Brevet FR2385069A1 — publié le 19781020

La présente invention concerne un élément modulaire en alliage léger moulé sous pression, permettant de réaliser des radiateurs pour locaux et habitations en général. On connatt les avantages que pressentent les radiateurs obtenus par moulage sous pression par rapport aux radiateurs obtenus par fusion dans le sable ou bien en tôle emboutie; ils se traduisent par une réalisation facile et 1 'emploi de quan titres de matière limi2;ées, par conséquent par des économies. En face de ces avantages, il existe des désavuntages provenant surtout de la nécessité de prévoir des moules particuliers de grandes dimensions pour pouvoir réaliser des radiateurs satisfaisant aux exigences d'emploi. En outre, il est de bonne règle de munir ces radiateurs d'ailettes destinées à accroître les échanges thermiques avec l'air ambiant. Toujours en vue de l'obtention de radiateurs qui présentent un coefficient de transmission thermique élevé, il est nécessaire que les conduits verticaux de ces radiateurs présentent une section transversale limitée, que les parois de ces conduits soient très minces et que 1 'eau chaude circule librement dans ces radiateurs sans rencontrer des résistances et sans former des poches ou des zones de stagnation pour cette eau.Ces conditions se répercutent naturellement sur les moules et rendent leur réalisation laborieuse. En particulier, certaines parties de ces moules, comme par exemple les noyaux qui forment le s conduits verticaux ou montants du radiateur, présentent des sections transversales réduites par rapport à leur longueur et elles sont soumises à des déformations thermiques d'autant plus importantes qu'elles sont longues et minces. Une autre cause d'aàLblissement du moule est la nécessité de prévoir pour les chambres collectrices du radiateur, un noyau pourvu d 'ouvertures pour les noyaux des conduits verticaux et de telle sorte qu'on puisse enlever ces noyaux de la pièce fusionnée. Il s'ensuit que, même sous cet aspect, le calcul du radiateur est subordonné naturellement à ltobtention de structures résistantes pour les noyaux du moule. L'invention se propose d'éviter ces inconvénients et d'autres et de réaliser avantageusement, par moulage sous pros- sion, des éléments pour radiateurs dont les conduits verticaux peuvent entre calculés pratiquement sans limitation et sans du reste nuire à la résistance et à la manoeuvre des noyaux métal liques du moule, ces conduits étant en outre pourvus d'ailettes qui accroissent l'échange thermique. Un autre but de l'invention est de réaliser des re- dateurs à ailettes dont la hauteur, compte tenu des dimensions du moule, peut atteindre des valeurs élevées sans que cela n'en- traîne des limitations dans le calcul des noyaux des conduits verticaux de ces radiateurs. Toujours en relation avec la réalisation des radis, teurs par moulage sous pression, l'invention permet la réalisa- tion d'un radiateur muni d'ailettes dont l'épaisseur ou le pas peut être réduit remarqueblement sans que l'on rencontre les ino convénients propres aux ailettes fines - c'est-à-dire le danger de coupures et autres accidente semblables - car le pas de Ces ailettes est très réduit, de telle sorte que les bords des ailet- tes très rapprochés forment des surfaces pratiquement continues. Un autre but de l'invention est de réaliser avec Saci- litre, et de façon rationnelle, des radiateurs à ailettes dont me surfaces radiantes peuvent entre calculées exactement et immédiaX}- ment, meme sur place, en fonction du volume du local à réchauffer en prévoyant un nombre limité d'éléments modulaires qui, combin6 entre eux, permettent d'obtenir une vaste gamme de batteries ra, diantes de la puissance voulue, qui ne diffèrent que par leur longueur. Un élément, selon l'invention, est formé d'au moins un conduit vertical relié à ses extrémités à deux chambres collez trices et pourvu d'ailettes parallèles orientées perpendiculaIre- ment au plan dans lequel sont situés les axes de ces chambres collectrices. Ce principe, en pratique, est susceptible de variantes et de modifications qui font toutes partie du cadre de l'ln- vention. En particulier, il permet de réaliser des éléments modulaires à laide desquels on peut réaliser des blocs monoli- thiques multiples du modèle de base envisagé, pour former ainsi des radiateurs ayant les caractéristiques voulues. Dans une forme avantageuse de réalisation de l'élément, celui-ci comporte au moins deux conduits verticaux, disposés l'un à côté de l'autre, qui s'étendent perpendiculairement aux axes des deux chambres collectrices et qui présentent, en des positions opposées, des côtes ou nervures situées dans le plan des axes de ces chambres collectrices, pour former, avec des c8tes ou nervures analogues prévues sur les conduits adjacents ceux envisagés, des ouvertures délimitées par les deux chambres collectrices et qui forment, dans le plan moyen de ltélément, des fentes verticales. En vue de la réalisation d'éléments moulés à parois et ailettes d'épaisseur limitée, l'invention prévoit aussi une réalisation avantageuse d'un élément dont la structure, outre qu'elle satisfait à ces exigences, est telle que le moule permettant la fabrication de cet élément est simple et rationnel et permet de réaliser des éléments d'une hauteur notable sans un encombrement excessif. Plus précisément, l'invention prévoit de réaliser ledit élément à l'aide d'au moins deux parties, complémentaires entre elles, pourvues de surfaces permettant un assemblage stable mécaniquement et hydrauliquement, une de ces parties comporte au moins une partie des chambres collectrices et au moins une partie des conduits verticaux. Âvantageusement, l'élément selon l'invention est en deux parties symétriques dont les surfaces d'assemblage sont prévues aux extrémités libres des conduits verticaux, de manière qu'avec un moule ayant des caractéristiques déterminées il soit possible de réaliser un élément de double hauteur, les deux parties étant ensuite assemblées entre elles par soudure, de préSé- rence soudure électrique. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés, donnée à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut hêtre réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de ladite invention. La figure 1 est une vue partielle en élévation de deux éléments modulaires, partiellement sectionnés et reliés entre eux pour former un radiateur. La figure 2 est une vue partielle en bout avec arrachement. les figures 3 et 4 sont des coupes partielles horizontales respectivement à travers la chambre collectrice supérieure et à travers les conduits verticaux. Les figures 5 et 6, analogues aux figures 1 à 4, montrent une variante de 11 élément. Sur les figures 1 à 4, l'élément Â illustré est en aluminium moulé et il est formé de deux éléments ÂI et A2 de structures semblables. Plus précisément, l'élément ÂI, de dimen sions normales, constitue 1 t élément de base modulaire par rapport à l'élément A2. Ce dernier présente une longueur égale à deux, trois ou davantages de fois celle de l'élément modulaire de base s Chacun des éléments modulaires débouche dans des chambres collectrices 12 qui constituent les extrémités supérieure et inférieure dé l'élément envisagé, Chacune des chambres collectrices a ses extrémités 14 filetées convenablement pour retenir d'une façon connue des raccords B qui relient entre eux, en succession, mécaniquement et hydrauliquement un certain nombre d'éléments A 2, etc. pour former ainsi des radiateurs modulaires de surfaces radiantes voulues et dont les dimensions ne varient qu'en ce qui concerne la longueur de ces radiateurs. Les conduits verticaux 10 sont pourvus d'ailettes 16, parallèles entre elles, qui s'étendent verticalement le long de ces conduits0 L'épaisseur et le pas de ces ailettes 16 est très réduit : en pratique, l'épaisseur peut titre de 1 ou 2 mm, tandis que le pas est d'environ 4 à 8 fois l'épaisseur. En outre, et en relation avec les exigences de réalisation de l'élément par moulage, le pas des ailettes 16 peut etre réduit à la moitié environ du diamètre des conduits verticaux 10, tandis que la largeur des ailettes 16 peut varier de trois à six fois ledit diamètre. Ces normes évitent les inconvénients présentés par les radiateurs à ailettes très fines, étant donné la proximité réciproque des bords longitudinaux de ces ailettes qui forment, sur les faces antérieure et postérieure de la plaque A, des surfaces pratiquement continues. Les conduits verticaux 10 présentent, en positions diamétralement opposées, des nervures 18 qui sont situées dans le plan où se trouvent les axes des collecteurs 12 et qui forment, avec des nervures analogues 18 des conduits verticaux continus, des fentes verticales 20 à travers lesquelles passe l'air et qui peuvent être utilisées pour le passage de crochets pour suspendre le radiateur aux parois. Les chambres collectrices 12 sont formées par deux calottes 22 de forme cylindrique qui ferment les extrémités des deux éléments A1 et A2; ces calottes présentent à leur pourtour des nervures arquées 24 dont les extrémités se raccordent avec les extrémités des ailettes verticales 16 précédemment considérées, pour former ainsi des plaques sensiblement parallélépipé- diques à extrémités demi-rondes. Les extrémités des portées filetées 14 des chambres collectrices 12, font saillie sur les ailettes des extrémités 16 sur une épaisseur sensiblement égale au demi-pas des ailettes 16 pour donner au radiateur obtenu par l'accouplement des deux ou plusieurs éléments ÀI, 2, etc. une structure harmonieuse, sans solution de continuité et dont l'aspect est esthétiquement agréa- ble. Comme déjà envisagé en ce qui concerne la réalisation des radiateurs modulaires Â, l'invention prévoit un élément modulaire de base à partir duquel sont déterminés facilement et rationnellement des éléments modulaires complémentaires. Dans le cas illustré, l'élément modulaire de base c'est l'élément A1 formé d'un seul conduit vertical 10, pourvu d'ailettes et de chambres collectrices. Les éléments modulaires complémentaires peuvent comporter deux, trois conduits verticaux 10 ou davantage, disposés en parallèles à égale distance et dans le mdme plan, comme il est illustré sur les figures 3 et 4, pour former ainsi des éléments A2 où le nombre de ces conduits 10 varie de deux et au delà, pour fournir ainsi des éléments semblables multiples à 2, 3 éléments et ainsi de suite.Par conséquent, avec un nombre limité d'éléments À1 et A2 - et avec un nombre correspondant de moules on réalise rapidement des radiateurs présentant la surface radiante voulue en reliant, au moyen des raccords 3, plusieurs éléments modulaires dl et A2. Comme l'on comprend bien, les modèles com plémentaires peuvent être doubles, triples ou quintuples; en pratique, en adoptant un nombre limité de modèles complémentaires, par exemple correspondant à trois, cinq, etc. fois le modèle de base, outre le modèle unitaire ou de base, il est possible de réaliser une vaste gamme de radiateurs qui varient seulement par leur longueur et conservent le meme aspect.Cela est très important, spécialement en ce qui concerne les moules dont on peut limiter le nombre à trois, par exemple. Les figures 5 et 6 montrent un élément semblable à ceux des figures 1 à 4 oh les diverses parties sont désignées par les mêmes références. Dans cette variante, les conduits ver ticals 10a présentent une section transversale elliptique ou allongée. La réalisation des radiateurs envisagée par la pré- sente invention est faite avantageusement par moulage sous pres sion en employant pour chaque élément ÂI, 2, etc. un ou au maximum deux moules complémentaires.Par rapport à la forme de réalisation illustrée par les figures 1 à 4, chaque élément A1, A2, etc. du radiateur À illustré est formé de deux parties com plémentaires A10, A20 réalisées au moyen de moules appropriés de structure simple et dont les dimensions d'encombrement ne sont pas sujettes à des limitations, comme dans le cas de la réalisation des radiateurs moulés connus, car la réalisation et la disposition des noyaux, spécialement ceux qui forment les conduits verticaux 10, sont telles que ces noyaux peuvent se dilater librement et que leur extraction du radiateur s'effectue facilement et simultanément, vu que ces noyaux sont retenus fermement à une de leur extrémité, par une plaque convenable (dans le cas de l'élément des figures 1 à 4) ou bien par un demi-noyau qui délimite la cavité I 2a d'une des deux chambres collectrices du radiateur, dans le cas des figures 5 et 6. Les autres extrémités des noyaux pour les conduits verticaux, lorsque le moule est fermé, sont malntenues dans des logements moulés prévus le long d'une génératrice du noyau qui délimite l'autre chambre collectrice 12 de l'élément. Le moule servant à réaliser les parties complémentaires A10 et A20 de l'élément illustré par les figures 1 à 4 est unique car les deux susdites parties sont égales et, à l'endroit des extrémités libres des conduits verticaux 10, elles présentent des surfaces d'assemblage I-I qui s'appliquent l'une sur autre pour le raccordement des deux parties ÂIO et A20 au moyen d'une soudure, préférablement une soudure électrique par résistance ou par étincelles. L'élément ÀI (ou A2) ainsi obtenu est ensuite soumis aux opérations usuelles de finition, ctest-à-dire qu'il est alésé, fileté et ébarbé à l'endroit des soudures I-I. Dans le cas de l'élément représenté sur les figures 5 et 6, la réalisation est analogue, seulement, les deux parties A10 et A2D correspondent à une des deux chambres collectrices 12a. Un des demi-noyaux de cette chambre retient les noyaux des conduits verticaux 10a et les deux parties A10 et A20 sont ensuite assemblées entre elles au moyen d'une soudure faite le long des extré- mités X-X pour réaliser ainsi l'élément A, envisagé. il est possible d'obtenir de cette façon des radiateurs dont les parois ont une épaisseur réduite et constante et dont la structure est homogène et exempte de soufflures, ce qui permet d'obtenir un é change thermique élevé avec l'air ambiant. En outre, à égalité de volume, le radiateur obtenu présente une capacité d'eau plus élevée et cette dernière peut circuler à travers les conduits 10 et les collecteurs pratiquement sans rencontrer de résistance et sans qutil se forme de zones de stagnation pour l'eau. Pas ailleurs, pour assurer rationnellement la transmission thermique entre le radiateur et l'air ambiant, il est possible de munir le radiateur selon-l'invention d'ailettes 16, lesquelles sont non seulement fines, mais peuvent recevoir une grande largeur et un pas limité. Ces conditions sont obtenues sans que l'on soit sujet aux limitations qui peuvent se présenter dans la réalisation et dans l'emploi du moule sous pression et aussi parce que le démoulage de 1' élément moulé se fait rapidement et sans obstacle. Lors de la réalisation de l'élément selon l'invention et afin d'assurer l'alignement exact des deux groupes d'ouvertures des conduits verticaux 10, les bords de ces parties sont équipés d'organes de guidage et de repèrage constitués par exemple par des goupilles ou des goujons qui retiennent ainsi les extrémités des parties A10 et A20 durant leur assemblage. En particulier, si l'assemblage des parties A10 et 20 est fait par soudure électrique à étincelles, l'alignement et le guidage des parties à souder sont faits au moyen de goujons ou de fourreaux en matière électriquement isolante, et cela pour des raisons dvi- dentes. L'invention donne la possibilité de réaliser avec des concepts rationnels et pratiques des éléments pour radiateurs satisfaisants sous tous les aspects, en particulier du point de vue technique, car on limite les épaisseurs des diverses parties des radiateurs, en améliorant ainsi le rendement thermique, le tout se transformant en un avantage économique remarquable. Comme déjà mentionné, la protection stétend aussi aux moules pour réaliser des éléments modulaires pour radiateurs. Il va de soi que les modes de réalisation décrits ne sont que des exemples et qu'il serait possible de les modifier, notamment par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. RE!I)I CÂTI ONS 1. Elément en alliage léger moulé sous pression pour radiateurs de locaux en général, caractérisé en ce qu'il est composé d'au moins un conduit vertical relié par ses extrémités à deux chambres collectrices et qu'il est pourvu d'ailettes parallèles; orientées perpendiculairement au plan dans lequel se trouvent les axes des chambres collectrices. 2. Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce qutil comporte au moins deux conduits verticaux placés l'un à côté de l'autre et qui s'étendent entre les axes des deux chambres collectrices et présentent, en des position opposées, des nervures situées dans le plan où sont situés les axes des chambres collectrices pour former, avec des nervures analogues des conduits adjacents, des ouvertures verticales. 3. Elément selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les ouvertures verticales formées par les nervures présentées par au moins une partie des conduits verticaux, sont délimitées à leurs extrémités supérieure et inférieure par les deux chambres collectrices et permettent de maintenir des crochets ou autres organes semblables pour suspendre le radiateur aux parois. 4. Elément selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par plusieurs conduits verticaux à ailettes, ces conduits étant disposés les uns à côté des autres et à égale distance entre eux de manière à ce que leur pas ou distance correponde à la largeur d'un élément de base modulaire afin de permettre de réaliser des éléments comportant chacun un nombre déterminé de conduits verticaux et assemblés entre eux modulairement pour réaliser des radiateurs modulaires composés d'au moins deux é1é- ments accouplés. 5. Elément selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'au moins une partie des conduits verticaux est de section elliptique ou allongée, les grands axes des sections étant situés dans le plan où se trouvent les axes des chambres collectrices. 6. Elément selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par deux têtes creuses formant les chambres collectrices, pourvues de nervures arquées alignées avec les ailettes du ou des conduits verticaux et comportant à leurs extrémités des organes d'assemblage mécaniques et hydrauliques qui peu vent titre reliés avec les extrémités des tates d'élémenta modulaires semblables, contigus à l'élément envisagé, lesquels organes d'assemblage s'étendent depuis les extrémités des chambres collectrices sur des longueurs égales au demi-pas des ailettes des conduits verticaux. 7. Elément selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il est formé par au moins deux parties complémentaires pourvues de surfaces de raccordement permettant de réaliser un assemblage mécanique et hydraulique étanche entre les éléments. 8. Elément selon la revendication 7, caractérisé ce que les surfaces de raccordement entre les deux parties complémentaires coupent longitudinalement au moins une des chambres collectrices. 9. Elément selon la revendication 7, caractérisé en ce que les surfaces de raccordement entre les deux parties complémentaires coupent le ou les conduits verticaux interposés entre les chambres collectrices. 10. Elément selon la revendication 9, caractérisé en ce que dans les deux parties complémentaires, les surfaces de raccordement des conduits verticaux sont symétriques et équidistantes de manière que ces deux parties soient égales entre elles. 11. Elément selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisé par des moyens de repérage correspondants présentés par les surfaces de raccordement des deux parties com plémentaires pour assurer l'alignement des ouvertures prévues dans les chambres collectrices et dans les conduits verticaux interposés entre ces chambres. 12. Elément selon la revendication 11, caractérisé en ce qutil comporte des manchons ou fourreaux interposés entre les ouvertures des conduits verticaux et des chambres collectrices pour assurer l'alignement réciproque entre ces parties durant l'assemblage. 13. Procédé pour réaliser un élément selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé dans la réaliser tion d'au moins deux parties complémentaires, la première comportant au moins une partie d'une des chambres collectrices et au moins une partie des conduits verticaux, tandis que la seconde est reliée d'une manière permanente à la première par soudure, pour réaliser ainsi l'assemblage mécanique et hydraulique étanche de ces parties. 14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé dans la réalisation, par moulage sous pression, d'une première partie comportant au moins un conduit vertical relié par une de ses extrémités avec une demi-chambre collectrice, dont la moitié complémentaire constitue la seconde partie qu'on peut relier à la première par soudure. 15. Procédé selon la revendication 13, caractérisé dans la réalisation, par moulage sous pression, d'une partie composée d'une chambre collectrice dans laquelle débouche une des extrémités d'au moins un conduit vertical et dans 1' assemblage entre elles, tette contre tette, des extrémités libres des conduits verticaux présentés par deux des susdites parties pour réaliser ainsi un élément radiant.