Brevet FR2558574A1 — publié le 19850726

Perfectionnements apportés aux installations thermo-électri quels à thermo-éléments interposés entre des conduits chauds et froids L'invention est relative aux installations thermoélectriques (installations de climatisation ou installa tions génératrices de courant électrique) comportant des conduits chauds dans lesquels circule un fluide chaud, et des conduits froids dans lesquels circule un fluide froid, ainsi qu'une pluralité d'éléments thermo-électriques, constitués chacun par plusieurs thermo-éléments ou par un seul thermo-élément. Des moyens électriques assurent le passage d'un courant électrique continu dans les éléments thermoélectriques, ces moyens comportant un générateur de courant continu s'il s'agit d'une installation de climatisation, ou un récepteur de courant continu s'il s'agit d'une installation génératrice de courant électrique. Ces éléments thermo-électriques peuvent être constitués, - soit par des thermo-éléments uniques en contact avec des échangeurs de chaleur (directement ou indirectement en contact thermique avec les conduits chauds ou froids) qui sont donc parcourus par le courant électrique, - soit par des séries de thermo-éléments de petites dimensions reliés électriquement entre eux et isolés par rapport aux échangeurs de chaleur (par une plaque conductrice de la chaleur, généralement en céramique), et appelés "modules", les échangeurs de chaleur n'étant alors pas parcourus par le courant électrique. Dans de telles installations, il est connu de prévoir, d'une part, un contact mobile chaud, à portée cylindrique, interposé entre chaque élément thermo-électrique et le conduit chaud, et, d'autre part, un contact mobile froid, à portée cylindrique, interposé entre chaque élément thermo-électrique et le conduit froid. Dans des installations de ce type, les éléments th#ermo-électriques sont relativement fragiles car ils comportent, sur leurs faces, une plaque, généralement en céramique, qui est un bon isolant électrique tout en présentant un coefficient de transmission thermique acceptable. C'est cette plaque de céramique qui risque d'être endommagée lors du montage de l'installation, notamment en raison des défauts constructifs angulaires inévitables. Par ailleurs, les thermo-éléments euxmêmes sont très sensibles aux efforts de cisaillement, et il faut donc permettre des déplacements relatifs, dans le sens axial, des pièces coopérant avec les portées cylindriques des contacts mobiles chauds et froids. Selon l'invention, les portées cylindriques respectives des contacts mobiles chauds et froids sont orientées orthogonalement l'une par rapport à l'autre. Dans ces conditions, le joint de cardan constitué par chaque élément thermo-électrique entouré de ses deux contacts mobiles à portées cylindriques orthogonales permet de rattraper les défauts constructifs angulaires de l'installation, tout en permettant un déplacement relatif (déplacement relatif dû aux dilatations différentielles des conduits chauds et froids), dans le sens axial, des pièces coopérant avec les portées cylindriques des contacts mobiles chauds et froids. L'invention consiste, mise à part cette disposition, en certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement question ci-après. L'invention pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit, ainsi que des dessins ci-annexés, lesquels complément et dessins sont relatifs à un mode de réalisation préféré de l'invention et ne comportent, bien entendu, aucun caractère limitatif. La fig. 1, de ces devins, est une vue en perspective éclatée illustrant schématiquement une installation thermoélectrique établie conformément à l'invention. La fig. 2 montre, dans les mêmes conditions, une variante de cette installation. La fig. 3 est une vue en perspective schématique montrant un mode de construction d'une installation thermo-électrique conforme à l'invention. L'installation thermo-électrique décrite en se référant aux figures 1 à 3 est une installation de cli matisation dans laquelle on se propose de refroidir de l'air (fluide froid) en transférant les calories de cet air vers de l'eau (fluide chaud). L'installation comporte donc des conduits chauds 1 dans lesquels circule l'eau, ces conduits étant constitués par des tubes, et des conduits froids 2 dans lesquels circule 15air, ces conduits étant constitués par des échangeurs à ailettes. L'installation comporte également des éléments thermo-électriques 3 (constitués chacun de plusieurs thermoéléments) dans lesquels circulent un courant continu délivré par une génératrice de curant continu G (fig. 3). Ceci étant, on prévoit, d'une part, un contact mobile chaud 4 à portée cylindrique 4a interposé entre chaque élément thermo-électrique 3 et le conduit chaud 1, et, d'autre part, un contact mobile froid 5 à portée cylindrique 5a interposé entre chaque élément thermoélectrique 3 et le conduit froid 2. Les portées cylindriques 4a et 5a respectives des contacts mobiles chaud 4 et froid 5 sont orientées orthogonalement l'une par rapport à l'autre. Dans l'installation montrée sur la fig. 1, les contacts mobiles chauds 4 et les contacts mobiles froids 5 coopèrent avec les conduits chauds 1 et froids 2 correspondants au moyen de pièces intermédiaires 6, 7 adaptées à la géométrie du conduit chaud ou froid 1, 2 considéré Le conduit chaud 1 étant constitué par un tube, la pièce intermédiaire 6 correspondante est constituée par un manchon entourant le tube et présentant une portée cylindrique 6a de forme complémentaire à la portée cylindrique 4a du contact mobile chaud 4. Lorsque l'élément thermo-électrique 3 est constitué par un thermo-élément unique, le manchon est parcouru par le courant électrique, et le tube chaud 1 doit être en matériau isolant ou être protégé par un isolant interposé entre tube et manchon. Le conduit froid 2 étant constitué par ou comprenant un échangeur à ailettes, la pièce intermédiaire 7 correspondante est constituée par une platine coopérant thermi quement avec les ailettes de l'échangeur et présentant une portée cylindrique 7a de forme complémentaire à la portée cylindrique 5a du contact mobile froid 5. Si l'on se réfère à la fig. 3, sur laquelle les mêmes chiffres de référence désignent les mimes organes que sur la fig. 1, le mode de construction adopté permet un d6- calage entre le conduit froid 2, constitué par l'échangeur de chaleur, et le conduit chaud 1 constitué par le tube selon ce mode de construction, la platine constituant la pièce intermédiaire 7 s'étend en dehors du volume de l'échangeur, ce qui permet de donner à celui-ci des dimensions plus importantes augmentant son efficacité. Dans l'installation montrée sur la fig. 2, le conduit chaud 1 est constitué par un tube de section droite circulaire et le contact mobile chaud 4 correspondant présente une portée cylindrique 4a coopérant directement avec le susdit tube. REVENDICATIONS 1.- Installation thermo-électrique comportant - un conduit chaud (1) dans lequel circule un fluide chaud, - un conduit froid (2) dans lequel circule un fluide froid, - une pluralité d'éléments thermo-électriques (3)constitués chacun par plusieurs thermo-éléments ou par un seul thermo-élément, - des moyens électriques pour qu'un courant continu circule dans les susdits thermo-éléments, - un contact mobile chaud (4), à portée cylindrique (4a) interposé entre chaque élément thermo-électrique (3) et le conduit chaud (1), - un contact mobile froid (5), à portée cylindrique (5a)' interposé entre chaque élément thermo-électrique (3) et le conduit froid (2), caractérisée par le fait que les portées cylindriques (4a) et (5a) respectives des contacts mobiles chaud (4) et froid (5) sont orientées orthogonalement l'une par rapport à l'autre, ce, grâce à quoi, le joint de cardan constitué par chaque élément thermo-électrique entouré de ses deux contacts mobiles à portées cylindriques orthogonales permet de rattraper les défauts constructifs angulaires de l'installation, tout en permettant un déplacement relatif, dans le sens axial, des pièces coopérant avec les portées cylindriques des contacts mobiles chaud et froid. 2.- Installation thermo-électrique selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les contacts mobiles chauds (4) et/ou les contacts mobiles froids (5) coopèrent avec les conduits chauds (1) et froids (2) correspondants au moyen de pièces intermédiaires (6, 7) adaptées à la géométrie du conduit chaud ou froid (1,2) considéré. 3.- Installation thermo-électrique selon la revendication 2 dans laquelle l'un des deux conduits, le conduit chaud (1) ,est constitué par un tube, caractérisée par le fait que la pièce intermédiaire (6) correspondante est constituée par un manchon entourant le tube et présentant une portée cylindrique (6a) de forme complémentaire à la portée cylindrique (4a) du contact mobile chaud (4) 4.- Installation thermo-électrique selon la revendication 2 dans laquelle l'un des deux conduits, le conduit froid (2), est constitué par un échangeur à ailettes, caractérisée par le fait que la pièce intermédiaire (7) correspondante est constituée par une platine coopérant thermiquement avec les ailettes de l'échangeur et présentant une portée cylindrique (7a) de forme complé- mentaire à la portée cylindrique (5 a# du contact mobile froid (5). 5.- Installation thermo-électrique selon la revendication 1 dans laquelle l'un des deux conduits chaud (1) ou froid (2) au moins est constitué par un tube de section droite circulaire, caractérisée par le fait que le contact mobile chaud (4) ou froid (5) correspon dant présente une portée cylindrique (4 au ou (5 ) conca a ve coopérant directement avec le susdit tube.