Brevet FR2493500A1 — publié le 19820507

La présente invention se rapporte à des échangeurs de chaleur. Plus particulièrement la présente invention se rap- porte à des sous-ensembles qui comportent un orifice de ven- tilateur, un couvercle supérieur et une grille. Les échangeurs de chaleur à ailettes enroulées sont bien connus dans le domaine de la réfrigération et de la cli- matisation. Un échangeur de chaleur à ailettes enroulées est constitué par un tube autour duquel est enroulée une matière d'ailette dans une disposition d'échange de chaleur avec le tube de façon à favoriser le transfert de chaleur entre le fluide qui s'écoule dans le tube et un fluide séparé qui s'écoule sur le tube. L'utilisation de ce type d'ailette enroulée pour échan- geur de chaleur s'est avéré être d'un coût avantageux tout en assurant l'échange de chaleur approprié avec une longueur mi- nimale de tube. Un type d'échangeur de chaleur à ailettes en- roulées comprend un tube à ailettes fendues. Pour former ce tube, on fend latéralement une feuille de matière d'ailette puis on la galète ou roule sous une forme générale en U de sorte que la partie non fendue est enroulée autour du tube en appui contre le tube et que les parties fendues s'étendent vers l'extérieur à partir du tube. Pour utiliser avantageusement les échangeurs de chaleur à ailettes enroulées, il est nécessaire que l'échangeur de cha- leur ait une configuration appropriée pour optimiser le trans- fert de chaleur. Une fois que la configuration appropriée a été déterminée, les tubes à ailettes enroulées devraient être maintenus dans cette configuration pendant toute la durée de vie utile de l'échangeur de chaleur. On a trouvé que la con- figuration cylindrique dans laquelle l'air est aspiré vers l'intérieur à travers l'échangeur de chaleur est une construc- tion préférée. On a en outre déterminé que divers agencements supports pour immobiliser les échangeurs de chaleur à ailettes enroulées peuvent être utilisés pour porter les éléments restants de l'échangeur de chaleur. Plus particulièrement, l'incorporation d'un orifice de ventilateur délimitant une région vide et d'un couvercle supérieur pour entourer l'orifice annulaire de telle sorte qu'un espace est laissé entre eux, espace dans lequel les commandes électriques peuvent être montées, s'est avéré avantageux. En outre, cet ensemble peut être réa- lisé de telle sorte qu'une grille peut être fixée entre l'o- *rifice de ventilateur et le couvercle supérieur et qu'un mo- teur de ventilateur coopérant avec la surface de l'orifice de ventilateur peut être suspendu à la grille. L'appareil décrit ici sert non seulement à former un orifice de ventilateur mais il forme également une région close pour la fixation d'éléments électriques et il sertainsi à intégrer l'ensemble d'échangeur avec l'enveloppe -de l'appa- reil et à assurer un agencement esthétiquement agréable des éléments. Le mode de réalisation préféré de la présente invention comporte la combinaison d'un orifice de ventilateur, d'une grille et d'un couvercle supérieur. Un orifice de ventilateur annulaire dont la surface de section transversale est approxi- mativement en forme de U est agencé de manière à pouvoir être monté sur les tubes supports de l'échangeur de chaleur. Cet orifice de ventilateur comporte une surface orientée vers l'intérieur qui coopère avec le ventilateur pour former un agencement d'orifice ainsi qu'une surface de refoulement afin de favoriser l'écoulement de l'air à travers l'appareil. L'o- rifice de ventilateur comporte, en outre., un rebord support de grille et un rebord support de couvercle supérieur agencés pour porter respectivement la grille et le couvercle supérieur. Une grille circulaire ayant une partie de bord pleine est con- çue pour reposer sur le rebord support de grille. Un couver- cle supérieur annulaire ayant une section transversale en for- me de L est conçu pour reposer sur la partie supérieure de l'orifice de ventilateur et pour enfermer l'espace situé à l'intérieur de l'orifice de ventilateur afin de former une zone de logement des commandes dans l'appareil d'échange de chaleur. Diverses surfaces sont définies par les éléments spécifiques afin de réaliser la configuration spécifique appropriée. En outre, des moyens sont prévus pour intégrer le support et l'enveloppe tubulaire du dispositif échangeur de chaleur avec l'ensemble supérieur de l'appareil. On décrira maintenant l'invention à l'aide d'un exem- ple et en se référant aux dessins annexés dans lesquels: la Fig. 1 est une vue en bout, avec arrachement par- tiel, d'un appareil d'échange de chaleur comportant le dis- positif tel que décrit ici; la Fig. 2 est une vue de dessus avec arrachement par- tiel de l'appareil d'échange de chaleur; la Fig. 3 est une vue partielle, en coupe, du couver- cle supérieur, de l'orifice de ventilateur et de la grille de l'appareil, tels qu'ils sont montés sur le support et l'en- veloppe de l'échangeur de chàleur; la Fig. 4 est une vue en perspective de la grille de l'appareil d'échange de chaleur; la Fig. 5 est une vue en perspective de l'orifice de ventilateur de l'appareil d'échange de chaleur; et la Fig. 6 est une vue en perspective du couvercle supérieur de l'appareil d'échange de chaleur. Le mode de réalisation que l'on décrira ici est con- çu pour être utilisé dans un appareil d'échange de chaleur qui comporte une cuvette support et un échangeur de chaleur à ailettes enroulées porté par un ensemble support de tubes. Il est bien entendu que la présente invention peut être éga- lement appliquée à des appareils d'échange de chaleur qui comportent des échangeurs de chaleur qui sont composés de serpentins à ailettes en plaques ou de surfaces d'échange de chaleur autres que les tubes à ailettes enroulées. Il doit, en outre, être également bien compris que diverses modifica- tions peuvent être apportées aux surfaces spécifiques ainsi qu'à l'aspect de l'appareil tout en conservant les principes de base décrits ici. Sur la Fig. 1 à laquelle on se référera, on a représenté une vue en bout ouverte d'un appareil d'échange de chaleur 10. Cet appareil est représenté comme comprenant une cuvette support 14 et une enveloppe 12 qui enferme l'é- changeur de chaleur 16. On voit, en outre, un moteur 8 de ventilateur auquel est suspendu un ventilateur 6. L'échangeur de chaleur 16 est représenté comme étant constitué par une série de tubes à ailettes enroulées maintenus en place par un organe 17 de retenue des tubes et par un support tubulaire 18. Le support tubulaire 18 coopère avec l'organe de retenue des tubes pour maintenir les diverses sections de tubes à ai- lettes enroulées fixées entre elles. Des goupilles 19 repré- sentées à chaque extrémité du support tubulaire 18 servent à fixer le support tubulaire et l'organe de retenue des tubes à la cuvette support 14 et à l'orifice 50 de ventilateur. L'orifice 50 de ventilateur a été représenté comme ayant une configuration annulaire et comme portant une grille 70. En outre, un couvercle supérieur 30 est représenté comme étant suspendu à l'orifice 50 de ventilateur. Le couvercle supérieur 30 et l'orifice 50-de ventilateur délimitent en com- binaison une zone 100 de réception des commandes. En outre, on a représenté dans la partie centrale supérieure de la gril- le 70, un couvercle de grille 72. La Fig. 3 représente une vue à plus grande échelle de la région de la Fig. 1 qui comporte l'orifice de ventilateur et le couvercle supérieur. On peut voir plus particulièrement sur cette figure que l'orifice 50 de ventilateur a, en sec- tion transversale, approximativement la forme d'un U et qu'il comporte une série de surfaces. En partant du sommet vers le bas, l'orifice de ventilateur comporte un rebord 58 support de couvercle supérieur, une partie de raccordement 59, un rebord 56 support grille, une surface de refoulement 54, une surface 52 d'orifice, une partie de base 51 et une lèvre d'é- tanchéité 57. La surface 52 d'orifice et la surface de refou- lement 54 sont appelées collectivement des surfaces 53 d'é- coulement d'air. Le couvercle supérieur 30 est représenté comme compor- tant une collerette de fixation 31 raccordée à la partie supé- rieure 32 laquelle est raccordée à une première surface in- clinée 33 qui se prolonge par une première surface verticale 34 puis par une seconde surface inclinée 35, par une seconde surface verticale 36 et par une lèvre de fermeture dentelée 37. La grille 70 est représentée comme ayant une partie de bord 78 montée sur le rebord 56 support de grille. Un segment d'ouie 74 de la partie de grille a été également représenté. On peut voir que la partie supérieure 32 du couvercle supé- rieur repose sur le rebord 58 support de couvercle supérieur de l'orifice de ventilateur et que la collerette de fixation 31, qui prolonge la partie supérieure 32, s'étend vers le bas approximativement parallèlement à la surface de refoulement 54 et dans une disposition coplanaire avec cette surface pour favoriser l'écoulement d'air à travers la grille et qu'elle sert à recouvrir le bord 78 support de grille et ses moyens de fixation de sorte qu'un examen visuel du dispositif ne permet pas de voir le bord terminal extérieur de la grille. L'organe 17 de retenue des tubes et le support tubu- laire 18 ont été représentés comme immobilisant entre eux l'é- changeur de chaleur 16. La goupille 19 pénètre dans le support tubulaire 18 et le bloque et elle sert à immobiliser le sup- port tubulaire et l'organe de retenue des tubes par rapport à l'orifice de ventilateur. La lèvre d'étanchéité 57 de l'ori- fice 50 de ventilateur et la lèvre de fermeture dentelée 37 du couvercle supérieur 30 ont été représentées comme fixées à la partie d'assemblage 13 de l'enveloppe au moyen d'une vis. L'en- veloppe 12 s'étend au-dessus de l'extérieur de l'appareil à l'extérieur de l'échangeur de chaleur et elle est fixée au cou- vercle supérieur et à l'orifice de ventilateur au niveau de la partie d'assemblage de l'enveloppe. La Fig. 2 représente une vue de dessus d'un appareil d'échange de chaleur avec le ventilateur 6 suspendu à la gril- le. La grille 70 est représentée avec le couvercle 72 de gril- le qui y est fixé. La disposition relative de la grille et de l'orifice 50 de ventilateur ainsi que celle du couvercle su- périeur 30 et de l'enveloppe 12 peuvent être observées sur cette figure. Les Fig. 4, 5 et 6 sont des vues isométriques des trois principaux éléments de l'assemblage. La Fig. 4 repré- sente la grille qui comporte les ouies 74, la partie centra- le 71, des boulons 5 de moteur de ventilateur et la partie de bord 78. L'orifice 50 de ventilateur, comme représenté sur la Fig. 5, comporte divers éléments et, en particulier, le rebord 58 support de couvercle supérieur, la partie de raccordement 59, le rebord 56 support de grille, la surface de refoulement 54, la surface d'orifice 52, la partie de base 51 et la lèvre d'étanchéité 57. De la même manière, on peut voir sur la Fig. 6 que le couvercle supérieur comporte la collerette de fixation 31, la partie supérieure 32, la premiè- re surface inclinée 33, la première surface verticale 34, la seconde surface inclinée, la seconde surface verticale 36 et la lèvre de fermeture dentelée 37. Lors de la fabrication de l'appareil, les diverses pièces sont fabriquées indépendamment. Le couvercle supérieur et l'orifice de ventilateur sont formés à l'aide de moyens de mandrinage du type hydraulique sous la configuration vou- lue. On assemble le dispositif en fixant l'ensemble échangeur de chaleur à la cuvette support. Ensuite, on place l'orifice de ventilateur sur le sommet de l'ensemble échangeur de cha- leur et on l'immobilise à l'aide de la goupille 19. On peut monter les divers éléments électriques à l'intérieur de l'o- rifice de ventilateur à un moment approprié quelconque. On place alors la grille, à laquelle le moteur de ventilateur et le ventilateur sont déjà suspendus, sur l'assemblage de façon que la partie de bord 78 de la grille vienne en appui contre le rebord 56 support de grille de l'orifice de ventilateur de manière ainsi à fixer la grille. On fait alors glisser vers le bas le couvercle supérieur de l'appareil sur les éléments en partie assemblés jusqu'à ce que la partie supérieure 32 vienne en appui contre le rebord 58 support de couvercle su- périeur pour immobiliser ce dernier. La collerette de fixa- tion 31, qui s'étend à partir du couvercle supérieur, vient en butée contre la grille 70 de façon à venir en appui contre l'extrémité de la partie 78 de la grille. Lorsqu'il est as- semblé, le couvercle supérieur 30 coopère avec l'orifice de ventilateur pour délimiter la zone 100 de logement des com- mandes qui est une zone complètement close pour répondre à diverses conditions électriques. La lèvre d'étanchéité 57 de l'orifice de ventilateur et la lèvre de fermeture dentelée 37 du couvercle supérieur s'alignent avec l'enveloppe 12 de sorte qutelles peuvent être toutes trois assujetties au moyen d'une unique vis. On peut placer l'enveloppe 12 autour de l'appareil après que le couvercle supérieur ait été assemblé aux autres éléments ou avant. Parmi les avantages de cette construction, on note- ra le fait que l'ouvrier d'entretien peut retirer le couver- cle supérieur et avoir accès aux éléments électriques pendant que l'appareil est en fonctionnement. Le ventilateur peut fonctionner alors que le couvercle supérieur a été retiré sans risque pour l'ouvrier d'entretien. En outre, l'ouvrier d'entretien peut enlever la grille et le ventilateur qui y est fixé afin de pouvoir avoir accès au reste de l'appareil. La construction permet, en outre, de réaliser un appareil qui est suffisamment résistant pour être expédié et qui ne comporte pas de parties saillantes susceptibles de poser des problèmes d'emballage et de manutention. REVEND ICAT IONS 1.Un appareil d'échange de chaleur qui comporte un échan- geur de chaleur (16) et un ventilateur (6) pour faire circu- ler de l'air dans une relation d'échange de chaleur avec l'é- changeur de chaleur, caractérisé en ce qu'il comporte un orifice de ventilateur annulaire (50) délimitant un trajet d'écoulement d'air à travers une partie de l'appareil d'échan- ge de chaleur, cet orifice comportant des moyens (56) supports de grille et des moyens (58) supports de couvercle supérieur; une grille (70) adaptée pour couvrir le trajet d'écoulement à travers l'orifice de ventilateur, cette grille comportant une partie de bord (78) qui peut venir en appui contre les moyens supports de grille de l'orifice de ventilateur pour fixer la grille par rapport à l'orifice de ventilateur et un couvercle supérieur (30) adapté pour enfermer l'orifice de ventilateur, ce couvercle supérieur comportant une partie supérieure (32) qui peut venir en appui contre les moyens supports de couvercle supérieur de l'orifice de ventilateur pour fixer le couvercle supérieur par rapport à l'orifice de ventilateur. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'orifice (50) de ventilateur comporte une partie de ba- se (51) et en ce que le couvercle supérieur s'étend sur toute la longueur de l'orifice de ventilateur pour venir en appui contre l'orifice au niveau de la partie supérieure et au voi- sinage de la partie de base afin de former une cavité entre eux dans laquelle des éléments électriques de l'appareil d'é- change de chaleur peuvent être montés. 3. Appareil selon l'une des revendications 1 et 2, carac- térisé en ce que l'orifice (50) de ventilateur comprend une surface (52) d'orifice de configuration annulaire pour coopé- rer avec le ventilateur de l'appareil et une surface de re- foulement (54) qui s'étend obliquement à partir de la surface d'orifice pour guider le courant d'air hors de l'appareil. 4. Appareil selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le couvercle supérieur (30) comporte une collerette de fixation (31) s'étendant vers le bas à par- tir de la partie supérieure (32), cette collerette de fixation s'étendant au-dessus des moyens supports de grille et d'une partie de la partie de bord de la grille. 5. Appareil selon l'une des revendications 1 à 4, ca- ractérisé en ce que le couvercle supérieur (30) comporte une collerette de fixation (31) raccordée à la partie supérieure (32); une première surface inclinée (33) raccordée au côté opposé de la partie supérieure à celui raccordé au rebord de fixation; une première surface verticale (34) s'étendant vers le bas à partir de la première partie de surface inclinée; une seconde surface inclinée (35) raccordée à la première sur- face verticale à partir de laquelle elle s'étend obliquement et une seconde surface verticale (36) s'étendant vers le bas à partir de la seconde surface inclinée. 6. Un ensemble destiné à être utilisé avec un appareil de climatisation, caractérisé en ce qu'il comporte un orifi- ce de ventilateur annulaire (50) ayant une section transver- sale approximativement en forme de U, cet orifice de ventila- teur comportant des moyens (56) supports de couvercle supé- rieur et au moins une surface de guidage d'écoulement d'air et un couvercle supérieur annulaire (30) ayant une section transversale approximativement en forme de L, ce couvercle supérieur comportant une partie supérieure (32) destinée à venir en appui contre les moyens supports de couvercle supé- rieur et une partie verticale pour enfermer. l'ouverture créée par l'orifice de ventilateur de manière à délimiter un espace vide clos entre l'orifice de ventilateur et le couvercle su- périeur. 7. Ensemble selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'orifice de ventilateur comporte une partie de base (51), des surfaces de guidage d'écoulement d'air raccordées à la partie de base, une partie (56) support de grille montée sur les surfaces de guidage d'écoulement d'air et des moyens (58) supports de couvercle supérieur raccordés à la partie support de grille. 8. Ensemble selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce qu'il comporte une grille circulaire (70) qui comporte une partie de bord (78) qui s'étend autour de sa circonférence et des segments d'ouies (74) raccordés à la partie de bord pour permettre à l'air de s'écouler à travers la grille. 9. Ensemble selon la revendication 8, caractérisé en ce que la partie de bord (78) de la grille (70) est portée par la partie (56) support de grille de l'orifice (50) de ventilateur. 10. Ensemble selon la revendication 9, caractérisé en ce que le couvercle supérieur (30) comporte une collerette de fixation (31) qui s'étend vers le bas à partir de la partie supérieure (32) du couvercle supérieur de sorte qu'après as- semblage du couvercle supérieur sur l'orifice de ventilateur la collerette de fixation s'étend au-dessus d'une partie de la grille.