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" Corps chauffant particulièrement utilisable pour les installations de chauffage central " Comme corps chauffants pour les installations de chauffage central, on emploie, comme on le sait, presque exclusivement des corps de chauffage à ailettes, dits radiateurs, qui sont constitués par une ou plusieurs colonnes dirigées verticalement. Ils sont formés d'éléments distincts reliés entre eux au moyen de raccords.
De tels corps de chauffage ne présentent par rapport à leur encombrement qu'une assez petite surface extérieure émettant de la chaleur.La dépense pour une surface de chauffe déterminée du corps chauffant est de plus relativement grande. Les joints vissés manquent souvent d'étanchéité et augmentent sensiblement le prix de l'appareil.
Des expériences et observations nouvelles ont prouvé que l'on obtient une surface extérieure d'émission de chaleur sensiblement plus grande avec le même encombrement
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à moins de frais et sans moyens de liaison particuliers, en constituant, selon l'invention, les corps de chauffage d'un ou plusieurs tubes enroulés en forme d'hélice, plusieurs tels corps de chauffage pouvant être reliés ensemble, en parallèle ou en série pour former un corps de chauffage plus grand.
Cette idée n'a pas jusqu'à présent été reconnue et appliquée dans la technique du chauffage. On ne trouve surtout dans les appareils existants que les radiateurs connus relativement chers et l'on n'a pas remarqué que pour le même encombrement on peut obtenir une action calorifique beaucoup plus grande et avec des frais moindres au moyen de tels corps chauffants formés de tubes. La différence considérable peut facilement être établie par le calcul.
Si l'on prend par exemple comme base un tube enroulé en forme d'hélice de 30 m/m de diamètre extérieur, avec 30 cm comme diamètre moyen des enroulements et 45 cm pour la hauteur totale de l'élément, on obtient pour cet élément une surface de chauffe efficace de 1,5 m2 en chiffres ronds. Un corps de chauffage à ailettes du même encombrement au contraire présenterait une surface de chauffe beaucoup moindre et serait sensiblement plus cher que le tube enroulé, dont la fabrication est extrêmement simple et bon marché. On n'a de même actuellement aucune difficulté à fabriquer de tels corps de chauffage, dans toute les grandeurs utilisées dans la pratique, avec un seul tube sans.aucune liaison par vissage ou soudure.
Le tube lui-même, après sa fabrication peut être immédiatement enroulé pour former un corps de chauffage, ce qui rend la construction très simple et très bon marché.
On peut aussi, pour établir avec un même encombrement une surface de chauffe encore plus grande, enrouler le tube plusieurs fois autour d'un même axe, de telle manière que plusieurs éléments ainsi enroulés en hélice puissent être
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introduits sur le même.axe les uns dans les autres, naturellement à la distance nécessaire, et que la chaleur puisse en conséquence s'élever entre ces éléments. Les enroulements en forme d'hélice n'ont même pas besoin d'être forcément circulaires, ils peuvent, éventuellement, ne pas être circulaires si les conditions de l'emplacement l'exigent. Des enroulements non circulaires peuvent être par exemple ovales ou rectangulaires, ces derniers bien entendu avec des angles assez arrondis.
On peut encore améliorer l'efficacité de ces corps de chauffage dans de grandes proportions, en disposant, comme le montre le dessin, les différents enroulements à une certaine distance les uns des autres, qui ne doit pas être trop grande mais non plus pas trop petite et calculée de telle manière que l'espace intérieur exerce en quelque sorte une action d'aspiration comme une cheminée et entraine vers l'intérieur dans les intervalles entre les enroulements, par son tirage, l'air qui monte à l'extérieur contre lesdits enroulements.
On obtient ainsi que l'air à chauffer soit en contact avec toute la surface des différents enroulements des tubes et absorbe de cette manière plus de chaleur que s'il montait simplement verticalement de bas en haut des deux côtés des enroulements, comme cela se produirait si les enroulements étaient en contact soit totalement, soit partiellement, ou aussi s'ils étaient à une trop grande distance les uns des autres, parce qu'une action d'aspiration du courant d'air intérieur ne pourrait plus se produire.
Avec le dispositif de l'invention on peut donc réaliser un progrès technique et industriel très important dans la technique du chauffage et une économie considérable dans les installations de chauffage central par rapport aux radiateurs jusqu'à présent en usage, pouvant être coulés ou composés de pièces de tôles embouties.
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Le dessin annexé montre à titre d'exemple une forme d'exécution de l'invention,
La figure 1 est une vue de face d'un corps de chauffage conforme à l'invention.
La figure 2 est une vue schématique de la liaison de plusieurs éléments distincts pour former un groupe d'éléments de chauffage plus grand, les différents éléments étant reliés en série les uns aux autres.
La figure 3 est une vue d'un groupe semblable avec des éléments distincts reliés en parallèle.
La figure 4 est une vue en plan d'un corps de chauf- fage avec deux enroulements sur le même axe.
La figure 5 est une vue en plan d'un élément non circulaire.
La liaison en paralléle procure encore des avantages particuliers par rapport aux radiateurs par le fait que l'on peut mettre dans ou hors du circuit les différents éléments tubulaires chacun pour soi ou ensemble, selon le degré de chaleur désiré pour le local à chauffer. On connaît l'inconvénient que présente les radiateurs qui consiste en ce que l'on ne peut mettre dans ou hors du circuit que le corps de chauffage tout entier. L'étranglement du passage de l'agent de chauffage est relativement peu efficace. L'ensemble du corps est ou froid ou chaude Le réglage des degrés intermédiaires rencontre presque toujours pendant le fonctionnement des difficultés parce que l'on ne peut pas toujours agir sur la circulation dans la mesure voulue.
Si au contraire on peut, comme dans le cas présent, mettre dans ou hors d'un groupe de plusieurs éléments de chauffage, chacun pour soi à volonté, on a un moyen beaucoup plus parfait pour régler la température du local. On peut également selon la saison intercaler un ou plusieurs éléments d'un groupe, tandis qu'avec les radia-
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teurs on est oblige de toujours mettre dans ou hors du circuit l'élément tout entier.
Toute une série de réflexions,d'observations et d'expériences a démontré qu'il était avantageux et peut être même nécessaire de constituer les serpentins de tube formant les éléments de chauffage pour ainsi dire au moyen d'une bande de fer sans fin que l'on cintre à la manière connue en forme de tube et que l'on soude le long de la ligne de raccordement longitudinale électriquement, ou aussi, ce qui présente moins d'avantages, à la soudure autogène. On peut, comme on l'a déjà indiqué, effectuer l'enroulement du serpentin immédiatement à la suite du pliage de la bande de fer et sa fermeture en un tube, ce qui pour un enroulement circulaire s'exécute en enroulant autour d'un noyau circulaire qui tourne avec une vitesse correspondant au mouvement à la fin du finissage de la bande de fer conformée en tube.
Avec d'autres formes d'enroulement on utilise des dispositifs appropriés. Un serpentin de tube ainsi construit répond à toutes les exigences qui peuvent lui être imposées si on l'emploie comme élément de chauffage pour les installations de chauffage central.
On peut avec une bande de fer fabriquer des tubes avec une soudure le long de la ligne de raccordement longitudinale, en longueurs qui sont un multiple des longueurs de tubes jusqu'à présent en usage. Les tubes usuels ont environ 6 à 8 mètres de long tandis que pour obtenir une surface de chauffe assez grande pour un corps chauffant de chauffage central qui est constitué par un seul serpentin, en conséquence non formé de pièces assemblées, il est nécessaire d'avoir un multiple de cette longueur usuelle.
Il faut avoir de préférence une longueur d'environ 40 à 100 mètres, si l'on considère toutes les autres conditions.
On peut obtenir de telles longueurs en fabriquant le tube au
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moyen d'une bande de fer sans fin avec soudure le long de la ligne de raccordement longitudinale.
De cette manière on surmonte d'un seul coup les difficultés que l'on rencotrerait à la composition d'un serpentin de cette longueur qui est en dehors des limites usuelles, du fait que les moyens particuliers utilisés pour le joint présentent toujours le danger de ne pas assurer une bonne étanchéité.
De même on peut vaincre ainsi tout à fait facilement la difficulté particulière qui compliquait jusqu'à présent le cintrage des tubes pour éléments de chauffage, si l'on utilise comme matière première un tube en bande de fer soudée sur la ligne de raccordement longitudinale. Des considérations techniques sur la chaleur nécessitent d'ailleurs d'avoir des épaisseurs de paroi petites (environ 0,8 à 1,8 m/m).D'un autre côté néanmoins les épaisseurs de paroi et les diamètres doivent être maintenus dans un rapport bien établi pour que le tube puisse être cintré sans difficulté, ce qui doit être fait dans le cas présent, uniquement par cintrage sans remplissage du tube et même sans noyau.
Si l'on désigne par D le diamètre extérieur du tube et par s l'épaisseur de paroi, on peut dire que le cintrage du tube est d'autant plus difficile que le rapport D : s est plus grand, parce que le tube a tendance à s'aplatir au point de cintrage et effectivement d'autant plus que le diamètre dudit tube est plus grand relativement à l'épaisseur de paroi.On a constaté qu'avec des épaisseurs de 0,8 à 1,8 m/m le diamètre avantageux pour le cintrage est compris entre 18 à 40 m/m .
Ces dimensions sont celles qui sont exactement appropriées à la fabrication des tubes au moyen de bandes de fer et qui en même temps néanmoins sont avantageuses au point de vue de la technique de la chaleur et de toute la cons-
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truction de l'élément.'de chauffage. Le diamètre du tube a une influence sur l'action du chauffage, en ce sens que des éléments formés d'un tube de diamètre relativement petit, avec un'.grand nombre d'enroulements, et pour un calcul correct de l'espace entre les différents enroulements, sont plus favorables que des éléments formés d'un tube de plus grand diamètre avec un plus petit nombre d'enroulements. On doit fabriquer un tube d'environ 26 m/m de diamètre avec une bande de fer d'environ 80 m/m de largeur qui a une épaisseur d'environ 1, 2 m/m.
Une telle bande de fer peut être facilement transformée sur une longueur de 40 mètres et davantage en un tube qui peut également facilement être enroulé en un serpentin avec de petites distances entre les différents enroulements, de telle sorte qu'il satisfait au mieux aux exigences de la fabrication, en comprenant le cintrage, ainsi qu'aux conditions de la technique de la chaleur. Ceci est d'autant plus le cas que l'épaisseur relativement petite de la bande de fer et par conséquent de la paroi du tube semble être avantageuse pour le coefficient de transmission de la chaleur.
De grande importance est enfin l'avantage du faible poids que présente un serpentin formé d'une bande de fer utilisé comme élément de chauffage par rapport aux éléments de chauffage ordinairement utilisés qui, pour un poids beaucoup plus grand ont un rendement moindre au point de vue thermique.
Sur ce point l'installation est aussi particulièrement facilitée, surtout que l'élément de chauffage tout entier est composé d'un serpentin en une seule pièce ne comportant aucun dispositif de joint.
On remarquera ainsi que le fait d'exécuter l'enroulement immédiatement après qu'on conforme le tube au moyen d'une bande de fer sans fin est effectivement avantageux dans certains cas au point de vue de la fabrication, mais que l'on
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peut aussi procéder autrement, par exemple en établissant d'abord le tube de 40 à 100 mètres de long et en l'enroulant ensuite dans une autre phase de travail.
Le dessin montre la forme d'exécution ci-dessus décrite dans laquelle au moyen d'une bande de fer de dimensions de 80 x 1,2 m/m est fabriqué un serpentin en tube de 40 mètres de longueur.
La figure 6 indique la bande de fer et la figure 7 la section transversale du tube constitué avec cette bande de fer à la manière connue avec une soudure le long de la ligne de raccordement longitudinale.
Les figures 8 et 9 sont une élévation et un plan de l'élément de chauffage qui dans cet exemple est formé d'un tube-serpentin vertical a ayant en projection horizontale la forme d'un rectangle dont les petits côtés sont arrondis. Le tube-serpentin forme une cheminée verticale avec 10 m/m d'espace libre entre les différents enroulements. La stabilité de ce tube-serpentin est aussez grande en elle-même, mais on la 'renforce par des poteaux b, b. Ces poteaux peuvent être formés, comme dans le dessin, par des tôles pliées en forme d'U qui entourent les enrôlements du tube au moyen d'encoches appropriées et sont disposées avec leurs côtés ouverts l'un en face de l'autre.
On pourrait d'ailleurs également, au lieu d'un tube-serpentin vertical, avoir un tube-serpentin horizontal, avant tout si, par exemple comme à la forme d'exécution de la figure 8, l'enroulement est exécuté principalement en forme de rectangle et si ce rectangle se trouve placé de champ.
L'action de cheminée ne se produit naturellement pas avec cette forme d'exécution.
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"Heating body particularly usable for central heating installations" As heating bodies for central heating installations, as is known, almost exclusively finned heating bodies, called radiators, which are formed by one or more columns are used. directed vertically. They are made up of separate elements linked together by means of fittings.
Such heating bodies only have a relatively small external surface emitting heat compared to their overall size. The expense for a determined heating surface of the heating body is also relatively large. Screw joints often lack tightness and significantly increase the price of the device.
New experiments and observations have shown that a significantly larger external heat-emitting surface area is obtained with the same footprint.
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at less expense and without special connection means, by constituting, according to the invention, the heating bodies of one or more tubes wound in the form of a helix, several such heating bodies being able to be connected together, in parallel or in series to form a larger heating body.
This idea has not heretofore been recognized and applied in heating technology. Above all, only the relatively expensive known radiators are found in existing devices, and it has not been noticed that for the same size it is possible to obtain a much greater calorific action and at lower costs by means of such heating bodies formed of tubes. The considerable difference can easily be established by calculation.
If we take for example as a base a tube wound in the form of a helix of 30 m / m in external diameter, with 30 cm as the average diameter of the windings and 45 cm for the total height of the element, we obtain for this element an effective heating surface of 1.5 m2 in round numbers. A finned heating body of the same size, on the other hand, would have a much smaller heating surface and would be appreciably more expensive than the coiled tube, the manufacture of which is extremely simple and inexpensive. Similarly, there is currently no difficulty in manufacturing such heating bodies, in all the sizes used in practice, with a single tube without any connection by screwing or welding.
The tube itself, after its manufacture can be immediately wound up to form a heating body, which makes the construction very simple and very inexpensive.
It is also possible, in order to establish an even larger heating surface with the same size, by winding the tube several times around the same axis, so that several elements thus wound in a helix can be
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introduced on the same axis one into the other, naturally at the necessary distance, and that the heat can consequently rise between these elements. The helix-shaped windings do not even have to be necessarily circular, they may possibly not be circular if the site conditions require it. Non-circular windings may for example be oval or rectangular, the latter of course with fairly rounded angles.
We can further improve the efficiency of these heating bodies in large proportions, by arranging, as shown in the drawing, the various windings at a certain distance from each other, which should not be too great but not too much. small and calculated in such a way that the interior space exerts a sort of suction action like a chimney and draws inwards in the intervals between the windings, by its draft, the air which rises to the outside against said windings.
The result is that the air to be heated is in contact with the entire surface of the various windings of the tubes and in this way absorbs more heat than if it simply rose vertically from the bottom to the top on both sides of the windings, as would happen. if the windings were in contact either totally or partially, or also if they were at too great a distance from each other, because a suction action of the internal air current could no longer take place.
With the device of the invention it is therefore possible to achieve very significant technical and industrial progress in the technique of heating and a considerable saving in central heating installations compared with radiators hitherto in use, which can be cast or composed of stamped sheet metal parts.
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The accompanying drawing shows by way of example one embodiment of the invention,
Figure 1 is a front view of a heating body according to the invention.
Figure 2 is a schematic view of the connection of several separate elements to form a larger group of heating elements, the different elements being connected in series with each other.
Figure 3 is a view of a similar group with separate elements connected in parallel.
Figure 4 is a plan view of a heater body with two windings on the same axis.
Figure 5 is a plan view of a non-circular element.
The parallel connection also provides particular advantages over radiators in that the various tubular elements can be placed in or out of the circuit, each for itself or together, depending on the degree of heat desired for the room to be heated. We know the drawback of radiators which consists in that it is not possible to put in or out of the circuit that the entire heating body. The restriction of the passage of the heating medium is relatively inefficient. The whole body is either cold or hot The adjustment of the intermediate degrees almost always encounters difficulties during the operation because one cannot always act on the circulation to the desired extent.
If, on the contrary, we can, as in the present case, put in or out of a group of several heating elements, each for himself at will, we have a much more perfect means of regulating the temperature of the room. One or more elements of a group can also be inserted, depending on the season, while with radia-
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We are obliged to always put the whole element in or out of the circuit.
A whole series of reflections, observations and experiments have shown that it is advantageous and may even be necessary to constitute the tube coils forming the heating elements, so to speak, by means of an endless band of iron which is bent in the known manner in the form of a tube and which is welded along the longitudinal connection line electrically, or also, which has fewer advantages, with autogenous welding. It is possible, as already indicated, to carry out the winding of the coil immediately following the folding of the iron strip and its closing into a tube, which for a circular winding is carried out by winding around a circular core which rotates with a speed corresponding to the movement at the end of the finishing of the iron strip shaped into a tube.
With other forms of winding, suitable devices are used. A tube coil thus constructed fulfills all the requirements which may be imposed on it if it is used as a heating element for central heating installations.
Tubes can be made with a strip of iron with a weld along the longitudinal seam line, in lengths which are a multiple of the lengths of tubing heretofore in use. The usual tubes are about 6 to 8 meters long, while to obtain a heating surface large enough for a central heating heating body which is made up of a single coil, therefore not formed from assembled parts, it is necessary to have a multiple of this usual length.
It should preferably be about 40 to 100 meters long, considering all other conditions.
Such lengths can be obtained by fabricating the tube at
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by means of an endless iron strip with solder along the longitudinal connecting line.
In this way one overcomes all at once the difficulties which one would encounter in the composition of a coil of this length which is outside the usual limits, because the particular means used for the joint always present the danger of do not ensure a good seal.
Likewise, the particular difficulty which hitherto complicated the bending of tubes for heating elements can be overcome quite easily, if an iron strip tube welded to the longitudinal connection line is used as the raw material. Technical considerations on heat require moreover to have small wall thicknesses (approximately 0.8 to 1.8 m / m). On the other hand, however, the wall thicknesses and diameters must be kept within a well established relationship so that the tube can be bent without difficulty, which must be done in this case, only by bending without filling the tube and even without a core.
If we denote by D the outside diameter of the tube and by s the wall thickness, we can say that the bending of the tube is all the more difficult as the ratio D: s is greater, because the tube has tendency to flatten at the bending point and indeed more so as the diameter of said tube is greater relative to the wall thickness. It has been found that with thicknesses of 0.8 to 1.8 m / m the advantageous diameter for bending is between 18 to 40 m / m.
These dimensions are those which are exactly suitable for the manufacture of tubes by means of iron strips and which at the same time nevertheless are advantageous from the point of view of the technique of heat and of all the construction.
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truction of the heating element. The diameter of the tube has an influence on the action of the heating, in that elements formed of a tube of relatively small diameter, with a large number of windings, and for a correct calculation of the space between the different windings, are more favorable than elements formed of a tube of larger diameter with a smaller number of windings. A tube of about 26 m / m in diameter should be made with an iron strip of about 80 m / m in width which has a thickness of about 1.2 m / m.
Such an iron strip can be easily turned over a length of 40 meters and more into a tube which can also easily be wound into a coil with small distances between the different windings, so that it best meets the requirements of manufacturing, including bending, as well as under the conditions of heat engineering. This is all the more the case as the relatively small thickness of the iron strip and therefore of the tube wall seems to be advantageous for the heat transmission coefficient.
Of great importance is finally the advantage of the low weight of a coil formed of an iron strip used as a heating element compared to the heating elements ordinarily used which, for a much greater weight have a lower efficiency at the point of thermal view.
On this point the installation is also particularly facilitated, especially since the entire heating element is composed of a single-piece coil having no joint device.
It will thus be noted that the fact of carrying out the winding immediately after the shaping of the tube by means of an endless iron band is indeed advantageous in certain cases from the point of view of manufacture, but that one
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can also do otherwise, for example by first laying the tube 40 to 100 meters long and then rolling it in another phase of work.
The drawing shows the embodiment described above in which, by means of an iron strip with dimensions of 80 x 1.2 m / m, a tube coil 40 meters in length is manufactured.
Figure 6 shows the iron strip and Figure 7 the cross section of the tube made with this iron strip in the known manner with a weld along the longitudinal connection line.
Figures 8 and 9 are an elevation and a plan of the heating element which in this example is formed by a vertical tube-coil a having in horizontal projection the shape of a rectangle the short sides of which are rounded. The tube-coil forms a vertical chimney with 10 m / m of free space between the various windings. The stability of this tube-coil is also great in itself, but it is reinforced by posts b, b. These posts can be formed, as in the drawing, by sheets folded in a U shape which surround the rollings of the tube by means of suitable notches and are arranged with their open sides facing each other.
It would also also be possible, instead of a vertical tube-coil, to have a horizontal tube-coil, above all if, for example as in the embodiment of FIG. 8, the winding is executed mainly in the form of rectangle and if this rectangle is placed of control.
The chimney action does not naturally occur with this embodiment.