Brevet FR2357850A1 — publié le 19780203

La présente invention concerne un radiateur perfectionné pour installations de chauffage ou l'équivalent. Ainsi qu'il est connu, les radiateurs de chauffage sont normalement composés d'un ou plusieurs éléments en fonte, aluminium cu acier, parcourus intérieurement par un fluide thermovecteur (habituellement de l'eau), qui leur est acheminé par un conduit approprié. A cette fin, les radiateurs sont en communication hydraulique avec le conduit de transport du fluide thermovecteur par au moins un raccordement d'entrée et un raccordement de sortie et ce fluide exerce une pression de l'intérieur vers l'extérieur sur les parois d'échange thermique du radiateur. Pour résister à cette pression (qui est de quelques atmosphères dans les conditions de fonctionnement et d'environ 15 atmosphères pendant l'épreuve), les parois d'échange thermique des radiateurs en fonte possèdent une épaisseur d'environ 3 mm tandis que l'épaisseur est d'environ 2 mm dans le cas des radiateurs en aluminium.Dans certains cas, les parois échangeuses de chaleur peuvent avoir une épaisseur plus faible (environ 1,5 mm) mais le radiateur doit alors comporter des soudures d'étanchéité et de renforcement compliquées. Dans flaque cas, les radiateurs sont d'une construction relativement compliquée, il exigent une quantité de matière qu'il serait souhaitable de réduire et ont un rendement thermique inférieur au rendement optimal. En particulier, en raison de l'épaisseur des parois qui cèdent la chaleur à l'environne- ment à chauffer et en raison de la quantité de liquide contenu dans les radiateurs, ces appareils demandent un temps relativement long (appelé le temps de réponse) pour atteindre les conditions thermiques de régime lorsqu'on met l'installation de chauffage en marche. En outre, il est connu que tous les types de radiateurs sont sujets à des phénomènes de corrosion et d'incrustation qui limitent sensiblement leur fiabilité fonctionnelle.Cette fiabilité est également rendue critique par les raccordements hydrauliques mentionnés plus haut, qui peuvent être le siège de fuites de fluide. En outre, la présence de ces raccordements rendent laborieux le montagne et l'entretien des radiateurs. Par exemple, lorsqu'il est nécessaire de démonter un ou plusieurs radiateurs en vue de les réparer ou deles remplacer, les conduits de transport du fluide thermovecteur sont interrompus pendant toute la durée de l'intervention, sauf si l'installation comprend des appareils de robinetterie auxiliaires spécialement prévus* Cet inconvenient est particulièrement sensible lorsque les radiateurs sont reliés en série dans l'installation de chauffage et, dans ce cas, la circulation peut être sensiblement interrompue dans les conduits (et pratiquement dans l'ensemble du circuit), meme pendant le fonctionnement normal par suite d'une forte accumulation d'incrustations à l'intérieur d'au moins un radiateur. L'invention a pour but de permettre de réaliser un radiateur pour installations de chauffage ou l'équivalent possédant une construction simple et une grande fiabilité fonctionnelle, en combinaison avec un rendement thermique élevé. Un autre but de l'invention est de permettre de réaliser un radiateur du type indiqué qui puisse être monté (et éventuellement démontré) commodément sans avoir à etre accouplé aux conduits de transport de la chaleur par des raccordements hydrau ligues Suivant l'invention, ces buts sont atteints dans un radiateur pour installations de chauffage ou l'équivalent qui comprend un élément creux présentant sensiblement la forme d'une plaque et destiné à être disposé en position verticale, caractérisé en ce que ledit élément creux est hermétiquement fermé et partiellement rempli d'un fluide thermovecteur sous dépression, la région du bord inférieur de cet élément étant façonnée et appropriée pour recevoir, avec établissement d'un contact approprié pour l'échange de la chaleur, un conduit pour un autre fluide de transport de la chaleur le long de l'installation. Les figures du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, feront bien comprendre comment l'inven- tion peut être réalisée. La figure 1 est une vue schématique en perspective d'une forme préférée de réalisation du radiateur suivant l'invention. La figure 2 est une vue schematique en perspective d'une variante du radiateur de la figure 1. En se reportant en particulier à la figure 1, on voit que le radiateur suivant l'invention comprend principalement un élément creux 3 présentant sensiblement la forme d'une plaque et destiné à être placé en position verticale. Cet élément 3 peut être constitué par deux tôles métalliques planes 4, 4' (par exemple en acier ordinaire) qui se font face et sont convenablement soudées le long de leur périmètre pour réaliser un joint étanche. Les tôles métalliques 4, 4' ont une épaisseur non supérieure à 0,5 mm et elles sont façonnées de telle manière qu'après le soudage, l'élément hermétique 3 ainsi obtenu présente au niveau de son bord inférieur 5 une section transversale sensiblement en fourchette. L'élément creux 3 est partiellement rempli d'un fluide thermovecteur sous dépression (par application d'une technique quelconque connue en soi).Ce fluide est de préférence constitué par de l'eau et il remplit uniquement la zone façonnée 5 du bord inférieur de l'élément 3 Cette zone façonnée 5 est destinée à recevoir, avec établissement d'un contact approprié pour l'échange de chaleur (ce pour quoi elle présente une grande surface) , un conduit 6 dans lequel circule un autre fluide de transport de la chaleur et qui fait partie de l'installation de chauffage. Ce radiateur peut être fixé sur le conduit 6 par une couche 7 de mastic conducteur de la chaleur ou autre matière équivalente, éventuellement complétée par des dispositifs de fixation connus. L'élément creux 3 présente intérieurement, entre les tôles 4 et 4', un intervalle dont la largeur peut être, par exemple, d'environ 5 mm, dans la région de la zone non façonnée.Dans cette zone, l'élément comporte en outre des entretoises intercalées entre les tôles 4, 4' qui empêchent ces tôles de se déformer sous l'effet de la dépression intérieure. Ces entretoises peuvent être constituées par des bossages 8 convenablement formés sur au moins l'une des tôles 4, 4'. Lorsque l'installation de chauffage est mise en marche, le conduit 6 cède de la chaleur au fluide contenu dans le radiateur 3 ; ce liquide s'évapore facilement (grâce aux conditions de dépression) et se répartit uniformément le long des parois 4,4' (qui rayonnent l'énergie thermique vers l'extérieur), sur lesquelles il se condense pour revenir par gravité à la zone façonnée 5. Ainsi qu'on l'a également vérifié expérimentalement, le radiateur suivant l'invention possède un rendement thermique étonnarmrent élevé et un temps de réponse réduit (environ 1/10 du temps de réponse des radiateurs classiques en fonte) ; à ce propos, on peut indiquer que le rapport optimal entre le volume intérieur total de l'élément hermétique 3 et le volume d'eau (ou autre fluide thermovecteur) contenu dans cet élément est d'environ 30 : l.La description donnée ci-dessus fait ressortir la simplicité du radiateur suivant l'invention, qui est sensiblement exempt de soudures intérieures et, par ailleurs, très léger, de forme aplatie et par conséquent commode à manipuler et à monter.Le montage du radiateur est encore facilité par l'absence de tout raccordement hydraulique avec le conduit 6, et, en combinaison avec l'étanchéité de l'élément creux 3 (qui réduit à la valeur minimale les phénomènes de corrosion et d'incrustation), cette caractéristique garantit une grande fiabilité fonctionnelle au radiateur et par conséquent à l'ensemble de l'installation. Le rendement thermique du radiateur suivantl'in- vention peut encore être augmenté, bien que ceci soit au détriment de la facilité de montagne, par utilisation de la variante représentée sur la figure 2. Dans cette variante, le radiateur est sensiblement identique à celui de la figure 1, et il en diffère uniquement par le fait que le bord inférieur 5 de l'élément étanche 3 ne présente pas une section en fourche mais au contraire un renflement traversé sur toute sa longueur par un tronçon de conduit 6' qui est destiné à être raccordé suivant la technique habituelle aux autres conduits de l'installation. Le conduit 6' (qui est partiellement représenté en traits interrompus) est fixé à joint étanche par soudage aux extrémités opposées du bord façonné 5 de sorte qu'il forme une partie constitutive du radiateur.Dans le cas de cette variante, le conduit 6' n'est en contact avec les tales 4,4' qu'aux extrémités du bord 5 tandis que la partie de ce bord qui est comprise entre ses extrémités est en contact direct avec le fluide enfermé à joint étanche à l'intérieur de l'élément 3 et peut être munie d'ailettes 9 ou éléments équivalents destinés à augmenter la surface d'échange de chaleur. Il va de soi que des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, notamment par substitution de moyens techniques équivalents, sans sortir pour cela du cadre de la présente invention. Par exemple, le conduit 6' représenté sur la figure 2 peut être fermé à une extrémité et renfermer intérieurement une double canalisa tion comprenant une canalisation d'arrivée et une canalisation de retour du fluide de transport de la chaleur. Dans ce cas, le conduit 6' peut traverser seulement partiellement la partie fa çonnée 5 du radiateur, lequel présente alors ses raccordements d'entrée et de sortie sur un seul coté.En outre, ces raccorde ments peuvent entre prévus sur une surface frontale du radiateur (au lieu d'entre prévus sur les cotés de ce dernier) et le conduit 6' peut présenter une forme différente ; par exemple, il peut être constitué par une autre tble bombée et soudée le long de sa périphérie (à l'intérieur ou à l'extérieur) a l'une ou à chacune des tales 4,4'. Suivant une autre variante, qui diffère du radiateur des figures 1 et 2, les tales 4,4' peuvent être façonnées de telle manière que l'élément creux 3 présente une multiplicité d'ouvertures traversantes. Par exemple, le radiateur peut conserver sa caractéristique d'étanchéité globale et la même forme pour la partie 5 de son bord inférieur, tandis que la partie restante de ce radiateur peut être constituée par des faisceaux de tubes (ou de canalisations) disposés verticalement et de préférence munis d'ailettes. Avec cette solution, le radiateur suivant l'invention peut être utilisé avantageusement également en qualité de convecteur ventilé dans le circuit de refroidissement des moteurs de véhicules automobiles ; ce radiateur est en effet particulièrement bien adapté aux fortes variations de la charge thermique de ces circuits (grâce aux caractéristiques fonctionnelles qui ont été énumérées plus haut). REVENDICATIONS 1.- Radiateur pour installations de chauffage ou l'équivalent, qui comprend un élément présentant sensiblement la forme d'une plaque et destiné à etre disposé en position verticale, ce radiateur étant caractérisé en ce que ledit élément creux est hermétiquement fermé et partiellement rempli d'un fluide thermovecteur sous dépression, la région du bord inférieur de cet élément étant façonnizet appropriée pour recevoir, avec établissement d'un contact approprié pour l'échange de chaleur, un conduit pour un autre fluide de transport de la chaleur le long de l'installation. 2.- Radiateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, dans la région de son bord inférieur, l'élément creux présente une section transversale présentant sensiblement la forme d'une fourche. 3.- Radiateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élément creux est formé de deux tôles métalliques planes, disposées face à face et soudés l'une à l'autre le long de leur périmètre de manière à établir un joint étanche. 4.- Radiateur suivant la revendication 3, caractérisé en ce que lesdites tales métalliques ont une épaisseur non supérieure à 0,5 mm, et en ce que des entretoises sont interposées entre lesdites tôles. 5.- Radiateur suivant la revendication 4, caractérisé en ce que lesdites entretoises comprennent des bossages formés sur au moins l'une des tôles. 6.- Radiateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, dans la région de son bord inférieur, l'élément creux présente un renflement traversé sur au moins une partie de sa longueur par une partie dudit conduit, cette partie du conduit étant fixée à joint étanche sur l'élément creux de manière à former une partie constitutive du radiateur. 7.- Radiateur suivant la revendication 6, caractérisé en ce que ladite partie de conduit présente des ailettes de manière à augmenter la surface d'échange de chaleur. 8.- Radiateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément creux présente, dans la région de sa partie en forme de plaque, plusieurs ouvertures traversantes qui délimitent des canalisations verticales, lesquelles sont de préférence munies d'ailettes.