EP2251612A1 - Radiateur électrique à fluide caloporteur formé d'éléments modulaires moulés - Google Patents

Radiateur électrique à fluide caloporteur formé d'éléments modulaires moulés Download PDF

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EP2251612A1
EP2251612A1 EP10161333A EP10161333A EP2251612A1 EP 2251612 A1 EP2251612 A1 EP 2251612A1 EP 10161333 A EP10161333 A EP 10161333A EP 10161333 A EP10161333 A EP 10161333A EP 2251612 A1 EP2251612 A1 EP 2251612A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
modular
tubular
heating
tubular element
radiator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10161333A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Roland Brot
Benoît Williamson
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Atlantic Industrie SAS
Atlantic Industries Inc
Original Assignee
Atlantic Industrie SAS
Atlantic Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Atlantic Industrie SAS, Atlantic Industries Inc filed Critical Atlantic Industrie SAS
Publication of EP2251612A1 publication Critical patent/EP2251612A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/08—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
    • F28F21/088—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal for domestic or space-heating systems
    • 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
    • F24H3/004—Air heaters using electric energy supply with a closed circuit for a heat transfer liquid
    • 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
    • F28D1/0226—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 an intermediate heat-transfer medium, e.g. thermosiphon radiators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/08—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
    • F28F21/081—Heat exchange elements made from metals or metal alloys
    • F28F21/084—Heat exchange elements made from metals or metal alloys from aluminium or aluminium alloys
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/26—Arrangements for connecting different sections of heat-exchange elements, e.g. of radiators
    • F28F9/262—Arrangements for connecting different sections of heat-exchange elements, e.g. of radiators for radiators
    • F28F9/266—Arrangements for connecting different sections of heat-exchange elements, e.g. of radiators for radiators by screw-type connections

Definitions

  • the invention relates to the field of heat transfer fluid radiators, and more particularly that of heat transfer fluid electric radiators.
  • Heat transfer radiators are heating devices comprising heated tubular elements inside which circulates the fluid carrying the calories, so as to heat the entire radiator by conduction. These devices are of two main types, namely the central heating radiators for which the coolant is heated outside the radiators, by means of a boiler to which are connected said radiators, and the electric radiators in which the fluid coolant is heated by one or more electrical resistance (s) disposed (s) within the heating elements and circulates in closed circuit in said elements.
  • radiators generally consist of an assembly of tubular elements comprising a manifold for the hot fluid (connected to the hot water pipe coming from the boiler or incorporating the electric heating resistance) and a collector for the cooled fluid, both collectors being interconnected by fluidic connection conduits for the circulation of the fluid between said collectors.
  • connection ducts which are numerous and of various shapes (for example in the form of cylindrical tubes or parallelepipedic blades), are themselves heated by the coolant coming from the hot collector passing through them, and in turn serve to heat the air. the room where the radiator is installed. Some radiators are also used as dry towels.
  • the number of heating connection ducts is multiplied.
  • the more the number of connecting conduits is increased the greater the number of connections to be made between the collectors and the connecting ducts, and consequently the risk of leakage defects and the associated manufacturing costs are increased.
  • connection between the various tubular elements is a critical point because this connection must ensure the communication of the fluid between them without generating fluid leakage.
  • the welding operation is relatively complex technically because it requires special know-how, substantial industrial resources, a manual preparation phase for the establishment of the various elements relative to each other, holding templates during welding and baking ovens (in the case of soldering by welding for example).
  • a manual preparation phase for the establishment of the various elements relative to each other, holding templates during welding and baking ovens (in the case of soldering by welding for example).
  • a first object of the invention is therefore to reduce the risk of leakage in electric heat radiators heat transfer fluid.
  • Another object of the invention is to simplify the manufacture of such radiators and reduce their cost.
  • Another object of the present invention is to reduce or eliminate the number of welds between the tubular elements allowing the flow of fluid between them.
  • radiators To reduce the risk of leaks in the welds of the elements ensuring the fluidic connection of the heat transfer fluid, radiators have been proposed in which the communication between the vertical heating tubes (hot collector and cold collector) is reduced to only two ducts. fluid connection.
  • the heat exchange with the external environment is then provided mainly by horizontal heating blades or a continuous solidarized plate (s) directly on the outer wall of the vertical heating tubes.
  • These heating blades and this plate are generally made of solid material.
  • Another object of the invention is therefore also to increase the thermal efficiency of coolant radiators.
  • the present invention proposes an electric radiator with heat transfer fluid comprising at least one vertical heating tube, closed at both ends and enclosing an electrical resistance heating said heat transfer fluid, characterized in that the radiator consists of at least two modular elements, each modular element comprising at least one vertical tubular element, integral with a diffuser in the form of fins connecting to the tubular element in a direction substantially parallel to the longitudinal axis of said tubular element, and is housed in an envelope surrounding said tubular element, the tubular element being held in place in said casing by spacers formed by at least a portion of the fins of the diffuser, allowing said casing to be heated by conduction, and in that the modular elements are stacked vertically and connected to each other cal of their heating tubular elements by connecting pieces, so that the tubular element of each modular element constitutes a section of the heating tube of the radiator.
  • the fins are fins preferably vertical, arranged tangentially or radially to the wall of the tubular element, for example in a radiating arrangement around said tubular element, and developing in a direction substantially parallel to the longitudinal axis of the latter. These fins form between them air circulation ducts and thus participate, (in addition to the participation of some of them in heating by conduction of the envelope) to the circulation, within said casing, air heated by convection by the heating elements (in particular tubular element and diffuser).
  • the envelope is also substantially parallel to the longitudinal axis of the tubular element.
  • tubular elements are not in direct contact with the outer casing of the modular element, which allows the heating of these tubular elements, and therefore of the heat transfer fluid, at much higher temperatures (for example nearby temperatures from 100 ° C to 140 ° C) at the usual temperatures of the heating collectors of the state of the art, limited to about 80 to 90 ° C according to the standards currently in force, for reasons of safety for the user.
  • the closed ends of the heating tube are preferably equipped with plug for their closure, the heat transfer fluid being retained in a closed circuit.
  • these plugs are preferably made according to the patent application. FR 07/09080 from the same applicant.
  • the envelope of each modular element is open at least partially at its two ends, said upper and lower, so as to allow the circulation of convection heated air, a modular element to another.
  • the periphery of at least one of the envelopes may also have orifices or discontinuities, such as openings in the form of slots, to further promote convection, especially near the envelope of said modular element.
  • each modular element comprises a plurality of vertical tubular elements housed in the same envelope, each tubular element being connected to the corresponding tubular element of the adjacent modular element, so as to form a plurality of tubes. heaters for said radiator.
  • these tubular elements form heating tubes independent of each other closed at each of their ends, each of these tubes enclosing a heating element-type heating element, thus making it possible to form autonomous heating tubes having no fluid connection between them . No soldering is required between the heating tubes.
  • Extrusion makes it possible to manufacture large modules whose length can easily be adapted to the required height of the modular element.
  • the molding makes it possible to manufacture a large number of modules of equal dimensions, the power of the radiator being proportional to the number of modular elements.
  • These molded modular elements differ from the molded modular elements of the prior art comprising for example two tubular elements connected by a connecting pipe ensuring the communication of the heat transfer fluid between the tubular elements which require the introduction into the mold of a removable rod called "dagger" for reserving a volume corresponding to this pipe, the access zone must after withdrawal of the rod be closed by welding.
  • the manufacture of the modular elements of the radiator according to the invention having no heat transfer fluid communication between the two heating tubes, does not require the presence of such a rod, and thus saves as many welding operations.
  • the connecting pieces of two tubular elements of adjacent modular elements are connectors screwed at their two ends to said tubular elements, for example of type "nipple” connectors, that is to say cylindrical threaded tubes. at each end in reverse steps, this allows the approximation of the modular elements when the connecting piece is screwed simultaneously on the adjacent tubular elements.
  • the electric radiator with heat transfer fluid consists of two superposed modular elements 1 each comprising a single vertical tubular element 2, here of cylindrical shape, enclosing a heat transfer fluid.
  • These two tubular elements 2 connected by means of a connecting piece 12 form a heating tube 20 at the bottom of which is disposed a heating resistor 4 connected to a power supply (not shown).
  • the coolant is heated by the electrical resistance 4 and circulates throughout the heating tube 20 consisting of two tubular elements 2 delimited by substantially cylindrical walls 3.
  • the ends of the heating tube 20 are closed by a plug (not shown in this figure, referenced 19 on the figure 8 ).
  • the walls 3 of the tubular element 2 are radially extended by vertical fins 8 which serve as spacers between said wall 3 of the tubular element 2 and respectively the front walls 5 and rear 6 and the side walls 7 of said envelope 11 of the modular element 1.
  • the heat transfer fluid can thus be raised to high temperatures, for example example between 100 and 140 ° C, while the envelope 11 remains at a temperature compatible with use by the public, that is to say a temperature of not more than about 80 to 90 ° C.
  • the thickness of the fins can range from about 0.5 to 5 mm.
  • the vertical tubular element is of cylindrical shape, but could be of oval, square, rectangular, hexagonal or any other shape.
  • each modular element 1 encloses two vertical parallel tubular elements 2, to constitute two heating tubes 20, each heating tube containing a heating electric resistor 4 in its lower part.
  • the arrangement of the fins 8 may be in accordance with the provision of the first embodiment presented to the figure 2 .
  • 7 and 9 may be provided additional spacers directly connecting two walls vis-à-vis the casing 11 (referenced 9 on the figure 4 ), as well as spacers connecting the two heating elements to each other (referenced 10). All these spacers also create between them vertical ducts for air circulation, as visible on the figure 9 .
  • the fins 8 are arranged radially around the tubular element 2.
  • the fins are tangentially disposed relative to the cylindrical wall 3 of the tubular element 2. In this case, they directly connect the front wall 5 and the rear wall 6 of the casing 11 of the modular element by integrating a tangential connecting zone to the wall 3, along a generatrix of the tubular element 2.
  • Such a modular element 1 may be made of aluminum-based material or aluminum alloy manufactured by molding or extrusion.
  • the molding manufacturing method is advantageous because it allows in particular to obtain modular elements 1 all identical whose number can be chosen to meet the desired power requirements of the radiator.
  • the electric radiator according to the invention can be constituted, as shown in FIG. figure 7 only two modular elements 1 assembled by means of connecting pieces 12 at their respective tubular elements 2.
  • connecting pieces 12 may be connectors called “nipples”, that is to say, tubular connections threaded at their two ends in inverted screw pitches.
  • the heating tubes 20 consist of the tubular elements 2 of each modular element 1 and the inner walls of the "nipple” connections between said tubular elements. Sealing between two modular elements is provided by a silicone / elastomer seal or klingerite seal placed between the wall of each tubular element and the "nipple" connection before screwing it.
  • the envelope 11 may be partially or completely open at its upper and lower ends so as to allow the circulation of the air heated by convection along the vertical fins and struts with the external environment of the radiator and the adjacent modular element.
  • a protective cover for example a grid or a plate provided with slots allowing the evacuation of air
  • the tubular heating element of the upper modular element can be provided for reasons of safety vis-à- users.
  • orifices or slots 13 for example vertical as represented on the figure 7 , can be formed in the front wall of the casing 11, these orifices or slots are of small dimensions, to further promote the flow of air while prohibiting the direct access of the user to the wall 3 of the tubular element 2.
  • Such heat transfer fluid radiator comprises no welding and therefore no risk of leakage of the fluid, the latter being enclosed in heating tubes 20 individual and autonomous without connection between them.

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Abstract

Radiateur électrique à fluide caloporteur comprenant au moins un tube chauffant (20) vertical, fermé à ses extrémités et renfermant une résistance électrique (4) chauffant ledit fluide caloporteur, caractérisé en ce qu 'il est constitué d'au moins deux éléments modulaires (1), chaque élément modulaire (1) comprenant au moins un élément tubulaire (2) vertical, solidaire d'un diffuseur se présentant sous la forme d'ailettes se raccordant à l'élément tubulaire selon une direction sensiblement parallèle à l'axe longitudinal dudit élément tubulaire, et est logé dans une enveloppe (11) entourant ledit élément tubulaire (2) maintenu dans ladite enveloppe par des entretoises constituées par au moins une partie des ailettes du diffuseur, permettant à l'enveloppe d'être chauffée par conduction, et en ce que les éléments modulaires sont empilés verticalement et raccordés entre eux au niveau de leurs éléments tubulaires par des pièces de liaison (12), chaque élément tubulaire constituant un tronçon du tube chauffant (20) du radiateur.

Description

  • L'invention concerne le domaine des radiateurs à fluide caloporteur, et plus particulièrement celui des radiateurs électriques à fluide caloporteur.
  • Les radiateurs à fluide caloporteur sont des appareils de chauffage comportant des éléments tubulaires chauffants à l'intérieur desquels circule le fluide véhiculant les calories, de manière à réchauffer par conduction l'ensemble du radiateur. Ces appareils sont de deux types principaux, à savoir les radiateurs de chauffage central pour lesquels le fluide caloporteur est chauffé à l'extérieur des radiateurs, au moyen d'une chaudière à laquelle sont raccordés lesdits radiateurs, et les radiateurs électriques dans lesquels le fluide caloporteur est chauffé par une ou plusieurs résistance(s) électrique(s) disposée(s) au sein des éléments chauffants et circule en circuit fermé dans les dits éléments.
  • Ces radiateurs sont généralement constitués d'un assemblage d'éléments tubulaires comprenant un collecteur pour le fluide chaud (raccordé à la canalisation d'eau chaude provenant de la chaudière ou incorporant la résistance électrique chauffante) et un collecteur pour le fluide refroidi, les deux collecteurs étant reliés entre eux par des conduits de liaison fluidique permettant la circulation du fluide entre lesdits collecteurs. Ces conduits de liaison, multiples et de formes diverses (par exemple sous la forme de tubes cylindriques ou de lames parallélépipédiques), sont eux mêmes réchauffés par le fluide caloporteur provenant du collecteur chaud les traversant, et servent à leur tour à chauffer l'air du local où est installé le radiateur. Certains radiateurs sont également utilisés comme sèche serviettes.
  • Pour augmenter la surface d'échange entre le radiateur et l'air du local, on multiplie le nombre de conduits de liaison chauffants. Cependant, plus on augmente le nombre de conduits de liaison plus on augmente le nombre de connexions à ménager entre les collecteurs et les conduits de liaison, et par conséquent on multiplie le risque de défauts d'étanchéité, et les coûts de fabrication associés.
  • En effet, pour tous ces radiateurs à fluide caloporteur la liaison entre les différents éléments tubulaires est un point critique car cette liaison doit assurer la communication du fluide entre ces derniers sans générer de fuite de fluide.
  • De manière classique pour assurer cette liaison entre les différents éléments tubulaires, ces derniers sont soudés entre eux. Dans les zones de contact entre ces éléments tubulaires des orifices sont réalisés avant l'assemblage ; ces orifices permettent le passage du fluide caloporteur entre les collecteurs et les conduits de liaison. L'étanchéité est assurée par la réalisation d'un cordon de soudure continu au niveau de ladite zone de contact entourant chaque orifice. L'inconvénient majeur est que ceci implique de multiples soudures par radiateur, donc autant de risques de fuites. Par exemple, pour un seul radiateur comportant deux collecteurs et dix conduits de liaison, il faut réaliser de manière fiable vingt soudures. En outre, l'opération de soudure est relativement complexe techniquement car elle nécessite un savoir-faire particulier, des moyens industriels conséquents, une phase de préparation manuelle pour la mise en place des différents éléments les uns par rapport aux autres, des gabarits de maintien pendant la soudure et des fours de cuisson (dans le cas d'une soudure par brasage par exemple). Plus le nombre de soudures est important, plus la durée du cycle de fabrication d'un radiateur augmente et par conséquent son coût.
  • Un premier but de l'invention est donc de réduire les risques de défaut d'étanchéité dans les radiateurs électriques à fluide caloporteur.
  • Un autre but de l'invention est de simplifier la fabrication de tels radiateurs et de réduire leur coût.
  • Encore un but de la présente invention est de réduire, voire de supprimer, le nombre de soudures entre les éléments tubulaires permettant la circulation du fluide entre ces derniers.
  • Pour réduire les risques de défaut d'étanchéité au niveau des soudures des éléments assurant la liaison fluidique du fluide caloporteur, ont été proposés des radiateurs dans lesquels la communication entre les tubes chauffants verticaux (collecteur chaud et collecteur froid) est réduite à seulement deux conduits de liaison de fluide.
  • L'échange thermique avec l'environnement extérieur est alors assuré principalement par des lames chauffantes horizontales ou une plaque continue solidarisée(s) directement sur la paroi externe des tubes chauffants verticaux. Ces lames chauffantes et cette plaque sont généralement en matériau plein.
  • Cependant, il apparaît que le rendement thermique de tels radiateurs ne peut être augmenté car la température maximale des parois des tubes chauffants ne peut dépasser une valeur d'environ 80-90 °C pour des raisons de sécurité, car les tubes chauffants sont directement accessibles par l'utilisateur.
  • Un autre de but de l'invention est donc également d'augmenter l'efficacité thermique de radiateurs à fluide caloporteur.
  • A cet effet, la présente invention propose un radiateur électrique à fluide caloporteur comprenant au moins un tube chauffant vertical, fermé à ses deux extrémités et renfermant une résistance électrique chauffant ledit fluide caloporteur, caractérisé en ce que le radiateur est constitué d'au moins deux éléments modulaires, chaque élément modulaire comprenant au moins un élément tubulaire vertical, solidaire d'un diffuseur se présentant sous la forme d'ailettes se raccordant à l'élément tubulaire selon une direction sensiblement parallèle à l'axe longitudinal dudit élément tubulaire, et est logé dans une enveloppe entourant ledit élément tubulaire, l'élément tubulaire étant maintenu en place dans ladite enveloppe par des entretoises constituées par au moins une partie des ailettes du diffuseur, permettant à ladite enveloppe d'être chauffée par conduction, et en ce que les éléments modulaires sont empilés verticalement et raccordés entre eux au niveau de leurs éléments tubulaires chauffants par des pièces de liaison, de manière à ce que l'élément tubulaire de chaque élément modulaire constitue un tronçon du tube chauffant du radiateur.
  • Les ailettes sont des ailettes de préférence verticales, disposées tangentiellement ou radialement à la paroi de l'élément tubulaire, par exemple selon une disposition rayonnante autour dudit élément tubulaire, et se développant selon une direction sensiblement parallèle à l'axe longitudinal de ce dernier. Ces ailettes forment entre elles des conduites de circulation d'air et participent ainsi, (en plus de la participation de certaines d'entre elles au chauffage par conduction de l'enveloppe) à la circulation, au sein de ladite enveloppe, de l'air chauffé par convection par les éléments chauffants (notamment élément tubulaire et diffuseur).
  • De préférence, l'enveloppe est également sensiblement parallèle à l'axe longitudinal de l'élément tubulaire.
  • En outre, les éléments tubulaires ne sont pas en contact direct avec l'enveloppe externe de l'élément modulaire, ce qui autorise le chauffage de ces éléments tubulaires, et donc du fluide caloporteur, à des températures bien supérieures (par exemple des températures voisines de 100 °C à 140 °C) aux températures habituelles des collecteurs chauffants de l'état de la technique, limitées à environ 80 à 90 °C selon les normes actuellement en vigueur, pour des raisons de sécurité pour l'utilisateur.
  • Aucune soudure n'est nécessaire pour l'assemblage du radiateur, les risques de fuite sont ainsi diminués. Le montage est simplifié, ce qui abaisse les coûts de fabrication.
  • Les extrémités fermées du tube chauffant sont de préférence équipées de bouchon servant à leur obturation, le fluide caloporteur y étant retenu en circuit fermé. Pour réduire les risques de fuite au niveau de ces bouchons d'obturation, ces bouchons sont de préférence réalisés conformément à la demande de brevet FR 07/09080 du même demandeur.
  • De manière avantageuse, l'enveloppe de chaque élément modulaire est ouverte au moins partiellement à ses deux extrémités, dites supérieure et inférieure, de manière à permettre la circulation de l'air chauffé par convection, d'un élément modulaire à l'autre. La périphérie d'au moins une des enveloppes peut également présenter des orifices ou des discontinuités, telles que des ouvertures sous forme de fentes, en vue de favoriser encore la convection, notamment à proximité de l'enveloppe dudit élément modulaire.
  • Selon un mode de réalisation avantageux, chaque élément modulaire comporte une pluralité d'éléments tubulaires verticaux logés dans une même enveloppe, chaque élément tubulaire étant raccordé à l'élément tubulaire correspondant de l'élément modulaire adjacent, de manière à former une pluralité de tubes chauffants pour ledit radiateur.
  • Ainsi, ces éléments tubulaires forment des tubes chauffants indépendants les uns des autres fermés à chacune de leurs extrémités, chacun de ces tubes renfermant une résistance électrique chauffante de type thermoplongeur, permettant ainsi de constituer des tubes chauffants autonomes ne comportant aucune connexion de fluide entre eux. Aucune soudure n'est alors requise entre les tubes chauffants.
  • Selon d'autres caractéristiques avantageuses de la présente invention :
    • le ou les élément(s) tubulaire(s) chauffant(s), les ailettes du diffuseur et l'enveloppe sont réalisés en un même matériau ;
    • le ou les élément(s) tubulaire(s) chauffant(s), les ailettes du diffuseur et l'enveloppe sont réalisés d'un seul tenant ;
    • le ou les élément(s) tubulaire(s) chauffant(s), les ailettes du diffuseur et l'enveloppe sont réalisés en un matériau thermiquement conducteur, notamment métallique, et de préférence à base d'aluminium moulé ou extrudé.
  • L'extrusion permet de fabriquer les modules de grandes dimensions, dont la longueur peut être facilement adaptée à la hauteur requise de l'élément modulaire.
  • Le moulage permet de fabriquer un grand nombre de modules d'égales dimensions, la puissance du radiateur étant proportionnelle au nombre d'éléments modulaires. Ces éléments modulaires moulés diffèrent des éléments modulaires moulés de l'art antérieur comportant par exemple deux éléments tubulaires reliés par une conduite de liaison assurant la communication du fluide caloporteur entre les éléments tubulaires qui nécessitent l'introduction dans le moule d'une tige amovible appelée "poignard", pour la réservation d'un volume correspondant à cette conduite, dont la zone d'accès doit après retrait de la tige être obturée par soudure. En effet la fabrication des éléments modulaires du radiateur selon l'invention, ne comportant aucune communication de fluide caloporteur entre les deux tubes chauffants, ne requiert pas la présence d'une telle tige, et économise ainsi autant d'opérations de soudure.
  • De manière avantageuse, les pièces de liaison de deux éléments tubulaires d'éléments modulaires adjacents sont des raccords vissés à leurs deux extrémités aux dits éléments tubulaires, par exemple de type raccords "nipples", c'est-à-dire des tubes cylindriques filetés à chaque extrémité selon des pas inversés, ceci permettant le rapprochement des éléments modulaires lorsque la pièce de liaison est vissée simultanément sur les éléments tubulaires adjacents.
  • L'invention va être décrite plus en détail au moyen d'exemples de réalisation illustratifs, en référence aux dessins annexés dans lesquels :
    • La figure 1 est une vue en élévation d'un radiateur électrique à fluide caloporteur selon un premier mode de réalisation de la présente invention, comportant un seul tube chauffant ;
    • La figure 2 est une vue en coupe selon AA du radiateur de la figure 1 ;
    • La figure 3 est une vue en élévation d'un radiateur électrique à fluide caloporteur selon un second mode de réalisation de la présente invention, comportant deux tubes chauffants ;
    • La figure 4 est une vue en coupe selon BB du radiateur de la figure 3 ;
    • Les figures 5 et 6 sont des vues de dessus de deux variantes de disposition des ailettes du premier mode de réalisation du radiateur de l'invention ;
    • La figure 7 est une vue de dessus d'un radiateur électrique selon une autre variante du second mode de réalisation de la présente invention, constitué d'un assemblage de deux éléments modulaires ;
    • La figure 8 est une vue en coupe selon CC du radiateur de la figure 7 ;
    • La figure 9 est une vue en perspective de dessus partielle d'un radiateur selon la présente invention, constitué d'un assemblage d'au moins quatre éléments tubulaires.
  • Dans l'exemple présenté sur la figure 1, le radiateur électrique à fluide caloporteur est constitué de deux éléments modulaires 1 superposés comprenant chacun un élément tubulaire 2 unique vertical, ici de forme cylindrique, renfermant un fluide caloporteur. Ces deux éléments tubulaires 2 raccordés au moyen d'une pièce de liaison 12 forment un tube chauffant 20 en partie inférieure duquel est disposée une résistance électrique 4 chauffante reliée à une alimentation électrique (non représentée).
  • Le fluide caloporteur est chauffé par la résistance électrique 4 et circule dans l'ensemble du tube chauffant 20 constitué de deux éléments tubulaires 2 délimités par des parois 3 sensiblement cylindriques. Les extrémités du tube chauffant 20 sont obturées par un bouchon (non représenté sur cette figure, référencé 19 sur la figure 8).
  • Comme visible sur la vue en coupe de la figure 2, les parois 3 de l'élément tubulaire 2 se prolongent radialement par des ailettes 8 verticales qui servent d'entretoises entre ladite paroi 3 de l'élément tubulaire 2 et respectivement les parois avant 5 et arrière 6 et les parois latérales 7 de ladite enveloppe 11 de l'élément modulaire 1.
  • Ainsi les parois de l'élément tubulaire 2, constituant l'élément chauffant primaire du module, ne sont pas en contact direct avec l'enveloppe 11 de l'élément modulaire 1. Le fluide caloporteur peut ainsi être porté à des températures importantes, par exemple entre 100 et 140 °C, alors que l'enveloppe 11 reste à une température compatible avec une utilisation par le public, c'est-à-dire une température ne dépassant pas environ 80 à 90 °C. L'épaisseur des ailettes peut aller de 0,5 à 5 mm environ.
  • Dans cet exemple, l'élément tubulaire vertical est de forme cylindrique, mais pourrait être de section ovale, carrée, rectangulaire, hexagonale ou de toute autre forme.
  • Selon un second mode de réalisation de la présente invention représenté aux figures 3 et 4, chaque élément modulaire 1 renferme deux éléments tubulaires 2 parallèles verticaux, pour constituer deux tubes chauffants 20, chaque tube chauffant renfermant une résistance électrique 4 chauffante dans sa partie inférieure.
  • La disposition des ailettes 8 peut être conforme à la disposition du premier mode de réalisation présenté à la figure 2. Comme visible sur les figures 4, 7 et 9, peuvent être prévues des entretoises supplémentaires reliant directement deux parois en vis-à-vis de l'enveloppe 11 (référencées 9 sur la figure 4), ainsi que des entretoises reliant les deux éléments chauffants entre eux (référencées 10). Toutes ces entretoises créent également entre elles des conduits verticaux de circulation d'air, comme visible sur la figure 9.
  • Deux variantes supplémentaires de disposition des ailettes dans le cas d'un élément tubulaire unique dans l'élément modulaire 1 sont présentées sur les figures 5 et 6.
  • Dans l'exemple de la figure 5, les ailettes 8 sont à disposition rayonnante autour de l'élément tubulaire 2.
  • Dans la variante présentée à la figure 6, les ailettes sont à disposition tangentielle par rapport à la paroi 3 cylindrique de l'élément tubulaire 2. Dans ce cas, elles relient directement la paroi avant 5 et la paroi arrière 6 de l'enveloppe 11 de l'élément modulaire en intégrant une zone de liaison tangentielle à la paroi 3, le long d'une génératrice de l'élément tubulaire 2.
  • Un tel élément modulaire 1 peut être réalisé en matériau à base d'aluminium ou d'alliage d'aluminium fabriqué par moulage ou par extrusion.
  • Le procédé de fabrication par moulage est avantageux car il permet notamment d'obtenir des éléments modulaires 1 tous identiques dont le nombre peut être choisi pour répondre aux exigences de puissance souhaitée du radiateur.
  • Le radiateur électrique selon l'invention peut être constitué, comme représenté à la figure 7, uniquement de deux éléments modulaires 1 assemblés au moyen de pièces de liaison 12 au niveau de leurs éléments tubulaires 2 respectifs.
  • Ces pièces de liaison 12 peuvent être des raccords appelés "nipples", c'est-à-dire des raccords tubulaires filetés à leurs deux extrémités selon des pas de vis inversés. Dans ce cas, les tubes chauffants 20 sont constitués des éléments tubulaires 2 de chaque élément modulaire 1 et des parois internes des raccords "nipples" entre lesdits éléments tubulaires. L'étanchéité entre deux éléments modulaires est assurée par un joint silicone/élastomère ou un joint klingérite mis en place entre la paroi de chaque élément tubulaire et le raccord "nipple" avant vissage de ce dernier.
  • On voit sur cette vue de dessus du radiateur selon l'invention, que seules certaines ailettes 8 servent d'entretoises entre l'élément tubulaire 2 et l'enveloppe 11. En vue d'obtenir une température de l'enveloppe 11 acceptable pour l'utilisateur, le fabricant ajustera le nombre de ces ailettes et leur longueur entre la paroi de l'élément tubulaire 2 et l'enveloppe 11 pour limiter ou augmenter la température de l'enveloppe par conduction.
  • L'enveloppe 11 peut être partiellement ou totalement ouverte à ses extrémités supérieure et inférieure de manière à permettre la circulation de l'air chauffé par convection le long des ailettes et entretoises verticales avec l'environnement extérieur du radiateur et l'élément modulaire adjacent. Cependant, un capot de protection (par exemple une grille ou une plaque munie de fentes permettant l'évacuation de l'air) de l'élément tubulaire chauffant de l'élément modulaire supérieur peut être prévu pour des raisons de sécurité vis-à-vis des utilisateurs.
  • En outre, des orifices ou des fentes 13, par exemple verticales comme représentées sur la figure 7, peuvent être ménagés dans la paroi de façade de l'enveloppe 11, ces orifices ou fentes sont de faibles dimensions, permettant de favoriser encore la circulation de l'air tout en interdisant l'accès direct de l'utilisateur à la paroi 3 de l'élément tubulaire 2.
  • Un tel radiateur à fluide caloporteur ne comporte aucune soudure et donc aucun risque de fuite du fluide, ce dernier étant renfermé dans des tubes chauffants 20 individuels et autonomes sans connexion entre eux.

Claims (8)

  1. Radiateur électrique à fluide caloporteur comprenant au moins un tube chauffant (20) vertical, fermé à ses deux extrémités et renfermant une résistance électrique (4) chauffant ledit fluide caloporteur,
    caractérisé en ce que le radiateur est constitué d'au moins deux éléments modulaires (1), chaque élément modulaire (1) comprenant au moins un élément tubulaire (2) vertical, solidaire d'un diffuseur se présentant sous la forme d'ailettes se raccordant à l'élément tubulaire (2) selon une direction sensiblement parallèle à l'axe longitudinal dudit élément tubulaire, et est logé dans une enveloppe (11) entourant ledit élément tubulaire (2), l'élément tubulaire étant maintenu en place dans ladite enveloppe (11) par des entretoises constituées par au moins une partie des ailettes (8) du diffuseur, permettant à ladite enveloppe d'être chauffée par conduction,
    et en ce que les éléments modulaires (1) sont empilés verticalement et raccordés entre eux au niveau de leurs éléments tubulaires (2) chauffants par des pièces de liaison (12), de manière à ce que l'élément tubulaire (2) de chaque élément modulaire (1) constitue un tronçon du tube chauffant (20) du radiateur.
  2. Radiateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enveloppe de chaque élément modulaire (1) est ouverte au moins partiellement à ses deux extrémités, dites supérieure et inférieure, de manière à permettre la circulation de l'air chauffé par convection, d'un élément modulaire à l'autre.
  3. Radiateur selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque élément modulaire (1) comporte une pluralité d'éléments tubulaires (2) verticaux logés dans une même enveloppe (11), chaque élément tubulaire (2) étant raccordé à l'élément tubulaire correspondant de l'élément modulaire adjacent, de manière à former une pluralité de tubes chauffants (20) pour ledit radiateur.
  4. Radiateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la périphérie d'au moins une des enveloppes (11) présente des orifices ou des discontinuités, telles que des ouvertures sous forme de fentes (13), en vue de favoriser la convection.
  5. Radiateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, pour chaque élément modulaire (1), le ou les élément(s) tubulaire(s) (2) chauffant(s), les ailettes du diffuseur et l'enveloppe (11) sont réalisés en un même matériau.
  6. Radiateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, pour chaque élément modulaire (1), le ou les élément(s) tubulaire(s) (2) chauffant(s), les ailettes du diffuseur et l'enveloppe (11) sont réalisés d'un seul tenant.
  7. Radiateur selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que, pour chaque élément modulaire (1), le ou les élément(s) tubulaire(s) (2) chauffant(s), les ailettes du diffuseur et l'enveloppe (11) sont réalisés en un matériau métallique, de préférence à base d'aluminium moulé ou extrudé.
  8. Radiateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les pièces de liaison (12) de deux éléments tubulaires (2) d'éléments modulaires (1) adjacents sont des raccords vissés à leurs deux extrémités aux dits éléments tubulaires (2).
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