EP0097662A1 - Bladed heat exchanger, particularly for a convector. - Google Patents

Bladed heat exchanger, particularly for a convector.

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EP0097662A1
EP0097662A1 EP83900045A EP83900045A EP0097662A1 EP 0097662 A1 EP0097662 A1 EP 0097662A1 EP 83900045 A EP83900045 A EP 83900045A EP 83900045 A EP83900045 A EP 83900045A EP 0097662 A1 EP0097662 A1 EP 0097662A1
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EP
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fins
distributor
heat exchanger
exchanger
exchangers
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EP83900045A
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/047—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag
    • F28D1/0475—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag the conduits having a single U-bend
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H3/00—Air heaters
    • F24H3/002—Air heaters using electric energy supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/24—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely
    • F28F1/26—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely the means being integral with the element

Definitions

  • the present invention relates to a finned heat exchanger, in particular for a convector, exchanger comprising a collector-distributor of calories having substantially the shape of a tube inside which is arranged a circulating or refrigerating means, said collector-dis tributor comprising at least two rectilinear branches parallel to each other, fins being arranged transversely with respect to the two branches of said manifold-distributor.
  • the invention also relates to the positioning of these exchangers inside the heating convectors.
  • Finned heat exchangers have been known for a long time. They find their application in all areas where a heat exchange is sought, for example but not limited to domestic heating convectors.
  • the transverse fins are 'supported at at least one point by the circulating means which they surround.
  • the fins determine between them zones of exchange with a gas flow while heating.
  • the devices proposed so far present have many disadvantages.
  • the fins project laterally with respect to the tube containing the circulating means which is arranged in a position such that the tube is horizontal. This results in the formation of an undesirable temperature gradient at the outlet of the convector.
  • the known exchangers are all of complex design, further allowing their positioning only in convectors of relatively large dimensions, particularly in width.
  • the object of the present invention is to overcome these drawbacks by proposing a heat exchanger of the type described above, allowing:
  • a fin heat exchanger in particular for a convector, exchanger comprising a collector-distributor of calories or frigories having substantially the shape of a tube, inside which is arranged a circulating or refrigerating means, said manifold-distributor comprising at least two rectilinear branches parallel to each other, fins being arranged transversely to the branches of said tube, characterized in that the transverse fins are of polygonal shape, the branches of the manifold-distributor being arranged at two opposite vertices of each of the fins, said fins not projecting laterally from the branches of the manifold-distributor towards the outside of the exchanger and connecting to these in an inclined plane , and that the gas flow crosses the structure of the exchanger at intervals between the branches of the manifold-distributor and between the fins.
  • the fins do not project laterally from the branches of the manifold-distributor, which allows optimal positioning of the exchanger in a convector. This will be explained later.
  • the fins since the fins have a generally polygonal shape, they are connected to the branches of the manifold-distributor according to an inclined plane, which in fact produces a truncated section of the exchanger on each of its edges.
  • the exchanger can be arranged inclined in the convector, for example by an angle of 30 ° to 60 °.
  • the exchanger will be produced in two 1/2 molded shells, the fins and the branches of the manifold-distributor in the form of 1/2 semicylindrical tube having come from molding. In this case the fins will preferentially affect a trapezoidal structure.
  • the exchange zones of each of the 1/2 shells will correspond only to a portion of semi-cylinder, so that during assembly the circulating means can be clamped optimally for the exchange thermal with the collector-distributor thus formed by the union of the two portions in the form of 1/2 cylindrical hemi tube.
  • the two shells forming the exchanger may be identical, which will require the use of one and the same mold for their production.
  • the fins of the two shells are perfectly aligned.
  • the fins of each half-shell will generally have an identical frustoconical profile.
  • the meeting of the two sets of facing vanes. screw of one another forms a succession of Venturi crossed by the gas flow.
  • provision may be made to offset the fins of a 1/2 shell relative to those of the other 1/2 shell. In this way, the number of leading edges is increased, which obviously increases the efficiency of the exchange. We can evaluate this gain at around 20% in power.
  • the offset fins will have a taper in the form of an aircraft wing leading edge.
  • the exchanger according to the invention can be designed in a modular way, by proposing extensions (extensions) which can be added at the end so as to obtain exchangers of variable length.
  • collector-distributor may assign a U-shaped profile.
  • the inlet and outlet of the origins means are on the same side on the exchanger element concerned.
  • an additional fin will be provided, connected by metal bridges of very thick thickness delimiting openwork between them.
  • this level it will also be possible, to ensure better contact between the exchange zone and the circulating medium, to provide a contact substance between the two elements.
  • this substance can be provided over the entire length of the exchange zone of the collector-distributor.
  • the exchange zone can be painted internally in black or another color which absorbs the radiation of the circulating medium well.
  • - Figure 1 is a perspective view of the two constituent parts of a fin exchanger according to the invention
  • - Figure 2 illustrates an electrical resistance around which the exchanger can be arranged
  • FIG. 3 illustrates a copper pin for circulation of a fluid around which the exchanger can be arranged
  • - Figure 4 shows an elevational view of a normal half exchanger
  • FIG. 4A is a section along B-B of Figure 4.
  • FIG. 6 is an elevational view of a half exchanger with offset fins;
  • - Figure 6A is a section along A-A of Figure 6;
  • FIG. 6B is a section along B-B of Figure 6;
  • FIG. 6C is a section along C-C of Figure 6;
  • FIG. 7 shows an exchanger according to the invention provided with an extension.
  • FIG. 10 to 17A and I 7B illustrate in section the possible positioning of one or more exchangers according to the invention in an electric convector or hot water circulation for example;
  • FIG. 18A and 18B illustrate an assembly two half-shells per clip;
  • FIGS. 19A and 19B illustrate a clip for assembling a heat exchanger and an extension
  • FIG. 21A shows a plan view of a half-shell which can be assembled by clip
  • Figure 21B is a section on-D-D of Figure 21A. We will first refer to Figure 1.
  • the exchanger according to the invention consists of two shells (1) and (2). These two shells are assembled together by any suitable means, screwing, bonding, riveting bolt, collars, clips, cold bonding, rivets from fo ⁇ aderie.
  • Each hull essentially has two elements, namely:
  • the fins are of polygonal section and do not project laterally from the branches of the manifold-distributor which constitutes the exchange zone.
  • the fins retain exactly the same positioning as at the branches and remain parallel to each other.
  • the fins determine between them over the entire width of the exchanger intervals (6) through which air circulates in contact with the sample surfaces.
  • the fins have in their junction zone with the half-tubes (3) truncated edges (7,8).
  • FIG. 2 shows an electrical resistance (9) which can be used as circulating means.
  • FIG. 3 shows a pin (10) made of copper tube, for example, which can be placed in the half-tubes (3), a pin inside which a circulation of circulating fluid is established. (or refrigerant), for example hot water.
  • the exchanger as described in Figure 1 will be very advantageously made of aluminum, the fins and the half-tubes to which they are connected having come from molding.
  • the two shells (1) and (2) are identical and can therefore be obtained from a single mold.
  • assembly holes (46) are arranged between two fins in a thickness of metal which is integral with the two fins and the part inside of the manifold-distributor.
  • FIG. 5 shows a number of possible variants in terms of the structure and the relative position of the fins.
  • the half-fins of each shell will be arranged symmetrically and opposite one another, which is illustrated by the assembly (19).
  • the half-fins will be staggered, with a lateral offset according to a given pitch, for example a half-pitch. This is clearly illustrated in Figure 5.
  • the fins may have any possible section.
  • Conventional fins (20) may also be in the form of shortened fins (21). Else. apart we can also use tapered fins, such as those referenced (22).
  • the shortened fins (21), shown in FIG. 5A, allow better passage of the air flow through the exchanger, in particular by their oblong recess.
  • the advantages of this structure of the exchangers in the form of the invention will appear clearly in the examples below illustrating their use, preferential but not limiting, in heat convectors for domestic use. In FIGS. 8 and 9, the possible positioning is shown. one or more exchangers in the case of an electric convector.
  • the tubes (3) must be placed at a minimum distance from the walls (23, 24) of the convectors, and at a minimum distance also from each other, which is shown in FIG. 9 , at the central part (25).
  • FIG. 8 shows the advantage of the structure according to the invention, in which the fins are truncated and do not project beyond the exchange zone. It is thus possible to position the exchanger with a certain inclination and at the same time an appreciable gain in space is achieved in width while increasing the performance in terms of efficiency and temperature distribution.
  • the fins will be arranged in such a way that the sides of the trapezium (50) are well parallel to the walls of the covering (23 and 24), so that the fins do not project beyond the exchange zone delimited by the manifold-distributor.
  • the points (51) Fig.ll of the fins are inside the exchange zone, but in principle never outside.
  • Figure 8 can be used for a hot water convector, with the only difference that in this case it is not necessary to leave a gap between the circulation tubes (3) and the walls (23) and (24).
  • FIG. 9 represents two electrical exchangers in accordance with the invention arranged in alignment.
  • the zone (25) will be as narrow as possible compatible with proper operation, so as to limit the circulation of air between the two tubes (26,27), the latter having to preferably take place between the two branches of a same exchanger.
  • FIGS. 10 to 16 arrangements of exchangers for hot water convector have been shown.
  • FIGS. 17A and 17B show two exchangers for an electric convector, arranged one above the other. This illustrates the offset that must be observed to always allow fresh air to pass along arrow F. FIG. 17B illustrates the extreme case.
  • an extension (39) can be added forming an extension and essentially comprising two rectilinear half-tubes (40), open at each of their lateral ends, and transverse fins (41) of the same structure and obeying the same construction rules as the fins described in the preceding paragraphs.
  • the electrical resistances to be incorporated into them or the hairpin tubes will be modified accordingly.
  • These extensions are made up of two identical 1/2 shells. It is thus possible in a modular fashion to produce exchangers to the exact desired dimension from an end element integrating the curved part of the U of the manifold-distributor and of extensions making it possible to extend the branches of the U-shaped manifold.
  • male ends (47) of the element of FIG. 7 are embedded in trunks of receptor cones (48) shown in FIGS. 4 and 6.
  • the 4 half-holes (49) of FIG. 7 will enclose during assembly two cylindrical rods equipped at each end between the first and the second fin on either side of the assembly points, for example stop washers which will serve to maintain this assembly in the longitudinal direction for good tighten if necessary.
  • the female ends of the extensions are also provided with trunks of cones (48) in order to receive extensions in the same way and thus form exchangers of variable length.
  • the recovery of calories on the one hand and the entire exchange zone and their evacuation on the other hand more particularly in the rounded part of the U-shaped tube are optimal.
  • the two elements whose junction constitutes the exchange zone correspond only to a portion of semi-cylinder (X-X gap).
  • each heat exchanger or extension shell has holes (52) shown in Figures 1 and 7 useful for hanging or fixing the heat exchanger in the desired position.
  • FIG. 18A two half-shells (101), (102) are shown connected together by a spring clip (103), the final position being represented in FIG. 18B.
  • this will have grooves (107) shown in FIG. 21B, in which the free ends of the clip will be housed.
  • the fins may have a non-isosceles trapezoidal section (112) depending on the inclination of the exchanger.
  • the use of a spring clip also allows easy assembly, therefore an advantageous gain in terms of manufacturing, as well as easy maintenance, disassembly being very simple.
  • the clip will be made of special stainless steel, for example structural hardening steel, due to the high temperatures used (of the order of 350 ° C.).
  • junction clips (108) are also produced between an exchanger and an extension.
  • the clip comprises an elastic branch (109) and two lateral tabs (110, 111) shown in side view in FIG. 19B.
  • the joint clip also serves to prevent the two assembled elements from separating and bending.
  • FIGS. 20A and 20B show an assembly of substantially different structure, in which rivets (104) coming from the foundry cooperate with an assembly hole (105) of the other half-shell. This structure keeps the symmetry of the half-shells identical.
  • a stud (106) will be made on the half-shells which will then be riveted as shown in FIG. 2.
  • a surface treatment may be applied externally, for example paint, anodization, shot blasting, etc ..., this without limitation, in order to increase the radiation.

Abstract

Les ailettes transversales (4) sont de forme polygonale, les branches du collecteur-distributeur (3) étant disposées à deux sommets opposés de chacune des ailettes, lesdites ailettes (4) ne débordant pas latéralement des branches du collecteur-distributeur vers l'extérieur de l'échangeur et se raccordant à celles-ci selon un plan incliné. Le corps de l'échangeur est traversé par le flux gazeux. Applications usuelles des échangeurs.The transverse fins (4) are of polygonal shape, the branches of the collector-distributor (3) being arranged at two opposite vertices of each of the fins, the said fins (4) not projecting laterally from the branches of the collector-distributor towards the outside of the exchanger and connecting to them along an inclined plane. The body of the exchanger is crossed by the gas flow. Usual applications of heat exchangers.

Description

EGHANGEUR DE CHALEUR A AILETTES EN PARTICULIER POUR CONVECTEUR DE CHAUFFAGE DOMESTIQUE HEAT EXCHANGER WITH FINS IN PARTICULAR FOR A DOMESTIC HEATING CONVECTOR
La présente invention a pour objet un ëchan geur de chaleur à ailettes, en particulier pour convec teur, échangeur comportant un collecteur-distributeur de calories ayant sensiblement la forme d'un tube à l'intérieur duquel est disposé un moyen calorigène ou frigorigène, ledit collect'eur-dis tributeur comportant au moins deux branches rectilignes parallèles entre elles, des ailettes étant disposées transversalement par rapport aux deux branches dudit collecteur-distributeur. L'inve tion concerne également le positionnement de ces échangeurs à l'intérieur des convecteurs de chauffage.The present invention relates to a finned heat exchanger, in particular for a convector, exchanger comprising a collector-distributor of calories having substantially the shape of a tube inside which is arranged a circulating or refrigerating means, said collector-dis tributor comprising at least two rectilinear branches parallel to each other, fins being arranged transversely with respect to the two branches of said manifold-distributor. The invention also relates to the positioning of these exchangers inside the heating convectors.
Des ëchangeurs de chaleur à ailettes sont connus depuis longtemps. Ils trouvent leur application dans tous les domaines où l'on recherche un échange de chaleur, par exemple mais non limitativement les convecteurs de chauffage domestique.Finned heat exchangers have been known for a long time. They find their application in all areas where a heat exchange is sought, for example but not limited to domestic heating convectors.
Les ailettes transversales sont' supportées en au moins un point par le moyen calorigène qu'elles entourent. Les ailettes déterminent entre elles des zones d'échange avec un flux gazeux en se réchauffant.The transverse fins are 'supported at at least one point by the circulating means which they surround. The fins determine between them zones of exchange with a gas flow while heating.
On peut utiliser comme moyen calorigène soit un tube dans lequel circule par exemple de l'eau chaude réchauffée, soit une résistance chauffante ce de manière on limitative. Les dispositifs proposes jusqu'à présent présen tent de multiples inconvénients.One can use as circulating means either a tube in which circulates for example heated hot water, or a heating resistance this in a limiting manner. The devices proposed so far present have many disadvantages.
Tout d'abord, de par leur structure même, ils conduisent dans les convecteurs à une répartition irrégulière de températures de sortie. En effet les ailettes débordent latéralement par rapport au tube renfermant le moyen calorigène qui est disposé en position telle que le tube soit horizontal Il s'ensuit la formation d'un gradient de température indésirable en sortie de convecteur.First of all, by their very structure, they lead in the convectors to an irregular distribution of outlet temperatures. In fact, the fins project laterally with respect to the tube containing the circulating means which is arranged in a position such that the tube is horizontal. This results in the formation of an undesirable temperature gradient at the outlet of the convector.
D'autre part les échangeurs connus sont tous de con ception complexe, ne permettant en outre leur positionnementque dans des convecteurs de dimensions relativement grandes, particulier en largeur.On the other hand, the known exchangers are all of complex design, further allowing their positioning only in convectors of relatively large dimensions, particularly in width.
C'est le cas notamment des échangeurs décrits dans le brevet français 997808 qui ne peuvent en aucun cas être utilises pour les convecteurs, car leur structure ne leur permet pas d'être traversés par le flux gazeux. I'is sonten outre d'une concept-ion d'assemblage complexe.This is the case in particular of the exchangers described in French patent 997808 which can in no case be used for convectors, because their structure does not allow them to be crossed by the gas flow. I'is also have a complex assembly concept.
Enfin, ils ne sont pas prévus pour recevoir une résistance électrique ou un autre moyen calorigène tel que par exemple un tube de cuivre.Finally, they are not intended to receive an electrical resistance or another circulating means such as for example a copper tube.
La présente invention a pour objet de pallier ces inconvénients en proposant un échangeur de chaleur du type décrit ci-dessus, permettant :The object of the present invention is to overcome these drawbacks by proposing a heat exchanger of the type described above, allowing:
- un positionnement optimal dans un convecteur de faibles dimensions ;- optimal positioning in a small convector;
- une répartition uniforme des températures de sortie d'air du convecteur.- a uniform distribution of the air outlet temperatures of the convector.
- des températures des parois de l'habillage nettement inférieures à celles des sorties d'air et que l'on peut faire varier ;- temperatures of the walls of the covering much lower than those of the air outlets and which can be varied;
- une augmentation du rendement de l'appareil. Conformément à l'invention, ce résultat est obtenu avec un échangeur de chaleur à ailettes, en particulier pour convecteur, échangeur comportant un collecteur-distributeur de calories ou frigories ayant sensiblement la forme d'un tube, à l'intérieur duquel est disposé un moyen calorigène ou frigorigène, ledit collecteur-distributeur comportant au moins deux branches rectilignes parallèles entre elles, des ailettes étant disposées transversalement par rapport aux branches dudit tube, caractérisé en ce que les ailettes transversales sont de forme polygonale, les branches du collecteur-distributeur étant disposées à deux sommets opposés de chacune des ailettes, lesdites ailettes ne débordant pas latéralement des branches du collecteur-distributeur vers l'extérieur de l'échangeur et se raccordant à celles ci selon un plan incliné, et que le flux gazeux traverse la structure de l'échangeur par des intervalles entre les branches du collecteur-distributeur et entre les ailettes. On comprendra que cette structure apporte de mul tiples avantages.- an increase in the efficiency of the device. According to the invention, this result is obtained with a fin heat exchanger, in particular for a convector, exchanger comprising a collector-distributor of calories or frigories having substantially the shape of a tube, inside which is arranged a circulating or refrigerating means, said manifold-distributor comprising at least two rectilinear branches parallel to each other, fins being arranged transversely to the branches of said tube, characterized in that the transverse fins are of polygonal shape, the branches of the manifold-distributor being arranged at two opposite vertices of each of the fins, said fins not projecting laterally from the branches of the manifold-distributor towards the outside of the exchanger and connecting to these in an inclined plane , and that the gas flow crosses the structure of the exchanger at intervals between the branches of the manifold-distributor and between the fins. It will be understood that this structure brings multiple advantages.
Tout d'abord les ailettes ne débordent pas latéralement des branches du collecteur-distributeur, ce qui permet un positionnement optimal de l'échangeur dans un convecteur. Ceci sera explicité ultérieurement. D'autre part, puisque les ailettes ont une forme générale polygonale, elles se raccordent aux branches du collecteur-distributeur selon un plan incliné, ce qui réalise en fait une section tronquée de l'échangeur sur chacune de ses arêtes. De cette manière, et conformément à une seconde caractéristique de l'invention, l'échangeur peut être disposé incliné dans le convecteur, par exemple d'un angle de 30° a 60°.First of all, the fins do not project laterally from the branches of the manifold-distributor, which allows optimal positioning of the exchanger in a convector. This will be explained later. On the other hand, since the fins have a generally polygonal shape, they are connected to the branches of the manifold-distributor according to an inclined plane, which in fact produces a truncated section of the exchanger on each of its edges. In this way, and in accordance with a second characteristic of the invention, the exchanger can be arranged inclined in the convector, for example by an angle of 30 ° to 60 °.
C'est cette orientation de l'échangeur et sa structure qui permettent de modifier la répartition des températures de sortie par rapport aux convecteurs connus, pour conduire a une répartition quasi uniforme et faire varier aussi les températures de surface des parois de l'habillage du convecteur. De manière avantageuse, l'échangeur sera réalisé en deux 1/2 coques moulées, les ailettes et les branches du collecteur-distributeur en forme de 1/2 tube hëmicylindrique étant venues de moulage. Dans ce cas les ailettes affecteront prêférentiellement une structure trapézoïdale.It is this orientation of the exchanger and its structure which make it possible to modify the distribution of the outlet temperatures relative to known convectors, to lead to an almost uniform distribution and also to vary the surface temperatures of the walls of the covering of the convector. Advantageously, the exchanger will be produced in two 1/2 molded shells, the fins and the branches of the manifold-distributor in the form of 1/2 semicylindrical tube having come from molding. In this case the fins will preferentially affect a trapezoidal structure.
Selon un mode avantageux de mise en oeuvre, les zones d'échanges de chacune des 1/2 coques correspondront seulement à une portion d 'hëmicylindre, de manière telle que lors du montage le moyen calorigène puisse être enserré de manière optimale pour l'échange thermique avec le collecteur-distributeur ainsi formé par la réunion des deux portions en forme de 1/2 tube hémi cylindrique.According to an advantageous embodiment, the exchange zones of each of the 1/2 shells will correspond only to a portion of semi-cylinder, so that during assembly the circulating means can be clamped optimally for the exchange thermal with the collector-distributor thus formed by the union of the two portions in the form of 1/2 cylindrical hemi tube.
Avantageusement il sera réalisé en aluminium, qui présente l'avantage de ne faire aucun bruit en fonctionnant, en particulier lors de la montée en température. La transmission de la chaleur est également bien meilleure avec l'aluminium.Advantageously, it will be made of aluminum, which has the advantage of making no noise while operating, in particular during the rise in temperature. Heat transfer is also much better with aluminum.
Selon un mode de mise en oeuvre, les deux coques formant l'échangeur pourront être identiques, ce qui nécessitera l'utilisation d'un seul et même moule pour leur réalisation.According to one embodiment, the two shells forming the exchanger may be identical, which will require the use of one and the same mold for their production.
Dans ce cas les ailettes des deux coques sont parfaitement alignées. Pour des raisons de fonderie, les ailettes de chaque demi coque auront généralement un profil tronconique identique. La réunion des deux ensembles d'ailettes en vis à. vis l'un de l'autre forme une succession de Venturi traversés par le flux gazeux.In this case the fins of the two shells are perfectly aligned. For foundry reasons, the fins of each half-shell will generally have an identical frustoconical profile. The meeting of the two sets of facing vanes. screw of one another forms a succession of Venturi crossed by the gas flow.
Selon une variante, on peut prévoir de décaler les ailettes d'une 1/2 coque par rapport à celles de l'autre 1/2 coque. De cette manière on augmente le nombre de bords d'attaque ce qui bien évidemment augmente le rendement de l'échange. On peut évaluer ce gain à 20% en puissance environ.Alternatively, provision may be made to offset the fins of a 1/2 shell relative to those of the other 1/2 shell. In this way, the number of leading edges is increased, which obviously increases the efficiency of the exchange. We can evaluate this gain at around 20% in power.
Dans ce cas et de manière à permettre l'écoulement du flux gazeux au travers des chicanes formées par les ailet- tes, celles-ci comporteront un évidement oblong à leur base.In this case and so as to allow the flow of the gas flow through the baffles formed by the fins- tes, these will have an oblong recess at their base.
Avantageusement, les ailettes décalées présenteront un effilage en forme de bord d'attaque d'aile d'avion.Advantageously, the offset fins will have a taper in the form of an aircraft wing leading edge.
L'échangeur conforme à l'invention pourra être con çu de manière modulaire, en proposant des extensions (rallonges) qui peuvent être rapportées en extrémité de manière à obtenir des échangeurs de longueur variable.The exchanger according to the invention can be designed in a modular way, by proposing extensions (extensions) which can be added at the end so as to obtain exchangers of variable length.
Enfin, le collecteur-distributeur pourra affecter un profil en U. Dans ce cas l'entrée et la sortie du moyen ca lorigène se font du même coté sur l'élément d'ëchangeur concerné.Finally, the collector-distributor may assign a U-shaped profile. In this case, the inlet and outlet of the origins means are on the same side on the exchanger element concerned.
De manière à permettre une meilleure évacuation ther mique au niveau de l'arrondi du U, on prévoiera une ailette supplémentaire reliée par des ponts de métal de grande épais seur délimitant entre eux des ajourages. A ce niveau on pourra également, pour assurer un meilleur contact entre la zone d'échange et le moyen calorigène, prévoir de disposer entre les deux éléments une substance de contact. En option cette substance peut être prévue sur toute la longueur de la zone d'échange du collecteur-distributeur.In order to allow a better thermal evacuation at the level of the rounding of the U, an additional fin will be provided, connected by metal bridges of very thick thickness delimiting openwork between them. At this level, it will also be possible, to ensure better contact between the exchange zone and the circulating medium, to provide a contact substance between the two elements. Optionally this substance can be provided over the entire length of the exchange zone of the collector-distributor.
Dans le cas d'un échangeur à eau, on peut également réaliser un assemblage des demi-coques sans trous d'assemblage. On réalise dans ce cas un collage à froid. On prévoit alors dans le fond des demi-coques des barrettes ou bagues venues de fonderie, qui font office de cales d'épaisseur ou d'entretoises pour obtenir l'épaisseur désirée de colle à froid, nécessaire pour le collage. Bien entendu le collage peut être effectué en plein, sur toute la longueur des 1/2 coques pour augmenter l'échange thermique entre le collecteur-distributeur et le moyen calorigène.In the case of a water exchanger, it is also possible to assemble the half-shells without assembly holes. In this case, cold bonding is carried out. Then provided in the bottom of the half-shells bars or rings from the foundry, which act as shims or spacers to obtain the desired thickness of cold glue, necessary for bonding. Of course the bonding can be carried out in full, over the entire length of the 1/2 shells to increase the heat exchange between the collector-distributor and the circulating means.
A défaut de substance de contact la zone d'échange peut être peinte intérieurement en noir ou autre couleur absorband bien le rayonnement du moyen calorigène.In the absence of contact substance, the exchange zone can be painted internally in black or another color which absorbs the radiation of the circulating medium well.
On comprendra mieux l'invention à l'aide de la description ci-après, en référence aux dessins annexés dans lesquels :The invention will be better understood using the description below, with reference to the accompanying drawings in which :
- la figure 1 est une vue en perspective des deux parties constitutives d'un échangeur à ailettes conforme à l'invention ; - la figure 2 illustre une résistance électrique autour de laquelle peut être disposé l'échangeur ;- Figure 1 is a perspective view of the two constituent parts of a fin exchanger according to the invention; - Figure 2 illustrates an electrical resistance around which the exchanger can be arranged;
- la figure 3 illustre une épingle en cuivre pour circulation d'un fluide autour de laquelle peut être disposé l'échangeur ; - la figure 4 représente une vue en élévation d'un demi échangeur normal ;- Figure 3 illustrates a copper pin for circulation of a fluid around which the exchanger can be arranged; - Figure 4 shows an elevational view of a normal half exchanger;
- la figure 4A est une coupe selon B-B de la figure 4 ;- Figure 4A is a section along B-B of Figure 4;
- la figure 5 illustre les positions relatives et les structures possibles en coupe des ailettes ;- Figure 5 illustrates the relative positions and possible structures in section of the fins;
- l'a figure 5A représente une des structures des ailettes lorsqu'elles sont décalées ;- Figure 5A shows one of the structures of the fins when they are offset;
- la figure 6 est une vue en élévation d'un demi échangeur à ailettes décalées ; - la figure 6A est une coupe selon A-A de la figure 6 ;- Figure 6 is an elevational view of a half exchanger with offset fins; - Figure 6A is a section along A-A of Figure 6;
- la figure 6B est une- coupe selon B-B de la figure 6 ;- Figure 6B is a section along B-B of Figure 6;
- la figure 6C est une coupe selon C-C de la figure 6 ;- Figure 6C is a section along C-C of Figure 6;
- la figure 7 représente un échangeur conforme à l'invention muni d'une extension. ;- Figure 7 shows an exchanger according to the invention provided with an extension. ;
- les figures 8 et 9 illustrent en coupe le positionnement possible d'un ou plusieurs échangeurs conformes à l'invention dans un convecteur électrique ;- Figures 8 and 9 illustrate in section the possible positioning of one or more exchangers according to the invention in an electric convector;
- les figures 10 à 17A et I 7B illustrent en coupe le positionnement possible d'un ou plusieurs échangeurs conformes à l'invention dans un convecteur électrique ou à circulation d'eau chaude par exemple ; - les figures 18A et 18B illustrent un assemblage de deux demi-coques par clip ;- Figures 10 to 17A and I 7B illustrate in section the possible positioning of one or more exchangers according to the invention in an electric convector or hot water circulation for example; - Figures 18A and 18B illustrate an assembly two half-shells per clip;
- les figures 19A et 19B illustrent un clip pour l'assemblage d'un échangeur et d'une rallonge ;- Figures 19A and 19B illustrate a clip for assembling a heat exchanger and an extension;
- les figures 20A et 20B illustrent un assemblage par rivets venus de fonderie ;- Figures 20A and 20B illustrate an assembly by rivets from the foundry;
- la figure 21A représente une vue en plan d'une demi-coque pouvant être assemblée par clip ;- Figure 21A shows a plan view of a half-shell which can be assembled by clip;
- la figure 21B est une coupe selon-D-D de la figure 21A. On se référera tout d'abord à la figure 1.- Figure 21B is a section on-D-D of Figure 21A. We will first refer to Figure 1.
L'échangeur conforme à l'invention se compose de deux coques (1) et (2). Ces deux coques sont assemblées entre elles par tout moyen adéquat, vissage, collage, boulon rivetage, colliers, clips, collage à froid, rivets venus de foτaderie.The exchanger according to the invention consists of two shells (1) and (2). These two shells are assembled together by any suitable means, screwing, bonding, riveting bolt, collars, clips, cold bonding, rivets from foτaderie.
Chaque coque comporte essentiellement deux éléments à savoir :Each hull essentially has two elements, namely:
- un demi collecteur-distributeur (3) en forme de demi-tube hémicylindrique en forme de U ou rectiligne comme (40) ;- a half collector-distributor (3) in the form of a semi-cylindrical U-shaped or straight tube like (40);
- des ailettes transversales (4).- transverse fins (4).
Comme on peut le voir à la figure 1, les ailettes sont de section polygonale et ne débordent pas latéralement des branches du collecteur-distributeur qui constitue la zone d'échange.As can be seen in Figure 1, the fins are of polygonal section and do not project laterally from the branches of the manifold-distributor which constitutes the exchange zone.
Dans la partie courbée (5) du U, les ailettes conservent exactement le même positionnement que au niveau des branches et restent parallèles entre elles.In the curved part (5) of the U, the fins retain exactly the same positioning as at the branches and remain parallel to each other.
Les ailettes déterminent entre elles sur toute la largeur de l'échangeur des intervalles (6) au travers desquels circule de l'air venant au contact des surfaces d'échanThe fins determine between them over the entire width of the exchanger intervals (6) through which air circulates in contact with the sample surfaces.
Les ailettes présentent dans leur zone de jonction avec les demi-tubes (3) des arêtes tronquées (7,8).The fins have in their junction zone with the half-tubes (3) truncated edges (7,8).
On a représenté à la figure 2 une résistance électrique (9) pouvant être utilisée comme moyen calorigène. De la même manière on a représenté à la figure 3 une épingle (10) en tube par exemple de cuivre pouvant être disposée dans les demi-tubes (3), épingle à l'intérieur de laquelle on établit une circulation d'un fluide calorigène (ou frigorigëne), par exemple de l'eau chaude.FIG. 2 shows an electrical resistance (9) which can be used as circulating means. In the same way, FIG. 3 shows a pin (10) made of copper tube, for example, which can be placed in the half-tubes (3), a pin inside which a circulation of circulating fluid is established. (or refrigerant), for example hot water.
L'échangeur tel que décrit à la figure 1 sera très avantageusement réalisé en aluminium, les ailettes et les demi-tubes auxquels elles se raccordent étant venus de moulage. Dans l'exemple illustré à la figure 1 les deux coques (1) et (2) sont identiques et peuvent donc être obtenues a partir d'un seul et même moule.The exchanger as described in Figure 1 will be very advantageously made of aluminum, the fins and the half-tubes to which they are connected having come from molding. In the example illustrated in Figure 1 the two shells (1) and (2) are identical and can therefore be obtained from a single mold.
Avec le demi-êchangeur (11) représenté a la figure 6, on peut réaliser un montage sensiblement différent au niveau du positionnement relatif des ailettes d'une coque par rapport aux ailettes de l'autre coque.With the half-exchanger (11) shown in Figure 6, one can achieve a substantially different mounting at the relative positioning of the fins of a shell relative to the fins of the other shell.
La plupart des ailettes auront dans ce cas le profil normal (12) représenté à la coupe 6C.Most of the fins will in this case have the normal profile (12) shown in section 6C.
Par contre l'ailette (13) représentée en co-upe 6A aura une structure légèrement modifiée de manière à permettre la fixation des deux coques. On y prévoiera aussi deux trous d'assemblage (14,15).Against by the fin (13) shown in co-upe 6A will have a slightly modified structure so as to allow the fixing of the two shells. There will also be two assembly holes (14,15).
Toujours dans ces cas certaines ailettes centrales (16), représentées par la coupe 6B, devront également permettre le positionnement de trous d'assemblage (17,18) qui se trouvent dans l'axe et aux extrémités de l'ailette entre le corps de celle-ci et le collecteur-distributeur.Still in these cases, certain central fins (16), represented by section 6B, must also allow the positioning of assembly holes (17,18) which are located in the axis and at the ends of the fin between the body of this and the collector-distributor.
Pour l'échangeur normal c'est-à-dire non décalé tel que représente par les figures 1 et 4 des trous d'assemblage (46) sont disposés entre deux ailettes dans une épaisseur de métal faisant corps avec les deux ailettes et la partie intérieure du collecteur-distributeur.For the normal exchanger, that is to say not offset as shown in FIGS. 1 and 4, assembly holes (46) are arranged between two fins in a thickness of metal which is integral with the two fins and the part inside of the manifold-distributor.
On a représenté sur la figure 5 un certain nombre de variantes possibles au niveau de la structure et du position nement relatif des ailettes. Dans le cas le plus simple, les demi-ailettes de chaque coque seront disposées symétriquement et en vis à vis l'une de l'autre, ce qui est illustré par l'assemblage (19).FIG. 5 shows a number of possible variants in terms of the structure and the relative position of the fins. In the simplest case, the half-fins of each shell will be arranged symmetrically and opposite one another, which is illustrated by the assembly (19).
Selon une variante, les demi-ailettes seront disposées en quinconce, avec un décalage latéral selon un pas donné, par exemple un demi-pas. Ceci est illustré clairement à la figure 5.According to a variant, the half-fins will be staggered, with a lateral offset according to a given pitch, for example a half-pitch. This is clearly illustrated in Figure 5.
Les ailettes pourront avoir toute section possible. Des ailettes classiques (20) pourront également se présenter sous la forme d'ailettes raccourcies (21). D'autre. part on pourra également utiliser des ailettes effilées, telles que celles référencées (22). Les ailettes raccourcies (21), représentées à la figure 5A, autorisent un meilleur passage du flux d'air au travers de l'échangeur notamment par leur évidement oblong. Les avantages de cette structure des échangeurs con formes à l'invention apparaîtront clairement dans les exemples ci-après illustrant leur utilisation, préférentielle mais non limitative, dans des convecteurs de chaleur à usage domestiqu Aux figures 8 et 9, on a représenté le positionnemen possible de un ou plusieurs échangeurs dans le cas d'un convecteur électrique.The fins may have any possible section. Conventional fins (20) may also be in the form of shortened fins (21). Else. apart we can also use tapered fins, such as those referenced (22). The shortened fins (21), shown in FIG. 5A, allow better passage of the air flow through the exchanger, in particular by their oblong recess. The advantages of this structure of the exchangers in the form of the invention will appear clearly in the examples below illustrating their use, preferential but not limiting, in heat convectors for domestic use. In FIGS. 8 and 9, the possible positioning is shown. one or more exchangers in the case of an electric convector.
Pour des raisons de normes de sécurité les tubes (3) doivent être disposés à une distance minimale des parois (23, 24) des convecteurs, et à une distance minimale également l'un de l'autre, ce qui est représenté en figure 9, à la partie centrale (25).For reasons of safety standards, the tubes (3) must be placed at a minimum distance from the walls (23, 24) of the convectors, and at a minimum distance also from each other, which is shown in FIG. 9 , at the central part (25).
Le positionnement de la figure 8 montre l'intérêt de la structure conforme à l'invention, dans laquelle les ailettes sont tronquées et ne débordent pas par rapport à la zon d'échange. On peut ainsi positionner l'échangeur avec une certaine inclinaison et on réalise en même temps un gain de place appréciable en largeur tout en augmentant les performances au niveau du rendement et de la répartition des températures.The positioning in FIG. 8 shows the advantage of the structure according to the invention, in which the fins are truncated and do not project beyond the exchange zone. It is thus possible to position the exchanger with a certain inclination and at the same time an appreciable gain in space is achieved in width while increasing the performance in terms of efficiency and temperature distribution.
Suivant l'angle d'inclinaison choisi pour positionner l'échangeur dans son habillage, les ailettes seront disposées de manière telle que les côtés du trapèze (50) soient bien parallèles aux parois de l'habillage (23 et 24), afin que les ailettes ne débordent pas de la zone d'échange délimitée par le collecteur-distributeur. Eventuellement on peut admettre que les pointes (51) Fig.ll des ailettes soient à l'intérieur de la zone d'échange, mais en principe jamais à l'extérieur.Depending on the angle of inclination chosen to position the exchanger in its casing, the fins will be arranged in such a way that the sides of the trapezium (50) are well parallel to the walls of the covering (23 and 24), so that the fins do not project beyond the exchange zone delimited by the manifold-distributor. Optionally it can be assumed that the points (51) Fig.ll of the fins are inside the exchange zone, but in principle never outside.
Le positionnemnet de la figure 8 peut être repris pour un convecteur à eau chaude, à la seule différence que dans ce cas il n'est pas nécessaire de laisser subsister un in tervalle entre les tubes de circulation (3) et les parois (23) et (24).The positioning of Figure 8 can be used for a hot water convector, with the only difference that in this case it is not necessary to leave a gap between the circulation tubes (3) and the walls (23) and (24).
La disposition de la figure 9 représente deux échangeurs électriques conformes à l'invention disposés en alignement. La zone (25) sera la plus étroite possible compatible avec le bon fonctionnement, de manière à limiter la circulation d'air entre les deux tubes (26,27), celle-ci devant préfërentiellement s'opérer entre les deux branches d'un même échangeur.The arrangement in FIG. 9 represents two electrical exchangers in accordance with the invention arranged in alignment. The zone (25) will be as narrow as possible compatible with proper operation, so as to limit the circulation of air between the two tubes (26,27), the latter having to preferably take place between the two branches of a same exchanger.
Aux figures 10 à 16, on a représenté des dispositions d'échangeurs pour convecteur à eau chaude.In FIGS. 10 to 16, arrangements of exchangers for hot water convector have been shown.
Aux figures 10 et 12, les échangeurs sont disposés l'un sous l'autre et parallèlement entre eux :In FIGS. 10 and 12, the exchangers are arranged one under the other and parallel to each other:
- avec une simple batterie de deux échangeurs à la figure 10, les tubes (28,29) étant parallèles et leurs branch étant dans un même plan vertical ;- With a simple battery of two exchangers in Figure 10, the tubes (28,29) being parallel and their branch being in the same vertical plane;
- avec une double batterie de deux échangeurs à la figure 12, ceux-ci s 'imbriquant de manière telle que les tube supérieurs (30,31) de deux échangeurs soient dans un même pla vertical médian que les tubes inférieurs (32,33) des deux aut échangeurs.- With a double battery of two exchangers in Figure 12, these overlap so that the upper tubes (30,31) of two exchangers are in the same vertical vertical plate as the lower tubes (32,33) of the two aut exchangers.
Aux figures 11 et 13, les échangeurs sont disposés symétriquement par rapport à un plan horizontal :In FIGS. 11 and 13, the exchangers are arranged symmetrically with respect to a horizontal plane:
- avec une simple batterie de deux échangeurs à la figure 11 ; - avec une double batterie de deux échangeurs à la figure 13.- With a simple battery of two exchangers in Figure 11; - with a double battery of two heat exchangers figure 13.
Cette disposition n'est rendue possible que du fait de la structure tronquée des ailettes.This arrangement is only made possible due to the truncated structure of the fins.
On notera ici encore que le tube inférieur (34) et le tube supérieur (35) des échangeurs d'une même batterie sont alignés dans un plan vertical médian avec le tube supérieur (36) et le tube inférieur (37) des échangeurs de la seconde batterie.Here again, it will be noted that the lower tube (34) and the upper tube (35) of the exchangers of the same coil are aligned in a vertical median plane with the upper tube (36) and the lower tube (37) of the exchangers of the second battery.
Enfin on a représenté : - à la figure 14 une disposition en losange de quatre échangeurs conformes à l'invention, chacun étant incli né conformément à l'une des caractéristiques de l'invention ;Finally, there is shown: - in Figure 14 a diamond arrangement of four exchangers according to the invention, each being inclined born in accordance with one of the characteristics of the invention;
- à la figure 15 une disposition en étoile de quatr échangeurs conformes à l'invention ; - à la figure 16 une disposition en V de quatre échangeurs conformes à l'invention.- In Figure 15 a star arrangement of four exchangers according to the invention; - In Figure 16 a V arrangement of four exchangers according to the invention.
On a représenté, enfin aux figures 17A et 17B deux échangeurs pour convecteur électrique, disposés l'un au-dessus de l'autre. On illustre ainsi le décalage qu'il faut respecter pour autoriser toujours un passage d'air frais selon la flèche F. La figure 17B illustre le cas extrême.Finally, FIGS. 17A and 17B show two exchangers for an electric convector, arranged one above the other. This illustrates the offset that must be observed to always allow fresh air to pass along arrow F. FIG. 17B illustrates the extreme case.
On réalise donc bien dans tous les cas de figure la répartition homogène des températures de sortie en haut des convectuers.One thus realizes well in all the cases of figure the homogeneous distribution of the temperatures of exit at the top of the convectuers.
On se référera maintenant à la figure 7. En extrémité libre (38) d'un échangeur conforme à l'invention, c'està-dire à l'extrémité opposée à la partie courbée du U, on peut rapporter une extension (39) formant rallonge et comportant essentiellement deux demi-tubes rectilignes (40), ouverts à chacune de leurs extrémités latérales, et des ailettes transversales (41) de même structure et obéissant aux mêmes règles de construction que les ailettes décrites dans les paragraphes précédents . Les résistances électriques à y incorporer ou les tubes en épingle seront modifiés en conséquence. Ces rallonges sont composées de deux 1/2 coques identiques. On peut ainsi de manière modulaire réaliser des échangeurs à la dimension exacte désirée à partir d'un élément d'extrémité intégrant la partie courbe du U du collecteur-distributeur et d'extensions permettant de rallonger les branches du collecteur-distributeur en U.Reference will now be made to FIG. 7. At the free end (38) of an exchanger according to the invention, that is to say at the end opposite to the curved part of the U, an extension (39) can be added forming an extension and essentially comprising two rectilinear half-tubes (40), open at each of their lateral ends, and transverse fins (41) of the same structure and obeying the same construction rules as the fins described in the preceding paragraphs. The electrical resistances to be incorporated into them or the hairpin tubes will be modified accordingly. These extensions are made up of two identical 1/2 shells. It is thus possible in a modular fashion to produce exchangers to the exact desired dimension from an end element integrating the curved part of the U of the manifold-distributor and of extensions making it possible to extend the branches of the U-shaped manifold.
Pour réaliser au mieux cet assemblage, des extrémités mâles (47) de l'élément de la Fig. 7 viennent s'encastre dans des troncs de cônes (48) récepteurs représentés sur les Fig. 4 et 6. D'une façon avantageuse les 4 demi-trous (49) de la fig. 7 enserreront au montage deux tiges cylindriques équipées à chaque extrémité entre la première et la deuxième ailette de part et d'autre des points d'assemblage, par exemple de rondelles d'arrêt qui serviront à maintenir cet assemblage dans le sens longitudinal pour bien le serrer éventuellement. Les extrémités femelles des extensions sont aussi pourvues de troncs de cônes (48) afin de recevoir de la même façon des extensions et former ainsi des échangeurs de longueur variable. Dans la réalisation de la figure 15, la récupération des calories d'une part et toute la zone d'échange et leur éva cuation d'autre part plus particulièrement dans la partie arrondie du tube en U sont optimales. Ainsi, comme on peut le voir à la figure 4A, les deu éléments dont la jonction constitue la zone d'échange correspondent seulement à une portion d 'hêmicylindre (écart X-X). Ainsi au montage on peut produire un serrage plus ou moins important du moyen calorigène et donc améliorer le contact et 1 ' échange.To best achieve this assembly, male ends (47) of the element of FIG. 7 are embedded in trunks of receptor cones (48) shown in FIGS. 4 and 6. Advantageously, the 4 half-holes (49) of FIG. 7 will enclose during assembly two cylindrical rods equipped at each end between the first and the second fin on either side of the assembly points, for example stop washers which will serve to maintain this assembly in the longitudinal direction for good tighten if necessary. The female ends of the extensions are also provided with trunks of cones (48) in order to receive extensions in the same way and thus form exchangers of variable length. In the embodiment of FIG. 15, the recovery of calories on the one hand and the entire exchange zone and their evacuation on the other hand more particularly in the rounded part of the U-shaped tube are optimal. Thus, as can be seen in FIG. 4A, the two elements whose junction constitutes the exchange zone correspond only to a portion of semi-cylinder (X-X gap). Thus, during assembly, it is possible to produce a more or less significant tightening of the circulating means and therefore to improve contact and exchange.
D'autre part l'évacuation est améliorée à l'arrondi du tube en U par une ailette supplémentaire (42), reliée au corps de l'échangeur par des ponts de matière (43,44) de grand épaisseur déterminant entre eux un ou plusieurs ajourages (45) Enfin, la première et la dernière demi-ailette de chaque coque d' échangeur ou d'extension comportent des trous (52) représentés sur les figures 1 et 7 utiles pour suspendre ou fixer l'échangeur dans la position désirée. L'on peut aussi avoir recours a d'autres moyens, notamment par colliers, pièces de forme, etc... enserrant soit des ailettes ou les branches du collecteur-distributeur ou les ponts de métal faisant corps avec la dernière ailette.On the other hand, the evacuation is improved on the rounding of the U-shaped tube by an additional fin (42), connected to the body of the exchanger by bridges of material (43,44) of great thickness determining between them one or several openings (45) Finally, the first and the last half-fin of each heat exchanger or extension shell have holes (52) shown in Figures 1 and 7 useful for hanging or fixing the heat exchanger in the desired position. One can also have recourse to other means, in particular by collars, shaped parts, etc ... enclosing either fins or the branches of the manifold-distributor or the metal bridges integral with the last fin.
On s'attachera maintenant à décrire le's différentes possibilités d'assemblage de l'échangeur. Précédemment, on a décrit ci-dessus des trous d'assemblage (17,18) sur les demi-coques pour assembler les demi-coques par exemple par vissage.We will now endeavor to describe the various possibilities of assembling the exchanger. Previously, assembly holes (17, 18) have been described above on the half-shells for assembling the half-shells, for example by screwing.
A la figure 18A, on a repésenté deux demi-coques (101), (102) reliées entre elles par un clip-ressort (103), la position finale étant représentée à la figure 18B.In FIG. 18A, two half-shells (101), (102) are shown connected together by a spring clip (103), the final position being represented in FIG. 18B.
La suppression dès ponts de matière entre ailettes, ponts destinés à l'assemblage dans le brevet principal, se traduit par un gain de place dans le passage du flux d'air et par une augmentation du rendement, qui peut être évaluée à environ 4 %. Ceci apparait à la figure 21A.The elimination of material bridges between fins, bridges intended for assembly in the main patent, results in a saving of space in the passage of the air flow and in an increase in efficiency, which can be evaluated at around 4% . This appears in Figure 21A.
En bout d'ëchangeur, celui-ci comportera des rainures (107) représentées à la figure 21B, dans lesquelles se logeront les extrémités libres du clip. On notera sur cette vue que les ailettes peuvent avoir une section en trapèze non isocèle (112) en fonction de l'inclinaison de l'échangeur. L'utilisation d'un clip-ressort permet en outre un montage aisé, donc un gain intéressant au niveau de fabrication, ainsi qu'une maintenance aisée, le démontage étant très simple. Le clip sera en acier spécial inoxydable, par exemple en acier à durcissement structural, du fait des hautes températures mises en oeuvre (de l'ordre de 350°C).At the end of the exchanger, this will have grooves (107) shown in FIG. 21B, in which the free ends of the clip will be housed. It will be noted in this view that the fins may have a non-isosceles trapezoidal section (112) depending on the inclination of the exchanger. The use of a spring clip also allows easy assembly, therefore an advantageous gain in terms of manufacturing, as well as easy maintenance, disassembly being very simple. The clip will be made of special stainless steel, for example structural hardening steel, due to the high temperatures used (of the order of 350 ° C.).
Selon le mode de mise en oeuvre des figures 19A et 19B, on réalise également des clips de jonction (108) entre un échangeur et une rallonge.According to the embodiment of Figures 19A and 19B, junction clips (108) are also produced between an exchanger and an extension.
Le clip comporte une branche élastique (109) et deux pattes latérales (110, 111) représentées en vue de côté a la figure 19B. Le clip de jonction sert en outre à éviter que les deux éléments assemblés se séparent et se cintrent.The clip comprises an elastic branch (109) and two lateral tabs (110, 111) shown in side view in FIG. 19B. The joint clip also serves to prevent the two assembled elements from separating and bending.
On a représenté enfin aux figures 20A et 20B un assemblage de structure sensiblement différente, dans lequel des rivets (104) venus de fonderie coopèrent avec un trou d'assemblage (105) de l'autre demi-coque. Cette structure permet de conserver la symétrie des demi-coques identique.Finally, FIGS. 20A and 20B show an assembly of substantially different structure, in which rivets (104) coming from the foundry cooperate with an assembly hole (105) of the other half-shell. This structure keeps the symmetry of the half-shells identical.
En fonderie on réalisera sur les demi-coques un têton (106) qui sera ensuite riveté comme représenté à la figure 2. Enfin, pour rendre l'échangeur plus performant, un traitement de surface pourra être appliqué extérieurement, par exemple peinture, anodisation, grenaillage, etc..., ceci non limitativement, afin d'augmenter le rayonnement. In the foundry, a stud (106) will be made on the half-shells which will then be riveted as shown in FIG. 2. Finally, to make the exchanger more efficient, a surface treatment may be applied externally, for example paint, anodization, shot blasting, etc ..., this without limitation, in order to increase the radiation.

Claims

REVENDICATIONS
1. Echangeur de chaleur à ailettes, en particulier pour convecteur, échangeur comportant un collecteur-distributeur de calories ayant sensiblement la forme d'un tube à l'intérieur duquel est disposé un moyen calorigène ou frigori gène, ledit collecteur-distributeur comportant au moins deux branches rectilignes parallèles entre elles, des ailettes étant disposées transversalement par rapport aux deux branche dudit collecteur-distributeur caractérisé en ce que les ailettes transversales (4) sont de forme polygonale, les bran ches du collecteur-distributeur (3) étant disposées à deux sommets opposés de chacune des ailettes, lesdites ailettes (4) ne débordant pas latéralement des branches du collecteur distributeur vers l'extérieur de l'échangeur et se raccordant à celles-ci selon un plan incliné, et que le flux gazeux tra verse la structure de l'échangeur par des intervalles (6) entre les branches du collecteur-distributeur et entre les ailettes.1. Finned heat exchanger, in particular for convector, exchanger comprising a collector-distributor of calories having substantially the shape of a tube inside which is arranged a circulating or refrigerant means, said collector-distributor comprising at least two rectilinear branches parallel to each other, fins being arranged transversely to the two branches of said manifold-distributor characterized in that the transverse fins (4) are of polygonal shape, the branches of the manifold-distributor (3) being arranged in two opposite vertices of each of the fins, said fins (4) not projecting laterally from the branches of the distributor manifold towards the outside of the exchanger and connecting to these in an inclined plane, and the gas flow passes through the structure of the exchanger by intervals (6) between the branches of the manifold-distributor and between the fins.
2. Echangeur de chaleur selon la revendication 1, carac térisé en ce qu'il est réalisé à partir de deux demi-coques (1,2) et que les ailettes (4) de la coque (1) sont décalées latéralement par rapport aux ailettes de la coque (2).2. Heat exchanger according to claim 1, charac terized in that it is produced from two half-shells (1,2) and that the fins (4) of the shell (1) are offset laterally with respect to hull fins (2).
3. Echangeur de chaleur selon la revendication 2, carac térisé en ce que les ailettes sont profilées en forme de bord d'attaque d'aile d'avion.3. Heat exchanger according to claim 2, charac terized in that the fins are shaped like a leading edge of an aircraft wing.
4. Echangeur de chaleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les deux demi-tubes dont la réunion constitue les branches du collecteur-distributeur ont un profil correspondant à une portion d 'hémicylindre.4. Heat exchanger according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the two half-tubes whose union constitutes the branches of the manifold-distributor have a profile corresponding to a portion of semi-cylinder.
5. Echangeur de chaleur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les ailettes (21) sont raccourcies et comportent à leur base un évidement oblong.5. Heat exchanger according to claim 2, characterized in that the fins (21) are shortened and have at their base an oblong recess.
6. Echangeur de chaleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le collecteur-distributeur est de forme générale en U. 6. Heat exchanger according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the collector-distributor is generally U-shaped.
7. Echangeur de chaleur selon la revendication 6, caractérisé en ce que au niveau de l'arrondi du U on dispose une ailette supplémentaire (42), reliée au corps de l'échangeur par des ponts de matière (43,44) de grande épaisseur déterminant entre eux un ou plusieurs ajourages (45).7. Heat exchanger according to claim 6, characterized in that at the rounding of the U there is an additional fin (42), connected to the body of the exchanger by material bridges (43,44) of large thickness determining between them one or more openings (45).
8. Echangeur de chaleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est disposé incliné dans un convecteur de préférence de 30 à 60°.8. Heat exchanger according to any one of claims 1 to 7, characterized in that it is disposed inclined in a convector preferably from 30 to 60 °.
9. Echangeur de chaleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il peut être complété pour l'amener à la longueur désirée par des extensions (39) rapportées à l'extrémité (38) opposée à la partie courbée du U, lesdites extensions se composant de deux demicoques identiques comportant des demi-tubes rectilignes (40) ouverts à chacune de leurs extrémités latérales et des ailettes transversales (41), ne débordant pas latéralement par rapport au collecteur-distributeur vers l'extérieur de l'échangeur et se raccordant à celui-ci selon un plan incliné, lesdites extensions étant de même structure que l'échangeur.9. Heat exchanger according to any one of claims 1 to 8, characterized in that it can be completed to bring it to the desired length by extensions (39) attached to the end (38) opposite to the curved part of the U, said extensions consisting of two identical half-hulls comprising rectilinear half-tubes (40) open at each of their lateral ends and transverse fins (41), not projecting laterally with respect to the manifold-distributor towards the exterior of the exchanger and connecting thereto in an inclined plane, said extensions being of the same structure as the exchanger.
10. Echangeur de chaleur selon la revendication 9, caractérisé en ce que un élément comporte une extrémité mâle (47) s'encastrant dans des troncs de cônes récepteurs (48) de l'élément auquel il est raccordé. 10. Heat exchanger according to claim 9, characterized in that an element comprises a male end (47) fitting into trunks of receiving cones (48) of the element to which it is connected.
11. Echangeur de chaleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que certaines ailettes comportent des trous (52) pour suspendre ou fixer l'échangeur.11. Heat exchanger according to any one of claims 1 to 10, characterized in that certain fins have holes (52) for suspending or fixing the exchanger.
12. Echangeur de chaleur selon la revendication 1, dans lequel les deux demi-coques sont disposées en vis à vis l'une de l'autre, caractérisé en ce que la réunion des deux ensembles d'ailettes (19) forme une succession de Venturi traversés par le flux gazeux.12. Heat exchanger according to claim 1, in which the two half-shells are arranged opposite one another, characterized in that the union of the two sets of fins (19) forms a succession of Venturi crossed by the gas flow.
13. Echangeur de chaleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que les demi-coques sont reliées entre elles par un moyen choisi dans le groupe consistant en des clips (103), des rivets (104) venus de fonderie, une colle a froid, un vissage, un boulonnage, des colliers. 13. Heat exchanger according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the half-shells are connected together by a means chosen from the group consisting of clips (103), rivets (104) from the foundry, cold glue, screwing, bolting, necklaces.
14. Echangeur de chaleur selon la revendication 13, dans lequel le moyen est une colle à froid, caractérisé en ce que les fonds des demi-coques comportent des barrettes ou bagues venues de fonderie pour obtenir l'épaisseur désirée de colle. 14. Heat exchanger according to claim 13, in which the means is a cold glue, characterized in that the bottoms of the half-shells comprise bars or rings from the foundry to obtain the desired thickness of glue.
15. Echangeur de chaleur selon la revendication 3, dans lequel les moyens sont des rivets venus de fonderie, caractérisé en ce qu'ils consistent en un têton (106) d'une demi-coque coopérant avec un trou d'assemblage (105) de l'autre demi-coque, le têton (106) étant ensuite riveté. 15. Heat exchanger according to claim 3, in which the means are rivets from the foundry, characterized in that they consist of a pin (106) of a half-shell cooperating with an assembly hole (105) of the other half-shell, the stud (106) then being riveted.
16. Echangeur de chaleur selon la revendication 13, dans lequel le moyen est un clip, caractérisé en ce que l'échangeur comporte dans son extrémité courbée des rainures (107) destinées à recevoir un clip en acier inoxydable ordinaire ou à durcissement structural. 16. Heat exchanger according to claim 13, wherein the means is a clip, characterized in that the exchanger has in its curved end grooves (107) intended to receive a clip of ordinary stainless steel or structural hardening.
17. Echangeur de chaleur selon la revendication 13, relié à une rallonge caractérisé en ce que la jonction est opérée par un clip (108) en acier inoxydable ordinaire ou à durcissement structural comportant une branche élastique (109) et deux pattes latérales (110,111). 17. Heat exchanger according to claim 13, connected to an extension characterized in that the junction is effected by a clip (108) of ordinary stainless steel or of structural hardening comprising an elastic branch (109) and two lateral tabs (110,111) .
18. Application d'un échangeur de chaleur à ailettes selon l'une quelconque des revendications 1 à 17 à la réalisation d'un convecteur pour chauffage domestique, caractérisée en ce que l'échangeur à ailettes est disposé incliné dans le convecteur. 18. Application of a finned heat exchanger according to any one of claims 1 to 17 to the production of a convector for domestic heating, characterized in that the finned exchanger is disposed inclined in the convector.
19. Application selon la revendication 18 dans laquelle on dispose dans le collecteur-distributeur un moyen calorigène consistant en une résistance électrique, caractérisée en ce que le convecteur comporte deux échangeurs inclinés et disposés dans l'alignement l'un de l'autre, déterminant un intervalle (25) entre^le tube supérieur (26) de l'un des échangeurs et le tube intérieur (27) du second échangeur.19. Application according to claim 18 wherein there is in the collector-distributor circulating means consisting of an electrical resistance, characterized in that the convector comprises two inclined exchangers and arranged in alignment with each other, determining an interval (25) between ^ the upper tube (26) of one of the exchangers and the inner tube (27) of the second exchanger.
20. Application selon la revendication 18, dans laquelle circule dans le collecteur-distributeur de l'échangeur un fluide calorigène tel que de l'eau chaude, caractérisée en ce que le convecteur comporte deux échangeurs disposés l'un au dessus de l'autre et parallèles entre eux.20. Application according to claim 18, in which circulates in the manifold-distributor of the exchanger a circulating fluid such as hot water, characterized in that the convector comprises two exchangers arranged one above the other and parallel to each other.
21. Application selon la revendication 18 dans laquelle circule dans le collecteur-distributeur de l'échangeur un fluide calorigène tel que de l'eau chaude, caractérisée en ce que le convecteur comporte une double batterie de deux échangeurs, ceux-ci s'imbriquant de manière telle que les tubes supérieurs (30,31) de deux échangeurs soient dans un même plan vertical médian que les tubes inférieurs (32,33) des deux autres échangeurs. 21. Application according to claim 18 in which circulates in the collector-distributor of the exchanger a circulating fluid such as hot water, characterized in that the convector comprises a double battery of two exchangers, the latter interlocking such that the upper tubes (30,31) of two exchangers are in the same vertical vertical plane as the lower tubes (32,33) of the other two exchangers.
22. Application selon la revendication 18 dans laquelle circule dans le collecteur-distributeur de l'échangeur un fluide calorigène tel que de l'eau chaude, caractérisée en ce que le convecteur comporte deux échangeurs disposés symétriquement par rapport à un plan horizontal. 22. Application according to claim 18 in which circulates in the manifold-distributor of the exchanger a circulating fluid such as hot water, characterized in that the convector comprises two exchangers arranged symmetrically with respect to a horizontal plane.
23. Application selon la revendication 18, dans laquelle circule dans le collecteur-distributeur de l'échangeur un fluide calorigène tel que de l'eau chaude, caractérisée en ce que le convecteur comporte une double batterie de deux échangeurs disposés symétriquement par rapport à un plan horizontal, le tube inférieur (34) et le tube supérieur (35) des échangeurs d'une même batterie étant alignés dans un plan vertical médian avec le tube supérieur (36) et le tube inférieur (37) des échangeurs de la seconde batterie.23. Application according to claim 18, in which circulates in the manifold-distributor of the exchanger a circulating fluid such as hot water, characterized in that the convector comprises a double battery of two exchangers arranged symmetrically with respect to a horizontal plane, the lower tube (34) and the upper tube (35) of the exchangers of the same battery being aligned in a vertical median plane with the upper tube (36) and the lower tube (37) of the exchangers of the second battery .
24. Application selon la revendication 18 dans laquelle circule dans le collecteur-distributeur de l'échangeur un fluide calorigène tel que de l'eau chaude, caractérisée en ce que le convecteur comporte quatre échangeurs disposés en losange, en étoile, ou en V.24. Application according to claim 18 in which circulates in the manifold-distributor of the exchanger a circulating fluid such as hot water, characterized in that the convector comprises four exchangers arranged in a diamond, star, or V shape.
25. Application selon la revendication 18, caractérisée en ce que les deux échangeurs sont disposés l'un au dessus de l'autre, décalés pour laisser un passage d'air frais (F).25. Application according to claim 18, characterized in that the two exchangers are arranged one above the other, offset to allow a passage of fresh air (F).
26. Echangeur selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte des ailettes de forme trapézoïdale isocèle ou non, déterminée suivant l'inclinaison de l'échangeur dans le convecteur.26. Exchanger according to claim 8, characterized in that it comprises fins of isosceles or non-isosceles trapezoidal shape, determined according to the inclination of the exchanger in the convector.
27. Echangeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé en ce qu'il est traité extérieurement en surface, par exemple par peinture, anodisation, grenaillage. 27. Exchanger according to any one of claims 1 to 17, characterized in that it is treated externally on the surface, for example by painting, anodizing, shot peening.
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