Brevet FR2555724A1 — publié le 19850531

MATERIAU UTILISABLE POUR LA REALISATION D'ECHANGEURS CA LORIFIQUES. La présente invention concerne un nouveau type de matériau utilisable pour la réalisation d'échangeurs calorifiques. Les échangeurs calorifiques sont utilisés dans de nombreux domaines techniques tels que par exemple pour la réalisation de groupes frigorifiques, de refroidisseurs, d'éléments chauffants... A ce jour, les matériaux utilisés pour réaliser de tels échangeurs sont constitués en général d'éléments creux, à base de tubes de forme diverse se présentant, par exemple, sous la forme d'un serpentin monté sur un support plat (par exemple dans les-groupes frigorifiques) ou d'éléments tubulaires continus longitudinaux, montés sur un support approprié, et à l'intérieur duquel circule le fluide (liquide ou gaz) permettant de réaliser l'échange thermique souhaité. L'un des principaux problèmes qui se pose pour la réalisation de tels échangeurs, est celui du maintien et de la mise en forme des tubes les constituant. Dans la plupart des cas, les tubes de l'échangeur sont soudés ou collés sur un support approprié. Incontestablement, il ressort que de tels modes de réalisation entraînent des opérations coûteuses et il peut se produire, en fonctionnement normal, des pertes de charge, des problèmes de circulation du fluide à l'intérieur des tubes. Par ailleurs, la plupart des échangeurs connus à ce jour sont rigides et, en général, ils se présentent donc sous une forme plane et ne peuvent pas être modelés en fonction de l'utilisation souhaitée. Or on a trouvé et c'est ce qui fait l'objet de-la présente invention, un nouveau type de matériau permettant de réaliser des échangeurs thermiques qui, non seulement, est de conception très simple, peut être réalisé dans de très grandes longueurs mais qui, par ailleurs, présente également une certaine souplesse permettant de lui donner des formes complexes. D'une manière générale, le nouveau type de matériau permettant de réaliser des échangeurs thermiques se présente sous la forme d'une structure composée d'éléments tubulaires, maintenus parallèlement les uns aux autres et à l'intérieur desquels circule le fluide (liquide ou gaz) permettant d'assurer l'échange thermique et il se caractérise par le fait - que lesdits tubes sont souples, - que leur maintien parållèlement les uns aux autres est assuré par une structure tricotée, réalisée sur un métier Rachel. Selon un premier mode de réalisation, les éléments tubulaires souples sont disposés transversalement par rapport à la longueur du matériau et sont constitués par un tube unique tramé transversalement par rapportà la longueur du tricot qui en assure le maintien. Dans ce mode de réalisation, la structure tricotée peut être constituée par la combinaison de chaînettes longitudinales enserrant entre elles les portions tramées de tubes. De préférence, les chaînettes sont cependant associées à d'autres éléments textiles tramés, soit sur toute la largeur du tricot, ces éléments étant alors disposés entre les portions de tubes, soit, éventuellement en combinaison, par des trames sur une aiguille réalisée en combinaison avec les colonnes de chaînette. Selon un autre mode de réalisation conforme à l'invention, les éléments tubulaires sont disposés longitudinalement par rapport au tricot, parallèlement les uns aux autres, et leur maintien est assuré par une structure tricotée comportant d'une part, des chaînettes, disposées entre chacun des éléments tubulaires et, d'autre part, des trames réalisant, en combinaison avec les chaînettes précitées, le maintien desdits tubes. Ces trames peuvent être réalisées soit sur toute la largeur du tricot, soit simplement entre deux colonnes consécutives de chaînette. L'invention et les avantages qu'elle apporte seront cependant mieux compris grâce aux exemples de réalisation donnés ci-après à titre indicatif mais non limitatif et qui sont illustrés par les schémas annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en plan d'un matériau conforme à l'invention dans lequel les é-léments tubulaires. s'étendent transversalement par rapport à la longueur dudit matériau et sont constitués par un tube continu unique tramé, - la figure 2 est une coupe selon l'axe XX de la figure 1 montrant la manière dont est assuré le maintien des tubes dans la structure tricotée, - la figure 3 illustre une variante d'un matériau du type conforme à la figure 1 mais dans lequel les portions de tubes sont séparées les unes des autres par un fil de trame additionnel, - la figure 4 illustre une seconde variante d'un matériau comparable à celui illustré par la figure 3 mais dans lequel les éléments tubulaires s'étendant transversalement par rapport à la longueur dudit matériau sont constitués par deux tubes continus tramés en alternance, les portions de tubes étant également séparées les unes des autres par un fil'tramé additionnel, - la figure 5 illustre un autre type de matériau conforme à l'invention dans lequel les tubes sontdispo sés parallèlement les uns aux autres longitudinalement par rapport au tricot et l'enfilage du métier permettant de réaliser un tel article étant représenté, de manière conventionnelle, en-dessous de cette figure 5, - la figure 6 est une coupe selon l'axe YY de la figure 5 montrant la manière dont est assuré le maintien des tubes dans la structure tricotée. Exemple 1 Sur un métier Rachel équipé d'un trameur, on réalise un matériau conforme à l'invention du type illustré par les figures 1 et 2. Ainsi que cela ressort de ces figures, un tel matériau est constitué d'un tube continu formant des portions parallèles -(1), s'étendant sur toute la largeur du matériau. Ce tube étant tramé, il présente donc des parties coudées (2) disposées sur les bords. Ces portions de tubes (1) sont maintenues parallèlement les unes aux autres grâce à la structure tricotée formée de chaînettes (3). Dans le-cas présent, les éléments tubulaires (1) sont réalisés à partir d'un tube en matière plastique (PVC), souple, ayant un diamètre extérieur de 1,5 mm et un diamètre interne de 1 mm. Les fils formant les chaînettes (3) sont constitués de crins en polypropylène ayant un titre de 600 Dtex. Pour la réalisation de ce matériau, on utilise un métier Rachel à trameur de jauge (12) (douze aiguilles dans 25,4 mm). Les passettes permettant de distribuer les fils de chaînette (3) sont enfilées un plein deux vides. On obtient une structure souple dans laquelle les éléments tubulaires (1) sont parfaitement maintenus parallèles les uns aux autres, côte à côte, par l'intermédiaire des chaînettes (3). Un tel matériau peut être utilisé, par exemple, comme élément de vêtement chauffant ou refroidissant, comme enveloppe de réservoir ou canalisation, moquette chauffante, paillage radiant, capteur solaire... Pour son utilisation, il suffit de couper l'article, qui peut être de très grande longueur, entre deux trames (1). Cela étant fait, les extrémités (5-6) de l'élément tubulaire continu formant les portions parallèles (1-2) sont alors reliées à un système permettant la circulation d'un fluide thermique à l'intérieur du tube. Exemple 2 Cet exemple illustre une variante d'un matériau conforme à l'invention du type illustré par la figure 3. I1 est similaire à l'exemple 1 à l'exception cependant du fait qu'une seconde trame (4), également constituée par un crin polypropylène de 600 Dtex, est distribuée, par l'intermédiaire d'un second trameur, entre chaque portion tubulaire- (1). Cette trame concourre, en combinaison avec les chaînettes (3) à assurer le maintien des portions tubulaires (1) et, par ailleurs, permet d'espacer les portions tubulaires les unes des autres. Un tel'matériau peut être utilisé dans les mêmes domaines d'application que celui décrit à l'exemple 1, la structure obtenue présentant cependant une plus grande stabilité du fait de la présence de la trame additionnelle (4). Exemple 3 On réalise an matériau similaire à celui faisant l'objet de l'exemple 2, à l'exception cependant du fiait que les portions tubulaires (1) sont obtenues en utilisant deux tubes (la-lb), continus, distribués par deux trameurs séparés actionnés en alternance. La trame additionnelle (4) est distribuée par l'intermédiaire d'un troisième trameur. Le maintien des trames est obtenu, comme précédemment, par l'intermédiaire des chaînettes. Selon ce mode de réalisation, le diamètre des tubes (la-lb) est de 3 mm, le diamètre interne étant de 2,5 mm. En effet, grâce à cette manière de procéder, il est possible d'augmenter le rayon de courbure R du tube sur les bords de la structure et, par suite, de travailler des tubes de grand diamètre et/ou présentant une plus grande rigidité. Exemple 4 On réalise un matériau conforme à l'invention du type illustré par les figures 4 et 5, c'est-à-dire un matériau dans lequel les éléments tubulaires (10) sont disposés dans le sens de la longueur. Comme illustré sur ces figures, un tel matériau comporte donc des parties tubulaires longitudinales (10) maintenues entre elles par une structure tricotée constituée, d'une parut, par des chaînettes (11), les trames transversales (12) qui s'étendent sur l'arrière du tricot et sur toute sa largeur et des trames partielles (13), disposées sur lavant et qui, en combinaison avec les chainettes (12), assurent le maintien des tubes (10) parallèlement les uns aux autres. Pour réaliser un tel matériau, on utilise un métier Rachel à trameur également de jauge 12. Les fils de chaînette (11) sont enfilés un plein deux vides sur la barre à passettes avant alors que les éléments tubulaires (10 sont distribués par l'intermédiaire de la barre arrière. Les trames partielles (13) sont, quant à elles, distribuées par la barre centrale. Le trameur distribuant les trames (12) se déplace derrière la barre arrière permettant la distribution des tubes (10). Ces tubes (10) sont maintenus entre les co lionnes de chaînettés (11), la trame arrière (123 et les trames partielles (13) distribuées par la barre à passettes centrale. Comme éléments tubulaires (10), on utilise des tubes souples en PVC ayant un diamètre externe de 5,5 mm et un diamètre interne de 4 mm. Les fils de chaînette (11) et de trame (12) et (13) sont, comme pour les exemples précédents, constitués de crins en polypropylène ayant un titre de 600 Dtex. L'armure du tricot est la suivante - barre avant (chaînette 11) : 20/02 - barre centrale (trame 12) : 00/22/00/88/66/ 88, - barre arrière (tube 10) : 00/00, - trame transversale (trameur 13) : sur toute la largeur. On obtient ainsi un matériau dans lequel les tubes (10) sont maintenus parfaitement parallèlement les uns aux autres, ce matériau étant souple et les tubes (10) pouvant avoir une longueur quelconque pouvant atteindre plusieurs centaines de mètres. Un tel matériau peut être utilisé, par exemple, pour réaliser des chauffages de pistes d'aéroport, de routes, comme capteur solaire. I1 présente l'intérêt de përmettre d'envisager d'avoir des circuits indépendants permettant de faire circuler des fluides à des températures différentes. De plus, selon ce mode de réalisation, il est possible d'utiliser des tubes ayant un diamètre supérieur à ceux utilisables pour la réalisation de matériaux dans lequel les portions tubulaires s'étendent transversalement. Les matériaux conformes à l'invention, non seulement sont simples, économiques à fabriquer étant donné qu'ils peuvent être réalisés sur des métiers classiques et ce, sans qu'il soit nécessaire de les adapter. De tels matériaux peuvent trouver de nombreuses applications dans tous les cas où l'on souhaite faire circuler un fluide à l'intérieur d'un élément tubulaire. Ainsi, il pourrait être envisagé de les utiliser pour réaliser des installations réfrigérantes, ou chauffantes. Ils peuvent, compte-tenu de leur structure et de leurs propriétés trouver de nombreuses applications dans des domaines très divers, tels que par exemple dans le domaine médical pour réaliser des matelas, des couvertures chauffantes, dans le domaine de la culture pour le chauffage de serre.Ils peuvent être utilisés également pour réaliser des capteurs solaires, des plateformes d'élevagé (nidation), chauffage de piste d'aérodrome, de routes... Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits, précédemment mais elle en couvre toutes les variantes réalisées dans le même esprit. Ainsi, d'autres typesde tricot permettant d'assurer le maintien des trames dans le cas des matériaux illustrés par les figures 1,2,3 et 4 ou des tubes longitudinaux (dans les matériaux illustrés par les figures 4 et 5), pourraient être envisagés. Par exemple, dans le cas où le matériau comporte des trames transversales additionnelles (4), on pourrait avoir plusieurs trameurs intermédiaires permettant de modifier la répartition des tubes dans le matériau. De plus, comme cela est illustré par l'exemple 3, les portions tubulaires peuvent être obtenues en mettant en oeuvre plusieurs trameurs actionnés les uns après les autres. Cette manière de procéder est particulièrement intéressante lorsque l'-on veut utiliser des tubes de grand diamètre. En effet, il est possible d'augmenter alors le rayon de courbure sur les parties latérales. Bien entendu, si-dans l'exemple 3, deux trameurs sont utilisés, il pourrait être envisagé, en fonction de la matière utilisée, de mettre en oeuvre un plus grand nombre de trameurs. De plus, comme éléments tubulaires rentrant dans la réalisation d'une telle structure, on pourra utiliser tout type de matériau à condition cependant qu'ils présentent une certaine souplesse, plus particulièrement dans le cas où les tubes s'étendent transversalement par rapport à la longueur, cette souplesse permettant l'insertion dudit tube à l'intérieur du tricot de maintien. Par exemple, en fonction des applications souhaitées, il peut être envisagé d'utiliser des tubes à base de PVC, PTFE, de siliconne, de caoutchouc naturel ou synthétique. I1 pourrait être également envisagé d'utiliser des tubes en matériau synthétique incomplètement polymérisé et de réaliser cette polymérisation donc le durcissement après réalisation du matériau. Dans un tel cas, il est possible d'obtenir un matériau rigide éventuellement mis en forme. REVENDICATIONS 1/ Matériau utilisable pour'la réalisation d'échangeurs calorifiques se présentant sous la forme d'une structure composée d'éléments tubulaires (1), maintenus parallèlement les uns aux autres et à l'intérieur desquels circule le fluide permettant d'assurer l'échange thermique1 caractérisé par le fait - que lesdits tubes(l) sont souples, - que leur maintien parallèlement les uns aux autres est assuré par une structure tricotée (3) réalisée sur un métier Rachel. 2/ Matériau selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les éléments tubulaires souples (1) sont disposés transversalement par rapport à la longueur du matériau et sont constitués par un tube unique, tramé transversalement par rapport à la longueur du tricot qui en assure le maintien. 3/ Matériau selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le tricot assurant le maintien du tube (1) est constitué par des chaînettes (3). 4/ Matériau selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les chaînettes (3) sont associées à des trames. 5/ Matériau selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les trames s'étendent sur toute la largeur du tricot et sont disposées entre les portions de tube (1). 6/ Matériau selon l'une des revendications 4 à 5, caractérisé par le fait que les chaînettes sont associées à des trames sur une aiguille. 7/ Matériau selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les éléments tubulaires sont disposés longitudinalement par rapport au tricot, parallèlement les uns aux autres, leur maintien étant assuré par une structure tricotée comportant d'une part, des chaînettes disposées entre chacun de ces éléments tubulaires-et, d'autre part, des trames réalisant en combinaison avec les chaînettes précitées le maintien desdits tubes. 9/ Matériau selon la revendication 8, caractérisé par le fait que les trames sont réalisées sur toute la largeur du tricot.