Brevet FR2308075A1 — publié le 19761112

La présente invention concerne une structure d'échangeur thermique, destinée à créer un courant fluide calorifere orienté, par exemple un courant d'air chaud ou froid. Pour obtenir un courant fluide chauffant ou refroidissant, il est connu d'utiliser des échangeurs thermiques comprenant des éle- ments chauffants ou refroidissants, tels que des résistances électriques ou des faisceaux de tubes dans lesquels circule un fluide à température convenable, et un moyen, tel qu'un ventilateur ou une pompe, assurant la circulation du fluide à chauffer ou à refroidir au voisinage de ces éléments. Dans ces échangeurs connus, toute la masse de fluide à chauffer ou à refroidir traverse le mo- yen assurant la circulation de cette masse de sorte qu'il est nécessaire de recourir, par exemple, à des ventilateurs de grandes dimensions ce qui conduit à donner à l'échangeur un encombrement important.Par ailleurs, la répartition du courant fluide au voisinage des éléments chauffants ou refroidissants n'est généralement pas uniforme, ce qui nuit à l'efficacité de ltéchangeur. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en donnant une structure permettant de réaliser des échangeurs thermiques particulièrement compacts et efficaces, capables de créer un courant fluide orienté, chaud ou froid. Conformément à l'invention, la structure d'échangeur thermique, destinée à créer un courant fluide calorifère orienté, comprend une multiplicité d'éléments bons conducteurs de la chaleur, substantiellement parallèles et maintenus entre eux par un élément transversal, au moins, de manière à former entre deux éléments voisins une fente étroite par laquelle se produit l'écoulement d'un fluide primaire sous pression situé d'un côté de la structure, chaque élément possédant une partie convexe de ce côté et étant muni d'une source thermique, ledit écoulement assurant sur l'autre côté de la structure l'entratnement d'un fluide secondaire et la création d'un courant fluide calorifère orienté. L'invention consiste encore en certaines autres dispositions mentionnées ci-après et employées en même temps que la disposition principale ci-dessus énoncée. L'invention vise plus particulièrement certains modes d'application et de réalisation de ces dispositions; elle vise plus particulièrement encore, et ceci à titre de produits industriels nouveaux, les structures d'échangeurs thermiques du genre en question, les ensembles les comprenant ainsi que les éléments et ou tils propres à leur établissement. A simple titre d'exemple et pour faciliter la compréhension de l'invention, il est donné ci-après une description de modes particuliers de réalisation de l'invention, figurés d'une manière schématique et non limitative au dessin annexé, sur lequel: La figure 1 est une coupe partielle, par le plan vertical A-A de la figure 2, d'une structure d'échangeur thermique, réalisée selon l'invention; La figure 2 est une vue en plan de cette structure; et Les figures 3, 4 et 5 représentent en coupe verticale, analosue à celle de la figure 1, des variantes de cette structure. Si l'on se propose de réaliser une structure d'échangeur thermique selon l'invention et, plus spécialement, selon celui de ses modes d'application ainsi que ceux des modes de réalisation de ses diverses parties auxquels il semble que l'on doive donner la préférence, on procède de la manière suivante ou d'une maniere analo gue. On constitue la structure de I'écjeur thermique au moyen d'une multiplicité d'éléments 1 bons conducteurs de la chaleur, substantiellement parallèles et maintenus entre eux par un élément transversal 2, au moins, de manière à former, entre deux éléments 1 parallèles voisins, une fente étroite 3 par laquelle se produit l'écoulement d'un fluide primaire sous pression situé du côté 4 d'une face 5 de la structure. Les éléments 1 sont réalisés en métal, cuivre ou aluminium, par exemple. Chaque élément 1 possède une partie convexe 6 sur ce côté 4 et est muni d'une source thermique qui peut être constituée par une résistance électrique 8 ou par un tube 9 dans lequel circule un fluide chauffant ou réfrigérant. La résistance 8 ou le tube 9 sont logés dans la partie convexe de l'élément 1.La partie convexe 6 de chaque élément 1 est prolongée par une partie plane 7, la fente existant entre deux éléments consécutifs étant limitée par la partie convexe d'un élément et l'extrémité de la partie plane de l'élément voisin. L'écoulement du fluide sous pression se trouvant du côté 4 de la structure s'effectue comme le montrent les flèches 10 et 11, le fluide s'écoulant ainsi par les fentes 3 étant chaud ou froid selon la nature des sources thermiques dont sont munis les éléments 1. Cet écoulement assure, sur l'autre face 12 de la structure, l'entraînement, dans le sens des flèches 13, d'un fluide secondaire se trouvant du côté de cette face 12, ce fluide secondaire se mélangeant au fluide primaire, chauffé ou refroidi, de l'écoulement.On assure ainsi la création d'un courant fluide calorifère orienté suivant les flèches 13, résultant du mélange du fluide s'écoulant par les fentes 3 et du fluide se trouvant du côté de la face 12 de la structure. L'écoulement par les fentes 3 du fluide primaire sous pression se trouvant du côté 4 de la face 5 de la structure permet d'entratner un volume très important de fluide secondaire se trouvant du côté de la face 12. I1 suffit, pour cela, de donner au fluide primaire une pression suffisante ce qui ne nécessite qu'un ventilateur ou une pompe de faibles dimensions si on les compare à celles du ventilateur ou de la pompe qui serait nécessaire pour faire circuler la totalité du fluide primaire et du fluide secondaire entraîné.Pour un effet thermique donné, on aboutit ainsi à un échangeur d'encombrement moindre que celui des échangeurs habi tues. Par ailleurs, du fait de la disposition de la structure, les sources thermiques agissent uniformément sur ltécoulement du fluide primaire. En variante, chaque élément parallèle peut constituer sa propre source thermique. Par exemple, l'élement 14 (Fig. 3) peut être une résistance électrique et l'élément 15 un tube à l'intérieur duquel circule un fluide chauffant ou réfrigérant. En autre variante, chaque élément parallèle 16 (Fig. 4) peut avoir sa partie courbe prolongée par un profil en pointe. La structure, conforme à l'invention, peut aussi être réalisée au moyen d'une tôle perforée 17, comme le montre la figure 5. La perforation de la t8le permet de réaliser à la fois les éléments parallèles à partie courbe 18 et les fentes 19 par lesquelles stécoule le fluide primaire. Les sources thermiques 20 sont disposées contre les découpes incurvées 18 de la tôle 17. La structure, précédemment décrite, est particulièrement applicable à la réalisation d'appareils de chauffage ou de climatisation et de pompes à chaleur. Il va de soi que l'invention ne se limite pas aux modes d'application et de réalisation indiqués, elle en embrasse également toutes les variantes. Revendications 1. Structure d'échangeur thermique, destinée à créer un courant fluide calorifère orienté, catactérisée par le fait qu'elle comprend une multiplicité d'éléments bons conducteurs de la chaleur, substantiellement parallèles et maintenus entre eux par un support transversal, au moins, de manière à former, entre deux éléments voisins, une fente étroite par laquelle se produit l'écoulement d'un fluide primaire sous pression situé d'un c8té de la structure, chaque élément possédant une partie convexe de ce c8té et étant muni d'une source thermique, ledit écoulement assurant sur l'autre c8té de la structure ltentraRnement d'un fluide secondaire et la création d'un courant fluide calorifère orienté. 2. Structure, selon revendication 1, caractérisée par le fait que la source thermique est une résistance électrique. 3. Structure, selon revendication 1, caractérisée par le fait que la source thermique est un tube dans lequel circule un fluide chauffant ou réfrigérant. 4. Structure, selon revendication 1, caractérisée par le fait que la source thermique est logée dans la partie convexe de l'élément. 5. Structure, selon revendication 1, caractérisée par le fait que chaque élément constitue sa propre source thermique. 6. Structure, selon revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle est réalisée au moyen d'une tôle perforée dont la perforation réalise les éléments parallèles à partie courbe et les fentes, les sources thermiques étant disposées contre les découpes incurvées de la tôle.