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Cette invention est relative aux faisceaux tubulaires de radiateurs et autres appareils utilisés pour un échange thermique entre de l'eau'ou autre liquide à refroidir (ou réchauffer) et un fluide gazeux, en général de l'air de re- froidissement (ou de réchauffage) et, d'une manière plus particulière, aux faisceaux du type connu à ailettes repliées en zigzag et disposées entre des éléments tubulaires adja- cents (ou deux nappes adjacentes d'éléments tubulaires) -soit séparément, une ailette unique s'étendant alors trans- versalement d'un élément (ou nappe) tubulaire à l'autre, soit par paires, les deux ailettes de la paire étant en contact mutuel et chacune d'elles étant au contact de l'un des deux éléments tubulaires.
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Dans les faisceaux connus de ce type;, chaque ailette, constituée à partir d'une bande métallique, est pliée en zigzag par portions égales, reliées deux à deux par une zone de pliage formant une seule arête convexe de profil plus ou moins arrondi et cette ailette est disposée dans le faisceau tubulaire de façon que les arêtes simples, for- mées par le pliage, soient sensiblement parallèles à la di- rection des filets d'air qui traversent ce faisceau.
la longueur de la banda et le pas de pliage choisis pour l'ailette sont tels que, d'une part, celle-ci ait après pliage une longueur sensiblement égale à celle des éléments tubulaires, mesurée entre.les collecteurs inférieur et supé- rieur à travers lesquels ils débouchent et que, d'autre part, ladite ailette soit en contact et puisse être soudée avec les pièces (éléments tubulaires ou élément tubulaire et ai- lette accolés) entre lesquelles elle se trouve placées,' par chacune de ses arêtes simples de pliage.
Par suite de la forme plus ou moins arrondie de leur profil, les arêtes simples de pliage résistent mal à l'ef- fort de compression,exercé. sur le faisceau en vue d'assurer, avant sa soudure, un contact aussi parfait que possible entre les arêtes des ailettes et les pièces auxquelles elles doi- vent être soudées.
Aussi, les contacts des arêtes avec le ou les éléments tubulaires, au lieu d'être limités à de simples lignes de soudure, s'étendent jusqu'à former des plages qui réduisent le pouvoir d'échange thermique du'ou desdits élé- ments tubulaires, en raison de la surépaisseur correspondant à l'épaisseur de l'ailette et de la soudure qui, sur toute la surface de ces plages, vint s'ajouter à celle de l'élément tubulaire correspondant,
L' invention a pour objet un faisceau tubulaire du
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type ci-dessus, perfectionné de manière que, pour un p@ids de métal sensiblement égal,, chaque ailette a, d'une part,
un rendement thermique accru du fait d'une meilleure utili- sation de sa surface d'échange thermique et d'une augmenta- tion du nombre de ses lignes de contact avec le ou les élé- ments tubulaires adjacents et, d'autre part, une plus grande résistance mécanique qui améliore celle du faisceau lui-même dans lequel elle est incorporée,
Ce faisceau est caractérisé en ce quele pliage de chaque ailette est tel que, au lieu d'être pliée, comme les ailette$ connues, suivant un tracé en zigzag simple dans lequel des portions transversales égales sont relises deux à deux entre elles par une simple ligne de pliage convexe ne donnant qu'une ligne de contact et de soudure,
elle comporte des zo- nes de pliage à plusieurs plis formant un groupe d'arêtes dont deux au moins sont situées dans un même plan et desti- nées à venir au contact d'un même élément tubulaire.
Dans le cas où chaque ailette est destinée à être placée seule entre deux éléments tubulaires, les groupes d'arêtes sont disposes de manière que deux groupes succes- sifs soient en contact l'un avec l'un desdits éléments tubu- laires et l'autre avec l'élément adjacent,
Dans le cas où deux ailettes sont accolées entre deux éléments tubulaires, pour chaque ailette, les groupes d'arê- tes peuvent être prévus pour venir au contact soit seulement de l'élément tubulaire adjacent, soit alternativement au con- tact l'un avec cet élément et ?'autre avec l'ailette accolée.
L'invention a également pour objet un radiateur ou tout autre échangeur thermique comportant au moins un tel faisceau.
D'autres caractéristiques résulteront de la descrip-
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-tien qui va suivre.
Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple: la Fig.l est une vue en élévation d'un portion d'un faisceau tubulaire perfectionné suivant l'invention; la Fig. 2 est une vue en plan correspondante avec arrachements partiels ; la Fig. 3 est une vue en perspective d'une portion de l'une des ailettes; les Fige. 4 et 5 sont deux vues analogues, respecti- vement aux Fige. 1 et 2, d'une.première variante ; la Fig. 6 est un vue de face d'une deuxième variante; la Fig. 7 est une vue,en plan partielle d'un autre faisceau tubulaire, perfectionné suivant l'invention; les Figs. 8 et 9 sont des vues de face schématiques d'autres faisceaux tubulaires à deux ablettes accolées.
Selon l'exemple d'exécution représenté aux Fige. 1 à 3, le faisceau tubulaire représenté et faisant partie d'un ra- diateur ou autre échangeur thermique comporte une rangée de tubes parallèles tels que 1, 1a réunis par des ailette. toiles que 2, 2a ...
Les tubes 1, 1a...ont une section droite aplatie, de telle sorte qu'ils comportent, chacun, deux grandes faces planes de sections droites ab et cd corruspondant à l'épais- seur du faisceau, reliées par deux étroites faces transver- sales de sections bc et de. La face de section be est @ensible- ment plane, tandis que la 1=-ce de section ca est plus ou moins plane et formée par l'agrafage, par exemple en quatre lits superposés 3, des deux extrémités de la feuille consti- tuant le tube.
Dana le radiateur ou échangeur thermique qui peut com- porter un ou plusieurs faisceaux,les tubes débouchent, à leurs extrémités, dans deux collecteurs contenant l'un du
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liquide chaud, l'autre du liquide moins chaud. Le fond 4 de l'un de ces collecteurs est représenté en coupe sur la Fig.l.
Tl est perforé au droit de chaque tube, de manière à former une ouverture allongée à rebord 5, dans laquelle est enfilée et soudéa l'extrémité correspondante du tube.
Chaque ailette 2, 2a... est constituée par une bande dont la longueur 1 est égale à la grande dimension ab ou ed -agrafe comprise- de la section droite du tube.
La longueur de la bnde et le pas de pliage choisis pour l'ailette sont tels que, d'une part, colle-ci ait, après pliage, une longueur sensiblement égale à celle des tubes, mesurée entre les collecteurs supérieur et inférieur, et que, d'autre part, olle soit en contact par certaines de ses arêtes avec les éléments tabulaires qui lui sont adja- conta.
Chaque ailette est repliée suivant un contour efghijklmme (Figs. 1 et 3) tel qu'elle comporte dos portions planes transversales ef,ih, kl, on... perpendiculaires aux tubes et réunies par des portions latérales de pliage fgh, @ ijk, lmn...
Chacune de ces portions, au lieu d'être simple et con- vexe vers l'extérieur comme dans'les radiateurs connus, est repliée vers l'intérieur entre les portions planes transver- sales adjacentes ef, ih, suivant un profil en forme de V, d'U ou similaire, de telle sorte que cette portion en ferme de dièdre à faces plus ou moins arrondies constitua un pli auxiliaire 7, 7a..., disposé entre lesdites portions planes,.
L'ailette présente ainsi des groupes successifs d'arê- tes comportant, chacun, deux arêtes de contact avec un même , tube f,h; i,k; 1,n ...
Chaque ailette est, en effet, fixée aux doux tubes entre lesquels olle est placée au droit de chaque pli auxi-
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liaire par deux lignes parallèles de saudure correspondant aux lignes de raccordement de ce pli avec les deux portions planes qu'il raccorde. C'est ainsi que, 'par exemple, pour l'ailette 2,disposée entre les tubes 1 et la, cette-ailette est fixée au tube 1 par les deux lignes! et h afférentes à un premier pii, 1 et n afférentes au troisième pli et au tube 1a par des lignes telles que! et k afférentes au deu- xième pli, etc...
La disposition décrite présente les avantages suivants:
Les échanges thermiques entre les tubes 1,1a... et les ailettes 2,2a... sont améliorés du fait que, pour un même pas de pliage de l'ailette , le nombre de lignes de soudure est doublé par rapport à celui de la disposition usuelle des ailettes pliées én zigzag, à arêtes simples, cylindriques et convexes vers l'extérieur;
la résistance mécanique de l'ailette à l'effort de compression exercé sur le faisceau au moment de sa soudure, -dans le sens ailettes contre tubes, est accrue du fait que les arêtes au contact des éléments tubulaires$ formant cha- cune un angle aussi vif que le permettent les oaractéristi- ques mécaniques du métal utilisé pour l'ailette, constituent avec les autres arêtes (g,j,m Fig.5) des systèmes triangulés particulièrement résistants ; la résistance mécanique du faisceau lui-même est ac- crue d'une part, en proportion du plus grand nombre de lignes de soudure entre ailettes et éléments tabulaires et, d'autre part, de la meilleures rigidité de ces lignes de soudure;
enfin, les échanges thermiques entre les ailettes et l'air ou tout autre fluide circulant à leur contact sont améliorés du fait que : d'une part, l'ailette ayant pour la raison indiquée
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ci-dessus une meilleure résistance mécanique, les arêtes de pliage par lesquelles elle est accolée avec les éléments tu- bulaires adjacente,, ne se déforment pas lorsqu'elles sont pressées contre ces derniers et réalisent avec eux un contact sensiblement linéaire correspondant à l'angle aigu qu'elles forment, chacune, et qui laisse disponible, pour l'échange thermique assuré par le tube lui-même, la surface maximum; et, d'autre par%, la surface thermique de l'ailette se trouve augmentée de la surface globale des plis tels que (f, g, h).
Aux Pige. 4 et 5, on a représenté une première varian- te dans laquelle les ailettes 12, 12 sont pliées d'une ma- nière telle que les arêtes telles que l'arête q qui ne sont pas au. contact avec les tubs sont obliques par rapport aux arêtes de contact, en sorte que la section droite p q r de chaque pli (Pig.4) va en décroissant, d'une manière unifor- me ou non, depuis la face d'entrée de l'air ou autre fluide dans le faisceau jusqu'à la face de sortie.
Cette disposition présente l'avantage de provoquer une accélération des filets d'air ou autre fluide,qui circulent dans l'espace défini par deux lignes de soudure consécutives, situées sur le même élément tubulaire, telles que 2 et r (Fig.4) et par les portions d'ailettes et d'éléments tubu- laires compris entre elles, et de compenser au moins partiel- lement la perte de vitesse subie par l'ensemble des filets d'air ou de fluide après avoir traversé des faisceaux de réa- lisation connue ou tel que celui représenté aux Fig. 1 à 3.
La disposition des ailettes représentées sur lea Fige, 4 et 5 augmente donc encore, principalement au voisinage des tubes, le pouvoir d'échange thermique du faisceau dans lequel elles sont incorporées.
La diminution de la section droite dont il est que$-
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tion ci-dessus peut être obtenue soit par le moyen consistant à former des arêtes-non parallèles comme il a été dit précé- demment, soit par le moyen consistant à fermer progressivement l'angle p q r (Fig.4), .la valeur la plus faible de cet angle se trouvant à la sortie du'fluide circulant, soit par ces deux moyens conjugués.
A la Fig. 6, on a représenté une deuxième variante dans) laquelle l'ailette 12 comporte, entre chaque portion plane qui s'étend entre les deux éléments tubulaires adjacents, des paires de deux plia auxiliaires, de sections telles que stu et uvw, ce qui augmente encore.le nombre de lignes de contact.
Dans les trois exemples sus-décrits, le faisceau ne comporte qu'une rangée de.tubes, mais, bien entendu) cette disposition n'est pas exclusive et le faisceau peut, éventuel- lement, comporter plusieurs rangées de-tubes, disposés en nappe. C'est ainsi que la Fig.7 représenta, en coupe horizon- tale, une disposition analogue à celle du premier exemple, mais dans laquelle il est prévu deux rangées de tubes ,la... les tubes des différentes rangées étant disposés en nappe dans des plans parallèles entre eux et perpendiculaires aux faces avant 20 et arrière 21 du faisceau. Les ailettes telles que 22, 22a, 22b,repliées, en zigzag comme; dans le premier exemple, ont une largeur telle qu'elles effleurent sensible- ment les deux faces 20 et 21.
A la Fig. 8 on a représenté une autre variante dans laquelle, entre chaque paire de tubes adjacents, tels que 1 et le',sont accolées doux ailettes telles que 23 et'23.
Ces ailettes sont pliéus en zigzag de manière à compor- ter, chacune, alternativement : une zone de pliage à trois plis telle que ABC ou A1B1C1 formant deux arêtes de contact
A,C ou A1,C1 avec le tube adjacent 1 ou la et une zone de
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pliant telle que DEF de forme bombée, formant une ligne de contact avec l'ailette accolée.
Enfin, la Fig.9 représenta une nouvelle variante, ana-
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logue à la précédente, a*pis dans laquelle pour chaque ailette 2}b ou 230 la zone de pliage telle que DEF de l'exemple pré- cèdent à une seule ligne du contact est remplacée par une zone de pliage telle que GHI donnant deux lignes de contact telles que G et I avec l'ailette accolée 23c (ou 23b) les zones de pliage telles que ABC restant au contact du tube adjacent 1b ou 1c.
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Dans les divers exemples, les ailettes ont été représentées pleines; cependant, elles peuvent être adaptées de manière à permettre un accroissement du la turbulence du fluide circulant à leur contact. Ce résultat peut être ob- tenu en prévoyant, de manière connue, dans chaque portion plane transversale de chaque ailette, un certain nombre do saillies de préférence ayant alternativement des directions différentes et/ou des perforations.
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,Les saillies peuvent Jtra partiollemunt perforées (crevés') pour éviter leur obstruction par un dépôt de pous- sières et autres et contribuer à'conserver au faisceau son rendement initial.
Les aitilliise crevés ot/ou perforations peuvent ocou- per sur les ailettes due positions diverses, en ligne, en
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quinconce, oto.. comm0 bien connu.
Naturellement, l'invention n'est nullement limitée aux modes' d'exé'ciition représentés et décrits, qui n'on% été choisis qu'à titru d'exemple. Bien enténdu, l'0rienta%ion doe faisceau peut être quelconque. L section des tubes n'est pas limitée à celle des tubes représentés; c'est ainsi que les
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petites faces de ces tubes peuvent être bombées. Les agrafes peuvent occuper une autre position que celle représentée.
Les grandes portions planes des ailettes au lieu d'être parallèles entre elles pourraient être obliques les unes aux autres.
REVENDICATIONS 1. - Faisceau tubulaire pour échangeur thermique ailettes pliées en zigzag, caractérisé en ce que le pliage de chaque ailette est tel que, au lieu d'être pliée, comme les ailettes connues, suivant un tracé en zigzag simple dans lequel des portions transversales égales sont reliées deux à deux entre elles par une simple ligne de pliage convexe ne donnant qu'une ligne de contact et de soudure, l'ailette comporte des zones de pliage (fgh, ijk, lmn...; stuvw..., A,B,C...) à plusieurs plis formant un groupe d'arêtesdontdeux au moins (f,g ou s,u,w, ou A,C) sont situées dans un même plan et destinées à venir au contact d'un même élément tubu- laire (1,1a...).