CA2105155A1 - Radiateur avec chambre de relaxation - Google Patents
Radiateur avec chambre de relaxationInfo
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- CA2105155A1 CA2105155A1 CA 2105155 CA2105155A CA2105155A1 CA 2105155 A1 CA2105155 A1 CA 2105155A1 CA 2105155 CA2105155 CA 2105155 CA 2105155 A CA2105155 A CA 2105155A CA 2105155 A1 CA2105155 A1 CA 2105155A1
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
- F28F13/06—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
- F28F13/08—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media by varying the cross-section of the flow channels
-
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- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
- F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
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- F28D1/053—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight
- F28D1/05316—Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators
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Abstract
PRÉCIS: Dans l'industrie automobile, l'organe principal du système de refroidissement des moteurs de véhicules est le radiateur. Il permet l'écoulement d'un fluide à l'intérieur de faisceaux linéaires, de sections uniformes, longs et minces, dont la paroi extérieure est munie d'ailettes. Lorsque le radiateur est soumis à une ventilation forcée, le transfert de chaleur se fait entre les ailettes du radiateur et l'air ambiant. Dans la présente invention, on utilise des faisceaux munis de chambres de relaxation réparties uniformément tout au long du faisceau. La présence de chambres de relaxation dans les faisceaux est nécessaire et améliore, considérablement sur plusieurs points le rendement thermique des radiateurs. Premièrement, les chambres de relaxation ont pour effet d'augmenter la surface extérieure des faisceaux (celle en contact avec l'air), offrant ainsi une surface de transfert de chaleur plus importante avec l'air ambiant et ce, en utilisant qu'un seul pont thermique, soit la paroi séparant le fluide chaud et l'air ambiant. Deuxièmement, ces chambres de relaxation permettent une augmentation du volume de fluide à l'intérieur des faisceaux à être exposé à l'air ambiant, tout en gardant le fluide chaud près de la paroi, par conséquent, permet le refroidissement d'un volume de fluide plus important. Troisièmement, lorsque le fluide chaud pénètre une chambre de relaxation, celle-ci engendre, dû à la vitesse de fluide chaud, une zone de turbulence permettant au fluide chaud de s'agiter contre les parois de faisceaux et des chambre de relaxation. Cela permet au fluide chaud de se refroidir uniformément à l'intérieur des faisceaux. Ce type de radiateur offre d'autres avantages, tel l'élimination d'ailettes entre les faisceaux lorsque celui-ci est soumis à une ventilation forcée, un entretien simplifié dû aux arêtes arrondis des chambres de relaxation éliminant le phénomène "piège à mouches", une économie de surface effective de transfert due au positionnement en diagonal des chambres de relaxation.
Description
M~MOIRE DESCRIPTIF:
La présente invention se rapporte aux radiateurs industriels tel qu'utilisés par l'industrie afin d'apporter un refroidissement adequat aux éléments mécaniques chauffants.
Depuis tou~ours, les radiateurs avec faisceaux linéaires sont utilisés comme dissipateur de chaleur. Ce type de radiateur est conçu de faisceaux parallèles, horizontaux ou verticaux, tous linéaires et entrecroisés d'ailettes permettant un échange thermique entre le fluide chaud circulant dans les faisceaux et l'air ambiant léchant les ailettes.
Ce type de radiateur, bien qu'avec une ventilation forcée, s'avère fonctionnel. 11 devient pratiquement inefficace lorsque l'air de refroidissement est en état stable. Pour obtenir un bon refroidissement avec ce type de radiateur, on doit alors surdimensionner le radiateur en a~outant faisceaux et ailettes afin d'augmenter le volume du fluide ainsi que la surface d'éc~ange. Ceci occasionne un radiateur plus volumineux et plus lourd. En guise de conclusion, ce type de radiateur offre un rapport (transfert de chaleur / dimensions) faible.
Afin d'ameliorer le rendement thermique de ce type de radiateur, j'ai découvert que le transfert de chaleur pourrait être augmenté
significativement en creant des chambres de relaxation à même les I faisceaux et ce, sur toute la longueur.
Ces chambres de relaxation procurent une augmentation du volume de fluide chaud à l'intérieur des faisceaux. L'augmentation du volume de fluide chaud n'est pas simplement une masse d'eau épaisse engorgée à
l'intérieur des faisceaux, mais plutôt une mince pellicule d'eau à
proximité de la paroi, qu'elle soit dans la partie linéaire du faisceau ou dans la chambre de relaxation, elle se retrouve tou~ours près d'une paroi.
~n plus d'offrir un excellent rendement thermique, dû à une mince pellicule de fluide circulant dans les faisceaux. Ceci permet le refroidissement d'un plus grand dehit de liquide dans un radiateur dont les dimensions sont plus restreintes qu'un radiateur conventionnel.
M~MOIRE DeSCRIPTI~: (Suite) L'ajout de chambres de relaxation le long des faisceaux n'a pas seulement pour but d'augmenter le volume de fluide à l'intérieur des faisceaux, mais agit aussi comme agitateur de fluide. En effet celle-ci engendre des zones de turbulence permettant au fluide de mieux lécher les ~
parois du faisceau lors de son écoulement et permet un refroidissement ~ -plus uniforme à m~me le fluide.
De plus, la surface extérieure des faisceaux (celle en contact avec l'air) serait augmentee significativement dû à la surface engendrée par les chambres de relaxation. Ceci, par consequent, augmenterait la surface ~
de faisceaux à 2tre léchés par l'air ambiant et éliminerait, dans les cas i~ -de ~entilation forcée, la nécessité d'avoir des ailettes reliant les faisceaux. -~ tant donné la géométrie des chambres de relaxation, l'écoulement de l'air se fait douce~ent sans toutefois créer un effet "piège à mouches" ce qui consiste à retenir des insectes prisonnières sur des arêtes tranchan--tes telles les ailettes dans le cas d'un radiateur conventionnel. ~-'' "'.~' La présence d'ailettes reliant les Eaisceaux sur un radiateur avec chambres de relaxation peut atre utile afin d'ameliorer le rendement du radiateur lorsque l'air est en etat stable, mais la présence de ces -ailettes n'est ~o~tefois pa~ ipdi~penRable, :
~ ~,.,~,",~ "
, ~X~
DIVULG~TION:
Relativement au~ dessins qui illustrent la réalisation de l'inven-tion.
La figure #l représente l'aspect général d'un radiateur muni de faisceaux avec chambres de relaxation.
.. .
La figure #2 représente une vue agrandie d'un faisceau ainsi que quelques chambres de relaxation. ~ -La figure #3 représente une vue en coupe d'un faisceau avec chambres de relaxation.
~:
La figure #4 représente l'écoulement du fluide chaud à l'intérieur ~-des chambres de relaxation et d~montre l'agitation du fluide lors de son passage dans une chambre de relaxation. `
La figure #5 représente l'écoulement de l'air ambiant sur les faisceaux et les chambre de relaxation (vue en coupe). ~ ~
Le radiateur illustré (1) et muni de faisceaux (2) avec chambres de ~-relaxation (3) permettant de siéger un plus grand volume de fluide chaud (7) à l'intérieur des chambres de relaxation (3) tout en gardant le fluide (7) a proximité de la paroi (8) pour ainsi offrir ~ l'air ambiant (6~ un plus grand volume de fluide chaud (7) pour un radiateur plus restreint en espace.
La zone de turbulence (4) démontre l'agitation du fluide (7) circulant aléatoirement dans la chambre de relaxation (3) perme~tant à
chaque particule de fluide (7) de se refroidir sur la paroi du faisceau (8) On remarque que même les particules centrales (5) deviennent, à un moment donné, en contact avec la paroi du faisceau (8) afin d'effectuer un transfert de chaleur avec l'air ambiant (6).
On remarque l'écoulement aisé de l'air de refroidissement (6) autour des faisceaux (2) et des chambre de relaxation (3).
DIVULGATION: (Suite) De plus, l'absence d'arêtes tranchantes sur des radiateurs ne nécessitant pas d'ailettes ~limine le phénomène "piege à mouches". :~
L'aJout d'ailettes (9) sur des radiateurs dont l'air de refroidisse ment (6) n'est pas force a~it à la fois d'échangeur thermique avec l'air :
ambiant (6) et de contreventements latéraux donnant plus de résistance mécanique aux faisceaux (2).
:~
La surface hachurée (10) démontre l'augmentation de surfaces engendrées par les chambres de relaxation (3). Cette surface fermée coffrant le fluide chaud (7) offre à l'air (6) une surface plus importante de refroidissement.
La présente invention se rapporte aux radiateurs industriels tel qu'utilisés par l'industrie afin d'apporter un refroidissement adequat aux éléments mécaniques chauffants.
Depuis tou~ours, les radiateurs avec faisceaux linéaires sont utilisés comme dissipateur de chaleur. Ce type de radiateur est conçu de faisceaux parallèles, horizontaux ou verticaux, tous linéaires et entrecroisés d'ailettes permettant un échange thermique entre le fluide chaud circulant dans les faisceaux et l'air ambiant léchant les ailettes.
Ce type de radiateur, bien qu'avec une ventilation forcée, s'avère fonctionnel. 11 devient pratiquement inefficace lorsque l'air de refroidissement est en état stable. Pour obtenir un bon refroidissement avec ce type de radiateur, on doit alors surdimensionner le radiateur en a~outant faisceaux et ailettes afin d'augmenter le volume du fluide ainsi que la surface d'éc~ange. Ceci occasionne un radiateur plus volumineux et plus lourd. En guise de conclusion, ce type de radiateur offre un rapport (transfert de chaleur / dimensions) faible.
Afin d'ameliorer le rendement thermique de ce type de radiateur, j'ai découvert que le transfert de chaleur pourrait être augmenté
significativement en creant des chambres de relaxation à même les I faisceaux et ce, sur toute la longueur.
Ces chambres de relaxation procurent une augmentation du volume de fluide chaud à l'intérieur des faisceaux. L'augmentation du volume de fluide chaud n'est pas simplement une masse d'eau épaisse engorgée à
l'intérieur des faisceaux, mais plutôt une mince pellicule d'eau à
proximité de la paroi, qu'elle soit dans la partie linéaire du faisceau ou dans la chambre de relaxation, elle se retrouve tou~ours près d'une paroi.
~n plus d'offrir un excellent rendement thermique, dû à une mince pellicule de fluide circulant dans les faisceaux. Ceci permet le refroidissement d'un plus grand dehit de liquide dans un radiateur dont les dimensions sont plus restreintes qu'un radiateur conventionnel.
M~MOIRE DeSCRIPTI~: (Suite) L'ajout de chambres de relaxation le long des faisceaux n'a pas seulement pour but d'augmenter le volume de fluide à l'intérieur des faisceaux, mais agit aussi comme agitateur de fluide. En effet celle-ci engendre des zones de turbulence permettant au fluide de mieux lécher les ~
parois du faisceau lors de son écoulement et permet un refroidissement ~ -plus uniforme à m~me le fluide.
De plus, la surface extérieure des faisceaux (celle en contact avec l'air) serait augmentee significativement dû à la surface engendrée par les chambres de relaxation. Ceci, par consequent, augmenterait la surface ~
de faisceaux à 2tre léchés par l'air ambiant et éliminerait, dans les cas i~ -de ~entilation forcée, la nécessité d'avoir des ailettes reliant les faisceaux. -~ tant donné la géométrie des chambres de relaxation, l'écoulement de l'air se fait douce~ent sans toutefois créer un effet "piège à mouches" ce qui consiste à retenir des insectes prisonnières sur des arêtes tranchan--tes telles les ailettes dans le cas d'un radiateur conventionnel. ~-'' "'.~' La présence d'ailettes reliant les Eaisceaux sur un radiateur avec chambres de relaxation peut atre utile afin d'ameliorer le rendement du radiateur lorsque l'air est en etat stable, mais la présence de ces -ailettes n'est ~o~tefois pa~ ipdi~penRable, :
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DIVULG~TION:
Relativement au~ dessins qui illustrent la réalisation de l'inven-tion.
La figure #l représente l'aspect général d'un radiateur muni de faisceaux avec chambres de relaxation.
.. .
La figure #2 représente une vue agrandie d'un faisceau ainsi que quelques chambres de relaxation. ~ -La figure #3 représente une vue en coupe d'un faisceau avec chambres de relaxation.
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La figure #4 représente l'écoulement du fluide chaud à l'intérieur ~-des chambres de relaxation et d~montre l'agitation du fluide lors de son passage dans une chambre de relaxation. `
La figure #5 représente l'écoulement de l'air ambiant sur les faisceaux et les chambre de relaxation (vue en coupe). ~ ~
Le radiateur illustré (1) et muni de faisceaux (2) avec chambres de ~-relaxation (3) permettant de siéger un plus grand volume de fluide chaud (7) à l'intérieur des chambres de relaxation (3) tout en gardant le fluide (7) a proximité de la paroi (8) pour ainsi offrir ~ l'air ambiant (6~ un plus grand volume de fluide chaud (7) pour un radiateur plus restreint en espace.
La zone de turbulence (4) démontre l'agitation du fluide (7) circulant aléatoirement dans la chambre de relaxation (3) perme~tant à
chaque particule de fluide (7) de se refroidir sur la paroi du faisceau (8) On remarque que même les particules centrales (5) deviennent, à un moment donné, en contact avec la paroi du faisceau (8) afin d'effectuer un transfert de chaleur avec l'air ambiant (6).
On remarque l'écoulement aisé de l'air de refroidissement (6) autour des faisceaux (2) et des chambre de relaxation (3).
DIVULGATION: (Suite) De plus, l'absence d'arêtes tranchantes sur des radiateurs ne nécessitant pas d'ailettes ~limine le phénomène "piege à mouches". :~
L'aJout d'ailettes (9) sur des radiateurs dont l'air de refroidisse ment (6) n'est pas force a~it à la fois d'échangeur thermique avec l'air :
ambiant (6) et de contreventements latéraux donnant plus de résistance mécanique aux faisceaux (2).
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La surface hachurée (10) démontre l'augmentation de surfaces engendrées par les chambres de relaxation (3). Cette surface fermée coffrant le fluide chaud (7) offre à l'air (6) une surface plus importante de refroidissement.
Claims (6)
1- Un radiateur dont les faisceaux d'écoulement du fluide chaud sont munis de plusieurs chambres de relaxation sur une partie ou toute la longueur des faisceaux, et que les chambres de relaxation de chaque faisceau adjacent soient placés diagonalement à ceux-ci de façon à
positionner les faisceaux le plus près possible les uns des autres.
positionner les faisceaux le plus près possible les uns des autres.
2- Un radiateur tel que défini dans la revendication 1, dont les chambres de relaxation constituent un surplus de volume à l'inte-rieur des faisceaux sans toutefois créer des zones de fluide éloignées des parois et ce, peu importe la forme géométrique interne ou externe de la chambre de relaxation.
3- Un radiateur tel que défini dans la revendication 1 ou la revendica-tion 2, dont la forme des faisceaux avec chambres de relaxation cause des fluctuations et agitations du fluide qui y circule.
4- Un radiateur tel que défini dans les revendications 1,2 ou la revendication 3, dont le nombre de murs de faisceaux dans le plan du radiateur est égal ou supérieur à un (1).
5- Un radiateur tel que défini dans les revendications 1,2,3 ou la revendication 4, dont les faisceaux sont alignes, soit horizontale-ment, verticalement ou diagonalement.
6- Un radiateur tel que défini dans les revendications 1,2,3,4 ou la revendication 5, dont les faisceaux sont reliés entre eux par des ailettes.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CA 2105155 CA2105155A1 (fr) | 1993-08-30 | 1993-08-30 | Radiateur avec chambre de relaxation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CA 2105155 CA2105155A1 (fr) | 1993-08-30 | 1993-08-30 | Radiateur avec chambre de relaxation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CA2105155A1 true CA2105155A1 (fr) | 1995-03-01 |
Family
ID=4152227
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CA 2105155 Abandoned CA2105155A1 (fr) | 1993-08-30 | 1993-08-30 | Radiateur avec chambre de relaxation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CA (1) | CA2105155A1 (fr) |
-
1993
- 1993-08-30 CA CA 2105155 patent/CA2105155A1/fr not_active Abandoned
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EEER | Examination request | ||
| FZDE | Dead |