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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2512715A1
Family ID 2986630
Probable Assignee Anonyme Des Usines Chausson Soc
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title PROCEDE POUR LE BRASAGE D'ECHANGEURS DE CHALEUR PAR SOUFFLAGE
DE GAZ CHAUDS ET FOUR POUR SA MISE EN OEUVRE
Abstract
_________________________________________________________________
POUR BRASER UN ECHANGEUR DE CHALEUR SANS QU'IL EXISTE DE GRADIENT DE
TEMPERATURE ENTRE LA FACE D'ENTREE ET LA FACE DE SORTIE DE GAZ PULSES
A LA TEMPERATURE DE BRASAGE A TRAVERS L'ECHANGEUR, ON LE FAIT PASSER
SUCCESSIVEMENT DANS UNE ENCEINTE 5 D'UN FOUR DANS LEQUEL LES GAZ SONT
DIRIGES PAR DES AUBES 8 POUR QUE LA DIRECTION DES GAZ SOIT INVERSEE
PAR RAPPORT A L'ECHANGEUR LORS DE SON DEPLACEMENT.
Description
_________________________________________________________________
i 2715
La presente invention concerne le brasage d'echan-
geurs de chaleur et dispositifs analogues et elle s'applique, plus
particulierement encore, au brasage dans des fours dits a atmosphere,
c'est "-dire dans des fours dans lesquels on fait circuler des gaz
prealablement chauffes a travers l'e- changeur qui est lui-meme
utilise en tant qu'element directeur pour le flux de gaz qui le
traverse puisque la constitution
meme d'un echangeur de chaleur est normalement prevue pour li-
miter, ou tout au moins controler, les perturbations aerodyna-
miques des gaz.
L'invention peut etre mise en oeuvre pour des echan-
geurs fabriques en des metals quelconques mais elle trouve une
application preferee dans le brasage des echangeurs en alumi-
nium dans lesquels il est necessaire de travailler a une tem-
perature tres elevee, tres precise et tres proche de la tem-
perature de fusion du metal ou alliage de base constitutif des
parties de l'echangeur.
On sait, en effet, que les alliages d'aluminium cou-
ramment utilises pour la fabrication des echangeurs de cha-
leur ont des temperatures de fusion souvent tres proches de
celles des alliages de brasage.
Il est connu par ailleurs que les echangeurs soumis a la temperature
de brasage ne doivent etre maintenus a cette temperature que pendant
un temps aussi bref que possible pour
eviter des brulages et des diffusions par l'alliage de brasage.
Lorsqu'un echangeur est traverse par des gaz chauf-
fes a la temperature de brasage, ces gaz sont necessairement
refroidis de sorte que la face d'entree de l'echangeur est sou-
mise a une temperature superieure a la face de sortie.
L'ecart des temperatures entre la face d'entree et
la face de sortie est evidemment d'autant plus grand que l'e-
changeur est plus epais Pour certains echangeurs tres epais, il peut
arriver que la brasure voisine de la face de sortie
ne soit pas convenablement traitee alors que la brasure voisi-
ne de la 'ace d'entree est surchauffee La presente invention
vise a resoudre ce probleme.
Conformement a l'invention, le procede pour le bra-
sage des faisceaux d'echangeurs de chaleur comportant des tu-
bes assembles a des dissipateurs,procede dans lequel on uti-
lise les parties du faisceau de l'echangeur en tant qu'aubage pour
guider un gaz pulse chaud devant provoquer la fusion d'une brasure est
caracterise en ce que la direction des gaz par rapport a l'une et
l'autre faces de l'echangeur est in- versee au moins une fois pendant
le temps au cours duquel l'echangeur est soumis a un flux de gaz pour
l'execution du brasage. L'invention s'etend,en outre,a un four pour la
mise en
oeuvre du procede ci-dessous.
Conformement a cette seconde disposition de l'invention, le four de
brasage du type a circulation de gaz dans lequel des faisceaux
d'echangeurs sont deplaces dans un canal de
chauffage dans lequel circulent des gaz pulses dans une di-
rection perpendiculaire aux faces de l'echangeur comporte, au
moins,une cellule a l'interieur de laquelle au moins un
echangeur de chaleur se trouve soumis a un flux de gaz tra-
versant tout d'abord l'echangeur dans un sens,puis un flux
de gaz traversant ce meme echangeur dans le sens oppose.
Diverses autres caracteristiques de l'invention res-
sortent d'ailleurs de la description detaillee qlui suit.
Des modes de realisation de l'invention sont represen-
tes,a titre d'exemples non limitatifs,au dessin annexe.
La fig 1 illustre schematiquement un faisceau d'echan-
geur de chaleur tel qu'il est place dans un four de brasage
ainsi que des courbes caracteristiques de temperature.
La fig 2 est une vue en plan schematique d'un four
mettant en oeuvre l'invention.
La fig 3 est un plan schematique analogue a la fig 2
d'une autre realisation du four.
La fig 4 est un plan schematique d'une autre variante. Au dessin, 1
designe les tubes d'un echangeur de chaleur devant etre brases a des
dissipateurs thermiques 2 figures sous la forme d'ailettes mais
pouvant, de meme facon,etre constitues par des bandes ondulees
intercalees
entre les tubes.
Le faisceau de l'echangeur peut aussi etre muni de plaques
collectrices 3 Lorsque les faisceaux d'echangeurs thermiques sont
fabriques en aluminium ou alliage de ce metal et qu'ils sont brases au
moyen d'une brasure aluminium-silicon ou aluminium-silicon-magnesium,
c'est- a-dire une brasure forte, la temperature a laquelle le faisceau
doit etre porte doit correspondre a une temperature qui n'est que tres
peu inferieure a la temperature de fusion
du metal ou de l'alliage de base constituant l'echangeur.
L'ecart de temperature est souvent de l'ordre de 20 a 30 'C
et la temperature de brasage voisine de 600 'C.
Pour permettre le brasage, et comme cela est explique dans ce qui
precede, on utilise les caracteristiques memes de l'echangeur qui
permettent de canaliser la circulation des gaz chauds du four du fait
de la presence des tubes et des dissipateurs thermiques qui agissent
comme des aubes directrices et on obtient, ainsi, une circulation tres
peu perturbee qui permet d'homogeneiser au mieux la temperature
des pieces par les gaz traversant le faisceau comme illus-
tre a la fig 1.
Il a ete constate cependant que la temperature entre la face d'entree
et la face de sortie du faisceau decroit de facon appreciable etant
donne la chaleur absorbee par
le metal de l'echangeur.
On obtient ainsi la courbe illustree en I. Etant donne que la
temperature des gaz atteignant la
face d'entree ne doit pas depasser sensiblement la tempera-
ture de fusion de l'alliage de brasage, on est conduit a faire
circuler le faisceau dans le four, sur une distance relativement
longue, dans une zone du four dans laquelle les gaz sont souffles
legerement au-dessus de la temperature
de brasage.
On obtient ainsi la courbe figuree en II pour laquelle les gaz se
trouvent encore a la temperature de brasage sur
la face de sortie du faisceau.
Ainsi que cela est explique dans ce qui precede, ce mode d'action est
peu satisfaisant car le temps de maintien du faisceau de la
temperature de brasage tend a provoquer des phenomenes de brulage et
de diffusion dans certaines de ses zones et il est, par consequent,
apparu important
d'obtenir la courbe figuree en III pour laquelle la tempe-
rature est egale sur la face d'entree et sur la face de sortie, ce qui
permet d'utiliser une temperature de gaz
correspondant juste a la temperature de brasage et un temps-
de chauffage reduit empechant tout brulage _ Pour obtenir le resultat
cidessus on amene le faisceau a braser dans une cellule du four dans
laquelle circulent des gaz a la temperature de brasage et on fait en
sorte que les gaz passent successivement dans l'un et l'autre sens
a travers le faisceau de sorte que la temperature est par-
faitement egalisee sur l'une et l'autre des deux faces du faisceau
etant donne que celles-ci sont alternativement
face d'entree et face de sortie.
Pour mettre en oeuvre le procede decrit ci-dessus,
l'invention prevoit un four qui, dans-sa realisation sui-
vant la fig 2, comporte un canal de prechauffage 4 debou-
chant dans une cellule 5 comportant a sa partie mediane des
separateurs 6, 7 Ces separateurs sont disposes a la partie mediane et
cooperent avec des aubes fixes 8 disposees sur chacun des deux cotes
La cellule 5 contient ou est mise en communication avec des organes de
chauffage 9, par exemple des resistances electriques qui sont
associees a des ventilateurs 10,ou autres moyens de mise en
circulation
des gaz a l'interieur de la cellule 5.
Comme l'illustre le dessin, les aubes fixes 8 dirigent les gaz pulses
a travers les organes de chauffage 9 pour que ces gaz soient amenes
perpendiculairement aux faces frontales a, respectivement b, des
echangeurs se trouvant
dans la cellule 5.
Le dessin montre que, dans la premiere partie de la cellule, c'est la
face a qui est la face d'entree tandis que,dans la seconde partie de
la cellule, c'est la face b
qui devient la face d'entree.
Les separateurs 6, 7 sont minces ou presentent une forme aerodynamique
choisie telle que les gaz ne soient que peu perturbes a leur voisinage
afin qu'il n'existe pas un gradient de temperature entre les deux
zones que ces separateurs delimitent a l'interieur de la cellule 5
Dans le four decrit ci-dessus, les faisceaux sont deplaces au moyen
d'un transporteur 11 auquel ils sont avantageusement suspendus, ce
transporteur les maintenant de maniere que les gaz puissent les
traverser, comme illustre par les
fleches de la fig 1.
Le mouvement du transporteur peut etre continu ou discontinu Il est
generalement prefere que le mouvement soit continu. La fig 3 illustre
une variante selon laquelle le four comporte une cellule 5 a dans
laquelle les faisceaux sont successivement amenes apres etre passes
dans le canal de prechauffage 4 Dans cette realisation, le
transporteur 11 est muni d'un dispositif effectuant le retournement du
faisceau par exemple une molette ou came 12 venant en butee avec un
doigt de commande 13 qui fait effectuer,au faisceau
se trouvant dans la cellule 5 a'une rotation de 1800.
La cellule 5 a est alimentee en gaz chaud, de facon unidirectionnelle,
par un ventilateur 14, l'air etant
chauffe par exemple par une resistance electrique 9.
Dans cette realisation, le faisceau prechauffe est
tout d'abord traverse dans un sens pendant un temps deter-
mine puis le doigt 13, actionne par un dispositif approprie non
represente, par exemple un verin ou autre organe de commande, provoque
la rotation de 1800 du faisceau de sorte que celui-ci offre son autre
face au flux des gaz
pulses.
Il est avantageux, comme l'illustre le dessin, que les gaz chauffes a
la temperature de brasage et qui sont
places dans la cellule 5 a soient pris par exemple a la sor-
tie du canal de prechauffage 4 pour etre diriges suivant la fleche f 1
vers la resistance de chauffage complementaire 9, les gaz quittant
l'enceinte 5 a etant, par exemple, ramenes au canal de prechauffage 4
par un ventilateur 15 sans etre
a nouveau rechauffes.
A la fig 4, le four comporte des cellules successives
51 ' 52 dans lesquelles les gaz sont souffles en sens opposes.
Les gaz ayant traverse les echangeurs sont amenes dans des cellules de
reprise 51 '" 52 ' pour etre amenes de nouveau aux cellules 51 ' 52 en
passant par des conduits prevus au-dessus ou de preference au-dessous
des echangeurs de
sorte que lesdits gaz circulent suivant des boucles en cir-
cuit ferme.
L'invention n'est pas limitee aux modes de realisation representes et
decrits en detail, car diverses modifications
peuvent y etre apportees sans sortir de son cadre En parti-
culier, la cellule de brasage peut etre constituee par une-
zone du canal du filcr dans laquelle les gaz a la temperature de
brasage sont souffies alternativement dans un sens et
dans l'autre.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICAT IOINS
1 Procede pour la brasage de faisceaux d'echan-
geurs de chaleur comportant des tubes assembles a des dissi-
pateurs, procede dans lequel on utilise les parties du fais-
ceau de l'echangeur en tant qu'aubage pour guider un gaz pul-
se chaud devant provoquer la fusion d'une brasure, caracteri-
se en ce que la direction des gaz par rapport a l'une et l'au-
tre faces de l'echangeur est inversee au moins une fois pen-
dant le temps au cours duquel l'echangeur est soumis a un flux
de gaz pour l'execution du brasage.
2 Procede suivant la revendication 1, caracterise
en ce que l'inversion du sens de circulation du gaz par rap-
port a l'echangeur est realisee en deplacant l'echangeur en-
tre deux veines de gaz circulant dans des directions opposees.
3 Procede suivant la revendication 1, caracterise en ce que
l'inversion du sens de circulation du flux de gaz par rapport a
l'echangeur est realisee par retournement de
l'echangeur dans une veine de gaz a circulation unidimension-
nelle. 4 Four de brasage du type a circulation de gaz dans lequel des
faisceaux d'echangeur sont deplaces dans un canal de chauffage dans
lequel circulent des gaz pulses dans
une direction perpendiculaire aux faces frontales de l'echan-
geur, caracterise en ce qu'il comporte, au moins, une cel-
lule a l'interieur de laquelle au moins un echangeur de cha-
leur se trouve soumis a un flux de gaz traversant tout d'abord
l'echangeur dans un sens puis a un flux de gaz traversant ce
meme echangeur dans le sens oppose.
Four de brasage suivant la revendication 4, ca- racterise en ce que la
cellule dans laquelle l'echangeur est soumis successivement a des flux
de gaz dans des directions opposees est prevue en aval d'un canal de
prechauffage dans lequel circulent les echangeurs successifs deplaces
par un transporteur.
6 Four de brasage suivant l'une des revendications
4 et 5, caracterise en ce que la cellule de brasage du four
comporte a sa partie mediane des separateurs de part et d'au-
tre desquels sont disposees des aubes directrices canalisant
un flux de gaz pulse a travers des organes de chauffage, cha-
que echangeur etant amene and passer dans ladite cellule par
le transporteur de part et d'autre des separateurs qui de-
limitent deux veines d'air circulant en sens oppose.
7 Four de brasage selon l'une des revendications
4 et 5, caracterise en ce que le four comporte une cellule de brasage
dans laquelle de l'air est souffle dans une direction constante, le
transporteur de l'echangeur se trouvant dans
ladite cellule etant muni de moyens pour provoquer le retour-
nement sur 1800 de l'echangeur a l'interieur de ladite cel-
lule.
8 Four de brasage selon l'une des revendications
4 a 7, caracterise en ce que l'air pulse dans la cellule dans laquelle
l'echangeur est soumis a un retournement sur 1800 est pulse dans le
canal de prechauffage puis rechauffe avant d'etre pulse dans ladite
cellule a partir de laquelle il est
ramene dans le canal de prechauffage.
9 Four de brasage selon l'une des revendications
4 et 5, caracterise en ce que le four comporte des cellules
successives dans lesquelles les gaz circulent en sens oppose, lesdits
gaz-etant pulses en continu pour former une boucle passant en-dessous
ou au-dessus de la partie dans laquelle
circulent les echangeurs.
Four de brasage selon l'une des revendications
4 a 9, caracterise en ce que le transporteur est indifferem-
ment du type a circulation continue ou intermittente.
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