FR2841972A1 - Heat exchanger for electrical transformer, comprises two cooling elements, which define through their opposite face circulation channel, and elastically deformable fin is inserted between two opposite faces of cooling element - Google Patents
Heat exchanger for electrical transformer, comprises two cooling elements, which define through their opposite face circulation channel, and elastically deformable fin is inserted between two opposite faces of cooling element Download PDFInfo
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Abstract
Description
La présente invention concerne le domaine technique des échangeurs deThe present invention relates to the technical field of heat exchangers
chaleur comprenant des plaques ou éléments de refroidissement qui présentent heat comprising plates or cooling elements which have
chacune au moins une face au contact de l'air qui en assure le refroidissement. each at least one face in contact with the air which ensures its cooling.
Dans une application préférée mais non exclusive, l'invention concerne le domaine technique des radiateurs pour transformateurs électriques comprenant une série d'éléments tubulaires parallèles à l'intérieur desquelles circule un fluide à refroidir. De tels radiateurs sont généralement réalisés en acier et fabriqués par le montage des éléments tubulaires sur deux tubes collecteurs avec lesquels elles In a preferred but not exclusive application, the invention relates to the technical field of radiators for electric transformers comprising a series of parallel tubular elements inside which circulates a fluid to be cooled. Such radiators are generally made of steel and manufactured by mounting the tubular elements on two header tubes with which they
communiquent afin de définir un circuit de refroidissement pour le liquide à refroidir. communicate to define a cooling circuit for the liquid to be cooled.
L'ensemble, ainsi constitué, subit ensuite un traitement de surface extérieur comprenant le plus souvent un grenaillage ou une galvanisation à chaud puis The assembly, thus formed, then undergoes an external surface treatment generally comprising shot peening or hot galvanizing and then
l'application d'une série de couches de revêtement de protection contre la corrosion. applying a series of coats of corrosion protection coating.
En effet, l'ensemble de la surface extérieure du radiateur doit être protégé afin d'empêcher l'apparition de points de corrosion qui nuisent à l'aspect esthétique du In fact, the entire external surface of the radiator must be protected in order to prevent the appearance of corrosion points which affect the aesthetic appearance of the
radiateur et qui peuvent s'avérer rédhibitoire pour la durée de vie de l'appareil. which can prove to be unacceptable for the life of the device.
De tels radiateurs donnent généralement satisfaction dans leur fonction de refroidissement. Toutefois, il est apparu, à l'usage, que les performances thermiques de ces radiateurs pourraient être optimisées en augmentant par exemple, leur surface Such radiators generally give satisfaction in their cooling function. However, it has become apparent in use that the thermal performance of these radiators could be optimized by increasing, for example, their surface
d'échange avec l'air de refroidissement. exchange with cooling air.
Cependant, compte tenu des contraintes d'encombrement des radiateurs, liées à leur mise en oeuvre, cette augmentation de surface d'échange ne peut être obtenue par une augmentation de la taille générale des éléments tubulaires. De plus, l'augmentation de la surface du radiateur au contact de l'air de convection, ne peut se faire par la conception d'une structure de radiateur complexe, dans la mesure o une telle structure serait particulièrement difficile à traiter contre la corrosion, de sorte que le bénéfice de l'augmentation des performances thermiques du radiateur se trouverait ruiné par l'impossibilité d'assurer une parfaite protection contre la corrosion. Ainsi, il apparaît le besoin de disposer d'un nouveau type d'échangeur de chaleur qui offre à la fois une surface d'échange thermique, avec de l'air de refroidissement optimisé et qui présente une structure adaptée à la mise en oeuvre d'un traitement anti- corrosion efficace par l'application notamment de revêtement de protection. Afin d'atteindre cet objectif, l'invention concerne un échangeur de chaleur du type comprenant au moins deux éléments de refroidissement qui définissent par leur face en regard, un couloir de circulation pour de l'air de refroidissement. Selon l'invention, cet échangeur est caractérisé en ce qu'il comprend au moins une ailette intercalaire interposée entre les deux faces en regard des éléments de refroidissement. Selon une forme préférée de réalisation, l'ailette intercalaire est comprimée entre les éléments de refroidissement de sorte qu'elle se trouve immobilisée au moins However, given the space constraints of the radiators, linked to their implementation, this increase in exchange surface cannot be obtained by an increase in the general size of the tubular elements. In addition, the increase in the area of the radiator in contact with the convection air cannot be achieved by designing a complex radiator structure, since such a structure would be particularly difficult to treat against corrosion. , so that the benefit of increasing the thermal performance of the radiator would be ruined by the impossibility of ensuring perfect protection against corrosion. Thus, there appears to be a need for a new type of heat exchanger which offers both a heat exchange surface, with optimized cooling air and which has a structure adapted to the implementation of '' an effective anti-corrosion treatment by the application in particular of protective coating. In order to achieve this objective, the invention relates to a heat exchanger of the type comprising at least two cooling elements which define by their opposite face, a circulation corridor for cooling air. According to the invention, this exchanger is characterized in that it comprises at least one intermediate fin interposed between the two faces opposite the cooling elements. According to a preferred embodiment, the intermediate fin is compressed between the cooling elements so that it is immobilized at least
par frottement.by friction.
Toutefois, selon l'invention, l'ailette intercalaire pourrait également être collée However, according to the invention, the intermediate fin could also be glued
sur l'une ou l'autre ou les deux éléments de refroidissement en regard. on either or both of the opposite cooling elements.
L'ailette intercalaire élastiquement déformable peut présenter toute forme appropriée à sa fonction. Ainsi, l'ailette intercalaire peut être réalisée sous la forme d'un tube cylindrique élastiquement déformable, destiné à venir s'insérer dans deux gorges complémentaires, aménagée chacune sur les faces en regard des éléments de refroidissement. De même, l'ailette intercalaire peut être réalisée sous la forme d'un tube présentant des méplats destinés à venir en appui sur des surfaces planes des The elastically deformable intermediate fin may have any shape suitable for its function. Thus, the intermediate fin can be produced in the form of an elastically deformable cylindrical tube, intended to be inserted in two complementary grooves, each arranged on the opposite faces of the cooling elements. Similarly, the intermediate fin can be produced in the form of a tube having flats intended to come to bear on the flat surfaces of the
éléments de refroidissement.cooling elements.
Selon une forme préférée de réalisation, l'ailette intercalaire comprend une âme de part et d'autre de laquelle s'étendent deux rebords longitudinaux According to a preferred embodiment, the intermediate fin comprises a core on either side of which extend two longitudinal edges
élastiquement déformables d'appui sur un élément de refroidissement. elastically deformable bearing on a cooling element.
Selon une caractéristique de l'invention, les éléments de refroidissement présentent des moyens de réception de l'ailette intercalaire destinés à augmenter la surface de contact entre l'ailette intercalaire et les éléments de refroidissement. Les According to a characteristic of the invention, the cooling elements have means for receiving the intermediate fin intended to increase the contact surface between the intermediate fin and the cooling elements. The
moyens de réception peuvent alors être réalisés de toute façon appropriée. reception means can then be produced in any suitable manner.
Selon une caractéristique de l'invention, les moyens de réception comprennent deux gorges en regard aménagées chacune dans la paroi d'un élément de refroidissement, l'ailette intercalaire étant alors insérée entre, et au moins partiellement, dans les deux gorges de réception. De manière préférée, mais non strictement nécessaire, les rebords d'appui de l'ailette intercalaire présentent alors une forme complémentaire de celle des moyens de réception afin de favoriser les phénomènes de conduction thermique C entre les éléments de refroidissement et According to a characteristic of the invention, the receiving means comprise two facing grooves each arranged in the wall of a cooling element, the intermediate fin then being inserted between, and at least partially, in the two receiving grooves. Preferably, but not strictly necessary, the support flanges of the intermediate fin then have a shape complementary to that of the receiving means in order to promote the thermal conduction phenomena C between the cooling elements and
l'ailette intercalaire.the intermediate fin.
Selon une caractéristique préférée de l'invention, l'ailette intercalaire présente une section droite transversale en S. Selon une forme préférée, mais non strictement nécessaire, de réalisation, afin d'éviter l'apparition de toute corrosion à l'interface entre l'ailette intercalaire et les éléments de refroidissement, la surface de ces dernières, située au contact de l'ailette According to a preferred characteristic of the invention, the intermediate fin has a cross section in S. According to a preferred form, but not strictly necessary, of embodiment, in order to avoid the appearance of any corrosion at the interface between the and the cooling elements, the surface of the latter, located in contact with the fin
intercalaire, est recouverte d'un revêtement de protection contre la corrosion. interlayer, is covered with a protective coating against corrosion.
Dans le même sens, lorsque l'ailette intercalaire est réalisée dans un matériau oxydable comme par exemple de l'acier, la surface de l'ailette intercalaire au contact des éléments de refroidissement, est également recouverte d'un revêtement de protection contre la corrosion préalablement à sa pose. De manière préférée, l'ailette intercalaire est intégralement et préalablement recouverte d'un tel revêtement de In the same direction, when the intermediate fin is made of an oxidizable material such as steel, the surface of the intermediate fin in contact with the cooling elements, is also covered with a protective coating against corrosion. prior to installation. Preferably, the intermediate fin is completely and previously covered with such a coating of
protection contre la corrosion.corrosion protection.
Bien entendu, l'ailette intercalaire pourrait également être réalisée dans un matériau résistant à la corrosion tel que par exemple un acier inoxydable, de l'aluminium ou une matière synthétique présentant des caractéristiques mécaniques adaptées et un bon coefficient de conduction thermique telle que par exemple, de la Of course, the intermediate fin could also be made of a corrosion-resistant material such as for example stainless steel, aluminum or a synthetic material having suitable mechanical characteristics and a good coefficient of thermal conduction such as for example , of the
fibre de carbone imprégnée de résine. resin-impregnated carbon fiber.
Selon une caractéristique de l'invention, afin d'augmenter le transfert de chaleur par conduction thermique entre les éléments de refroidissement et l'ailette intercalaire, l'échangeur de chaleur comprend une épaisseur de mastic, pâte, colle, adhésif ou analogue, thermiquement conducteur au niveau des zones d'appui de According to a characteristic of the invention, in order to increase the heat transfer by thermal conduction between the cooling elements and the intermediate fin, the heat exchanger comprises a thickness of mastic, paste, glue, adhesive or the like, thermally conductor at the support zones of
l'ailette intercalaire sur les éléments de refroidissement. the intermediate fin on the cooling elements.
Selon une autre caractéristique de l'invention, l'échangeur de chaleur comprend au moins un et de préférence, plusieurs ensembles de deux ailettes intercalaires qui définissent au moins une cheminée de convection accélérant la According to another characteristic of the invention, the heat exchanger comprises at least one and preferably several sets of two intermediate fins which define at least one convection chimney accelerating the
vitesse de l'air de refroidissement. cooling air speed.
Dans une application préférée, l'échangeur de chaleur, selon l'invention, est In a preferred application, the heat exchanger according to the invention is
destiné à assurer le refroidissement de transformateurs électriques immergés. intended to cool submerged electrical transformers.
Ainsi, selon une forme de réalisation de l'invention, l'échangeur de chaleur constitue un radiateur pour transformateur immergé et les éléments de refroidissement sont tubulaires et définissent des canaux de circulation d'un fluide Thus, according to one embodiment of the invention, the heat exchanger constitutes a radiator for an immersed transformer and the cooling elements are tubular and define channels for the circulation of a fluid.
caloporteur à refroidir.coolant to be cooled.
Selon une autre forme de réalisation, l'échange de chaleur se fait avec une cuve de transformateur à ondulations, les éléments de refroidissement étant alors formées par les ondes de la cuve. Dans ce cas, l'ajout d'une ailette se fait entre 2 ondulations de la cuve elle-même de la même façon qu'elle se fait entre deux According to another embodiment, the heat exchange takes place with a wave transformer tank, the cooling elements then being formed by the waves of the tank. In this case, the addition of a fin is done between 2 undulations of the tank itself in the same way as it is done between two
éléments d'un radiateurs.elements of a radiators.
Bien entendu, l'échangeur de chaleur selon l'invention, pourrait être utilisé Of course, the heat exchanger according to the invention could be used
pour d'autres applications.for other applications.
L'invention concerne également un profilé pour la réalisation d'une ailette intercalaire destinée à être mise en oeuvre sur un échangeur de chaleur conforme à l'invention. Ce profilé selon l'invention, comprend alors une âme centrale de part et d'autre de laquelle s'étendent deux bords longitudinaux, élastiquement déformables, d'appui. Selon une caractéristique de l'invention, le profilé présente une forme The invention also relates to a profile for the production of an intermediate fin intended to be implemented on a heat exchanger according to the invention. This profile according to the invention then comprises a central core on either side of which extend two longitudinal edges, elastically deformable, of support. According to a characteristic of the invention, the profile has a shape
symétrique par rapport à l'axe longitudinal de l'âme centrale. symmetrical about the longitudinal axis of the central core.
Selon une autre caractéristique, préférée mais non strictement nécessaire de l'invention, le profilé présente une section droite transversale en S. Le profilé, conforme à l'invention peut être réalisé en toute matière appropriée telle que par exemple l'acier ou l'aluminium, sa surface étant alors recouverte d'un revêtement de protection contre la corrosion. Le profilé peut également être réalisé dans un matériau composite résistant à la corrosion et présentant des caractéristiques mécaniques et de conduction thermique adaptées à la fonction des ailettes intercalaires. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un échangeur de According to another characteristic, preferred but not strictly necessary of the invention, the profile has a cross section in S. The profile, according to the invention can be made of any suitable material such as for example steel or aluminum, its surface then being covered with a protective coating against corrosion. The profile can also be made of a composite material resistant to corrosion and having mechanical and thermal conduction characteristics adapted to the function of the intermediate fins. The invention also relates to a method for manufacturing a heat exchanger.
chaleur, tel que décrit précédemment. heat, as previously described.
Selon l'invention, ce procédé de fabrication consiste, après assemblage des différents éléments constitutifs de l'échangeur, dont notamment les éléments de refroidissement, à insérer chaque ailette intercalaire entre deux éléments de According to the invention, this manufacturing process consists, after assembly of the various constituent elements of the exchanger, including in particular the cooling elements, to insert each intermediate fin between two elements of
refroidissement du radiateur.radiator cooling.
Selon une caractéristique préférée de l'invention, l'insertion des ailettes intercalaires est effectuée après application d'un revêtement protecteur sur la surface According to a preferred characteristic of the invention, the insertion of the intermediate fins is carried out after application of a protective coating on the surface
extérieure du radiateur et sur la surface extérieure des ailettes. outside of the radiator and on the outside surface of the fins.
De manière préférée mais non strictement nécessaire, le procédé consiste à mettre en oeuvre des ailettes intercalaires qui sont réalisées à partir d'un profilé selon l'invention et qui présentent, en section droite transversale, une largeur inférieure à la plus petite distance séparant les éléments tubulaires en regard et une longueur supérieure à cette plus petite distance. Chaque ailette intercalaire, ainsi constituée, est alors engagée librement entre deux éléments de refroidissement de manière que la longueur de l'ailette intercalaire soit parallèle ou inclinée par rapport aux éléments tubulaires et l'ailette intercalaire est ensuite pivotée sur elle-même, de manière à placer la longueur ou le grand axe de l'intercalaire perpendiculairement aux éléments Preferably but not strictly necessary, the method consists in using intermediate fins which are produced from a profile according to the invention and which have, in cross-section, a width less than the smallest distance separating the facing tubular elements and a length greater than this smallest distance. Each intermediate fin, thus formed, is then freely engaged between two cooling elements so that the length of the intermediate fin is parallel or inclined relative to the tubular elements and the intermediate fin is then pivoted on itself, so to place the length or the major axis of the interlayer perpendicular to the elements
de refroidissement.cooling.
Selon une caractéristique de l'invention, les rebords d'appui des ailettes intercalaires sont, préalablement à leur insertion, enduits d'un produit adapté assurant une bonne adhérence entre les ailettes intercalaires et les éléments de refroidissement. De manière préférée, l'enduction est assurée au moyen d'une colle, d'une pâte ou d'un mastic présentant également de bonnes caractéristiques de According to a characteristic of the invention, the support flanges of the intermediate fins are, prior to their insertion, coated with a suitable product ensuring good adhesion between the intermediate fins and the cooling elements. Preferably, the coating is ensured by means of an adhesive, a paste or a putty also having good characteristics of
conductivité thermique.thermal conductivity.
L'invention concerne également un dispositif d'insertion d'au moins une ailette The invention also relates to a device for inserting at least one fin.
intercalaire pour la mise en oeuvre du procédé de fabrication tel que décrit ci-dessus. interlayer for implementing the manufacturing process as described above.
Selon l'invention, ce dispositif d'insertion comprend une clé d'insertion comprenant: * un corps allongé présentant des moyens de blocage temporaire d'au moins une ailette intercalaire, According to the invention, this insertion device comprises an insertion key comprising: * an elongated body having means for temporarily blocking at least one intermediate fin,
* au niveau d'une extrémité du corps, une poignée de manoeuvre. * at one end of the body, an operating handle.
Les moyens de blocage temporaire de l'ailette sur la clé peuvent être réalisés de toute façon appropriée, en fonction de la forme de l'ailette. Ainsi, lorsque l'ailette intercalaire est réalisée à partir de tronçon de profilé, les moyens de blocage sont constitués par au moins une fente longitudinale destinée à recevoir l'âme de l'ailette intercalaire. Selon une caractéristique de l'invention, le dispositif d'insertion comprend également un bloc de guidage présentant au moins un alésage de réception et de The means for temporarily locking the fin on the key can be made in any suitable way, depending on the shape of the fin. Thus, when the intermediate fin is produced from a section of section, the blocking means consist of at least one longitudinal slot intended to receive the core of the intermediate fin. According to a characteristic of the invention, the insertion device also comprises a guide block having at least one bore for receiving and
guidage en rotation de l'extrémité de la clé opposée à la poignée. guiding in rotation of the end of the wrench opposite the handle.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la clé d'insertion comprend une embase de guidage qui présente d'une part une surface de glissement destinée à venir en appui sur les éléments tubulaires lors de l'engagement de l'ailette entre les éléments tubulaire et, d'autre part, une surface de guidage en rotation sensible tronconique, destinée à venir s'insérer dans l'alésage complémentaire du bloc de guidage. Selon une autre forme de réalisation, la clé d'insertion est équipée à ses deux According to another characteristic of the invention, the insertion key comprises a guide base which has on the one hand a sliding surface intended to come to bear on the tubular elements during the engagement of the fin between the elements tubular and, on the other hand, a guide surface in frustoconical rotation, intended to be inserted into the complementary bore of the guide block. According to another embodiment, the insertion key is equipped at both
extrémités, de poignées de manoeuvre. ends, operating handles.
Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent de la description cidessous effectuée en référence aux dessins annexés qui illustrent différentes formes Various other characteristics of the invention emerge from the description below made with reference to the accompanying drawings which illustrate different forms
non limitatives de réalisation d'un échangeur de chaleur selon l'invention. nonlimiting embodiment of a heat exchanger according to the invention.
La fig. 1 est une perspective partielle et schématique d'un échangeur de chaleur Fig. 1 is a partial and schematic perspective of a heat exchanger
selon l'invention, formant un radiateur pour transformateur électrique immergé. according to the invention, forming a radiator for submerged electrical transformer.
La fig. 2 est une coupe partielle selon le plan II de la fig. 1. Fig. 2 is a partial section along plane II of FIG. 1.
La fig. 3 est une perspective partielle d'un profilé constitutif d'une ailette Fig. 3 is a partial perspective view of a profile constituting a fin
intercalaire selon l'invention.interlayer according to the invention.
La fig. 4 est une élévation d'une clé utilisée pour la mise en place d'ailettes Fig. 4 is an elevation of a key used for the fitting of fins
intercalaires sur un échangeur de chaleur conforme à l'invention. spacers on a heat exchanger according to the invention.
La fig. 5 est une élévation schématique montrant une phase de montage d'une Fig. 5 is a schematic elevation showing a mounting phase of a
ailette intercalaire sur un échangeur de chaleur selon l'invention. spacer tab on a heat exchanger according to the invention.
La fig. 6 est une vue analogue à la fig. 5 d'une variante de réalisation d'un Fig. 6 is a view similar to FIG. 5 of an alternative embodiment of a
dispositif d'insertion des ailettes intercalaires. device for inserting the intermediate fins.
La fig. 7 montre un échangeur de chaleur selon l'invention faisant partie Fig. 7 shows a heat exchanger according to the invention forming part
intégrante d'une cuve ondée pour transformateur électrique immergé. integral of a wavy tank for submerged electrical transformer.
Selon une forme de réalisation, plus particulièrement illustrée à la fig. 1, l'échangeur de chaleur, conforme à l'invention, désigné dans son ensemble par la réf. 1, constitue un radiateur pour un transformateur électrique immergé. Le radiateur 1 comprend une série d'éléments de refroidissement 2, chaque élément 2 étant creuse ou tubulaire pour définir une canalisation de circulation d'un fluide à refroidir. Ainsi, les éléments tubulaires 2 s'étendent entre deux collecteurs 3 de circulation. Il doit être remarqué que, selon l'illustration de la fig. 1, une partie seulement du radiateur 1 est représentée avec trois éléments tubulaires de circulation étant entendu que le radiateur 1, comprend un nombre plus important d'éléments tubulaires 2. De même, les éléments tubulaires 2 sont représentées selon une orientation sensiblement horizontale. Toutefois, il doit être considéré qu'en configuration d'utilisation, les éléments tubulaires 2 sont disposées de façon sensiblement verticale de manière à favoriser des phénomènes de convection naturelle, tant en ce qui concerne le fluide circulant à l'intérieur des éléments que l'air de refroidissement circulant dans les canaux 4 définis par les faces f en regard des éléments de According to one embodiment, more particularly illustrated in FIG. 1, the heat exchanger, according to the invention, generally designated by ref. 1, constitutes a radiator for a submerged electric transformer. The radiator 1 comprises a series of cooling elements 2, each element 2 being hollow or tubular to define a pipe for circulation of a fluid to be cooled. Thus, the tubular elements 2 extend between two flow collectors 3. It should be noted that, according to the illustration in fig. 1, only part of the radiator 1 is shown with three tubular circulation elements, it being understood that the radiator 1 comprises a greater number of tubular elements 2. Similarly, the tubular elements 2 are represented in a substantially horizontal orientation. However, it must be considered that in configuration of use, the tubular elements 2 are arranged in a substantially vertical manner so as to favor phenomena of natural convection, both with regard to the fluid circulating inside the elements that the cooling air circulating in the channels 4 defined by the faces f opposite the elements of
refroidissement 2 successives.2 successive cooling.
La fabrication d'un tel radiateur pour transformateur 1 est généralement assurée en réalisant tout d'abord les éléments tubulaires 2 puis en venant assembler ces dernières sur les collecteurs 3. Une fois cette opération réalisée, l'ensemble ainsi constitué est soumis à un traitement de surface par application d'un revêtement anticorrosion tel que de la peinture, un tel traitement fait généralement intervenir une phase de grenaillage ou de galvanisation suivie d'une ou plusieurs phases d'application de peinture comme cela est connu de l'homme du métier et ne nécessite The manufacture of such a radiator for transformer 1 is generally ensured by first producing the tubular elements 2 and then by assembling the latter on the collectors 3. Once this operation has been carried out, the assembly thus formed is subjected to a treatment. surface by applying an anticorrosion coating such as paint, such a treatment generally involves a shot blasting or galvanizing phase followed by one or more phases of applying paint as is known to those skilled in the art and does not require
donc pas de plus amples explications. therefore no further explanation.
Un radiateur pour transformateur 1 ainsi constitué, donne généralement satisfaction. Toutefois, il est apparu possible, d'en améliorer les performances en A radiator for transformer 1 thus formed, generally gives satisfaction. However, it appeared possible to improve performance by
augmentant la surface d'échange avec l'air de refroidissement. increasing the exchange surface with the cooling air.
A cette fin, l'invention préconise de mettre en oeuvre des ailettes intercalaires 10 qui sont disposées dans les canaux 4 définis par les faces f en regard des éléments de refroidissement 2. Chaque ailette intercalaire est alors interposée entre les faces en regard f, en étant au contact de ces dernières comme le montre plus To this end, the invention recommends the use of intermediate fins 10 which are arranged in the channels 4 defined by the faces f facing the cooling elements 2. Each intermediate wing is then interposed between the facing faces f, in being in contact with them as shown more
en détail la fig. 2.in detail fig. 2.
Selon l'exemple illustré, les éléments de refroidissement 2 présentent une surface ondulée qui définit des gorges 11 s'étendant sur toute la longueur des éléments tubulaires. Les gorges 11 sont par ailleurs disposées en correspondance d'un élément tubulaire 2 à l'autre. Selon l'exemple illustré, chaque ailette intercalaire est engagée entre deux éléments de refroidissement 2 successives en étant placées à l'intérieur de deux gorges longitudinales en regard 11. Les gorges 11 assurent alors un blocage transversal des ailettes 10 et favorisent la conduction thermique entre les According to the example illustrated, the cooling elements 2 have a corrugated surface which defines grooves 11 extending over the entire length of the tubular elements. The grooves 11 are also arranged in correspondence from one tubular element 2 to the other. According to the example illustrated, each intermediate fin is engaged between two successive cooling elements 2 by being placed inside two opposite facing grooves 11. The grooves 11 then provide transverse locking of the fins 10 and promote thermal conduction between the
éléments 2 et les ailettes 10 en augmentant la surface de contact entre ces dernières. elements 2 and the fins 10 by increasing the contact surface between the latter.
Chaque ailette intercalaire 10 est de préférence, réalisée à partir d'un profilé 14 qui comprend, comme cela est illustré à la fig. 3, une âme longitudinale 15, de part et d'autre de laquelle s'étendent deux rebords d'appui 16 contre les éléments de Each intermediate fin 10 is preferably made from a profile 14 which comprises, as illustrated in FIG. 3, a longitudinal core 15, on either side of which extend two support flanges 16 against the elements of
refroidissement 2, comme cela apparaîtra par la suite. cooling 2, as will appear later.
Selon l'exemple illustré, l'âme 15 présente une forme en Z et les rebords longitudinaux 16 s'étendent à partir de l'âme 15, de manière à conférer au profilé 14 constitutif de chaque ailette intercalaire 10, une section droite transversale en S. Le profilé 14 peut être réalisé en tout matériau approprié et de préférence mais non exclusivement à partir d'un flan de tôle pliée. Afin de présenter une résistance satisfaisante à la corrosion, le profilé 14 est de préférence, recouvert d'un revêtement de protection tel que par exemple une multiplicité de couches de peinture. Bien entendu, le profilé 14 pourrait également être réalisé dans un métal résistant à la corrosion tel que par exemple de l'acier inoxydable, de l'acier corten, de l'aluminium, un alliage d'aluminium, du cuivre ou l'un de ces alliages. Le profilé 14 According to the example illustrated, the core 15 has a Z shape and the longitudinal flanges 16 extend from the core 15, so as to give the section 14 constituting each intermediate fin 10, a cross section in S. The profile 14 can be made of any suitable material and preferably but not exclusively from a folded sheet blank. In order to present a satisfactory resistance to corrosion, the profile 14 is preferably covered with a protective coating such as for example a multiplicity of layers of paint. Of course, the profile 14 could also be made of a corrosion-resistant metal such as for example stainless steel, corten steel, aluminum, an aluminum alloy, copper or one of these alloys. Profile 14
pourrait également être réalisé en un matériau composite. could also be made of a composite material.
Les tronçons de profilé 14 constitutifs des ailettes 10 sont alors insérés entre les The profile sections 14 constituting the fins 10 are then inserted between the
faces f en regard des éléments de refroidissement 2. faces f opposite the cooling elements 2.
Afin de procéder à cette insertion, l'invention préconise de mettre en oeuvre un dispositif d'insertion 19 tel qu'illustré à la fig. 4 comprenant une clé 20 constituée d'un corps allongé 21 présentant au moins une fente longitudinale 22 et, selon l'exemple illustré, plusieurs fentes longitudinales disposées les unes à la suite des autres et destinée chacune à recevoir l'âme 15 d'une ailette 10. Afin de permettre la mise en place des ailettes 10 dans le corps 21, ce dernier est de préférence, constitué en deux parties longitudinales entre lesquelles les ânies des ailettes sont pincées. La In order to carry out this insertion, the invention recommends using an insertion device 19 as illustrated in FIG. 4 comprising a key 20 consisting of an elongated body 21 having at least one longitudinal slot 22 and, according to the example illustrated, several longitudinal slots arranged one after the other and each intended to receive the core 15 of a fin 10. In order to allow the positioning of the fins 10 in the body 21, the latter is preferably made up of two longitudinal parts between which the vanes of the fins are pinched. The
clé 20 comprend en outre, à chacune de ses extrémités, une poignée de manoeuvre 25. key 20 further comprises, at each of its ends, an operating handle 25.
La mise en place des ailettes s'effectue en venant insérer dans le canal 4 délimité par deux éléments de refroidissement successives, le corps 21 de la clé 20 sur lequel sont adaptées les ailettes 10. A cet effet, afin de permettre cet engagement, les ailettes présentent en section droite transversale, une largeur l inférieure à la plus petite distance d séparant les deux éléments de refroidissement successives, comme cela ressort de la fig. 2. Par ailleurs, chaque ailette intercalaire 10 présente une grandeur L The fitting of the fins is carried out by inserting into the channel 4 delimited by two successive cooling elements, the body 21 of the key 20 on which the fins 10 are adapted. To this end, in order to allow this engagement, the fins have in cross section, a width l less than the smallest distance d separating the two successive cooling elements, as shown in FIG. 2. Furthermore, each intermediate fin 10 has a quantity L
supérieure à la distance d.greater than the distance d.
L'insertion des ailettes se fait donc de manière que la longueur L soit inclinée ou parallèle au plan d'extension des éléments de refroidissement 2. Une fois cette insertion assurée, les poignées 25 se trouvant de part et d'autre du radiateur 1, la clé 20 est tournée dans le sens de la flèche Fi, de manière à engager à force, les rebords d'appui des ailettes intercalaires 10 dans les gorges en regard des éléments de refroidissement 2. Il est à noter que lors de cette insertion, la faculté de déformation élastique de l'ailette intercalaire et plus particulièrement de ses rebords d'appui, est mise à profit. En fin de rotation, les rebords d'appui se trouvent alors The insertion of the fins is therefore done so that the length L is inclined or parallel to the extension plane of the cooling elements 2. Once this insertion is ensured, the handles 25 being on either side of the radiator 1, the key 20 is turned in the direction of the arrow Fi, so as to forcibly engage the support flanges of the intermediate fins 10 in the grooves opposite the cooling elements 2. It should be noted that during this insertion, the faculty of elastic deformation of the intermediate fin and more particularly of its support edges, is taken advantage of. At the end of rotation, the support edges are then
engagés dans les gorges il en regard des éléments de refroidissement 2. engaged in the grooves there opposite the cooling elements 2.
Il doit être remarqué que les rebords d'appui présentent une forme 1 5 sensiblement complémentaire de celle des gorges des éléments de refroidissement 2, afin d'offrir une grande surface de contact avec ces dernières et donc de favoriser les phénomènes de conduction thermique entre les parois des éléments de It should be noted that the support flanges have a shape 1 5 substantially complementary to that of the grooves of the cooling elements 2, in order to provide a large contact surface with the latter and therefore to favor the thermal conduction phenomena between the walls of the elements of
refroidissement 2 et l'ailette intercalaire 10. cooling 2 and the intermediate fin 10.
Selon l'invention, l'immobilisation de l'ailette intercalaire 10 peut résulter d'une mise en compression de cette dernière. Toutefois, il est également possible d'envisager la mise en oeuvre de colle, mastic ou analogue, présentant des caractéristiques de bonne conductivité thermique et assurant une adhérence entre les bords d'appui de l'ailette intercalaire 10 et les faces correspondantes des éléments de refroidissement 2. Ainsi, il est possible d'utiliser des colles ou des mastics présentant According to the invention, the immobilization of the intermediate fin 10 can result from a compression of the latter. However, it is also possible to envisage the use of glue, mastic or the like, having characteristics of good thermal conductivity and ensuring adhesion between the bearing edges of the intermediate fin 10 and the corresponding faces of the elements of cooling 2. Thus, it is possible to use adhesives or sealants having
des bonnes caractéristiques de conductivité thermique. good thermal conductivity characteristics.
Selon une forme préférée de réalisation de l'invention, les ailettes intercalaires 10 sont disposées par paires de manière à définir des cheminées de convection 26 dans lesquelles la vitesse de l'air de refroidissement se trouve According to a preferred embodiment of the invention, the intermediate fins 10 are arranged in pairs so as to define convection chimneys 26 in which the speed of the cooling air is
accéléré, augmentant ainsi les caractéristiques d'échange thermique du radiateur 1. accelerated, thereby increasing the heat exchange characteristics of radiator 1.
Les ailettes 10 d'une même paire peuvent alors être disposées soit têtebêche ou en sens opposé, comme cela est illustré en A à la fig. 1, soit de manière à être dans le The fins 10 of the same pair can then be arranged either head to tail or in opposite directions, as illustrated in A in FIG. 1, either so as to be in the
même sens comme cela est montré en B à cette même fig. 1. same direction as shown in B in this same fig. 1.
Selon l'exemple décrit précédemment et illustré aux fig. 4 et 5, le dispositif d'insertion 19 comprend une clé 24 munie, à chacune de ses extrémités, d'une poignée de manoeuvre 25 destinée à être actionnée par un opérateur de sorte que la According to the example described above and illustrated in FIGS. 4 and 5, the insertion device 19 comprises a key 24 provided, at each of its ends, with an operating handle 25 intended to be actuated by an operator so that the
mise en place des ailettes 10 nécessite la présence de deux opérateurs. fitting the fins 10 requires the presence of two operators.
Selon une autre forme de réalisation du dispositif 19 illustré à la fig. 6, la clé 20 comprend à une extrémité, une poignée de manoeuvre 25 et à son extrémité opposée une embase de guidage 30 qui présente d'une part, une surface de glissement 31 destinée à venir en appui sur les éléments de refroidissement 2 lors de l'engagement de la clé 20 et, d'autre part, une surface de guidage en rotation 32 destinée à venir s'insérer dans un bloc de guidage 33 qui présente par ailleurs, un logement 34 de According to another embodiment of the device 19 illustrated in FIG. 6, the key 20 comprises at one end an operating handle 25 and at its opposite end a guide base 30 which has, on the one hand, a sliding surface 31 intended to come to bear on the cooling elements 2 during the engagement of the key 20 and, on the other hand, a rotating guide surface 32 intended to be inserted in a guide block 33 which also has a housing 34 for
réception et de guidage de la surface 32 de l'embase 30. receiving and guiding the surface 32 of the base 30.
Cette disposition avantageuse de l'invention permet ainsi le montage des This advantageous arrangement of the invention thus allows the mounting of
ailettes intercalaires 10 par un seul opérateur. dividing fins 10 by a single operator.
Selon l'exemple décrit précédemment, les ailettes intercalaires sont mises en According to the example described above, the intermediate fins are placed
oeuvre sur des échangeurs constituant des radiateurs pour transformateurs électriques. works on exchangers constituting radiators for electrical transformers.
Toutefois, selon l'invention, les ailettes intercalaires 10 peuvent également être mises en oeuvre sur des cuves de transformateur dites à onde ou ondées. Dans ce cas, les éléments tubulaires 2 sont formés, comme le montre de manière schématique la fig. 7, par des replis ou des ondes de la paroi 50 de la cuve 51 de sorte que l'échangeur de chaleur selon l'invention fait partie intégrante de la cuve 51. Les ailettes intercalaires 10 sont alors interposées entre deux éléments tubulaires 2 adjacents However, according to the invention, the intermediate fins 10 can also be implemented on transformer tanks called wave or wavy. In this case, the tubular elements 2 are formed, as shown schematically in FIG. 7, by folds or waves from the wall 50 of the tank 51 so that the heat exchanger according to the invention is an integral part of the tank 51. The intermediate fins 10 are then interposed between two adjacent tubular elements 2
comme cela à été décrit précédemment. as previously described.
ilhe
Claims (19)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR0208559A FR2841972A1 (en) | 2002-07-08 | 2002-07-08 | Heat exchanger for electrical transformer, comprises two cooling elements, which define through their opposite face circulation channel, and elastically deformable fin is inserted between two opposite faces of cooling element |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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FR0208559A FR2841972A1 (en) | 2002-07-08 | 2002-07-08 | Heat exchanger for electrical transformer, comprises two cooling elements, which define through their opposite face circulation channel, and elastically deformable fin is inserted between two opposite faces of cooling element |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR2841972A1 true FR2841972A1 (en) | 2004-01-09 |
Family
ID=29725273
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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FR0208559A Withdrawn FR2841972A1 (en) | 2002-07-08 | 2002-07-08 | Heat exchanger for electrical transformer, comprises two cooling elements, which define through their opposite face circulation channel, and elastically deformable fin is inserted between two opposite faces of cooling element |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FR (1) | FR2841972A1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0245022A1 (en) * | 1986-05-01 | 1987-11-11 | The Garrett Corporation | Heat exchanger tube |
US5725047A (en) * | 1995-01-13 | 1998-03-10 | Lytron Incorporated | Heat exchanger |
FR2769357A1 (en) * | 1997-10-03 | 1999-04-09 | Valeo Thermique Moteur Sa | Motor vehicle heat exchanger manufacturing method |
-
2002
- 2002-07-08 FR FR0208559A patent/FR2841972A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
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