lequel le sommet de chaque crête (16, 18) présentes dans une première paroi vient s'engager dans un évidement (19) de l'autre paroi.

7. Tube selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la deuxième paroi (4) a un profil de crêtes (28, 36a, 36b) formant des gorges (30) entre deux crêtes voisines, chaque crête de la première paroi (26, 38) s'engageant dans une gorge présente dans la deuxième paroi.

8. Tube selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la première paroi a un profil de crêtes principales (46) ayant sur leur sommet de petites crêtes (47), les petites crêtes venant contre les faces de petites crêtes correspondantes (48) dans la deuxième paroi.

9. Tube selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que chaque crête présente sur la première et/ou la deuxième parois comporte une pluralité de découpes (20) formant des trous de communication pour faire communiquer les uns avec les autres des passages longitudinaux voisins (10).

10. Tube selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les crêtes présentes sur la première et la deuxième parois sont réunies l'une à l'autre par soudage par friction et/ou soudage par résistance et/ou brasage.

11. Tube selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le métal laminé profilé est réalisé à partir d'une tôle à braser constituée par un alliage d'aluminium, sur une seule face ou sur les deux faces revêtues d'un matériau d'apport de brasage.

12. Tube selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la première paroi (2) et la deuxième paroi (4) sont réunies l'une à l'autre par brasage.

13. Métal laminé pour réaliser la première et/ou la deuxième parois (2, 4) du tube selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé par la présence d'un profil décrit dans la revendication 1 et obtenu en laminant une tôle à braser revêtue de brasure sur au moins une face.

14. Procédé pour fabriquer un tube selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à - réaliser la première et la deuxième parois en laminant à l'aide d'une paire de cylindres une tôle métallique revêtue de brasure sur au moins une face, l'un des cylindres ayant des gorges annulaires parallèles pour former des crêtes sur une première face de la tôle, superposer la première paroi (2) à la deuxième paroi (4), - relier par serrage ou laminage les première et deuxième parois.

15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que la première et la deuxième parois sont serrées l'une contre l'autre en formant sur l'une des parois une partie rabattue (14) retenant l'autre paroi.

16. Procédé selon la revendication 14 ou 15, caractérisé en ce que la première et la deuxième parois sont réunies l'une à l'autre par laminage en réalisant de ce fait un assemblage à frottement et/ou un assemblage soudé par frottement entre les faces (6a, 8a) des crêtes au contact l'une de l'autre.

17. Procédé pour réaliser un échangeur de chaleur comprenant une paire de collecteurs, une pluralité de tubes pour réfrigérant réunis, en chacune extrémité, à l'un des collecteurs, et des ailettes ondulées disposées entre des tubes adjacents pour réfrigérant, comprenant les étapes consistant à - réaliser les tubes pour réfrigérant à l'aide du procédé selon l'une

quelconque des revendications 14 à 16,

- assembler les collecteurs, les tubes pour réfrigérant et les ailettes ondulées, - braser l'ensemble d'échangeur de chaleur.

18. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que les tubes sont en 1 o tôle d'aluminium revêtue de brasure au moins sur la face profilée, et la première et la deuxième parois sont fixées par brasage l'une à l'autre pendant le brasage de l'ensemble d'échangeur de chaleur.

19. Procédé selon la revendication 18, caractérisé en ce que le brasage de l'échangeur de chaleur se fait par brasage sous vide ou par brasage sans flux.