FR3119230A1 - FINNED EXCHANGER, METHOD AND DEVICE FOR MANUFACTURING AN EXCHANGER. - Google Patents
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Abstract
Echangeur thermique comprenant : - une paroi métallique (10) présentant une face (13) d’échange thermique en contact avec un fluide caloporteur, et issue d’un procédé de fabrication de fonderie ou de déformation de matière ou d’usinage,- une ailette solidaire de cette face (13) et en conduction thermique avec la paroi (10) d’une part, et le fluide d’autre part, et comprenant une superposition de couches (1, 2) de métal déposé par un procédé de fabrication additive. Figure 1Heat exchanger comprising: - a metal wall (10) having a heat exchange face (13) in contact with a heat transfer fluid, and resulting from a foundry manufacturing process or material deformation or machining,- a fin secured to this face (13) and in thermal conduction with the wall (10) on the one hand, and the fluid on the other hand, and comprising a superposition of layers (1, 2) of metal deposited by a manufacturing process additive. Figure 1
Description
L’invention concerne le domaine des échangeurs thermiques, et en particulier la fabrication de tels échangeurs, notamment la fabrication des ailettes de refroidissement accolées à une paroi d’échange thermique.The invention relates to the field of heat exchangers, and in particular the manufacture of such exchangers, in particular the manufacture of cooling fins attached to a heat exchange wall.
On comprendra par échangeur thermique, dans tout le texte de ce document, un système échangeant de la chaleur entre une paroi d’une part, et un fluide liquide ou gazeux au contact de cette paroi d’autre part.Throughout the text of this document, a heat exchanger will be understood to mean a system exchanging heat between a wall on the one hand, and a liquid or gaseous fluid in contact with this wall on the other hand.
Ces ailettes sont parfois de forme complexe, et leur mise au point est souvent longue. En outre, ces échangeurs sont dimensionnés thermiquement à des contraintes définies. Un besoin thermique supplémentaire nécessite une reconception et un dimensionnement impactant fortement l’échangeur, par exemple lorsque les besoins thermiques dépendent de la destination de l’échangeur : pays à climat froid, tempéré ou chaud par exemple. Ainsi le fabriquant peut être amené à modifier le procédé de fabrication de l’échangeur, et/ou à avoir une grande diversité de moyens de fabrication.These fins are sometimes of complex shape, and their development is often long. In addition, these exchangers are thermally dimensioned to defined constraints. An additional thermal requirement requires redesign and sizing with a strong impact on the exchanger, for example when the thermal requirements depend on the destination of the exchanger: countries with a cold, temperate or hot climate, for example. Thus the manufacturer may have to modify the manufacturing process of the exchanger, and/or to have a wide variety of manufacturing means.
Pour remédier à cette problématique, il est par exemple connu du document de brevet EP-A1-3258203 la fabrication d’un échangeur entièrement par un procédé de fabrication additive, communément appelée fabrication par impression métallique en trois dimensions.To remedy this problem, it is for example known from patent document EP-A1-3258203 to manufacture an exchanger entirely by an additive manufacturing process, commonly called manufacturing by three-dimensional metal printing.
Ce procédé est très flexible et en outre ne nécessite pas d’outillage spécifique, et permet d’adapter la forme et la géométrie des ailettes en fonction du flux thermique nécessaire pour refroidir la paroi, mais en contrepartie pose un problème principal qui est le temps de fabrication très long et donc couteux. Ce procédé pose en outre un problème secondaire faisant apparaitre une résistance thermique entre chaque couche de métal déposé, ce qui diminue la conductivité thermique des ailettes et de la paroi, et donc l’efficacité globale de l’échangeur thermique.This process is very flexible and moreover does not require specific tools, and makes it possible to adapt the shape and the geometry of the fins according to the thermal flux necessary to cool the wall, but in return poses a main problem which is the time. very long and therefore expensive to manufacture. This process also poses a secondary problem causing a thermal resistance to appear between each layer of deposited metal, which reduces the thermal conductivity of the fins and the wall, and therefore the overall efficiency of the heat exchanger.
Le but de l’invention est de remédier à ce problème principal en proposant un échangeur de conception améliorée et une optimisation du procédé de fabrication additive.The object of the invention is to remedy this main problem by proposing an exchanger of improved design and an optimization of the additive manufacturing process.
A cet effet, l’invention a pour objet un échangeur thermique comprenant :
- une paroi métallique présentant une face d’échange thermique en contact avec un fluide caloporteur, et issue d’un procédé de fabrication de fonderie ou de déformation de matière ou d’usinage,
- une ailette solidaire de cette face et en conduction thermique avec la paroi d’une part, et le fluide d’autre part,
cette ailette comprenant une superposition de couches de métal déposé par un procédé de fabrication additive.To this end, the subject of the invention is a heat exchanger comprising:
- a metal wall having a heat exchange face in contact with a heat transfer fluid, and resulting from a foundry or material deformation or machining manufacturing process,
- a fin integral with this face and in thermal conduction with the wall on the one hand, and the fluid on the other hand,
this fin comprising a superposition of layers of metal deposited by an additive manufacturing process.
Ainsi il n’est plus obligatoire de réaliser la totalité de l’échangeur par le procédé de fabrication additive, ce qui est un gain en temps et en coûts. En effet, il est plus rentable de réserver les parties complexes de l’échangeur pour le procédé de fabrication additive, les parties les plus simples étant réservées pour des procédés de fabrication plus productifs même s’ils sont moins flexibles ou moins agile que le procédé de fabrication additive.Thus it is no longer mandatory to produce the entire heat exchanger using the additive manufacturing process, which saves time and costs. Indeed, it is more profitable to reserve the complex parts of the exchanger for the additive manufacturing process, the simplest parts being reserved for more productive manufacturing processes even if they are less flexible or less agile than the process. additive manufacturing.
Par exemple, la paroi métallique est ici une partie simple, et est réalisée par emboutissage d’une tôle métallique par exemple en aluminium. Elle peut être également fabriquée par un procédé de fonderie si sa forme est plus complexe ou si les contraintes thermiques et/ou mécaniques nécessitent une épaisseur plus importante qu’une simple tôle métallique, et/ou par usinage si par exemple des interfaces demandent des taraudages ou des surfaces rectifiées. Mais tous ces procédés, de fonderie ou de déformation de matière ou d’usinage, sont moins agiles que le procédé de fabrication additive, si bien que, comme cela a été présenté comme exemple pour le problème posé, cette paroi représente la partie de l’échangeur commune aux différents pays de destination de l’échangeur et, en fonction de cette destination ou de l’usage final de l’échangeur, le procédé de fabrication additive pourra compléter l’échangeur en rajoutant les ailettes nécessaires sans aucune modification des procédés moins agiles.For example, the metal wall is here a simple part, and is made by stamping a metal sheet, for example aluminum. It can also be manufactured by a foundry process if its shape is more complex or if the thermal and/or mechanical stresses require a greater thickness than a simple metal sheet, and/or by machining if, for example, interfaces require threads or ground surfaces. But all these processes, foundry or deformation of material or machining, are less agile than the additive manufacturing process, so much so that, as was presented as an example for the problem posed, this wall represents the part of the exchanger common to the different countries of destination of the exchanger and, depending on this destination or the end use of the exchanger, the additive manufacturing process can complete the exchanger by adding the necessary fins without any modification of the processes less agile.
On comprendra par ailette, dans tout le texte de ce document, une protubérance émanant de la paroi et formant une aile, ou un tube, ou un plan dont la section peut varier en fonction de la distance par rapport à la paroi, ou toute autre forme, et dont le but est l’augmentation de la surface d’échange de l’échangeur et/ou l’augmentation de la convection du fluide au contact de la paroi. Par exemple, une lame dont la base est solidarisée à la paroi et ayant une extrémité opposée à la base se terminant en forme de pointe, qu’elle soit vrillé ou non, ou recourbée sur elle-même pour former un profil creux comme un tube, est considéré dans ce texte comme une ailette.Throughout the text of this document, a fin will be understood to mean a protrusion emanating from the wall and forming a wing, or a tube, or a plane whose section may vary according to the distance from the wall, or any other shape, and the purpose of which is to increase the exchange surface of the exchanger and/or increase the convection of the fluid in contact with the wall. For example, a blade whose base is fixed to the wall and having an end opposite the base ending in the shape of a point, whether twisted or not, or curved on itself to form a hollow profile like a tube , is considered in this text as a fin.
Ce fluide est par exemple de l’eau ou de l’air ou de l’huile.This fluid is for example water or air or oil.
Selon un mode de réalisation de l’invention, cet échangeur thermique comprend une deuxième ailette solidaire de cette face et en conduction thermique avec la paroi d’une part, et le fluide d’autre part, cette deuxième ailette étant issue d’un procédé de fabrication de fonderie ou de déformation de matière ou d’usinage.According to one embodiment of the invention, this heat exchanger comprises a second fin integral with this face and in thermal conduction with the wall on the one hand, and the fluid on the other hand, this second fin being produced by a process foundry manufacturing or deformation of material or machining.
Ainsi cet échangeur comprend donc :
- des deuxièmes ailettes formées par un des procédés moins agiles mais plus productifs que procédé de fabrication additive, et qui font parties des éléments communs de l’échangeur, avec la paroi, quel que soit son usage ou sa destination,
- et des ailettes agiles réalisées, selon l’usage ou la destination de l’échangeur, par le procédé de fabrication additive.Thus this exchanger therefore comprises:
- second fins formed by one of the less agile but more productive processes than the additive manufacturing process, and which are part of the common elements of the exchanger, with the wall, whatever its use or destination,
- and agile fins made, depending on the use or destination of the exchanger, by the additive manufacturing process.
On notera qu’il est avantageux que ces deuxièmes ailettes soit réalisées pendant la même opération de fabrication de la paroi : par exemple par fonderie, emboutissage, usinage. Mais en variante non représentée, ces deuxièmes ailettes sont rapportées et solidarisées par collage, soudage, vissage, ou tout autre moyen de fixation, à la paroi.It will be noted that it is advantageous for these second fins to be produced during the same wall manufacturing operation: for example by foundry, stamping, machining. But in a variant not shown, these second fins are attached and secured by gluing, welding, screwing, or any other fixing means, to the wall.
Selon un mode de réalisation de l’invention, les couches de métal déposé sont des couches réalisées par un fil métallique fondu.According to one embodiment of the invention, the layers of deposited metal are layers produced by a molten metal wire.
Cette caractéristique permet de résoudre le problème secondaire en éliminant les résistances thermiques entre les différentes couches : même si la structure de la matière métallique peut présenter des variations aux jonctions entre les couches de par l’hétérogénéité des températures du métal fondu lors de sa dépose, cela n’en est pas moins une soudure qui permet une continuité de matière et donc une conductivité thermique comme si l’ailette entière était faite d’une matière parfaitement homogène avec la paroi.This characteristic makes it possible to solve the secondary problem by eliminating the thermal resistances between the different layers: even if the structure of the metallic material may present variations at the junctions between the layers due to the heterogeneity of the temperatures of the molten metal during its deposit, this is nonetheless a weld which allows a continuity of material and therefore a thermal conductivity as if the entire fin were made of a material which is perfectly homogeneous with the wall.
Avantageusement le fil sera de la même matière que la paroi, mais pas nécessairement. Un tel procédé de fabrication additive est compatible avec une paroi en acier, alliages de titane, aluminium et superalliages par exmple.Advantageously the wire will be of the same material as the wall, but not necessarily. Such an additive manufacturing process is compatible with a steel wall, titanium alloys, aluminum and superalloys for example.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le procédé de fabrication additive est un procédé de soudage automatisé.According to one embodiment of the invention, the additive manufacturing process is an automated welding process.
Notamment un procédé WAAM pour l’acronyme en anglais « Wire Arc Additive Manufacturing »In particular a WAAM process for the acronym in English “Wire Arc Additive Manufacturing”
L’invention a également pour objet un composant électronique comprenant :
- un élément générateur de chaleur traversé par un courant électrique,
- un échangeur de chaleur en contact thermique avec cet élément,
cet échangeur étant tel que précédemment décrit.The invention also relates to an electronic component comprising:
- a heat-generating element through which an electric current passes,
- a heat exchanger in thermal contact with this element,
this exchanger being as previously described.
Ce composant électronique est par exemple un transistor ou thyristor comme des MOFSET, un convertisseur de courant, un capteur.This electronic component is for example a transistor or thyristor such as MOFSETs, a current converter, a sensor.
L’invention a également pour objet un véhicule automobile comprenant un échangeur ou un composant électronique tels que précédemment décrits.The invention also relates to a motor vehicle comprising an exchanger or an electronic component as previously described.
Cet échangeur concerne donc tout organe d’un véhicule, comme une machine électrique tournante : son rotor ou le carter de son stator ; une batterie alimentant cette machine électrique, un moteur à combustion interne et/ou sa ligne d’échappement, un circuit de refroidissement du véhicule.This exchanger therefore concerns any part of a vehicle, such as a rotating electrical machine: its rotor or the casing of its stator; a battery supplying this electric machine, an internal combustion engine and/or its exhaust line, a vehicle cooling circuit.
L’invention a également pour objet un procédé de fabrication d’un échangeur thermique à ailettes, ce procédé exécutant:
-une étape de fourniture d’une paroi métallique présentant une face d’échange thermique destinée à être en contact avec un fluide caloporteur, et issue d’un procédé de fabrication de fonderie ou de déformation de matière ou d’usinage,
et successivement:
- une première étape de dépôt d’un premier cordon de soudure d’un fil métallique fondu sur la face, puis
- une deuxième étape de dépôt d’un deuxième cordon de soudure du fil métallique fondu par superposition au cordon précédant , cette deuxième étape étant répétée de sorte à former une ailette métallique soudée à cette face .The invention also relates to a method for manufacturing a finned heat exchanger, this method executing:
-a step of providing a metal wall having a heat exchange face intended to be in contact with a heat transfer fluid, and resulting from a foundry manufacturing process or from material deformation or machining,
and successively:
- a first step of depositing a first weld bead of a molten metal wire on the face, then
- A second step of depositing a second weld bead of molten metal wire by superimposing the previous bead, this second step being repeated so as to form a metal fin welded to this face.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la première et la deuxième étape exécutent une sous-étape de fonte du fil métallique sous l’effet d’un arc électrique.According to one embodiment of the invention, the first and the second step execute a sub-step of melting the metal wire under the effect of an electric arc.
L’invention a également pour objet un dispositif de fabrication d’un échangeur thermique à ailettes, ce dispositif comprenant :
- une torche de soudage sous atmosphère gazeux et comprenant un système d’avance d’un fil métallique fusible formant un métal d’apport,
- un système automatique de guidage et de commande programmé de la torche de soudage,
- un support agencé de sorte à maintenir, en vis-à-vis de la torche, une paroi métallique de l’échangeur présentant une face d’échange thermique destinée à être en contact avec un fluide caloporteur, et issue d’un procédé de fabrication de fonderie ou de déformation de matière ou d’usinage,
le système automatique de guidage et de commande programmé de la torche étant agencé de sorte à mettre en œuvre le procédé précédemment décrit, pour réaliser l’ailette métallique soudée à cette face.The invention also relates to a device for manufacturing a finned heat exchanger, this device comprising:
- a welding torch in a gaseous atmosphere and comprising a system for advancing a fusible metal wire forming a filler metal,
- an automatic guidance and programmed control system for the welding torch,
- a support arranged so as to maintain, facing the torch, a metal wall of the exchanger having a heat exchange face intended to be in contact with a heat transfer fluid, and resulting from a process of manufacture of foundry or deformation of material or machining,
the programmed automatic guidance and control system of the torch being arranged so as to implement the process described above, to produce the metal fin welded to this face.
D’autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après d’un mode particulier de réalisation, non limitatif de l’invention, faite en référence à la figure unique dans laquelle :Other features and advantages will appear on reading the description below of a particular, non-limiting embodiment of the invention, made with reference to the single figure in which:
La
- une paroi métallique 10 présentant une face 13 d’échange thermique en contact avec un fluide caloporteur, et issue d’un procédé de fabrication de fonderie ou de déformation de matière ou d’usinage,
- une ailette solidaire de cette face 13 et en conduction thermique avec la paroi 10 d’une part, et le fluide d’autre part,
cette ailette 11 comprenant une superposition de couches 1, 2 de métal déposé par un procédé de fabrication additive.There
- a metal wall 10 having a heat exchange face 13 in contact with a heat transfer fluid, and resulting from a foundry manufacturing process or material deformation or machining,
- a fin secured to this face 13 and in thermal conduction with the wall 10 on the one hand, and the fluid on the other hand,
this fin 11 comprising a superposition of layers 1, 2 of metal deposited by an additive manufacturing process.
Cet échangeur comprend une deuxième ailette 12 solidaire de cette face 13 et en conduction thermique avec la paroi 10 d’une part, et le fluide d’autre part, cette deuxième ailette 12 étant issue d’un procédé de fabrication de fonderie ou de déformation de matière ou d’usinage.This exchanger comprises a second fin 12 integral with this face 13 and in thermal conduction with the wall 10 on the one hand, and the fluid on the other hand, this second fin 12 being from a foundry or deformation manufacturing process. of material or machining.
Les couches 1, 2 de métal déposé sont par exemple des couches réalisées par un fil métallique fondu.Layers 1, 2 of deposited metal are for example layers produced by a molten metal wire.
Le procédé de fabrication additive est avantageusement un procédé de soudage automatisé.The additive manufacturing process is advantageously an automated welding process.
Cette invention trouve une application avantageuse pour un composant électronique comprenant :
- un élément générateur de chaleur traversé par un courant électrique,
- l’échangeur de chaleur, ici en contact thermique avec cet élément.This invention finds an advantageous application for an electronic component comprising:
- a heat-generating element through which an electric current passes,
- the heat exchanger, here in thermal contact with this element.
Cette invention trouve une application avantageuse pour un véhicule automobile comprenant l’échangeur ou le composant électronique.This invention finds an advantageous application for a motor vehicle comprising the exchanger or the electronic component.
L’invention porte également sur un procédé de fabrication de l’échangeur thermique à ailettes, ce procédé exécutant :
- une étape de fourniture de la paroi métallique 10,
puis successivement :
- une première étape de dépôt d’un premier cordon de soudure 1 d’un fil métallique fondu sur la face, puis
- une deuxième étape de dépôt d’un deuxième cordon de soudure 2 du fil métallique fondu par superposition au cordon précédant 1, cette deuxième étape étant répétée de sorte à former une ailette métallique 11 soudée à cette face 13.The invention also relates to a method of manufacturing the finned heat exchanger, this method performing:
- a step of supplying the metal wall 10,
then successively:
- a first step of depositing a first weld bead 1 of a molten metal wire on the face, then
- a second step of depositing a second weld bead 2 of the molten metal wire by superimposition on the preceding bead 1, this second step being repeated so as to form a metal fin 11 welded to this face 13.
Par exemple, la première et la deuxième étape exécutent une sous-étape de fonte du fil métallique sous l’effet d’un arc électrique.For example, the first and the second stage execute a sub-step of melting the metal wire under the effect of an electric arc.
L’invention porte également sur un dispositif de fabrication de l’échangeur thermique à ailettes, ce dispositif comprenant :
- une torche de soudage sous atmosphère gazeux et comprenant un système d’avance d’un fil métallique fusible formant un métal d’apport,
- un système automatique de guidage et de commande programmé de la torche de soudage,
- un support agencé de sorte à maintenir, en vis-à-vis de la torche, la paroi métallique 10,
ce système automatique de guidage et de commande programmé de la torche étant agencé de sorte à mettre en œuvre le procédé pour réaliser l’ailette métallique 11 soudée à cette face 13.The invention also relates to a device for manufacturing the finned heat exchanger, this device comprising:
- a welding torch in a gaseous atmosphere and comprising a system for advancing a fusible metal wire forming a filler metal,
- an automatic guidance and programmed control system for the welding torch,
- a support arranged so as to maintain, vis-à-vis the torch, the metal wall 10,
this automatic system for guiding and programmed control of the torch being arranged so as to implement the method for producing the metal fin 11 welded to this face 13.
La première et la deuxième étape utilisent des procédés et dispositifs de fabrication métallique additive. Ces procédés de fabrication métallique additive utilisent un matériau d’apport métallique, amené dans la chaleur provoquée par une source de chaleur focalisée de la torche, au moyen d’une buse d’alimentation. Ce métal d’apport est sous la forme de poudre métallique ou de fil. Ce matériau d’apport fait l’objet d’une fusion par cette source de chaleur focalisée, puis est déposé par couches 1, 2 successives sur la paroi 10 où il se refroidit et se solidifie ensuite. La source d’énergie peut être un laser, un faisceau d’électrons ou un arc électrique.The first and second stage use additive metal fabrication processes and devices. These additive metal fabrication processes use a metallic filler material, brought in the heat caused by a focused heat source of the torch, by means of a feed nozzle. This filler metal is in the form of metal powder or wire. This filler material is melted by this focused heat source, then is deposited in successive layers 1, 2 on the wall 10 where it cools and then solidifies. The energy source can be a laser, an electron beam or an electric arc.
Les technologies de dépôt et fusion par fil permettent de déposer une plus grande quantité de matériau à plus grande vitesse.Wire deposition and fusion technologies allow more material to be deposited at higher speeds.
En particulier, le procédé de fabrication additive « WAAM » pour l’acronyme en anglais « Wire Arc Additive Manufacturing » exploite cette technologie de dépôt et fusion par fil et est le procédé préféré selon l’invention : la fusion du fil est opérée à l’aide d’un arc électrique.In particular, the "WAAM" additive manufacturing process for the acronym in English "Wire Arc Additive Manufacturing" exploits this wire deposition and fusion technology and is the preferred process according to the invention: the fusion of the wire is carried out at the using an electric arc.
Pour garantir un suivi précis du trajet de la torche, le système automatique de guidage et de commande programmé commande le mouvement et le procédé de soudage de la torche par des programmes de machines à commande numérique.To ensure precise tracking of the torch path, the automatic programmed guidance and control system controls the movement and welding process of the torch by CNC machine programs.
Ce fil est par exemple en titane ou alliages à base de nickel ce qui le rend compatible avec une paroi en acier, alliages de titane, aluminium et superalliages. Ce procédé ou dispositif WAAM s’appuie sur des procédés de soudage automatisés avec un fil fusible :
- tels que le soudage à l’arc sous atmosphère gazeux inerte ou active, par exemple MIG pour l’acronyme en anglais « Metal Inert Gaz » y compris le procédé CMT pour l’acronyme en anglais « Cold Metal Transfert » , MAG pour l’acronyme en anglais « Metal Active Gaz » ou encore GMAW pour l’acronyme en anglais « Gas metal arc welding », ou
- tels que le soudage à l’arc au plasma PAW pour l’acronyme en anglais «Plasma Arc Welding » ou PWD pour l’acronyme en anglais « Plasma Wire Deposition » ou le soudage à l’arc au tungstène gazeux GTAW pour l’acronyme en anglais « Gas Tungsten Arc Welding » ou TIG pour l’acronyme en anglais « Tungstène Inerte Gaz ».This wire is for example made of titanium or nickel-based alloys, which makes it compatible with a wall made of steel, titanium alloys, aluminum and superalloys. This WAAM process or device is based on automated welding processes with a fuse wire:
- such as arc welding under an inert or active gaseous atmosphere, for example MIG for the acronym in English "Metal Inert Gas" including the CMT process for the acronym in English "Cold Metal Transfer", MAG for the acronym in English "Metal Active Gaz" or GMAW for the acronym in English "Gas metal arc welding", or
- such as plasma arc welding PAW for the acronym in English "Plasma Arc Welding" or PWD for the acronym in English "Plasma Wire Deposition" or gaseous tungsten arc welding GTAW for the acronym in English “Gas Tungsten Arc Welding” or TIG for the acronym in English “Tungstène Inerte Gaz”.
Le système automatique de guidage et de commande programmé de la torche, qui est agencé de sorte à mettre en œuvre les étapes du procédé de fabrication de l’échangeur thermique à ailettes, est par exemple un calculateur ou ordinateur. Ce système automatique de guidage et de commande programmé comprend donc les moyens d’acquisition, de traitement par instructions logicielles stockées dans une mémoire ainsi que les moyens de commande requis à la mise en œuvre du procédé de fabrication de l’échangeur thermique à ailettes. Par conséquent, Le système automatique de guidage et de commande, selon l’invention, peut être réalisé sous la forme de modules logiciels (ou informatiques (ou encore « software »)) comme les programmes de machines à commande numérique, ou bien de circuits électroniques (ou « hardware »), ou encore d’une combinaison de circuits électroniques et de modules logiciels ».The automatic guidance and programmed control system of the torch, which is arranged so as to implement the steps of the manufacturing process of the finned heat exchanger, is for example a calculator or computer. This programmed automatic guidance and control system therefore comprises the means of acquisition, processing by software instructions stored in a memory as well as the control means required for the implementation of the manufacturing process of the finned heat exchanger. Consequently, the automatic guidance and control system, according to the invention, can be produced in the form of software (or computer (or even "software")) modules such as the programs of numerically controlled machines, or else circuits (or “hardware”), or a combination of electronic circuits and software modules”.
Claims (9)
- une paroi métallique (10) présentant une face (13) d’échange thermique en contact avec un fluide caloporteur, et issue d’un procédé de fabrication de fonderie ou de déformation de matière ou d’usinage,
- une ailette solidaire de cette face (13) et en conduction thermique avec la paroi (10) d’une part, et le fluide d’autre part,
caractérisé en ce que cette ailette (11) comprend une superposition de couches (1, 2) de métal déposé par un procédé de fabrication additive.Heat exchanger comprising:
- a metal wall (10) having a heat exchange face (13) in contact with a heat transfer fluid, and resulting from a foundry manufacturing process or material deformation or machining,
- a fin secured to this face (13) and in thermal conduction with the wall (10) on the one hand, and the fluid on the other hand,
characterized in that this fin (11) comprises a superposition of layers (1, 2) of metal deposited by an additive manufacturing process.
- un élément générateur de chaleur traversé par un courant électrique,
- un échangeur de chaleur en contact thermique avec cet élément,
caractérisé en ce que cet échangeur est conforme à l’une des revendications 1 à 4.Electronic component comprising:
- a heat-generating element through which an electric current passes,
- a heat exchanger in thermal contact with this element,
characterized in that this exchanger is in accordance with one of claims 1 to 4.
-une étape de fourniture d’une paroi métallique (10) présentant une face (13) d’échange thermique destinée à être en contact avec un fluide caloporteur, et issue d’un procédé de fabrication de fonderie ou de déformation de matière ou d’usinage, caractérisé en ce que ce procédé comprend successivement:
- une première étape de dépôt d’un premier cordon de soudure (1) d’un fil métallique fondu sur la face, puis
- une deuxième étape de dépôt d’un deuxième cordon de soudure (2) du fil métallique fondu par superposition au cordon précédant (1), cette deuxième étape étant répétée de sorte à former une ailette métallique (11) soudée à cette face (13).Process for manufacturing a finned heat exchanger, this process performing:
-a step of supplying a metal wall (10) having a heat exchange face (13) intended to be in contact with a heat transfer fluid, and resulting from a foundry manufacturing process or from deformation of material or machining, characterized in that this method comprises successively:
- a first step of depositing a first weld bead (1) of a molten metal wire on the face, then
- a second step of depositing a second weld bead (2) of the molten metal wire by superimposition on the preceding bead (1), this second step being repeated so as to form a metal fin (11) welded to this face (13 ).
- une torche de soudage sous atmosphère gazeux et comprenant un système d’avance d’un fil métallique fusible formant un métal d’apport,
- un système automatique de guidage et de commande programmé de la torche de soudage,
- un support agencé de sorte à maintenir, en vis-à-vis de la torche, une paroi métallique (10) de l’échangeur présentant une face (13) d’échange thermique destinée à être en contact avec un fluide caloporteur, et issue d’un procédé de fabrication de fonderie ou de déformation de matière ou d’usinage,
caractérisé en ce que le système automatique de guidage et de commande programmé de la torche est agencé de sorte à mettre en œuvre un procédé selon l’une des revendications 7 ou 8 pour réaliser l’ailette métallique (11) soudée à cette face (13).Device for manufacturing a finned heat exchanger, this device comprising:
- a welding torch in a gaseous atmosphere and comprising a system for advancing a fusible metal wire forming a filler metal,
- an automatic guidance and programmed control system for the welding torch,
- a support arranged so as to maintain, facing the torch, a metal wall (10) of the exchanger having a heat exchange face (13) intended to be in contact with a heat transfer fluid, and resulting from a foundry manufacturing process or material deformation or machining,
characterized in that the programmed automatic guidance and control system of the torch is arranged so as to implement a method according to one of Claims 7 or 8 to produce the metal fin (11) welded to this face (13 ).
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| FR2100799A FR3119230A1 (en) | 2021-01-28 | 2021-01-28 | FINNED EXCHANGER, METHOD AND DEVICE FOR MANUFACTURING AN EXCHANGER. |
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|---|---|---|---|
| FR2100799 | 2021-01-28 | ||
| FR2100799A FR3119230A1 (en) | 2021-01-28 | 2021-01-28 | FINNED EXCHANGER, METHOD AND DEVICE FOR MANUFACTURING AN EXCHANGER. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3119230A1 true FR3119230A1 (en) | 2022-07-29 |
Family
ID=74860253
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| FR2100799A Withdrawn FR3119230A1 (en) | 2021-01-28 | 2021-01-28 | FINNED EXCHANGER, METHOD AND DEVICE FOR MANUFACTURING AN EXCHANGER. |
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2021
- 2021-01-28 FR FR2100799A patent/FR3119230A1/en not_active Withdrawn
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