Brevet FR2050273A1 — publié le 19710402

La presente invention concerne U général les échangeurs de chaleur et, plus particulierement les échangeurs de chaleur utilisés dans les chauffe-eau, chauffe-bains et dans les chaudières mixtes ou simples de chauffage central. Les échangeurs de chaleur du type cité plus haut sont généralement constitués d'un bloc d'ailettes traversé par des tubes, dans lesquels circule le fluide à chauffer. Le bloc d'ailette est de préférence placé directement au-dessus d'une chambre de combustion et les gaz brûlés provenant de la chambre de combustion échauffent les ailettes qui transmettent leur chaleur aux.tubes et au fluide circulant dans lesdits tubes Les ailettes sont écartées l'une par rapport à l'autre, de manière à ce que les produits de combustion puissent être évacués normalement. On a remarqué que, lors du fonctionnement des échangeurs de chaleur de ce type, les parties basses des ailettes qui se trouvent dans le courant de gaz brûlés - sont toujours portées à une température plus élevée que les parties hautes. Différentes solutions ont déjà été proposées pour augmenter le rendement de l'échange thermique, telles que par exemple des découpes ou des crevés formant des chicanes sur les faces des ailettes. Ces solutions présentent l'inconvénient de diminuer la section de passage des gaz brûlés et d'augmenter ainsi les risques d'encrossement. Il est évidemment possible de prévoir un écartement plus grand entre les ailettes, mais il est alors clairement visible que, dans ce cas, l'argumentation du rendement thermique obtenue grace à la présence des découpes et crevés formant des chicanes est en grande partie reperdue par le fait que l'espacement des ailettes doit être augmenté, de sorte que lierez dement avec ou sans découpes et crevés est pratiquement le même. Le but de la présente invention est d'augmenter le rendement thermique d'un échangeur de chaleur en améliorant l'échauffement des parties supérieures des ailettes. Pour atteindre ce but, on place à la partie supérieure desdites ailettes des languettes de très petite dimension disposées approximativement perpendiculairement au courant des gaz brûlés provenant de la chambre de combustion. Ces languettes sont échauffées par le courant de gaz brûlés et transmettent leur chaleur à la partie supe- rieure des ailettes qui atteint approximativement la même tempé rature que la partie inférieure. Les ailettes, étant de très petite dimension, ne diminuent pratiquement pas la section de sortie des gaz brûlés. Dans un mode d'exécution préféré les languettes sont placées dans le courant de gaz brûlés, entre les tubes, de sorte que les gaz brûlés, qui sont déviés par les languettes, contournent les tubes et sortent au-dessus desdits tubes. Ces gaz brûlés échauffent donc la partie de la languette se trouvant directement au-dessus des tubes ainsi que les parties supérieures des tubes eux-mêmes. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui suit et en regard des dessins annexés concernant un mode de réalisation de ltinvention ainsi qu'une variante, lesquels sont donnés à titre illustratif et nullement limitatif. Dans ces dessins: La figure 1 est une vue de dessus d'un échangeur de chaleur formé d'un bloc d'ailettes traversé par des tubes; la fig. 2une vue d'un mode de réalisation d'une ailette selon l'invention; la fig. 4 est une vue d'une variante d'une ailette selon l'invention; et la fig. 5 une coupe selon la ligne V-V dela figure 4. L'échangeur de chaleur représenté dans la fig. 1 est destiné à être utilisé pour le chauffage de l'eau et comprend un bâti double 1 délimitant une chambre de combustion. Sur le bâti 1 est posé un bloc 2, formé d'une série d'ailettes 3 disposées parallèlement et à égale distance l'une de l'autre, le bloc--formé par les ailettes 3 étant traversé par un serpentin 4 formé de tubes 5 contenant un fluide à chauffer. Les figures 2 et 3 représentent un premier mode d!exécution d'une ailette entrant dans la fabrication du bloc d'ailettes représenté dans la-figure 1. Cette ailette comprend une tôle 6 (fig. 2 et 3) percée d'orifices 7 destinés à recevoir les tubes contenant le fluide à chauffer, et dont les extrémités présentent des parties recourbées, destinées à former un cadre au bloc représenté dans la fig. 1. Un anneau circulaire 9 repoussé entoure chacun des orifices 7 afin d'assurer un bon contact thermique avec les tubes introduits dans lesdits orifices et sur lesquels il est brasé. L'ailette présente encore, à sa partie supérieure, des languettes 10 découpées et repliées de manière à se présenter approximativement perpendiculairement au courant de gaz brûlés traversant le bloc d'ailettes.Les languettes sont placées entre deux tubes, de manière que les courants de gaz brûlés passant de part et d'autre des tuyaux soient déviés de leur chemin normal, contournent les tuyaux et longent les parties supérieures de l'ailette placée au-dessus desdits tuyaux. Lorsque les ailettes sont assemblées pour former le bloc, les languettes forment des bandes situées perpendiculairement aux ailettes dans le passage direct des gaz brûlés entre et au-dessus des tubes. Avec cette disposition, on ne modifie. pratique- ment pas la section de sortie des gaz brûlés et les languettes, étant frappées par le courant chaud traversant le bloc d'ailettes, emmagasinant de la chaleur et la transmettant aux parties supérieures des ailettes. De plus, étant donné que les languettes sont placées entre deux tuyaux adjacents, les gaz brûlés, aulieu de sortir directement du bloc d'ailettes, sont déviés par les languettes et contournent lesdites languettes, échauffent les parties d'ailettes situées au-dessus des tubes ainsi que les parties supérieures de ceux-ci.- Les parties supérieures des ailettes selon l'invention ainsi que les parties supérieures des tuyaux situées à proximité des ailettes emmagasinent avec cette disposition une plus grande quantité de chaleur et le rendement thermique est ainsi considérablement amélioré. Dans la variante représentée dans les fig. 4 et 5, l'ailette est également formée d'une tôle Il percée d'orifices 12 traversés par des tubes, à travers lesquels circule le fluide àchauffer. Chaque orifice 12 est également entouré d'une colerette 13 destinée à assurer un bon contact thermique entre l'ailette et le tube. Les extrémités de l'ailette présentent des parties repliées 14 destinées à former un cadre au kloc à ailettes. La partie supérieure de l'ailette comprend enfin des languettes 15 repliées et placées approximativement perpendiculairement au courant de gaz traversant le'bloc. I1 est évident que l'invention n'est pas limitée à-un échangeur de chaleur destiné à chauffer de l'eau, comme celui qui vient d'être décrit dans les fig. 1 à 5 L'invention vise également tous les échangeurs de chaleur à ailettes, et aussi ceux destinés à refroidir un fluide à l'aide du courant froid d'un autre fluide. Dans ce cas, ce sont les parties inférieures des ailettes qui seront portées à une température plus froide que les parties supérieures et la présence des languettes disposées aux parties supérieures permettra de refroidir plus complètement lesdites parties supérieures et d'obtenir ainsi comme précédemment un meilleur rendement thermique. Revendications 1. Echangeur de chaleur comprenant un bloc d'ailettes traversé par des tubes ou des barres destinés à effectuer l'échange de chaleur, caractérisé en ce que la partie supérieure des ailettes comprend plusieurs languettes disposées approximativement perpendiculairement au courant-de fluide traversant le bloc d'ailettes. 2. Echangeur de chaleur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les languettes sont placées audessus et entre deux tubes ou barres adjacents, demanière que, lorsque le bloc d'ailette est assemblé, lesdits languettes forment des bandes; perpendiculaires aux ailettes et~situées dans le passage du fluide traversant le bloc. 3. Echangeur de chaleur selon une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les languettes sont formées d'une seule piece avec l'ailette et sont repliées pour se présenter perpendiculairement au fluide traversant le bloc d'ailettes.