Brevet FR2436355A1 — publié le 19800411

La présente invention concerne une application nouvelle des générateurs de jets battants. Le principe des jets battants est connu. C'est ainsi qu'un dispositif permettant d'obtenir un jet battant à basse ou très basse fréquence a été décrit dans le certificat d'utilité nO 74.07249 déposé le 4 mars 1974 au nom de la demanderesse. Un tel générateur de jets battants comporte deux corps creux de forme générale cylindrique fermés à leurs extrémités et disposés en vis à vis sensiblement parallèlement l'un à l'autre pour définir entre eux un col suivi d'un divergent, chaque corps creux étant pourvu d'au moins un orifice de commande débouchant en aval du col, des moyens pour alimenter ce dernier en fluide sous pression,et un conduit de section de passage limitée pour relier entre eux les volumes intérieurs des deux corps creux de manière à animer le jet d'un mouvement de battement dans le divergent. Le domaine technique dans lequel la présente invention propose la nouvelle application des générateurs de jets battants est celui des échangeurs de chaleur secs, c'est-à-dire les installations dans lesquelles les deux fluides en échange de chaleur ne sont pas en contact entre eux, l'un des fluides au moins étant en phase gazeuse. Suivant l'invention, on dispose au moins un générateur de jets battants sur le trajet du fluide gazeux, immédiatement à l'amont de l'échangeur proprement dit parcouru par le deuxième fluide en échange de chaleur avec le premier. En d'autres termes, on communique au fluide gazeux un caractere battant et on constate qu'un tel écoulement battant traversant l'échangeur de chaleur produit une augmentation sensible du coefficient d'échange par convection et, dans certains cas, une diminution des fuites thermiques par rayonnement. De préférence, au lieu d'un générateur simple, on dispose dans l'écoulement gazeux une grille formée d'une série de corps creux de forme générale cylindrique, fermés à leurs extrémités et disposés sensiblement parallèlement de façon à ménager entre eux des passages de forme générale convergent-divergent, chaque corps creux étant divisé en deux cavités par une cloison parallèlement aux génératrices et étant muni dans la partie divergent d'une fente parallèle aux génératrices en regard d'une fente correspondante du corps creux voisin, une communication étant établie entre chaque cavité et une source de pression ou d'aspiration. De préférence, chaque cavité constitue la source de pression ou d'aspiration de la cavité qui est située vis-à-vis d'elle, et est donc reliée à celle-ci par une conduite convenable. De cette manière, le fluide gazeux qui passe entre les intervalles entre les corps creux acquiert un caractère instationnaire battant accompagné d'un taux de turbulence élevé. Un tel écoulement venant traverser un échangeur de type classique, par exemple à tubes munis d'ailettes, permet un échange de chaleur beaucoup plus important avec le fluide circulant dans les tubes de l'échangeur. C'est ainsi que, pour un échangeur comportant une nappe de tubes, une amélioration de 25 à 30 % du coefficient d'échange a été constatée par la demanderesse. De plus, avec un écoulement instationnaire battant accompagné d'un taux de turbulence élevé, conformément à l'invention, l'échange de chaleur se fait préférentiellement par convection forcée au détriment de l'échange par rayonnement. Si, par exemple, le but recherché est une élévation de la température de l'écoulement gazeux, on peut obtenir, à quantités égales de chaleur fournies par le fluide circulant dans les tubes, une élévation plus importante de la température de l'écoulement gazeux, une moindre quantité de chaleur étant dissipée par rayonnement vers l'extérieur de l'installation. Le complément de description qui va suivre, avec le dessin annexé à l'appui, donné surtout à titre d'exemple, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée en pratique. Sur le dessin - la figure 1 est une coupe schématique d'un dispositif générateur de jet battant - la figure 2 est une coupe schématique d'une grille génératrice de jets battants, selon l'inven tion - les figures 3 et 4 sont des schémas de disposition de telles grilles devant des échangeurs à tubes à ailettes. La figure 1 illustre le principe du dispositif à jet battant. Deux corps creux 1 et 2 de forme.cylindrique et comportant deux fentes longitudinales 3 et 4 sont disposés en regard le long d'une génératrice et reliés entre eux par une canalisation 5. Un jet de fluide 6 est insufflé dans le sens de la flèche, passe par le col 7, et, à la sortie de ce col, vient coller soit sur la forme cylindrique 1, soit sur la forme cylindrique 2. Le battement autoentretenu résulte du passage alternatif du flux sur l'un et l'autre des cylindres grâce à la bonne définition des divers paramètres du système (position des fentes, volume des cylindres, etc.). Le battement peut être également obtenu en remplaçant la canalisation de liaison 5 par deux orifices en bout des cylindres mettant en communication l'intérieur des cylindres avec l'atmosphère ambiante. Si le jet colle sur un des cylindres, 1 par exemple, il y a alors différence de pression entre la fente 3 et l'orifice en bout du cylindre. Celui-ci se remplit par cet orifice et il y a soufflage oau niveau de la fente provoquant le basculement du jet sur le cylindre 2. La figure 2 présente en coupe un mode de réalisation d'une grille génératrice de jets battants selon l'invention. Cette grille se compose dtune série de cylindres sensiblement parallèles cloisonnés intérieurement et munis d'une fente. Les demi-cylindres en re gard sont mis en communication par une canalisation. On voit sur le schéma que l'ensemble formé par deux demi-cylindres en regard et la canalisation les oignant forme un ensemble comparable à celui décrit à la figure 1 : on reconnaît les deux corps creux 1 et 2 munis des fentes 3 et 4, reliés par une canalisation 5. Le jet fluide 6 passe par le col 7, venant dans la partie divergent coller alternativement sur les formes 1 et 2.L'ensemble de ces systèmes forme, en combinaison, une grille telle que l'écoulement en aval soit instationnaire battant et présente un taux de turbulence très élevé. Les extrémités 8 et 9 de la grille peuvent être formées par un demi-cylindre creux comme sur le schéma, ou bien-être laissées libres, ou encoure comporter une paroi de forme quelconque. La canalisation de liaison peut éventuellement pénétrer à l'intérieur de chaque demi-cylindre. Dans le cas où les cylindres auraient une longueur importante, il est souhaitable de placer des cloisons transversales et de disposer à nouveau des canalisations de liaison, traitant l'ensemble comme 2 ou plusieurs séries de grilles dans le. prolongement les unes des autres. Par contre, le nombre de cylindres peut être quelconque et la grille présenter ainsi une largeur totale L quelconque. La figure 3 présente un schéma d'implantation d'une telle grille en amont d'une batterie d'échange. La grille 1 décrite cidessus est alimentée par l'écoulement gazeux 3. Cet écoulement rendu instationnaire battant et turbulent traverse la batterie d'échange 2 où circule, dans des tubes ailetés par exemple, le fluide 4. La figure 4 présente un schéma d'implantation de telles grilles en présence dlune batterie d'échange à nombre important de nappes de tubes. Il peut être alors souhaitable de diviser la batterie d'échange en 2 ou plusieurs batteries élémentaires 3 et 4 où circule successivement le fluide 6. Une grille 1 et 2 est disposée devant chaque batterie élémentaire et l'écoulement 5 traverse successivement la grille 1, la batterie 3, la grille 2, la batterie 4. Dans les deux figures présentées, l'écoulement gazeux peut être guidé par des parois (cas par exemple des caissons de climatisation) ou libre (cas par exemple des aéroréfrigérants secs). Il est souhaitable de placer la grille proche de la batterie d'échange. REVENDICATIONS 1. Application des générateurs de jets battants à l'amélioration des échanges thermiques entre un courant d'un fluide gazeux dans le quel est disposé ledit générateur de jets battants et un second fluide circulant dans un échangeur disposé à l'aval dudit géné rateur par rapport au courant de fluide gazeux. 2. Installation améliorée d'échanges thermiques entre un courant de fluide gazeux et un second fluide circulant dans un échangeur disposé dans ledit courant de fluide gazeux caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un générateur de jets battants disposé dans le courant de fluide gazeux immédiatement à l'amont dudit échangeur. 3. Installation selon la revendication 2. caractérisée en ce que le générateur de fluide battant est une grille formée d'une série de corps creux, de forme générale cylindrique, fermés à leurs extrémités et disposés sensiblement parallèlement de façon a' ménager entre eux des passages de forme générale convergent divergent, chaque corps creux étant divisé en deux cavités par une cloison parallèlement aux génératrices et étant muni dans la par tie divergent d'une fente parallèle aux génératrices en regard d'une fente correspondante du corps creux voisin, une communica tion étant établie entre chaque cavité et une source de pression ou d'aspiration. 4. Installation selon la revendication 3 caractérisée en ce que chaque cavité constitue la source de pression ou d'aspiration de la cavité qui est située vis-à-vis d'elle, deux cavités suc cessives en vis-a-vis de part et d'autre d'un passage convergent divergent étant a' cet effet reliées entre elles par une conduite convenable. 5. Installation selon la revendication 4caractérisée en ce que les conduites de liaison pénètrent dans lesdites cavités. 6. Installation selon l'une des revendications 3 à 5 caractérisée en ce que les corps creux sont des cylindres de base lenticulaire allongée dans le sens de l'écoulement. 7. Installation selon l'une des revendications 4 à 6 caractérisée en ce que les corps creux comportent un cloisonnement transversal à la direction des cylindres et des séries de conduites de liaison entre chaque cloison transversale. 8. Grille génératrice de jets battants destinée à une installation selon la revendication 2 caractérisée en ce qu'elle est formée d'une série de corps creux, de forme générale cylindrique, fermés à leurs extrémités et disposés sensiblement parallèlement de façon à ménager entre eux des passages de forme générale convergent divergent, chaque corps creux étant divisé en deux cavités par une cloison parallèlement aux génératrices et étant muni dans la partie divergent d'une fente parallèle aux génératrices en regard d'une fente correspondante du corps creux voisin, une communication étant établie entre chaque cavité et une source de pression ou d'aspiration.