Brevet FR2627265A1 — publié le 19890818

L' appareil est un échangeur thermique compact et d'un rendement élevé permettant de transmettre des calories à un fluide liquide à partir d'un fluide gazeux ou éventuellement d'un autre liquide. I1 peut dans certains cas remplacer une calandre rectangulaire telle qu'on en trouve dans les aérothermes, batteries chaudes ou batteries froides en climatisation, corps de chauffe de chauffe-eau ou de chaudière à gaz. I1 peut également servir à récupdrer les calories en provenance d'une cheminée et les transmettre à un circuit de chauffage à eau chaude. L'appareil est constitué d'une enveloppe cylindrique (1) à l'intérieur -de laquelle sont rapportés de champ un certain nombre de tubes à ailettes régulièrement espacés (2) et montant le long de la paroi du cylindre selon une hélice faisant un certain angle avec le plan de base (en principe 452). Ces tubes communiquent à leur base et à leur sommet avec deux collecteurs annulaires constituant l'aller et le retour (3) et (4) pour le fluide contenu dans ces éléments. Les tubes à ailettes peuvent être avantageusement remplacés par des ailettes creuses de forme similaire (2), reliées à deux collecteurs de section rectangulaire (3) et (4) sur la face intérieure desquels sont aménagées des lumières (5) au point de Jonction avec les spires, par 1' intermédiaire d'un point d'étanchéStét Cette disposition permet de réaliser la pièce par moulage, et ce, dans un matériau quelconque ayant les qualités mécaniques et thermiques requises (fonte, céramique, quartz, etc ...). C'est le cas qui est figuré par le dessin. Cet agencement permet de disposer d'une surface d'échange importante sous un volume restreint avec une perte de charge relativement faible pour le fluide circulant entre les ailettes. L'arête intérieure des éléments en spirale doit rester en retrait de l'axe du cylindre de manière à laisser un passage suffisant au fluide circulant entre ces ailettes; ces éléments agissant en déflecteurs provoquent un mouvement de tourbillon qui tend à plaquer le fluide contre la paroi et rend par là-même minimes les pertes calorifiques au voisinage de l'axe du cylindre. L'enveloppe cylindrique sera bien isolée de manière à maintenir la chaleur à l'intérieur ou éventuellement doublée pour permettre le stockage du fluide réchauffé entre les deux parois. Pour illustrer le fonctionnement de cet appareil, nous prendrons le cas d'un usage en corps de chauffe de chauffe-eau. Dans ce cas, l'appa- reil est monté verticalement. La chaleur est produite par des brûleurs répartis sur un cercle représentant le diamètre moyen des éléments considérés à la base du cylindre et de façon à produire une flamme sous chaque ailette. Une partie de la chaleur ainsi produite tend à monter le long des spires, créant une aspiration d'air par le bas du cylindre. L'autre partie de cette chaleur va monter verticalement par rayonnement passant ainsi d' un élément à celui qui est Juste au-dessus de lui et ainsi de suite. L'eau circule en sens inverse,. arrivant dans l'anneau supérieur, descendant le long des spires et collectée par l'anneau inférieur. La forme de l'appareil, cylindrique dans la précédente description, peut varier en fonction de l'usage demandé. I1 peut, par exemple, être conique pour s'adapter à la hotte d'une cheminée et récupérer ainsi la partie des calories qui n'est pas rayonnée dans la pièce, dans un chauffage à circuit d'eau chaude, seul ou en relève d'une chaudière. Pour certaines applications, on utilisera un cylindre de faible hauteur et d'un grand diamètre pour offrir une large prise à l'air. Dans ce cas, les ailettes très courtes peuvent alors être droites et disposées avec un certain angle, comme dans une hdlice d'éolienne. 1 REVENDICATIONS L'appareil est un échangeur thermique constitué d'éléments, tuyaux à ailettes ou ailettes creuses formant une surface d'échange de calories entre deux iluides, rapportés è deux collecteurs formant l'aller et le retour du fluide contenu dans les ailettes. I1 est caractérisé par le fait que les deux collecteurs sont fermés sur eux-memes et centrés perpendiculairement à un axe commun. Les éléments reliant ces deux collecteurs entre eux sont répartis à égale distance les uns des autres et montés en hélice iormant un angle constant avec le plan de base, de manière à laisser libre l'axé de la pièce.