Brevet FR2842587A1 — publié le 20040123

RADIATEUR DE CHAUFFAGE CENTRAL A RESISTANCE ELECTRIQUE INCORPOREE ET FLUIDE CALOPORTEUR La présente invention se rapporte aux radiateurs pour chauffage central du type à résistance électrique incorporée et fluide caloporteur. Ce type de radiateurs est bien connu et largement diffusé. Il est constitué d'éléments modulaires accolés formés d'un bloc métallique venu de fonderie, généralement de la fonte d'aluminium, comprenant un corps central vertical définissant un conduit muni d'un système d'ailettes d'échange thermique avec l'air environnant et débouchant, en partie inférieure, dans un premier conduit horizontal et, en partie supérieure, dans un second conduit horizontal. Les modules sont assemblés à hauteur des conduits supérieurs et inférieurs à l'aide de raccords étanches appropriés. A l'intérieur de l'enfilade des conduits inférieurs est disposée une résistance électrique blindée, cependant qu'un fluide caloporteur conventionnel remplit l'espace intérieur défini par les divers conduits mis en communication en sorte de constituer un 1 5 radiateur dont le nombre d'éléments modulaires peut ainsi varier et être adapté à la puissance de chauffage désirée. De tels radiateurs présentent néanmoins un certain nombre d'inconvénients limitant ou réduisant leurs performances ou engendrant des désagréments. C'est ainsi que la vitesse de circulation du fluide caloporteur à l'intérieur des divers éléments du radiateur est lente du fait notamment de la présence de la résistance électrique blindée dans la partie basse du conduit de circulation du fluide caloporteur qui constitue un étranglement majeur nuisant au passage du fluide. Par ailleurs, le confinement très étroit du corps de chauffe formé par la résistance nuit au bon rendement thermique et a une incidence importante sur la longévité à la fois de la résistance et du fluide caloporteur. Ce confinement a également une conséquence au niveau des circuits électroniques de commande de la résistance, du fait de l'apparition de surchauffe. La présente invention vise à remédier à ces divers inconvénients notamment en modifiant substantiellement la géométrie du circuit de circulation du fluide caloporteur. A cet effet, l'invention a pour objet un radiateur de chauffage central à résistance électrique incorporée et fluide caloporteur, du type constitué de modules accolés comprenant chacun un corps central vertical définissant un conduit communiquant en parties supérieure et inférieure avec un conduit horizontal, une résistance électrique blindée étant disposée dans le conduit horizontal inférieur et un fluide caloporteur remplissant lesdits conduits, caractérisé en ce que le conduit vertical présente une paroi interne tronconique et un orifice d'entrée inférieur de diamètre notablement supérieur à celui de l'orifice de sortie supérieur et en ce que le diamètre interne du conduit horizontal inférieur est notablement supérieur en sorte de recevoir une résistance électrique présentant, à capacité émissive calorique égale, une puissance de charge au centimètre carré réduite. Avantageusement le rapport entre diamètres desdits orifices inférieur et supérieur est supérieur ou égal à 2 et, de préférence compris entre 2,5 et 3. Un tel radiateur présente l'avantage d'une augmentation très sensible de la vitesse de circulation du fluide caloporteur résultant de la nouvelle morphologie du circuit de circulation accélérant, conformément au principe du thermo siphon, ladite circulation. L'échange thermique entre la résistance électrique et le fluide environnant est meilleur et procure, conjointement avec une réduction de la charge de chauffe de la résistance, une réduction voire une élimination des phénomènes de surchauffe ainsi qu'une amélioration substantielle de la durée de vie à la fois du fluide caloporteur et du boitier électronique de régulation du radiateur. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre d'un mode de réalisation du radiateur selon l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement et en regard des dessins annexés sur lesquels - Figure 1 est une vue en coupe verticale axiale d'un module d'un radiateur standard conventionnel; - Figure 2 est une vue en coupe verticale axiale d'un module de radiateur selon l'invention, et - Figure 3 est une vue en coupe verticale axiale de la partie inférieure de deux modules de l'invention, accolés et munis d'une résistance électrique. Sur la figure 1 on a représenté en coupe verticale axiale un module 1 de radiateur standard conventionnel réalisé par un moulage d'une seule pièce en fonte d'aluminium par exemple. Ce module 1 définit un conduit vertical 2 communiquant en partie inférieure avec un conduit horizontal 3 muni à ses extrémités d'un taraudage 4 pour sa liaison avec des modules identiques adjacents, et, en partie supérieure, avec un conduit horizontal 5 également muni à ses extrémités d'un taraudage 6 pour sa liaison aux mêmes modules adjacents susdits. En 7 est représenté un système d'ailettes ou voiles d'échange thermique avec l'air environnant, de formes conventionnelles. Les conduits inférieur 3 et supérieur 5 sont cylindriques et de même diamètre, le diamètre interne standard étant de l'ordre de 27 mm (1 "pouce"). Le conduit vertical 2 est très légèrement tronconique essentiellement pour des raisons de facilité de démoulage, le diamètre de l'orifice inférieur 8 étant de l'ordre de 1 6 mm et celui de l'orifice supérieur 9 de l'ordre de 11 mm. La figure 2 représente un module 1' de radiateur conforme à l'invention. Ce module 1' est réalisé sur le même principe que celui du radiateur de la figure 1 et est caractérisé, d'une part, par la géométrie nouvelle du conduit vertical 2' et par l'agrandissement substantiel du diamètre du conduit inférieur 3' par rapport à celui du conduit supérieur 5'. Le conduit 2' présente une forme tronconique nettement accentuée avec un orifice inférieure d'entrée 8' de diamètre très nettement supérieur à celui de l'orifice supérieur de sortie 9'. Conformément à l'invention le rapport du diamètre de l'orifice 8' à celui de l'orifice 9' est supérieur ou égal à 2 et, de préférence, compris entre 2,5 et 3. Le conduit 3' présente pour sa part un diamètre supérieur de 20 à 30 % à celui du conduit 5' et, avantageusement un diamètre supérieur de 25 %. Sur la figure 3 on a représenté deux parties inférieures assemblées de deux modules 1' selon l'invention. La liaison entre conduits 3' est réalisée à la manière habituelle à l'aide d'un raccord interne conventionnel 1 0 versé sur les taraudages 4 des conduits, avec interposition entre les extrémités en regard des conduits 3' d'un joint torique 1i1 reçu dans un logement approprié 1 2 ménagé sur la tranche des conduits. L'alignement des conduits 3' permet l'introduction, à la manière habituelle d'une résistance électrique blindée 1 3 qui traverse les raccords 1i0 et peut prendre appui sur les saillies 1 4 ménagées intérieurement au raccord 1i0 pour son vissage / dévissage. La forme tronconique très accentuée du conduit 2' accélère le phénomène de thermo siphon, par l'augmentation du rapport entre le diamètre de l'orifice d'entrée qui est l'orifice inférieur du conduit, et le diamètre de l'orifice de sortie 9'. Il est à noter que le diamètre dudit orifice de sortie 9' est avantageusement inférieur à celui de l'orifice de sortie 9 du radiateur conventionnel de la figure 1. Ainsi, par rapport à un tel radiateur conventionnel, simultanément on rétrécit la section de passage de sortie et on agrandit la section de passage d'entrée. De plus, la circulation du fluide caloporteur qui remplit tout l'espace intérieur aux conduits 2', 3', 4', 5' est encore améliorée par l'augmentation du diamètre des conduits 3' et, ce, malgré l'introduction, conformément à l'invention, d'une résistance 13 de plus grand diamètre, notamment une résistance de 1 9 mm de diamètre, en comparaison des 1 6 mm des résistances habituellement incorporées dans les radiateurs connus (figure 1). Cette augmentation de diamètre de la résistance 1 3 permet, à capacité calorique émissive égale en comparaison avec les résistances équipant habituellement les radiateurs selon la figure 1, d'abaisser la charge de chauffe au centimètre carré, préservant ainsi les circuits électroniques de régulation du radiateur d'éventuelles surchauffes. Il subsiste entre la résistance 1 3 et les raccords 1i0 plus d'espace que dans les radiateurs conventionnels ce qui améliore ladite circulation du fluide caloporteur et évite en outre les bruits de dilatation de la résistance (contacts 1 5 avec les raccords 1 0). Par ailleurs, l'utlisation d'un joint torique 11 au lieu d'un joint plat traditionnel des radiateurs connus, supprime les bruits de dilatation engendrés par la fonte d'aluminium et supprime efficacement toute possibilité de fuite par rapport aux joints plats qui ont l'inconvénient de se dessécher avec le temps. Bien entendu un tel joint torique 1i1 est prévu au niveau des raccordements entre conduits supérieurs 5'. Tous les perfectionnements apportés et décrits ci-dessus permettent également d'augmenter la durée de vie du fluide caloporteur, grâce aux meilleures conditions d'échange thermique avec la résistance 1 3. R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Radiateur de chauffage central à résistance électrique incorporée et fluide caloporteur, du type constitué de modules accolés comprenant chacun un corps central vertical définissant un conduit (2') communiquant en parties supérieure et inférieure avec un conduit horizontal (3', 5'), une résistance électrique blindée (13) étant disposée dans le conduit horizontal inférieur (3') et un fluide caloporteur remplissant lesdits conduits, caractérisé en ce que le conduit vertical (2') présente une paroi interne tronconique et un orifice d'entrée inférieur (8') de diamètre notablement supérieur à celui de l'orifice de sortie supérieur (9') et en ce que le diamètre interne du conduit horizontal inférieur (3') est notablement supérieur (5') en sorte de recevoir une résistance électrique (13) présentant, à capacité émissive calorique égale, une puissance de charge au centimètre carré réduite. 2. Radiateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport entre diamètres desdits orifices inférieur (8') et supérieur (9') est supérieur ou égal à 2 et, de préférence, compris entre 2,5 et 3. 3. Radiateur suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le dit diémètre du conduit horizontal inférieur (3') est supérieur de 20 à 30 % à celui du conduit supérieur (5') et, de préférence, de 25 %. 4. Radiateur suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la résistance électrique (1 3) présente un diamètre de l'ordre de 1 9 mm. 5. Radiateur suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les liaisons entre les conduits inférieurs (3') et les liaisons entre les conduits supérieurs (5') sont assurés à l'aide de raccords internes (10) avec interposition d'un joint torique (11) reçu dans un logement (1 2) ménagé dans la tranche des conduits en regard.