Brevet FR2398279A1 — publié le 19790216

L'invention est relative a une ailette d'échangeur de chaleur. Elle concerne plus particulierement une telle ailette qui. est de forme sensiblement plane et qui comprend une ouverture de passage d'un tube dans lequel circule, en fonctionnement, un fluide primaire, par exemple de l'eau, le bord de l'ouverture étant, après montage, en contact étroit, sans-soudure, avec la périphérie dudit tube. Des ailettes connues de ce genre comportent une partie tubulaire prolongeant ladite ouverture perpendiculairement au plan moyen de l'ailette. Cette partie tubulaire forme alors un collet destiné a entourer le tube et a améliorer l'échange de chaleur. La surépaisseur que forme le collet entraîne une perte de charge sur l'écoulement d'un fluide secondaire, par exemple de l'air, a l'extérieur du tube. De plus, la fabrication d'une ailette munie d'un tel collet nécessite l'utilisation d'un outillage coûteux. L'invention a pour but, notamment, de remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus, à savoir de fournir une ailette pour échangeur de chaleur qui soit de réalisation économique et cela sans altérer les propriétés d'échange de chaleur de-l'échangeur dont elle est destinée à faire partie. Une ailette conforme à l'invention est caractérisée en ce qu'elle comporte, autour de l'ouverture de passage pour le tube de circulation de fluide primaire, une zone annulaire présentant, le long du bord de l'ouverture, des ondulations s'étendant de part et d'autre d'un plan moyen. On a constaté qu'une ailette comportant une telle zone annulaire présente plusieurs avantages, Le premier de ces avantages est que l'on peut se passer de collet; la réalisation,d'une telle ailette est donc moines coûteuse. Le second de ces avantages réside dans le fait qu'on assure une meilleure rigidité à l'ailette pourvue d'une zone annulaire dotée d'ondulations du-type défini ci-dessus; cette propriété est surtout intéressante lorsque, pour établir un contact étroit entre le tube et le bord de l'ouverture de l'ailette, une pièce conique est introduite à l'intérieur dudit tube pour en augmenter le diamètre extérieur; en effet, dans ce cas, la pièce conique a tendance à déformer l'ailette au voisinage du bord de l'ouverture, dans le sens du déplacement de ladite pièce et ce risque de déformation est diminué avec une ailette présentant une zone annulaire ondulée autour de l'ouverture. Un troisième de ces avantages résidedans le fait que-le contact entre l'ailette et le tube reste satisfaisant même si ces derniers présentent des températures différentes; en effet, on a constaté qu'une ailette conforme à l'invention s'adapte facilement aux déformations du tube. On a également constate que, par rapport aux ailettes à collet, les performances de transmission de chaleur du tube vers l'ailette, ou réciproquement, ne sont pas affectées alors que les pertes de charge de l'écoulement du fluide secondaire balayant les ailettes sont diminuées. D'autres buts, dispositions et avantages de l'invention appa raieront avec la description de l'un de ses modes de réalisation, cette description étant faite en se référant aux dessins ci-annexés, dans lesquels : la figure 1 montre une vue partielle en plan d'une ailette de radiateur conforme à l'invention et comportant un ensemble d'ou -vertures de passage de plusieurs tubes de circulation de fluide primaire; la figure 2 montre, à plus grande échelle, une coupe selon la ligne 2-2 de la figure 1; la figure 3 montre, comme la figure 1 mais à la même échelle que la figure 2, une vue en plan de l'ailette au voisinage d'une ouverture; et la figure 4 représente la demi-développée suivant un plan du bord de l'ouverture de l'ailette représentée sur les figures 2 et 3. L'ailette 1, représentée à la figure 1, comporte un ensemble d'ouvertures 2 prévues pour le passage de tubes (non représentés) dans lesquels circule un fluide primaire, par exemple de l'eau. Bien entendu, une ailette 1 est en général associée à un ensemble d'autres ailettes qui lui sont parallèles. Pour cette raison, à l'ailette I est associé un ensemble d'entretoises 3 faisant saillie perpendiculairement au plan de l'ailette. Conformément à l'invention, et comme représenté plus en détail sur les figures 2 à 4, autour du bord 4 de chaque ouverture 2, l'ailette présente une zone annulaire 5 comportant des ondulations autour du plan moyen 6 de l'ouverture. Les ondulations de la zone 5 s'étendent le long du-bord 4 de l'ouverture 2. La figure 4 montre la développée de la ligne formée par le bord 4 entre des points 7 et 8 qui sont diamétralement opposés. Comme on peut le voir sur cette figure 4, cette développée présente sensi blement la forme d'une sinusoide. Comme le montre également ladite figure 4, les sommets de cette sinusovde, par exemple les sommets 9 et 10, se trouvent de part et d'autre du plan moyen 6. Au voisinage du bord 4, la zone 5 se présente sous la forme d'une surface ondulée de génératrice Il parallèle au plan moyen 6. Cette zone de génératrice parallèle au plan 6 se raccorde de façon continue au reste de l'ailette par l'intermédiaire d'une surface dont la section par un plan passant par l'axe 2a de l'ouverture 2 est généralement inclinée par rapport au plan 6. Dans une réalisation particuliere, ladite ailette se présente sous la forme d'une plaque ou talle métallique établie en aluminium. Pour réaliser le contact étroit entre les tubes et les bords des ouvertures des ailettes on procède avantageusement par expan sion des tubes, par exemple en faisant passer une olive à l'inte- rieur de ces tubes. Outre les avantages de l'ailette conforme à l'invention qui ont déjb été évoqués ci-dessus, on notera que, par rapport à une ailette présentant une ouverture entourée par une zone annulaire plane, dans l'ailette selon l'invention la longueur de contact du bord 4 avec le tube de circulation de fluide primaire est supérieure; cette caractéristique contribue à améliorer la transmission de chaleur du tube vers l'ailette ou réciproquement ainsi qu'à améliorer la liaison mécanique entre le tube et l'ailette. L'ailette conforme à l'invention peut entre utilisée dans tout type d'échangeur de chaleur, et notamment pour les radiateurs de refroidissement des moteurs de véhicules automobiles et pour les évaporateurs d'installations de climatisation. L'invention n'est, bien entendu, limitée ni au mode d'application, ni au mode de réalisation spécialement décrits; elle en englobe au contraire toutes les variantes. REVEND ICAT IONS 1.- Ailette d'échangeur de chaleur présentant une forme générale plane et comportant une ouverture pour le passage d'un tube de circulation de fluide dont la périphérie est, après montage, en contact étroit avec les bords de ladite ouverture, caractérisée en ce qu'elle comprend, autour de l'ouverture, une zone annulaire présentant des ondulations qui sfétendent le long du bord de l'ouverture et de part et d'autre d'un plan moyen. 2.- Ailette selon la revendication 1, caractérisée en ce que la développée selon un plan de la zone formée par le bord de l'ouverture présente sensiblement la forme d'une sinusolde. 3.- Ailette-selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'au moins ladite zone annulaire et la zone entourant cette zone annulaire se. présentent sous la forme d'une plaque ou tôle métallique 4.- Ailette selon la revendication 3, caractérisée en ce que ladite plaque ou tôle métallique est établie en aluminium. 5.- Ailette selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'au voisinage du bord de l'ouverture les ondulations présentent la forme d'une surface de génératrice parallèle audit plan moyen 6.- Ailette selon la revendication 5, caractérisée en ce que la surface de génératrices parallèles au plan moyen se raccorde de façon 'continue au reste de l'ailette par l'intermédiaire d'une surface dont la section par un plan passant par llaxe de l'ouverture est généralement inclinée par rapport audit plan moyen.