Brevet FR2248481A1 — publié le 19750516

Les échangeurs thermiques posent le problème d'offrir aux fluides en écoulement une surface aussi grande que possible par laquelle puisse se faire l'échange de chaleur. Dans les échangeurs thermiques de chauffage et les radiateurs de véhicules, ce problème est en général résolu par des ailettes qui sont disposées sur la surface extérieure des tubes L'obligation de construire ces échangeurs sous une forme compacte entratne un ailettage très serré.Il peut en résulter l'inconvénient que, selon la forme donnée aux tubes, le fluide circulant d ltintérieur des tubes ne puisse plus céder à la paroi intérieure des tubes les calories qui devraient entre transmises à la surface extérieure des tubes et, de lA, par l'intermédiaire des ailettes fixées a.cette dernière surface, au fluide circulant a l'extérieur. C'est pourquoi on place dans les tubes ce qutil est convenu d'appeler des "promoteurs de turbulence" qui, selon leur réalisation, doivent accrolftre la surface échangeuse de chaleur sur la surface intérieure et/ou, par formation de tourbil Ions, les coefficients de transmission thermique sur la surface intérieure des tubes.Dans les échangeurs thermiques connus, on utilise pour cela des feuillards qui -sont introduits un par un dans les tubes. Ces feuillards sont maintenus par un effet de serrage dans les tubes. Cet effet de serrage peut disparattre a la longue, en particulier en raison des conditions difficiles dans lesquelles sont placés les échangeurs par la circulation des véhicules, de sorte que les promoteurs de turbulence cheminent dans les tubes et peuvent même être rejetés à l'extérieur de ceux-ci. De plus, ltin- troduction de ces promoteurs de turbulence soulève des difficultés lors du montage des échangeurs thermiques. L1 invention a pour but d'éliminer ces inconvénients et de créer, pour les échangeurs thermiques, des promoteurs de turbulence qui soient simples a fabriquer et faciles a monter. Selon 11 invention, ce but est atteintZepSareeteilall m utune multiplicité de promoteurs de turbulence sont reliés ensemble a l'une de leurs extrémités. Avantageusement, la liaison des promoteurs de turbulence est assurée par une entretoise. Cette entretoise peut ventre rectiligne, mais elle est de préférence en L ou en U. On facilite davantage le montage en disposant tous les promoteurs de turbulence d'un échangeur thermique sur une méme entretoise en forme de grille. Pour la fabrication, il est avantageux que les promoteurs de turbulence et l'entretoise soient constitués d'une seule pièce. Selon un développement de l'invention, l'entretoise comporte des moyens d'appui propres à coopérer avec un couvercle. Ces moyens d'appui sont de préférence agencés en pattes d'appui, établies avantageusement en une seule pièce avec l'entretoise et les promoteurs de turbulence. Après montage des promoteurs de turbulence dans les tubes, ces pattes s'appuient sur le couvercle de l'échangeur thermique et assurent ainsi le maintien des promoteurs de turbulence dans les tubes. Selon une autre caractéristique de l'invention, les promoteurs de turbulence ont essentiellement la forme d'une hélice. Il est particulièrement avantageux de choisir la forme des promoteurs de turbulence de façon qu'ils provoquent une giration orientée, dans l'écoulement du fluide. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention vont entre expliqués plus en détail à l'aide des dessins qui illustrent schématiquement des modes de réalisation de l'invention. La fig. 1 montre schématiquement, avec parties coupées, un échangeur thermique équipé de promoteurs de turbulence conformes à 1' invention. La fig.2 est une vue latérale. La fig. 3 montre en plan un premier mode de réalisation. La fig. 4 montre en plan un autre mode de réalisation. La fig. 5 montre enfin, en perspective schématique, un magasin. La fig. 1 représente un échangeur thermique 7 en élévation avec parties coupées. De façon connue, l'échangeur thermique 7 est constitué par une botte à eau inférieure 9, par une botte à eau suprieure 10 ainsi que par des tubes 4 à ailettes 8. I1 est inutile de fournir d'autres détails sur l'échangeur 7 pour autant qu'ils n'aident pas à comprendre l'invention Selon l'invention, on introduit dans les tubes 4 des promoteurs de turbulence 1 qui sont reliés ensemble à l'une de leurs extrémités par une entretoise 2. Les entretoises 2 peuvent encore posséder des pattes 3 qui s'appuient contre un couvercle 5 appartenant à la botte à eau supérieure 10 de l'échangeur thermique. Après le montage des promoteurs de turbulence 1 dans les tubes 4, les pattes 3 s'appuient sur le couvercle 5 et assurent ainsi le maintien des promoteurs de turbulence 1 dans les tubes 4. Les fig. 2 et 3 représentent un mode de réalisation d'un groupe de promoteurs de turbulence 1 établi conformément à l'inven tion. Selon ce mode de réalisation, plusieurs promoteurs de turbulence 1 sont combinés linéairement en une seule unité par une entretoise ou traverse de liaison 2. L'agencement d'ensemble peut aussi entre tel que l'entretoi- se 2 relie en L ou en U plusieurs rangées parallèles ou perpendicu lairds de promoteurs de turbulence 1. Un développement adéquat de l'invention est représenté à la fig. 4. Une entretoise 6 en forme de grille relie ici, par l'une de leurs extrémités, plusieurs promoteurs de turbulence 1 disposés eux-mEmes en forme de grille. Avec un seul groupe de tous les tubes, il est ainsi possible de munir de ces promoteurs de turbulence un échangeur thermique ou une section d'échangeur thermique. Comme les-promoteurs de turbulence 1 sont maintenus par l'entretoise 2 ou 6 aux distances mutuelles qui correspondent à celles des tubes, on peut facilement les introduire tous en mme temps dans les tubes 4. I1 en résulte l'avantage qu'une multiplicité de promoteurs de turbulence peuvent titre introduits simultanément par le méme dispositif d'insertion. Un autre avantage consiste en ce que les promoteurs de turbulence 1 peuvent être emmagasinés très simplement, sans qu'ils risquent de s'accrocher mutuellement et de gêner leur manutention, La fig. 5 représente un magasin simple en forme de rails de suspension 11. La forme des promoteurs de turbulence 1 est par elle-mame indifférente. On préfère toutefois un agencement à hélice, en particulier un agencement qui produise une giration orientée dans l'écoulement du fluide. Les promoteurs de turbulence conformes à 1' invention - peu- vent entre faits de feuillards, mais avantageusement aussi en un ma térian moulable par injection. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation représentés et décrits mais en embrasse toutes les variantes à la portée des spécialistes. REVENDICATIONS 1 - Système promoteur de turbulence à insérer dans les tubes d'échangeurs thermiques, caractérisé par le fait qu'une multiplicité de promoteurs de turbulence (1) sont reliés ensemble à 1'une de leurs extrémités. 2 - Système promoteur de turbulence selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la liaison des promoteurs de turbulence (1) est assurée par une entretoise (2 ou 6). 3 - Système promoteur de turbulence selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'entretoise (2) a une forme en L. 4 - Système promoteur de turbulence selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par-le fait que l'entretoise (2) a une forme en U. 5 - Système promoteur de turbulence selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'entretoise (6) a une forme en grille. 6 - Système promoteur de turbulence selon l'une quelconque des revendications 1 å 5, caractérisé par le fait que les promoteurs de turbulence (1) sont constitués en une seule pièce avec l'entretoise (2 ou 6). 7 - Système promoteur de turbulence selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que l'entretoise (2j comporte des moyens d'appui propres à coopérer avec un couvercle (5). 8 - Système promoteur de turbulence selon la revendication 7, caractérisé par le fait que les moyens d'appui sont formés de pattes d'appui (3). 9 - Système promoteur de turbulence selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisé par le fait que l'entretoise (2 ou 6) et les moyens ou pattes d'appui- (3) sont constitués en une seule pièce. 10 - Système promoteur de turbulence selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que les promoteurs de turbulence (1) ont essentiellement la forme d'une hélice. 11 - Système promoteur de turbulence selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait que les promoteurs de turbulence (1) ont une forme telle qu'ils provoquent une giration orientée dans l'écoulement du fluide. 12 - Système promoteur de turbulence selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé par le fait que les promoteurs de turbulence (1) sont constitués en matière moulable par injection avec l'entretoi e (2 ou 6),ou avec les pattes (3), ou avec l'entretoise (2 ou 6) et les pattes (3).