Brevet FR2893995A3 — publié le 20070601

FR 2893995 A3 20070601 FR 0511961 A 20051125 Tube coudé pour conduits de fluide L'invention est relative à un tube coudé pour des conduits de fluide avec des éléments déflecteurs de fluides rigides, notamment pour des conduits d'amenée et d'évacuation 10 d'air, pour cuisines en particulier. Les tubes coudés de ce type sont un élément essentiel des conduits de fluide que l'on utilise de plus en plus souvent dans des immeubles de tout genre pour l'aération, la ventilation et la climatisation. En principe, ils trouvent application avec tous les fluides, liquides et gaz, ainsi que dans les gazoducs ou les conduites de pétrole. 15 Préférentiellement, ils trouvent application dans les conduits d'amenée d'air et surtout dans les conduits d'évacuation de l'air dans les hottes de cuisine modernes. Les conduits de fluide ont une certaine résistance qui entraîne des pertes de pression, ils nécessitent certaines sections transversales et des moteurs d'entraînement pour le transport et pour les ventilateurs ; ceux-ci peuvent rayonner des niveaux de bruits 20 importants. Le but de l'invention est de diminuer la perte de pression due à la résistance dans le conduit et par conséquent la section transversale du conduit ou d'augmenter le débit tout en réduisant le niveau de bruit ainsi que la puissance nominale du moteur nécessaire au transport du fluide. 25 Ce but est atteint par le fait que les éléments déflecteurs s'étendent parallèlement entre eux et aux parois internes et externes incurvées ou que les éléments déflecteurs prennent, à la hauteur d'un raccord de transition entre un conduit plat et un conduit rond, à partir d'un conduit plat vers un conduit rond, la forme d'une pièce rectiligne en direction du conduit plat, que l'élément déflecteur externe, et le cas échéant un élément déflecteur 30 interne supplémentaire s'il est prévu, présentent sensiblement la forme d'une ellipse et que les largeurs des conduits du raccord pour conduit rond et du raccord pour conduit plat sont proportionnelles. Une idée essentielle de l'invention consiste à monter de façon bien précise dans les tubes coudés des éléments déflecteurs de manière à diviser la totalité du flux du fluide coulant dans le tube coudé en plusieurs parties, de préférence en deux ou trois parties. Les éléments déflecteurs antérieurs montés dans les tubes coudés tels qu'ils ont été présentés dans Dubbel, Taschenbuch ftir den Maschinenbau (Livre de poche pour la mécanique), Springer Verlag Berlin, 1970, dans le brevet allemand 5881 13 ou dans le brevet allemand 742475 n'ont pas su apporter de contribution capitale à la résolution de ce problème. Les éléments déflecteurs conformes à l'invention, que l'on appellera aussi déflecteurs, diminuent la turbulence et assurent une vitesse plus uniforme. Nous résumerons ici brièvement les perfectionnements : écoulement amélioré consommation d'énergie réduite moins de bruit, p.ex. dans une hotte résistance mécanique augmentée montage facilité grâce à des chanfreins d'insertion dimensions plus compactes, notamment hauteur réduite. Une raison pour laquelle les éléments déflecteurs internes de ce type n'ont pas pu s'imposer pourrait être liée aux problèmes de fabrication, celle-ci s'avérant relativement difficile. Dans les revendications suivantes sont exposées entre autres des formes d'exécution spéciales dans lesquelles différents tubes coudés sont réalisés en deux pièces et des particularités spéciales de l'assemblage de ces tubes coudés constitués de deux pièces, ainsi que des modes de réalisation et des agencements avantageux des éléments déflecteurs et des bords d'extrémité des brides de raccordement. D'une part, ces dispositions permettent un assemblage très rapide, simple et précis, d'autre part elles n'influent pratiquement pas sur le profil d'écoulement au sein des tubes coudés et elles assurent par ailleurs la liaison solide entre les deux moitiés réunies des tubes coudés. L'invention trouve application dans tout type de tube coudé ; on a mentionné à titre d'exemple trois tubes coudés différents ainsi qu'un ou deux éléments déflecteurs au sein de ces tubes coudés. Les parties délimitées par les éléments déflecteurs de l'écoulement diffèrent en fonction du tube coudé. Des tubes coudés de ce type peuvent aussi être conformés en forme de raccords de dérivation entre différentes sections de tube, par exemple pour le passage d'une section plate à une section ronde. Des coudes de tout angle sont possibles, l'effet de l'invention sera d'autant plus marqué que l'angle sera aigu ; les angles de 90 sont les plus fréquents. Les exemples de réalisation de l'invention sont illustrés sur le dessin. 5 Les figures montrent : la figure 1, un tube coudé 90 pour conduit plat disposé à l'horizontale, 10 la figure 2, un détail de l'assemblage des deux moitiés du tube coudé sur la paroi externe et la paroi interne, ce détail correspondant à la partie encerclée référencée X sur la figure 1 et représentée ici à plus grande échelle, la figure 3, un détail à plus grande échelle de l'assemblage des deux moitiés de tube coudé 15 dans une section à plus grande échelle de la surface de coupe F-F de la figure 1, la figure 4, une vue éclatée du tube coudé horizontal illustré à la figure 1, la figure 4a, le détail Z de la figure 4 à plus grande échelle, 20 la figure 5, les deux moitiés du tube coudé représenté à la figure 1 avec un petit écart entre elles, la figure 5a, le détail Z de la figure 4 sous forme de portions de la partie inférieure du tube 25 coudé de la figure 4, ces portions étant conformées en forme de languettes d'engagement destinées à venir s'engager dans des rainures correspondantes ménagées dans la partie supérieure du tube coudé horizontal de la figure 4, la figure 6, une vue de dessus de la partie inférieure du tube coudé horizontal de la figure 4, la figure 7, le tube coudé pour conduit plat, posé à la verticale pour la clarté, avec un élérnent déflecteur central et plusieurs éléments formant languette placés sur l'arête interne de l'élément déflecteur et destinés à s'engager dans des rainures correspondantes ménagées dans l'autre moitié du tube coudé, 30 la figure 8, la partie inférieure du tube coudé illustré à la figure 7, la figure 9, un autre exemple de réalisation de l'invention sous forme de raccord de 5 dérivation entre un conduit plat vertical et un conduit rond dans une vue en perspective éclatée, la figure 10, le raccord de dérivation de la figure 9 en perspective à l'état assemblé, les différentes largeurs du conduit étant visibles ici, la figure 11 la section transversale du raccord de dérivation de la figure 10 selon le trait de coupe A-A. Sur ces figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence dans un 15 même exemple de réalisation seulement. A la figure 1, le tube coudé 90 pour conduit plat horizontal est désigné dans son ensemble par le numéro de référence 10. A ses deux extrémités sont montées des brides de raccordement 22, 23 légèrement élargies permettant aux tubes de raccordement insérés 20 d'affleurer. Le tube coudé 90 proprement dit est référencé 24. A l'intérieur de ce tube coudé sont disposés un déflecteur interne 27 et un déflecteur externe 26 qui divisent l'ensemble du flux de fluide, par exemple l'air chargé des odeurs et des vapeurs de cuisine et destiné à être évacué, en trois parties. Les deux déflecteurs 26, 27 s'étendent parallèlement à la paroi externe 25 et à la paroi interne 29, depuis une surface transversale 25 24 jusqu'à la surface transversale 44, inférieure en l'occurrence, située en regard. La figure 1 montre aussi que le tube coudé 10 pour conduit plat horizontal est constitué par deux pièces. Les lignes de raccordement correspondantes ainsi que le profilé de raccordement des parois interne et externe du tube coudé y compris les brides de 30 raccordement 22, 23 sont référencés 28, les lignes de raccordement correspondantes des déflecteurs disposés à l'intérieur sont référencées 31. La figure 2 montre le profilé de raccordement 28 de la paroi interne incurvée 29 et de la paroi externe incurvée 25 représentant la partie référencée X à la figure 1, à plus grande 10 échelle. Il apparaît ici qu'un bord, ou plutôt un bord de raccordement, est conformé pour être sensiblement rectiligne mais chanfreiné vers l'intérieur du tube coudé tandis que le bord correspondant de la deuxième pièce constitutive du tube coudé, disposée en haut en l'occurrence, s'étend à l'extérieur de la pièce constitutive inférieure sur une petite distance le long de ce bord et à l'extérieur de celui-ci. Cette disposition permet l'assemblage, aisément défini et facile à réaliser, des deux pièces du tube coudé. Les deux pièces sont solidarisées de façon fixe et étanche aux fluides par soudage ou collage. La figure 3 montre la vue en coupe référencée F-F à la figure i à plus grande échelle. Ici, les deux pièces constitutives des éléments déflecteurs sont reliées par un assemblage à rainure et languette. Le bord inférieur, chanfreiné vers l'extérieur, se prolonge vers l'extérieur sous forme de crochet et se met en prise avec une baguette complémentaire 33 conjuguée. L'assemblage par encliquetage ainsi obtenu peut aussi être stabilisé et rendu étanche par soudage ou collage. La figure 4 montre le tube coudé 90 pour conduit plat horizontal illustré à la figure 1 sous forme de vue éclatée avec les deux pièces constitutives représentées l'une au-dessus de l'autre. Les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence. Pour la clarté, la pièce constitutive supérieure est désignée dans son ensemble par le numéro de référence 20, la pièce constitutive inférieure, par le numéro de référence 40. On a par conséquent désigné séparément les pièces constitutives inférieures, les parties de brides de raccordement de la pièce constitutive inférieure, par les numéros de référence 42, 43. La partie plate formant le fond est référencée 44, les bords de la pièce constitutive inférieure des éléments déflecteurs, 46, 47. Sur ces bords, on a représenté dans une partie Z des languettes de liaison 49 plus minces et munies d'un chanfrein plat dirigé vers une extrémité du tube coudé ; celles-ci se mettent en prise ferme avec des rainures correspondantes ménagées dans la pièce constitutive supérieure du tube coudé, ce qui permet, moyennant leur soudage ou collage, d'obtenir aisément une liaison solide et étanche aux fluides. Sur la figure 4, on a représenté en outre dans la partie basse la baguette de liaison extérieure 48 de la pièce constitutive inférieure, dans laquelle s'engage le bord, rectiligne en principe, de la pièce constitutive supérieure du tube coudé 10. Sur la figure 4, on voit aussi un chanfrein externe 51 des brides de raccordement 42, 43, 22, ce chanfrein s'étendant vers les bords d'extrémité et servant à faciliter l'assemblage, à améliorer l'étanchéité et la conjugaison mécanique et par conséquent aussi à réduire le bruit. La figure 4a montre le détail Z de la figure 4 à plus grande échelle ; on y voit les chanfreins d'un bord des profilés formant languette correspondant à une forme complémentaire de rainures. La figure 5 montre les deux moitiés du tube coudé de la figure 1 et de la figure 4 avec un 10 faible écart entre elles, les organes d'engagement mutuel 49, 50 de la rainure et de la languette étant également représentés. La figure 5a montre à plus grande échelle les fines languettes de liaison 49, chanfreinées sur un côté, de la pièce constitutive inférieure 40 du tube coudé 10, ces languettes se 15 mettant en prise ferme avec des languettes complémentaires 50 de la pièce constitutive supérieure 20. La figure 6 montre la pièce constitutive inférieure 40 du tube coudé 10, mais dans une vue de dessus absolument verticale, afin de bien montrer l'orientation des éléments déflecteurs 20 s'étendant parallèlement à la paroi interne incurvée 29 et à la paroi externe incurvée 25. La figure 7 montre une autre forme de tube coudé, à savoir un tube coudé 90 pour conduit plat, que l'on a posé à la verticale pour la clarté et qui, de ce fait, représente pratiquement un tube coudé horizontal. Ce tube coudé est désigné dans son ensemble par le numéro de 25 référence 60. Il comporte un seul élément déflecteur 62 qui est parallèle à la paroi interne incurvée 63 et à la paroi externe incurvée 65 et qui est disposé sensiblement au centre de celui-ci. Les deux brides de raccordement légèrement élargies sont référencées 77, 79. La figure 8 montre la pièce constitutive inférieure du tube coudé représenté dans sa totalité 30 sur la figure 7. Les languettes de liaison chanfreinées vers l'avant en forme de flèche sont référencées 69 ; on voit également la baguette de liaison et d'ajustement externe 68 destinée à recevoir le bord, en principe rectiligne, de la pièce constitutive supérieure. La figure 9 montre un autre exemple de réalisation de l'invention sous forme de raccord de dérivation 80 entre un conduit plat et un conduit rond destiné à permettre la liaison entre des conduits plats et des conduits ronds. .5 Cet exemple de réalisation particulier présente quelques particularités en termes de construction. Ainsi, les deux éléments déflecteurs, qui s'étendent parallèlement entre eux, ne sont pas parallèles à la paroi interne ni à la paroi externe. Afin de maintenir le même volume de passage du fluide, la partie de conduit réalisant la dérivation entre le conduit plat et le conduit rond est amincie. Pour finir, il n'est pas prévu de réaliser cette forme 10 d'exécution en deux pièces mais on a fabriqué des inserts 86, 88 complets avec des parties latérales, respectivement 87 et 89. Les deux éléments déflecteurs prévus sont réalisés sous forme de pièces structurelles complètes 86, 88 avec des parois latérales respectivement 87 et 89 que l'on glisse intégralement dans le tube coudé pour les y ancrer. Les parois latérales de ces éléments déflecteurs et les parois extérieures du tube coudé de dérivation 15 sont conçues de manière à affleurer à l'état monté de sorte qu'elles n'offrent pas de résistance supplémentaire au niveau de la paroi. Le bord 90 plus mince de l'élément déflecteur intérieur 88 s'engage légèrement dans la zone occupée par la bride 92 de la pièce de raccordement ronde, cette zone étant conformée pour permettre l'insertion d'une pièce de raccordement de conduit rond. Si ces éléments déflecteurs sont de fabrication 20 quelque peu plus complexe, ils permettent cependant de s'affranchir de la fabrication de tubes coudés en deux pièces. Il est bien entendu que cette technique d'un autre type peut être utilisée avec toutes les sortes possibles et imaginables de tubes coudés et non pas seulement avec le raccord de dérivation illustré. 25 La figure 10 montre la totalité de la pièce de raccordement 80, le conduit plat 82 étant disposé à la verticale et le conduit rond 84, à l'horizontale. L'élément déflecteur externe 86 et l'élément déflecteur interne 84 sont bien visibles. Dans cet exemple de réalisation, la largeur en sortie du conduit central est environ 20 pourcent plus large que les deux autres canaux. Il en va de même pour la zone du conduit plat. 30 La figure 11 montre la section transversale du tube coudé faisant office de raccord de dérivation de la figure 10. Ici, on voit bien les courbures précises de la paroi externe 92, du déflecteur externe 86, du déflecteur interne 88 qui fait légèrement saillie dans la partie occupée par la bride du raccord rond 84. La surface extérieure incurvée 92 décrit sensiblement, à partir du raccord de conduit rond, un arc de cercle de grand rayon avant de constituer une surface plane en direction du raccord au conduit plat. L'élément déflecteur extérieur 86 et l'élément déflecteur intérieur 88 ont sensiblement la forme d'une ellipse. Les largeurs des conduits du raccord pour conduit plat et du raccord pour conduit rond ont le même rapport entre eux. Revendications 1. Tube coudé pour conduits de fluide avec des éléments déflecteurs de fluide rigides, notamment pour des conduits d'amenée et d'évacuation d'air, pour cuisines en particulier, caractérisé en ce que les éléments déflecteurs (26, 27) s'étendent parallèlement entre eux et aux parois internes (29, 63) et externes (25 ; 65) incurvées, ou que les éléments déflecteurs prennent, à la hauteur d'un raccord de transition entre un conduit plat et un conduit rond (82, 84), à partir d'un conduit plat (82) vers un conduit rond (84), la forme d'une pièce rectiligne en direction du conduit plat, que l'élément déflecteur externe (86), et le cas échéant un élément déflecteur interne (88) supplémentaire s'il est prévu, présentent sensiblement la forme d'une ellipse et que les largeurs des conduits du raccord pour conduit rond et du raccord pour conduit plat sont proportionnelles. 2. Tube coudé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est constitué par deux pièces constitutives (20, 40) assemblées. 3. Tube coudé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les bords (46, 47) des éléments déflecteurs (26, 27) sont reliés du moins en partie par l'intermédiaire de profilés formant languette (49, 49, 50, 50) susceptibles de s'encliqueter dans des rainures situées en regard sur l'autre pièce constitutive (20, 40) et par l'intermédiaire de moyens d'étanchéification et de collage ou par soudage. 4. Tube coudé selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisé en ce que sur un des bords tournés l'un vers l'autre de la paroi interne et de la paroi externe est disposé du moins par endroits un bord saillant d'engagement (28) du bord sensiblement rectiligne de l'autre pièce constitutive du tube coudé y compris les pattes de liaison du tube coudé, les deux bords étant collés ou soudés ensemble de manière à réaliser une liaison étanche. 5. Tube coudé selon la revendication 4, caractérisé en ce que les deux bords des deux pièces constitutives du tube coudé sont chanfreinés de manière complémentaire en sens inverse l'un de l'autre, le bord extérieur rectiligne étant chanfreiné vers l'extérieur. 6. Tube coudé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'un bord chanfreiné se prolonge vers l'extérieur pour s'engager dans la baguette d'engagement de l'autre bord. 7. Tube coudé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce 10 qu'est prévu un coude pour conduit plat (60), de 90 de préférence, sur la ligne médiane duquel est prévu de façon symétrique un seul élément déflecteur (62). 8. Tube coudé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'est prévu un coude horizontal pour conduit plat, de 90 de préférence, dans lequel sont 15 prévus deux éléments déflecteurs (26, 27) parallèles entre eux et à la paroi interne incurvée (29) ainsi qu'à la paroi externe incurvée (25), un élément déflecteur externe (26) étant prévu environ au centre du conduit et un élément déflecteur interne (27) étant disposé entre la paroi interne incurvée (29) et l'élément déflecteur externe (26), 20 de telle sorte que la largeur extérieure du conduit correspond à environ deux fois la largeur des deux conduits internes. 9. Tube coudé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il est un raccord de dérivation (80) entre un conduit plat (82) et un conduit rond (84), 25 dans lequel de préférence deux éléments déflecteurs (86, 88) sont équidistants ou forment entre eux un conduit intérieur d'environ 10 à 30 pourcent plus large. 10. Tube coudé selon la revendication 9, caractérisé en ce que les deux éléments déflecteurs (86, 88) décrivent une ellipse depuis le raccord rond jusqu'au raccord pour le 30 conduit plat et que la surface extérieure incurvée (92) décrit également une ellipse ou que le raccord rond (84) est d'abord prolongé par un arc de cercle de grand rayon qui prend ensuite la forme d'une pièce plane rectiligne en direction du conduit plat, les proportions des largeurs de conduit dans le raccord rond et dans le raccord pour le conduit plat étant sensiblement les mêmes,5et le conduit central étant de préférence environ 10 à 30 pourcent plus large que les deux conduits extérieurs. 11. Tube coudé selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce qu'il est réalisé d'un seul tenant, que les éléments déflecteurs (86, 88) sont glissés dans le tube coudé et sont reliés à celui-ci par une liaison étanche obtenue par soudage ou collage. 12. Tube coudé selon la revendication 11, caractérisé en ce que les éléments déflecteurs (86, 88) comportent des parois latérales (87, 89) qui sont aptes à être insérées et fixées dans des évidements (83) correspondants pratiqués dans la paroi interne du tube coudé, ou bien dans des protubérances s'étendant vers l'extérieur, de manière à obtenir un tube coudé ayant une face interne plane. 13. Tube coudé selon l'une quelconque des revendications 3 à 12, caractérisé en ce que les rainures et les profilés formant languette (49, 50) associés sont chanfreinés sur un côté pour faciliter la fabrication et le montage. 14. Tube coudé selon l'une quelconque des revendications 3 à 13, caractérisé en ce que des rainures d'engagement reliées entre elles par un profilé formant languette (49, 50) sont prévues sur les deux bords (46, 42). 15. Tube coudé selon la revendication 14, caractérisé en ce que des profilés formant languette (49, 50) et des rainures (46, 47) sont décalées les uns par rapport aux autres le long des bords (46, 47) des deux pièces constitutives (20, 40) situées en regard afin de faciliter l'assemblage (figure 5a). 16. Tube coudé selon l'une quelconque des revendications 4 à 15, caractérisé en ce que les parties des bords saillants d'engagement (28) le long des bords des deux pièces constitutives (20, 40) de la paroi interne et externe s'alternent, de préférence chacune sur une moitié de la longueur du bord. 17. Tube coudé selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que les bords internes (51) des brides de raccordement (22, 42, 43) sont chanfreinés endirection du bord d'extrémité afin d'améliorer le raccordement, l'étanchéité et la résistance à l'écoulement et de réduire le bruit.