Brevet FR2292206A1 — publié le 19760618

La présente invention concerne les échangeurs de chaleur pour le chauffage par convection de locaux divers. Suivant l'invention, il a été imaginé de réaliser des convecteurs de chauffage à partir d' éléments standardisés pouvant être fabriqués en grande série, donc pour un faible prix de revient et cela tout en permettant la réalisation d'appareils présentant des capacités de chauffage très diverses. De plus, il a été constaté que dans les convecteurs de chauffage en acier connus Jusqu 'à présent, les phénomènes de corrosion se produisent essentiellement au niveau des boites de raccordement. L'invention permet, aussi, de supprimer cet inconvénient en rendant possible l'utilisation de boutes en fontè pouvant facilement être moulées et ne nécessitant aucun usinage. Conformément à l'invention, l'échangeur de chaleur pour le chauffage par convection comporte des boites de raccordement en fonte moulée délimitant sur un c8té des couloirs d'engagement pour des tubes plats reliant deux boites entre elles, lesdits tubes supportant des dissipateurs en forme d'ailettes, au moins la liaison tubes-boites de raccordement étant assurée par une brasure. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Des formes de réalisation de l'objet de l'invention sont représentées, à titre d'exemples non limitatifs, au dessin annexé. La fig. 1 est une coupe-élévation partielle d'un convec tenir de chauffage selon l'invention, La fig. 2 est une coupe vue suivant la ligne II-II de la fig.1. La fig. 3 est une coupe partielle illustrant une variante de l'ailette de la fig.2. La fig. 4 est une coupe vue suivant la ligne IV-IV de la fig.1 montrant la réalisation de l'une des boites de raccordement. Les fig. Sa à 5d sont des coupes-élévations, à plus petite échelle, de boîtes de raccordement partielles à combinaison. La fig. 6 est une coupe-élévation illustrant I 'assemblage de deux des boites de raccordement partielles des fig. 5a à 5d. Les fig. ?a à 7d sont des schémas de convecteurs réalisés à partir des boites de r;ccordement des fig. 5a à 5d. Les fig. 8 et 8a sont des coupes d'un accessoire. Dans le mode de réalisation représenté à la fig.1, le convecteur comporte deux tubes 1 et la de section sensiblement rectangulaire sur lesquels sont montées des ailettes 2 et aux extrémités desquelles sont disposées des boites de raccordement 3, 3a, reliant les tubes 1, la à des tuyaux 4. Les tubes 1 sont, de préférence, fabriqués en acier, par exemple à partir de bandes pliées et électro-soudées, dont le prix de fabrication est faible et il en.est de même de préférence aussi des ailettes 2 qui, cependant, pourraient sans sortir du cadre de l'invention être fabriquées, aussi, en d'autres métaux, notamment en aluminium ,cuivre ou laiton. Les boîtes de raccordement 3, 3a sont fabriquées en fonte pour pouvoir être facilement moulées. La partie des boites de raccordement 3, 3a qui est tournée vers les tubes I délimite des couloirs oblongs 5 (fig.4) dont la paroi 6 est en dépouille et converge vers un épaulement 7 pouvant s'étendre toutautour 2'une ouverture 8 correspondant à celle de l'embouchure des tubes 1 ou la ou seulement sur une partie de la périphérie de cette ouverture. La paroi en dépouille-6 permet l'introduction des tubes 1, la jusqu'à l'épaulement 7 sans qu'il y ait besoin d'aucun usinage de ladite paroi, les boites de raccordement 3, 3a pouvant ainsi être brutes de fonderie. Pour assurer une liaison étanche des tubes en acier et des boîtes de raccordement en fonte, on réunit leurs parties emboîtées par une brasure au cuivre qui est exécutée après une préparation qui consiste simplement en un dégraissage des pièces au moyen d'un solvant chloré en phase vapeur suivi par un décapage chimique dans une solution d'eau additionnée d'acide fluorhydrique, par exemple une solution à 5h d'acide dans laguelle les pièces sont maintenues 2 minutes environ, ce décapage étant suivi par un rinçage à l'eau froide, lui-même immédiatement suivi d'un séchage à l'étuve, ce qui permet ensuite l'exécution du brasage sans aucune difficulté. Ires boites de raccordement, 3, 3a peuvent présenter différentes formes suivant la fonction qu'elles doivent remplir. Par exemple, comme montré à droite de la fig. 1 et à la fig.4, la boite 3a peut, sur sa face opposée à celle délimitant les lumières 8, présenter des taraudages 9, 9a pour le vissage de l'extrémité des tubes 4 pouvant être constitués par des tubes en fer noir comme ceux utilisés dans les installations de chauf- fage central. La boite de raccordement peut, aussi, comme celle de la partie gauche de la fig.l ne présenter qu'un seul taraudage 9 pour la fixation d'un tuyau 4 et délimiter intérieurement une chambre 10 pour mettre en communication les deux tubes 1, la. Ude cloison déflectrice Il peut au surplus être prévue pour que la répartition du liquide de chauffage entrant suivant la flèche Q soit faite correctement vers les tubes 1 et la. Les installations de chauffage devant pouvoir être pur- gées ou vidangées, il est avantageux aussi de former un embout taraudé 12 dans lequel peut être vissé un purgeur 13 ou un bouchon de vidange. Les ailettes 2 sont réalisées comme montré par la fig.2 au moyen de feuilles dans lesquelles sont pratiquées des encoches 14, de préférence évasées à leur ouverture comme montré en 14a, lesdites encoches étant bordées sur tout ou partie de leur longueur, par un collet 15 destiné à serrer les tubes 1 et la et à faciliter ainsi l'échange de chaleur entre la paroi des tubes et les ailettes dont l'écartement est assuré par des pattes d'entretoisement 16. Au surplus, les ailettes présentent de préférence des bords d'extrémité 17 repliés suivant un angle différent d'un angle droit pour que lesdits bords s' emboîtent mutuellement, comme l'illustre la fig.1 lorsque les pattes d'entretoisement 16 maintiennent lesdites ailettes au pas prévu. De cette façon, lesdits bords d'extrémité 17 constituent en quelque sorte des joues latérales canalisant l'air. On voit par ce qui précède que les ailettes peuvent facilement être mises en place par coulissement sur les tubes 1, la après que ceux-ci aient été assemlllés aux boites de raccordement 3, 3a. La liaison tubes-ailettes est dans la plupart des cas suffisante du fait de la pression exercée par les collets 5 sur la paroi externe des tubes 1, la. Cependant, il est possible de parfaire la fixation en collant les collets ou en les soudant à l'étaiurplomb, notamment si les ailettes sont constituées par des feuilles d'acier étamé. il est possible, aussi, dans une seule et même phase de fabrication d'assembler les tubes avec les boites de raccordement de déposer une ptte à braser dans les mollets 15 des ailettes, de mettre celle-ci en place sur les tubes et de soumettre l'ensemble de l'échangeur réalisé à un chauffage assurant le brasage de l'ensemble. La figure 3 illustre un développement de l'invention selon lequel les collets 15 sont repliés le long du grand côté de chaque tube 1, la pour former de petites ailettes secondaires 2a entre deux ailettes 2 consécutives. Les fig. 5a à 8 illustrent un développement de l'inven- tion selon lequel les boites de raccordement 3, 3a sont constituées à partir d'éléments assemblables également en fonte. La fig. 5a montre un élément-raccord de type Â correspondant à la moitié inférieure de la boite de raccordement 3 apparaissant à la partie gauche de la fig.1. La fig. Sb montre un élément-raccord de type B correspondant à la moitié supérieure de la boite de raccordement 3 de la fig 1. La fig. 5c montre un élément-raccord de type C, dit borgne, qui est le même que celui de type B, mais sans comporter l'embout 12. La fig. 5di finalement, montre un élément-raccord de type D qui est analogue à l'élément précédent de type C mais ouvert à ses deux extré- mités an présentant deux alésages communicants 18, 18a.Les alésages 18, 18a de même que les alésages 18 des éléments raccords des figures précédentes, alésages qui forment la moitié de la chambre 10 de la boite de raccordement de la fig,l sont de section circulaire ou aplatie comme les couloirs 5 et délimitent intérieurement une butée 19 bien visible à la fig.6 audelà de laquelle la paroi de l'alésage est légèrement évasée comme montré en 20. Ces alésages servent à la mise en place de manchons tubulaires 21 (fig.6 et 8) qui sont brasés de la même façon qu'expliqué dans ce qui précède en ce qui concerne les tubes 1.On voit à la fig. 6 qu'un manchon 21 assure l'assemblage de deux éléments-raccords de type Â pour former une boite de raccordement analogue à la boite 3a de la partie droite de la fig.1, mais dont les deux embouts d'entrée communiquant par le manchon 21. Si l'on souhaite qu'il n'existe pas de communication, onr= place le manchon 21 par le manchon 21a de la fig.8a qui présente un fond plein et qui constitue ainsi un opercule empochant la comsunication entre les deux embouts 9, 93 et, par conséquent, la communication entre les tubes 1 et la. Le nanchon 21a formant opercule peut aussi facilement être utilisé pour fermer l'un des alésages 18 ou 18a de l'élément de type D, ce qui permet alors d'obtenir un élément ayant même fonction que celui de type C. Les fig. 7a à 7d illustrent différents types de circuits réalisables par assembLage des éléments-raccords des fig.5a à 5d. Suivant la fig. 7a, un seul tuyau d'entrée et un seul tuyau de sortie sont nécessaires pour l'alimentation des deux tubes 1, 1a. Suivant la fig. 7b, on prévoit deux tuyaux d'entrée et deux tuyaux de sortie en n'utilisant que des éléments-raccords de type A, ce qui permet de monter plusieurs échangeurs en série les uns à la suite des autres. Suivant la fig.?c, on réalise une circulation en épingle Pînalement, suivant la fig.7d, on montre la possibilité de réaliser un convecteur comportant un nombre quelconque de tubes 1, 1a... In en utilisant soit des ailettes prévues pour un grand nombre de tubes, soit des ailettes de la fig.2 mises en place de façon quinconcée lorsque le nombre de tubes est impair ou de 1a façon illustrée à la fig.1 lorsque le nombre de tubes est pair. D'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation représentés et décrits en dJtail, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICADIONS 7, Echangeur de chaleur pour le chauffage par convection, caractérisé en ce Qu'il comporte des boites de raccordement en fonte moulée délimitant sur un côté des couloirs d'engagement pour des tubes plats reliant deux boites entre elles, lesditsttes supportant des dissipateurs en forme d'ailettes, au moins la liaison tubes-boites de raccordement étant assurée par une brasure. 2. Echangeur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les couloirs d'engagement des boStes de raccordement présentent une paroi oblique convergeant vers une butée ou talon limitant l'engagement des tubes dans lesdites boites qui sont brutes de fonderie. 3. Echangeur suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la face des boites de raccordement opposée à celle des couloirs d'engagement des tubes délimite des embouts de raccordement pour des tuyaux de liaison, purgeurs et bouchons de vidange. 4. Echangeur suivant l'une des revendications 1 å 3, caractérisé en ce que les dissipateurs en forme d'ailettes présentent des encoches ouvrant sur un de leurs bords, l'entrée desdites encoches étant évasée. 5. Echangeur suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par des pattes d'entretoisement formées dans les ailettes de part et d'autre des collets ouverts bordant en partie au moins les encoches desdites ailettes qui présentent des bords terminaux repliés recouvrant partiellement ceux d'une ailette contiguë lorsque deux ailettes sont séparées l'une de l'autre par la mesure définie par la hauteur de leurs pattes d'entretoisement. 6. Echangeur suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les collets sont repliés dans leurs parties correspondant aux grands côtés des tubes pour former les ailettes auxiliaires. 7. Echangeur suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les boites de raccordement sont constituées par l'assemblage sélectif d'éléments-raccords délimitant chacun au moins un couloir d'engagement de tubes et un canal interne de communication. 8. Echangeur suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les éléments-raccords sont reliés entre eux par des manchons ouverts ou fermés engagés dans des alésages correspondants desdits éléments-raccords. 9. Echangeur suivant l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les alésages des éléments-raccords dans lesquels sont mis en place les manchons de liaison présentent des parois obliques convergeant vers une butée ou talon limitant la mesure d'introduction du manchon. 10. Echangeur suivant l'une des revendications 1 & 9, caractérisé en ce que les manchons sont indifféremment de section circulaire ou oblongue.