Brevet FR2088480A1 — publié le 19720107

La présente invention concerne un radiateur à convection, en particulier destiné à des installations de chauffage central. Dans des radiateurs connus de ce genre, principalement formés d'un certain nombre de tubes soudés, il est prévu, pour augmenter la 5 surface chauffante, des bandes de tôle perpendiculaires aux tubes et mises en liaison métallique avec eux, par exemple du fait qu'ellef entourent chacun des tubes parallèles sur la moitié de son contour et se trouvent par leurs portions comprises entre les tubes dans le même plan que les axes des tubes. On obtient ainsi un ensemble 10 semblable à une grille, formé de tubes et de bandes de tôle ; à la place d'un certain.nombre de bandes de tôle, on peut naturellement utiliser aussi bien une tôle continue, conformée de la même manière et réunie aux tubes. Par ce moyen, on peut effectivement atteindre l'augmentation recherchée de la surface chauffante, mais des mesu-15 res supplémentaires sont nécessaires pour créer un courant d'air par convection suffisant et favorable pour le chauffage d'une piècei C'est pourquoi on a disposé, dans les radiateurs connus, à une cer- ; taine distance de l'ensemble en forme de grille précité, un écran I qui est chauffé par rayonnement et est destiné à réfléchir la chaleui 20 ainsi qu'à donner naissance à un courant d'air par convection. Le problème que s'est posé l'invention est, non seulement de mieux atteindre le but recherché, mais aussi d'obtenir un radiateur de puissance calorifique supérieure à celle des appareils de type connu jusqu'à présent, tout en rendant possible une réduction 25 de la section des tubes, ce qui permet, en raison de la vitesse de circulation plus élevée du fluide chauffant, de diminuer la quantité de fluide contenue dans le radiateur, dont l'inertie thermique est ainsi moins grande. Le radiateur conforme à l'invention est caractérisé en ce 30 qu'un groupe de tubes verticaux, disposés parallèlement côte à côte à distance les uns des autres et branchés en parallèle pour la circulation du fluide chauffant, et au moins une tôle de convection profilée régulièrement suivant des ondulations verticales sont en contact conducteur de chaleur sur toute la longueur de chaque tube, 35 et en ce que les ondulations de la tôle délimitent, d'un côté du groupe de tubes, des espaces d'air pour un courant d'air ascendant résultant d'une action de thermosiphon. D'autres particularités et avantages de l'invention assortiront de la description qui va suivre, faite en référence aux 40 dessins annexes, donnés à titre d'exemple seulement et dans lesquels 71 16762 2 2088480 la Pig. 1 représente le radiateur à convection en élévation ; la Fig.2 est une coupe transversale du radiateur à convection suivant la ligne A-A de la Fig. 1 ; 5 la Fig. 3 est une coupe longitudinale du radiateur à convection suivant la ligne B-B de la Fig. 1 ; la Fig. 4 représente à plus grande échelle un détail de la Fig. 3 montrant la disposition de la tôle de convection et des tubes ; 10 la Fig. 5 représente une autre forme de réalisation du radiateur- avec deux tôles de convection, à la même échelle que la Fig. 4 ; La Fig. 6 représente à la même échelle que les Fig. 4 et 5, un détail d'une autre forme de réalisation du radiateur avec uib 15 tôle de convection différemment conformée. Le radiateur comporte un certain nombre de tubes verticaux 1, disposés parallèlement côte à côte à distance les uns des autres et débouchant par leurs deux extrémités dans des collecteurs supérieur et inférieur horizontaux 2, de sorte que, vu de côté, le 20 radiateur présente la forme d'ion rectangle dont les grands côtés sont constitués par les collecteurs. Les tubes 1 et 2 sont parcourus par le fluide chauffant. Entre les collecteurs supérieur et inférieur 2 est prévue une tôle de convection 3 à ondulations verticales, qui est en contact d'échange thermioue sur toute la lon-25 gueur de chaque tube 1 et fixée par des points de soudure, par exemple. Suivant la Fig. 3» l'ondulation de la tôle de convection 3 présente en section transversale la forme d'une ligne trapézoïdale en tronçons rectilignes qui se raccordent à angle obtus et chaque ondulation a la forme d'un trapèze dans lequel manque le plus grand 30 des deux côtés parallèles dans la ligne joignant deux tubes 1 successifs. Vue d'un côté comme de l'autre, la tôle de convection possède donc des sommets d'ondulation qui sont plus larges d'un côté que de l'autre côté,où ils présentent en outre une forme légèrement arrondie pour être réunis aux tubes 1 ; le long de chaque som-35 met d'ondulation tourné vers l'une des faces de la tôle de convection, chaque tube vertical 1 est mis ainsi du même côté en liaison conductrice de la chaleur avec le sommet d'ondulation. La tôle de convection, s'étendant du collecteur supérieur au collecteur inférieur 2 fait largement saillie par rapport aux collecteurs 2, 40 par ses ondulations, d'un même côté, de préférence du côté avant, de sorte que les ondulations de la tôle délimitent des espaces d'air 71 16762 3 - - 2088480 4 sur l'une des faces ainsi que des espaces d'air 5 sur l'autre face de la tole pour un courant d'air ascendant, qui résulte d'une action de thermosiphon et peut circuler librement autour de l'arête inférieure 6 et de l'arête supérieure 7 de la tôle. 5 II va de soi que la tôle de convection peut être aussi bien conformée autrement et posséder par exemple des sommets d'ondulation de section à angle droit, c'est-à-dire que les tronçons d'ondulation rectilignes en section forment une ligne dans laquelle les tronçons successifs se raccordent à angle droit. La Fig. 5 représente une tôle de convection 10 de ce genre, qui est en contact conducteur de la chaleur avec les tubes verticaux 1 en complément d'une tôle de convection 3 déjà décrite s'étendant entre les deux collecteurs ; cette tôle de convection 10 est disposée entre la tôle de convection 3 et les tubes verticaux 1 de telle sor-15 te que les sommets d'ondulation, équidistants dans les deux tôles, s'appliquent l'un contre l'autre, les tubes 1 étant entourés ainsi de trois côtés par les sommets d'ondulation se trouvant sur la même face externe de la tôle de convection 10. Comme le montre la Fig» 5j les parties des deux tôles comprises entre deux tubes 1 2° successifs délimitent entre elles des canaux 11, qui sont ouverts en haut et en bas et dans lesquels circule un courant d'air ascendant. On obtient un résultat analogue avec une tôle de convection 12 conforme à la Fig. 6, dont les sommets d'ondulation sont 25 de section rectangulaire, mais de hauteur notablement plus grande que ceux de la tôle 10, c'est-à-dire que la hauteur des Commets d'ondulation de la tôle 12 mesurée à partir du tube 1 correpond sensiblement à la hauteur des sommets d'ondulation de la tôle 3, pareillement mesurée à partir du tube 1. .'Dans cette tôle de 30 convection 12, les ondulations ont une largeur libre correspondant au diamètre extérieur des tubes verticaux 1 et ceux-ci sont réunis, pour conduire la chaleur, à la tôle de convection au voisinage des deux flancs plans se trouvant entre deux sommets d'ondulation successifs, de sorte qu'avec chaque tube une ondulation délimite un 35 canal 13 pour un courant d'air y circulant de bas en haut. Il s'établit pareillement un certain courant d'air naturel par convection dans les espaces compris entre deux sommets successifs et limités seulement de trois côtés. L'avantage du radiateur sus-décrit à tubes branchée en ^0 parallèle pour la circulation du fluide réside en ce que la uuie ®AD OFHGinai, 71 16762 4 2088480 de convection ondulée assure une grande surface de contact avec l'air formant un courant ascendant de part et d'autre de la tôle, par action de thermosiphon, de sorte que cet air est efficacement réchauffé par convection, ce qui permet de réduire la section des 5 tubes, d'obtenir une plus grande vitesse de circulation du fluide chauffant et d'en diminuer la quantité contenue dans le radiateur. Le coefficient de transmission calorifique entre l'eau et la paroi des tubes est ainsi accru et l'inertie thermique du radiateur abaissée. La réduction de section des tubes s'accompagne en outre lOd'une diminution de la quantité de matière nécessaire pour la fabrication du radiateur. 71 16762 5 20S848Ô R -E V E N D-I C A T I O H S 1 - Radiateur à convection, caractérisé-en ce qu'un groupe de tubes verticaux (l), disposés parallèlement côte à côte à distance les uns des autres et branchés en parallèle pour la circulation du fluide chauffant, et au moins une tôle de convec- 5 tion (3,10,12) profilée régulièrement suivant des ondulations verticales sont en contact conducteur de chaleur sur toute la longueur de chaque tube (l), et en ce que- les ondulations de la tôle délimitent,d'un côté du groupe de tubes, des espaces d'air (4,5,11,13) pour un courant d'air ascendant résultant d'une action 10 de thermosiphon. 2 - Radiateur à convection suivant la revendication 1, j caractérisé en ce que, vu de côté, il présente la forme d'un rec- , tangle, le long des grands côtés horizontaux duquel s'étendent des collecteurs (2) destinés au raccordement des tubes verticaux (1) 15 branchés en parallèle, et en ce que la tôle de convection (3,12), s'étendant entre les deux collecteurs (2) sur toute la longueur des tubes verticaux (1), fait notablement saillie par des tronçons ondulés par rapport aux collecteurs d'un seul et même côté de ceux-ci et permet au courant d'air ascendant de circuler sans obstacle = 20 autour des bords libres supérieur et inférieur (6,7) de la tôle. ; 3 - Radiateur à convection suivant l'une des revéndica- ■ ; tions 1 et 2, caractérisé en ce que la tôle de convection (3,10, ! 12) présente des ondulations en une ligne formée en section de portions rectilignes, qui se raccordent sous un angle obtus en ; 25 formant un tracé trapézoïdal, ou sous un angle droit en formant un tracé rectangulaire. 4 - Radiateur à convection suivant la revendication 3* caractérisé en ce que le long de chaque sommet d'ondulation se trouvant d'un côté de la tôle de convection (3) et de section à 30 angle obtus est réuni du même côté un tube vertical (l), en liaison conductrice de la chaleur avec la tôle. 5 - Radiateur à convection suivant l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce qu'en complément de la tôle de convection (3) à sommets d'ondulation formant en section des 35 angles obtus, est disposée, entre cette tôle (3) et les tubes verticaux (l), une tôle de convection (10) dont les sommets d'ondulation forment en section des angles droits, de telle sorte que -les sommets d'ondulation s'appliquent l'un sur 11 0 f 1 autre et que les tubes sont entourés de trois côtés sur la même face externe de cette demi p.tp tôle (loi 8AD ORIGINAL 71 16762 6 2088480 par les ondulations de celle-ci, tandis que les portions des deux tôles se trouvant entre deux tubes successifs délimitent chacune un canal (il) pour un courant d'air circulant vers le haut à travers ce canal. 6 - Radiateur à convection suivant les revendications 1,2 et caractérisé en ce que, pour une tôle de convection (12) dont les sommets d'ondulation forment en section des angles droits les ondulations tournées d'un côté possèdent une largeur libre correspondant au diamètre extérieur du tube vertical (1), et en ce que les tubes se trouvant entre les deux flancs de chaaue ondulation et au voisinage des portions planes des ondulations comprises entre- deux sommets successifs sont réunis en-liaison conductrice de la chaleur auxdits flancs, de sorte que chaque sommet d'ondulation délimite avec un tube un canal (13) pour la circulation d'un courant d'air ascendant.