Brevet FR2290645A1 — publié le 19760604

la présente invention concerne un radiateur, notaient de chauffage central. Plus précisément, le radiateur visé par l'invention est du genre comportant au soins deux sections métalliques creuses notamment en tôle d'acier, destinées à assurer une circulation de fluide chauffant. Dans les radiateurs du genre précité les sections sont reliées à leurs parties supérieures et inférieures par des tubes collecteurs d'assemblage, ces sections étant disposées verticalement quand le radiateur est en service. On connut des réalisations dans lesquelles chaque section du radiateur est constituée par deux demi-coquilles aplaties en tôle d'acier, soudées l'une à l'autre. Le fluide chauffant peut ainsi circuler dans le volume intérieur à chaque section et d'une section à la suivante par les tubes collecteurs. On réalise des radiateurs de puissance calorifique pratiquement proportionnelle au nombre de sections assemblées sur les tabes collecteurs. De ce fait, l'augmentation de ltésission calorifique d'un radiateur de ce genre n'est possible qu'au prix d'un accroissement de ses dimensions et de son encombrement. L'invention vise à remédier à cet inconvénient en permettant de réaliser un radiateur dont l'émission calorifique est notablement augmentée sans accroissement corrélatif d'encombrement. Le radiateur suivant l'invention, notamment de chauffage central, comporte au moins deux sections métalliques creuses destinées à assurer une circulation de fluide chauffant, reliées à leurs parties supérieures et inférieures par des tubes collecteurs d'assemblage, ces sections étant disposées verticalement quand le radiateur est en service et comprenant chacune deux demi-coquilles qui sont soudées l'une à l'autre. Suivant l'invention, le radiateur est caractérisé en ce que chaque demi-coquille présente au moins une rangée de bossages séparés par des étranglements, ces rangées de bossages étant symé- triques par rapport au plan médian d'une section et délimitant des canaux verticaux qui débouchent au niveau des tubes collecteurs. Les bossages et les étranglements intermédiaires délimitent des ondulations verticales dont l'expérience montre qu'elles accroissent très sensiblement le coefficient d'échange thermique du radiateur. Suivant un ode de réalisation préféré, entre deux étranglements successifs, les bossages sont évasés vers ie bas du radiateur et sont raccordés aux étranglements suivant un profil aérodynamique. Le profil aérodynamique augmente la vitesse ascensionnelle de 1 1air chaud, ce qui améliore le rendement du radiateur. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaitront au cours de la description détaillée qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, on a représenté deux modes de réalisation de l'invention. La figure 1 est une vue en perspective, avec arrachements, d'un premier mode de réalisation du radiateur conforme à l'invention. la figure 2 est une vue en élévation longitudinale avec arrachements du radiateur de la figure 1. la figure 3 est une vue en perspective partielle, avec arrachements, du radiateur des figures 1 et 2, la perspective étant orientée différemment de celle de la figure 1. La figure 4 est une vue en élévation latérale, avec arrachements, d'une section du même radiateur en position de service, à plus grande échelle que les figures précédentes. La figure 5 est une coupe suivant V-V de la section de la figure 4, les sections voisines étant représentées en traits mixtes. La figure 6 est une vue en élévation partielle de face, avec arrachements, d'une section du radiateur des figures 1 à 5. La figure 7 est une coupe verticale partielle correspondant à la ligne VII-VII de la figure 4. La figure 8 est une vue en élévation latérale partielle à grande échelle, avec arrachements, d'une section d'un radiateur conforme à un deuxième mode de réalisation de l'invention. la figure 9 est une coupe suivant IX-IE de la figure 8. lia figure 10 est une coupe suivant X-I de la figure 8. Le radiateur représenté par les figures 1, 2 et 3 comprend plusieurs sections métalliques creuses 1, semblables entre elles et parallèles les unes aux autres suivant une direction perpendiculaire au plan médian P du radiateur. Lorsque le radiateur est en position de service, les sections sont disposées verticalement, par exemple le long d'un mur. Par convention, le côté arrière du radiateur est celui qui fait face au mur et le côté avant, celui qui fait face à l'intérieur du local. Les sections sont de préférence réalisées en tôle d'acier et mises en forme par emboutissage. Chaque section est constituée, comme on le voit notamment sur la figure 5, de deux demi-coquilles 2 et 3 soudées l'une à l'autre par leurs bords plats 4 et 5 et délimitant entre elles un volume intérieur dans lequel circule le fluide chauffant. Chaque section 1 est raccordée, à sa partie supérieure et à sa partie inférieure, à des tubes collecteurs 8 et 9 qui permettent à la fois l'assemblage deux à deux des sections t voisines et la circulation du fluide chauffant à travers tout le radiateur. Chaque demi-coquille telle que 2 comporte, conformément à l'invention, deux rangées verticales 2a, 2b de bossages Il et 12 qui sont séparés par des étranglements 13 et 14. Les bossages 11, 12 et les étranglements 13, 14 des deux demi-coquilles 2, 3 dont se compose chaque section 1 sont symétriques par rapport au plan transversal Q de contact des bords 4 et 5 (figure 5). La succession des bossages il et des étranglements 13 d'une même rangée verticale présente, en coupe, un profil sinueux aérodynamique dont les ondulations, comme on le voit sur les figures 4, 6 et 7, sont dissymétriques, les bossages 11 et 12 étant évasés vers le bas du radiateur. Le sommet lla ou 12a d'un bossage 11 ou 12 est raccordé à l'étranglement î3ou 14 situé immédiatement au-dessous. Deux étranglements 13 situés à la même hauteur en regard l'un de l'autre et appartenant l'un à une demi-coquille 2, 1' autre à une demi-coquille 3, délimitent entre eux un passage rétréci 6 qui assure la communication entre deux bossages Il consécutifs d'une rangée 2a. De manière similaire, deux étranglements associés 14 des demi-coquilles 2 et 3 délimitent un passage rétréci 7 semblable au passage 6. Les rangées 2a, 2b présentent des parties terminales 30 arrondies qui débouchent au niveau des tubes collecteurs 8 et 9. Les parties terminales 30 supérieures sont séparées des derniers sommets 11b, 12b des rangées 2a, 2b par des rétrécissements 31 (figure 4). Les rangées 2a, 2b des deux demi-coquilles 2, 3 délimitent, lorsque ces dernières sont assemblées, des canaux verticaux dans lesquels circule le fluide chauffant quand le radiateur est en service. Suivant une particularité du radiateur conforme à l'invention, des picots transversaux 15 sont fixés sur les bossages 11 et 12 au voisinage de leurs sommets 1 la, 1 2a. Leurs axes sont horizontaux et dirigés perpendiculairement au plan de symétrie Q d'une section 1. Comme on le voit clairement à la figure 5 les picots 15 fixés à une rangée 2a ou 2b de bossages sont légèrement décalés horizontalement les uns par rapport aux autres dans une direction parallèle au plan de symétrie Q. Les picots 15 peuvent entre fixés notamment par soudage et ils provoquent des turbulences dans le flux d'air ascendant le long de la paroi du radiateur. Des canaux horizontaux 16 (figures 4 et 5) sont ménagés entre les passages 6 et 7 d'une section 1 au moyen de renflements transversaux 17 joignant deux à-deux les bossages 11 et 12, par exenrple un peu au-dessus des étranglements 13, 14. Chaque demi-coquille 2, 3 comporte encore, de manière connue, sur le côté avant du radiateur, un prolongement 18 parallèle au plan médian P du radiateur. Les effets techniques du radiateur conforme à l'invention sont les suivants Quand le radiateur est en service, l'air est chauffé par convection et monte le long des sections 1. On constate ce résultat inattendu que le coefficient d'échange thermique entre le flux d'air ascendant et le fluide circulant dans le radiateur est très supérieur à celui que l'on obtient avec des sections pratiquement planes, colle dans les radiateurs connus. L'accroissement du rendement du radiateur peut atteindre 30,' , ce qui constitue un avantage considérable. Ce supplément de rendement est probablement dû à l'accroissement de la vitesse ascenaionnelle de l'air chaud au contact des profils aérodynamiques constitués par les bossages 11, 12 et les étranglements 13, 14. Les turbulences provoquées par les picots 15 contribuent également à accrottre le coefficient d'échange thermique et le rendement corrélatif du radiateur conforme à l'invention. De même, les communications horizontales délimitées par les renflements 17 entre les rangées 2a, 2b de bossages facilitent la circulation du fluide chauffant. Ces communications contribuent donc à l'amélioration du coefficient d'échange thermique. La Juxtaposition des prolongements 18,que séparent des intervalles verticaux étroits, forme en avant du radiateur une série de parois verticales qui sont également favorables aux échanges thermiques, en ce qu'elles augmentent les surfaces d'échange. À titre d' exemple numérique non limitatif, un résultat particnlièrement favorable a été obtenu avec un radiateur dont chaque section a comme cotes principales, repérées sur la figure 4 - distance entre les axes des deux collecteurs 8 et 9 H = 720 nm - distance entre les sommets de deux bossages successifs 11 ou 12 . h = 70 a - distance verticale entre le sonnet d' un bossage li ou 12 et le fond de l'étran glement 13 ou 14 situé imaédiatement en dessous . k = 10 z - écartement des axes I-t et Y-Y des deux rangées de bossages :: E = 50 m - largeur d'un bossage 11 ou 12 à son sommet : L = 32 mm - largeur d'un étranglement 13 ou 14 à son fond : 1 = 20 mm - épaisseur de la t81e utilisée =1,25 im - diamètre du picot 15 : d = 4 mm (figure 6) - longueur du picot 15 : p = 2 mm (figure 6). Dans le deuxième mode de réalisation de l'invention représenté aux figures 8, 9 et 10, chaque demi-coquille 22 comporte trois rangées parallèles de bossages 24, 25 et 26 séparés par des étranglements 27, 28 et 29. Une demi-coquille 22 délimite, avec la demi-coquille accolée 23, symétrique de la demicoquille 22 par rapport au plan médian R, trois canaux 31, 32 et 33 pour la circulation du fluide chauffant. Chacune de ces trois rangées présente les mêmes particularités que les deux rangées de la première réalisation, notamment le profil aérodynamique de la succession des bossages et des étranglements de chacune des rangées. Les deux rangées latérales 24 et 26 présentent des parties terminales arrondies 34 et 36, pour permettre aux canaux correspondants 31 et 33 de déboucher, de même que le canal 32 de la rangée médiane 25, dans le tube collecteur inférieur 20.Une disposition similaire est réalisée à la partie supérieure du radiateur pour le raccordement des rangées 24, 25, 26 au tube collecteur supérieur. Les rangées 24, 25, 26 sont reliées entre elles par des renflements transversaux 40, 41, ménagés au niveau des sommets 42 des bossages. Bien entendu, dans cette deuxième réalisation, chaque rangée de bossages peut avantageusement comporter, comme dans la première réalisation, des picots générateurs de turbulences dans le flux d'air ascendant, bien que ces picots ne soient pas représentés sur les figures 8, 9 et 10. La version représentée aux figures 8 à 10 accroft la puissance thermique du radiateur par rapport à celle du radiateur des figures 1 à 7. À titre indicatif, l'emploi des bossages et des picots permet, toutes choses étant égales d'ailleurs et notamment le poids de métal utilisé dans un radiateur, de faire passer la chaleur émise par ce radiateur de 59 gCal par kg de métal à 76 kg, soit une augaentation de près de 30%. Il est évident que l'invention n'est pas limitée aux deux réalisations décrites et Qu'on peut apporter à celles-ci de nombreuses variantes d'exécution. On pourrait par exemple ne prévoir qu'unie seule rangée de bossages pour chaque demicoquille d'une section, bien que l'accroissement du coefficient d'échange thermique soit alors moins important. REVESDIXATIORE 1. Radiateur, notamment de chauffage central, comportant au moins deux sections métalliques creuses destinées à assurer une circulation de fluide chauffant, reliées à leurs parties supérieures et inférieures par des tubes collecteurs d'assemblagei, ces sections étant disposées verticalement quand le radiateur est en service, et comprenant chacune deux demi-coquilles qui sont soudées l'une à l'autre, caractérisé en ce que chaque demi-coquille présente au moins une rangée de bossages séparés par des étranglements , ces rangées de bossages étant symétriques par rapport au plan médian d'une section et délimitant des canaux verticaux qui débouchent au niveau des tubes coliecteurs, 2.Radiateur conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que, entre deux étranglements successifs, les bossages sont évasés vers le bas du radiateur et sont raccordés aux étranglements suivant un profil aérodynamique. 3. Radiateur conforme à 1' une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que des picots transversaux destinés à accroStre la turbulence de l'air ascendant sont fixés aux bossages, notamment au-dessus des étranglements. 4. Radiateur conforme à 1' une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les rangées de bossages communiquent entre elles par des renflements transversaux qui sont ménagés au niveau des sommets des bossages. 5. Radiateur conforme à l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque rangée de bossages présente des parties terminales arrondies débouchant au niveau des tubes collecteura. 6. Radiateur conforme à l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte trois rangées de bossages, qui sont reliées transversalement entre elles par des renflements ménagés au niveau des sommets des bossages. 7. Radiateur conforme à l1une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que les picots associés à une rangée de bossages sont décalés transversalement les uns par rapport aux autres.