Brevet FR2069888A1 — publié le 19710910

La présente invention concerne un échangeur de chaleur convenant particulièrement bien comme radiateur d'automobile et constitué par plusieurs tubes plats parallèles dont les axes géométriques sont situés dans le même plan et sur lesquels sont enfilées plusieurs lamelles allongées espacées le long des tubes et perpendiculaires aux axes géométriqués des tubes, la direction longitudinale des sections droites des tubes étant perpendiculaire à la direction longitudinale des lamelles, lesquelles, entre les tubes, présentent plusieurs fentes parallèles à la direction longitudinale des lamelles. Lorsqu'un fluide coule le long d'une surface, il se forme contre la surface une couche limite du fluide qui a une vitesse d'écoulement inférieure à celle du reste du fluide. En plus de cela, ladite couche limite augmente en épaisseur le long de la surface dans la direction du courant. Cet augmenta- tion dtépaisseur de la couche limite entrain une augmentation de la'effet d'isolation theriique de la couche et diminue ainsi le rendement de l'échangeur de chaleur. Dans Les echangeurs de chaleur du type indiqué ci-dessus, on réduit l'augmentation de l'épaisseur de la couche limite en formant dans Les lamelles des fentes transversales à la direction du courant.Ces fentes peuvent être formées soit par découpage d'une bande d'une certaine largeur dans le matériau des lamelles, soit an pratiquant des incisions parallèles et en repoussant, à raison d'une sur deux, les bandes formées entre les incisions, hors du plan principal de la lamelle en question, de manière à obtenir entre les tubes des arches ou ponts dans le matériau des lamelles A chacun de ces ponts, l'épaisseur de la couche limite diminue et le rendement de I'échangeur de chaleur s'en trouve gmenté. La capacité des lamelles à évacuer la chaleur des tubes a une grande importance pour le rendement de l'échangeur de chaleur Pour cette raison, on soude les joints entre les tubes et les bords des ouvertures des lamelles à travers lesquelles les tubes passent. L'inventeur a trouve' que contrairement à la théorie mentionne ci-dessus, le rendement d'un échangeur de chaleur du type précité est amélioré si les incisions les plus rapprochées des bords des lamelles sont plus courtes que les autres Cet effet ne pouvait titre prévu, mais peut s'expliquer par le fait que pour évacuer la chaleur des régions entourant les extrémi mités des sections des tubes, il est important que les lamelles aient une grande capacité de conduction de chaleur entre les tubes et les bords des lamelles.Cette capacité de conduction de chaleur est naturellement restreinte si les lamelles sont traversées par des incisions dans ces régions, puisque chaque incision forme une barrière au passage de la chaleur à travers les lamelles LBinvention est décrite ci-après avec référence au dessin annexé, sur lequel les figures 1 et 2 montrent des parties arrachées de la moitié galoche de coupes horizontales de deux modes de réalisation de radiateurs d'automobile seLon l'invention la figure 3 est une coupe longitudinale de la partie dgwne lamelle située entre deux tubes et illustrant la formation de ponb indiquée précédemment. Les figures 1 et 2 montrent entre deux tubes 1 une partie d'une lamelle 2 balayée par un courant dtair dans le sens des flèches. Le bord longitudinal de la lamelle est désir gné par 3 et sa ligne médiane représentée en traits mixtes est désignée par 4. Le radiateur est, dans son ensemble, formé de plusieurs tubes verticaux répartis à intervalles réguliers le long des lamelles et traversés par l'eau de refroidissement et d'un nombre de lamelles également espacées l'une au-dessus de l'autre et enfilées sur les tubes. Les axes verticaux des tubes sont situés dans le plan représenté par la ligne 4.Les lamelles comportent des incisions longitudinales 5 d'une cer- taine longueur, mais près des extrémités 6 des sections des tubes, elles comportent des incisions plus courtes 7. La figure 1 montre une seule incision plus courte 7, tandis que la figu- re 2 en montre deux Les lignes 8 indiquent les bouts des ponts 9, 9a, 9b formes par les parties de lamelles situées entre deux incisions La figure 1 montre, à lte trême gauehe, un pont for- me par deux incisionsde longueur différente, tandis que la figure 2 montre un pont formé par deux incisions 7 de longueur égale. La figure 3 illustre la formation d'un pont 9 en vue latérale à partir du bord d'une lamelle. Par un repoussage à la presse du matériau de la lamelle située entre deux incisions, hors du plan principal de la lamelle, on constitue un pont ou arche qui forme, avec le reste de la lamelle, des Sentes 10 aux deux c8tés du pont. Ces fentes causent des interruptions dans la formation des couches limites préalablement décrites. Un exemple de l'effet obtenu avec un radiateur d'automobile exécuté selon la figure 1 est donné ci-après. Les lamelles sont, dans cet exemple, en cuivre et ont une épaisseur de 0,06mm, leur largeur entre leur bord avant 3 et leur bord arrière est de 24mm. La distance d'axe en axe des tubes est de 10mm et l'épaisseur des tubes est de 1,5mm. Les incisions 5 ontune longueur de 6,5mm tandis que les~incisions 7 ont une longueur de 4,5mu seulement.La distance entre les incisions est de 2mm et l'espace entre les incisions 7 et le bord adjacent de la lamelle a une largeur de 3mm Comparé avec un radiateur d'automobile présentant les dimensions ci-dessus mais d'exécution classique, c'est-àdire dont toutes les incisions 5 et 7 ont le même longueur, un radiateur comportant des incisions 7 plus courtes que les incisions 5 présente une augmentation de 3% de sa capacité d'échange de chaleur. Il peut sembler que cette augmentation de capacité est de peu d'importance. Elle correspond cependant, partant d'une même surface frontale du radiateur, à une écono- mie de 6% de cuivre. Ceci se traduit par une diminution de poids correspondante du -radiateur et une réduction de prix correspondante pour les matériaux qui le constituent. REVENDICATIONS Echangeur de chaleur, constitué par plusieurs tubes plats parallèles dont les axes sont situés dans le méme plan et sur lesquels sont enfilés plusieurs lamelles de forme allongée comportant des interstices et dans des plans perpendi oculaires aux axes géométriques des tubes, les sections droites des tubes ayant leurs lignes médianes longitudinales perpendiculaires au sens de la longueur des lamelles, qui,entre les tubes, comportent plusieurs incisions parallèles, caractérisé en ce que au moins une des incisions les plus rapprochées de chaque bord des lamelles est plus courte que les autres inci- sions.