Echangeur thermique. La présente invention a pour objet un échangeur thermique à conduits de circula tion pour les agents de chauffage ou de re- f roidissement.
L'échangeur thermique ,suivant l'inven tion est caractérisé par des éléments fili formes solidaires d'un groupe des conduits de circulation.
Dans des échangeurs selon l'invention, d'une part, ces éléments filiformes d'échange thermique en contact simultané avec plu sieurs conduits de circulation des fluides par leurs assemblages avec les parois<B>dé-</B> ces conduits constituent des organes remarqua bles de réalisation des échanges thermiques; d'autre part, du fait de leurs assemblages avec plusieurs conduits d'échanges thermi ques, ces éléments constituent des organes de liaison mécanique entre ces conduits et for ment, ainsi, avec ces derniers, une ossature métallique dont la résistance aux effets méca niques est celle de l'ossature métallique for mée par la combinaison de ces éléments, ré- sistance qui, par suite, est beaucoup plus éle vée que celle de chacun des conduits et de chacun des éléments mécaniques de liaison de ces conduits.
De la sorte, il est possible de donner, aux parois des conduits de circulation des fluides, des sections bien inférieures à celles utilisées jusqu'à ce jour et, d'autre part, de donner, également, à chacun des éléments assemblés avec plusieurs de ces conduits, une section extrêmement réduite; or, l'utilisation de telles sections est particulièrement favorable aux échanges thermiques, de sorte que l'efficacité de l'échangeur se trouve encore accrue de ce fait.
Dans la présente description, par l'expres sion "élément filiforme", il faut entendre tout élément ayant une section transversale circulaire, carrée, rectangulaire, polygonale ou autre dont les dimensions sont faibles par rapport à sa longueur.
Les éléments filiformes peuvent être fixés de toute manière désirée sur les conduits, par exemple par soudure (électrique, autogène, ordinaire, etc.), par brasure, par coulée du métal des conduits de circulation des fluides, etc.
Un échangeur thermique conforme à celui ci-dessus défini peut être établi de nombreuses façons et recevoir, également, des applications extrêmement variées.
Les éléments filiformes utilisés pour la réalisation d'échangeurs thermiques con formes à, la présente invention sont, de préfé rence, disposés en nappes; sous cette forme, ils peuvent être combinés de façons très va riées avec les conduits de circulation des fluides.
Ainsi, dans des formes d'exécution parti culières: 10 Les éléments filiformes peuvent être tendus entre les conduits de circulation des fluides auxquels ils sont assemblés de ma nière à former avec ceux-ci une nappe au moins, ces conduits de circulation des fluides formant, de leur côté, au moins une autre nappe, et l'ensemble de ces deux nappes cons tituant une sorte de tissu métallique dans le quel les éléments de chaînes, par exemple, sont creux et constitués par ces conduits et les éléments de trame sont formés par ces élé ments filiformes.
Dans un échangeur ther mique ainsi établi: a) des éléments filiformes peuvent être disposés en nappe suivant une surface tan gente extérieure commune à des conduits con sécutifs de circulation des fluides et de l'un des côtés de ces conduits, ou bien b) deux nappes d'éléments filiformes peu vent être formées, l'une de ces nappes étant disposées suivant la surface tangente "exté rieure commune à l'un des côtés des con duits et la seconde nappe étant disposée sui vant la surface tangente extérieure commune à l'autre côté de ces conduits, ou bien c) des nappes d'éléments filiformes peu vent être formées par croisement entre eux d'éléments filiformes entre les conduits consé cutifs, ou bien d)
des nappes d'éléments filiformes croi sées entre elles entre les conduits consécutifs peuvent être combinées avec d'autres nappes d'éléments filiformes disposées suivant l'une au moins des surfaces tangentes extérieures communes aux conduits de circulation des fluides, de manière à réaliser une combinai son des dispositions a) ou b), et c) précitées, e) des éléments filiformes supplémen taires peuvent être disposés parallèlement aux conduits de circulation des fluides et en tre ceux-ci, f) ces éléments filiformes supplémentaires de chaîne peuvent constituer, avec les pre miers éléments filiformes, un tissu métallique fixé au groupe de conduits de circulation des fluides, tissu dont l'armure peut être éta blie de toute manière désirée, g)
un tissu métallique quelconque tendu et fixé sur les conduits de circulation des fluides peut être utilisé pour constituer sur l'une, au moins, des faces frontales de ces conduits, des éléments filiformes d'échange thermique, les fils de ce tissu pouvant être disposés et orientés de toute manière dési rée par rapport aux conduits de circulation des fluides; 20 Un groupe de conduits de circulation des fluides de l'échangeur thermique peut être combiné avec des groupes d'éléments fi liformes distincts les uns des autres, chacun de ces groupes étant disposé entre les faces en regard de deux conduits consécutifs et les divers éléments de ce groupe d'éléments. fili formes formant, entre ces deux conduits, une série de nappes, alors:
a) cette série de nappes peut être consti tuée par une bande unique de tissu métal lique qui peut être fixée, par l'une de ses extrémités, à l'une des faces en regard de deux conduits et tendue en zigzag de cette face à la face opposée, sur laquelle elle est également fixée de manière à -constituer entre ces deux faces, des nappes de fils parallèles les unes aux autres et obliques au courant du fluide extérieur aux conduits, b) un écran de guidage du fluide peut être combiné avec chacune de ces nappes et être, en même temps, disposé de manière à s'opposer au passage du fluide considéré suc- cessivement à travers plusieurs de ces nappes d'éléments filiformes, c)
chacun de ces écrans peut être métal lique et assemblé aux conduits entre lesquels il est monté de manière à servir, en même temps, d'ailette d'échange thermique com mune à ces deux conduits et d'élément de renforcement de l'ossature formée par les conduits et les éléments filiformes, d) la.
bande de tissu métallique fixée par l'une de ses extrémités à l'une des faces en regard des deux conduits et tendue en zigzag entre ceux-ci, peut être fixée à eux de ma nière à réaliser des nappes de fils formant entre elles des V inversés les uns par rapport aux autres, e) les faces en regard de deux conduits entre lesquelles une bande de tissu métal lique est disposée de la manière ci-dessus in diquée sous cc) peuvent être ondulées, f) le tissu métallique utilisé peut être éta bli de manière à ce que chacun de ses fils de chaîne soit tendu entre les faces en regard des conduits consécutifs, les divers fils de chaîne constituant des nappes disposées en V inversés les uns par rapport aux autres;
30 Des éléments filiformes peuvent for mer entre deux conduits d'un groupe de con duits consécutifs des boucles successives; ces boucles successives peuvent: a) entourer le groupe de conduits consécu tifs et, alors, être constituées par un même fil enroulé en hélice autour des conduits ex trêmes de ce groupe, le nombre des conduits dudit groupe pouvant être égal à deux, b) être posées entre deux conduits consé cutifs, c) former des nappes dans l'échangeur;
40 Les éléments filiformes peuvent être montés à travers les parois en regard de deux conduits consécutifs de circulation d'un même fluide: dans ce cas, également, ces éléments peuvent être disposés en nappes entre ces conduits; les éléments d'une ou de plusieurs de ces nappes peuvent être formés, (z) de tronçons distincts les uns des au tres, b) d'un même fil continu; <B>50</B> Des nappes d'éléments filiformes peu vent être constituées par des plaques métal liques ajourées et, alors: a) chacune de ces plaques peut être fixée à deux conduits par ses bords extrêmes et cons tituer entre eux:
a) une nappe unique d'éléments fili formes, une série de nappes d'éléments fili formes, cette plaque étant, alors, contournée en zigzag entre ces deux conduits, b) chacune de ces plaques peut constituer des nappes d'éléments filiformes d'un groupe de conduits consécutifs et dans ce cas, elle peut: a) être appliquée à plat contre chacun des conduits de ce groupe et fixée à chacun de ces conduits, chacune de ses nappes étant disposée entre deux conduits consécutifs, (i) être pourvue d'ouvertures de réception des conduits de circulation des fluides et, alors, être fixée à ceux-ci le long des bords de ces ouvertures.
Les dessins annexés représentent, à titre d'exemples, plusieurs formes d'exécution de l'échangeur thermique faisant l'objet de l'in vention.
La fig. 1 est une coupe schématique faite à travers plusieurs conduits consécutifs d'une forme d'exécution dans laquelle les éléments filiformes sont fixés par soudure aux con duits de circulation des fluides; La fig. la est analogue à la précédente et se rapporte à un échangeur thermique à con duits de circulation des fluides en métal coulé, les éléments filiformes étant venus former corps avec ces conduits lors de la cou lée de ceux-ci; La fig. 2 est une vue de face d'ensemble d'une forme d'exécution semblable à celle de la fig. 1;
La fig. 3 est une coupe partielle agrandie faite suivant la ligne III-III de l'échangeur thermique de la fig. 2; La fig. 4 est une coupe partielle suivant la ligne IV-IV de la fig. 2, les deux rangs de conduits de circulation de l'échangeur étant en quinconce; La fig. 5 est une coupe schématique faite à travers plusieurs conduits consécutifs d'une forme d-'exécution présentant des éléments filiformes croisés;
La fig. 6 est une coupe schématique par tielle d'une forme d'exécution dans laquelle les dispositions des fig. 1 et 5 sont combinées entre elles; La fig. 7 est une coupe schématique faite à travers des conduits consécutifs d'une forme d'exécution semblable à celle de la fig. 5, mais dans laquelle les conduits sont de section rectangulaire;
La fig. 8 est une coupe schématique faite à travers des conduits d'une forme d'exécu tion comportant des éléments filiformes ré partis en deux couches sur chacune des faces de l'échangeur et renforcés par des fils sup plémentaires disposés parallèlement aux conduits et entre ceux-ci,- La fig. 9 est une vue de face partielle de l'échangeur thermique de la fig. 8; Les fig. 10 et 11 montrent, à plus grande échelle, des variantes d'exécution de l'échan geur de la fig. 8;
Les fig. 12 et 13 montrent, à plus grande échelle également, des variantes d'exécution des échangeurs des fig. 5 et 7; Les fig. 14 et 15 montrent des formes d'exécution dans lesquelles les conduits de circulation des fluides sont assemblés les uns aux autres par un tissu métallique; La fig. 16 montre le tissu métallique constituant les éléments filiformes des for mes d'exécution des fig. 17 à 24;
La fig. 17 montre, vue en coupe suivant la ligne XVII-XVII de la fig. 18, une forme d'exécution à conduits de circulation de fluides de section rectangulaire, dans laquelle les éléments filiformes, disposés entre les faces en regard de conduits adjacents, sont constitués par le -tissu de la fig. 16; La fig. 18 est une coupe suivant la ligne XVIII-XVIII de la fig. 17; La f ig. 19 montre une variante de la fig. 18, cette variante comportant des écrans de guidage des filets d'air;
La fig. 20 montre, en coupe, suivant les lignes X,",,-XX des fig. 21 et 22, une forme d'exécution dans laquelle les éléments fili formes sont constitués par un tissu qui est similaire à celui de la fig. 18 et qui a été sou mis à un pliage spécial, des nappes supplé mentaires de fil ayant été ajoutées à celles ainsi obtenues; La fig. 21 est une coupe faite suivant la ligne XXI-XXI de la fig. 20, sans tenir compte, ni des fils qui sont en dehors du plan de la figure, ni de ces nappes supplé mentaires;
La fig. 22 est une coupe similaire à celle de la fig. 21 et faite suivant la ligne XXII-XII de la fig. 20; Les fig. 23 et 24 sont deux vues partielles d'une forme d'exécution formée de conduits à parois ondulées et d'éléments filiformes constitués par un tissu similaire à celui de la fig. 16;
Les fig. 25 et 26 se rapportent à une forme d'exécution dans laquelle les éléments filiformes sont constitués par des bandes de tissu métallique tendues en V inversés entre les faces en regard de conduits adjacents; en fig. 25, cet échangeur est représenté en coupe faite suivant la ligne XXV-XXV de la fig. 26, des nappes supplémentaires de fils étant ajoutées;
La fig. 26 est une coupe de l'échangeur thermique de la fig. 25, cette coupe étant faite suivant la ligne XXVI-XXVI de cette figure et sans tenir compte de ces nappes supplémentaires ni des fils situés en dehors du plan de la figure; Les fig. 27 et 28 montrent- deux conduits d'une forme d'exécution reliés entre eux par des boucles de fils enroulées sur ces con duits, la fig. 27 étant une coupe suivant la ligne XXVII-XXVII de la fig. 28;
La fig. 29 se rapporte à une forme d'exé cution à boucles de fils posées entre les conduits de circulation de fluide; cette fi gure est une coupe faite perpendiculaire- ment aux conduits d'échanges thermiques de l'échangeur; La fig. 30 montre une variante de l'é changeur de la fig. 29; La fig. 31 est une vue partielle, en éléva tion, d'une autre forme d'exécution dans la quelle les éléments filiformes sont constitués par des boucles disposées dans un plan pa rallèle aux axes des conduits de circulation des fluides;
La fig. 31a se rapporte à une variante dans laquelle les plans des boucles consti tuant les éléments filiformes sont disposées obliquement aux axes des conduits de circu lation des fluides; La fig. 32 montre, en coupe partielle, un fragment d'une forme d'exécution dans la quelle les éléments filiformes traversent les parois des conduits de circulation des fluides; La fig. 33 montre une variante de la forme d'exécution de la fig. 32; La fig. 34 montre, vue de face, une partie d'une plaque métallique ajourée constituant des éléments filiformes pour certaines formes d'exécution de l'échangeur suivant l'inven tion;
La fig. 35 est une coupe de cette plaque faite suivant la ligne XXXV-XXXV de la fig. 34; Les fig. 36 et 37 montrent, en coupe, les deux phases de formation d'une plaque ajou rée présentant des éléments filiformes, cette plaque étant représentée en plan à la fig. 38; La fig. 39 montre, partiellement, une forme d'exécution comprenant des plaques telles que montrées aux fig. 34 à 38 ;
La fig. 40 est une vue partielle, en coupe, d'une forme d'exécution comprenant une bande métallique pourvue de nappes suc cessives d'éléments filiformes, cette bande étant posée à plat et fixée sur des conduits de circulation de fluides de l'échangeur ther mique; La fig. 41 est un plan par-dessus de l'é changeur de la fig. 40; La fig. 42 illustre, en coupe et à échelle agrandie, un procédé pour la fixation d'une bande pourvue d'éléments filiformes sur un conduit de circulation des fluides; La fig. 43, similaire à la fig. 42, se rap porte à une variante de cette dernière;
La fig. 44 se rapporte à une autre forme d'exécution dans laquelle les plaques à élé ments filiformes sont fixées d'une manière différente aux conduits de circulation; La fig. 45 montre, très schématiquement, en coupe faite entre deux conduits consécu tifs, une forme d'exécution à plaques ajourées dont les éléments filiformes ont une section carrée; La fig. 46, analogue à la précédente, se rapporte à une forme d'exécution dont les éléments filiformes des plaques ont une sec tion rectangulaire;
La fig. 47, analogue à la fig. 45, montre une forme d'exécution comportant des nappes d'éléments filiformes de section carrée, ces nappes formant, entre elles, des V inversés constitués par une même bande métallique continue pliée de manière appropriée; La fig. 48 montre une forme d'exécution comportant des nappes d'éléments filiformes de section rectangulaire; La fig. 49 est une coupe faite à travers l'échangeur thermique de la fig. 48, suivant la ligne XXXXIX-XXXXIX de cette fi gure;
La fig. 50 montre, en perspective, une partie d'une bande métallique dans laquelle des nappes successives d'éléments filiformes ont été établies, cette bande présentant, en outre, des évidements de réception pour des conduits de circulation des fluides, cette bande étant destinée à être employée dans la construction d'une forme d'exécution de l'ob jet de l'invention;
La fig. 51 montre, en coupe entre des con duits d'échange thermique, une partie d'une forme d'exécution comportant des bandes avec nappes d'éléments filiformes, bandes si milaires à celle de la fig. 50, cette forme d'exécution comportant deux rangs paral- lèlés de conduits de circulation des fluides et les nappes d'éléments filiformes en<B>V</B> in versés disposés entre les conduits de ces deux rangs appartenant à une bande métallique nique;
La fig. 52 montre, partiellement, en plan, une bande métallique similaire à celle de la fig. 50, cette bande étant applicable à la construction d'une forme d'exécution à deux rangs parallèles de conduits de circulation des fluides comme celle de la fig. 51; La fig. 53 montre une bande similaire à celle de la fig. 52, cette bande étant applica ble à une forme d'exécution à deux rangs parallèles de conduits disposés en quinconce; La fig. 54 est une vue en perspective d'un radiateur de chauffage constituant une forme d'exécution de l'échangeur selon l'invention;
La fig. 55 représente ce radiateur vu de face, en supposant que la paroi avant est enlevée.
La fig. 56 est une vue en coupe transver sale suivant la ligne LVI-LVI de la fig. 55; La fig. 56a est une coupe analogue d'une variante présentant deux éléments chauffants au lieu d'un; La fig. 57 est une vue de face analogue à la vue de la fig. 55, mais se rapportant à une variante; La fig. 58 est une coupe transversale sui vant la ligne LVIII-LVIII de la fig. 57; La fig. 58a est une coupe analogue d'une variante présentant deux éléments chauf fants;
La fig. 59 est une vue de face analogue à la vue de la fig. 55, mais se rapportant à une autre variante; La fig. 60 est une coupe transversale sui vant la ligne LX-LX de la fig. 59; La fig. 60a est une coupe analogue d'une variante présentant deux éléments chauf fants; Les fig. 61 à 65 représentent différentes formes d'ailettage dans lesquels les ailettes sont constituées par des lamelles découpées dans des plaques; Les fig. 66 et 67 se rapportent à des procédés de montage des nappes à éléments filiformes sur les conduits;
La fig. 68 représente une variante de construction des éléments filiformes; Les fig. 69 et 70 se rapportent à des pro cédés de montage des nappes à éléments fili formes sur les conduits; Les fig. 71 à 75 représentent certaines dispositions propres à diminuer les risques d'encrassement et à faciliter le nettoyage des nappes à éléments filiformes.
Dans l'échangeur de la fig. 1, sur des con duits 1 de circulation de fluides à l'intérieur 2 desquels circule un fluide (eau chaude, va peur, etc.) et à. l'extérieur 3 desquels circule un autre fluide, tel que de l'air froid, sont fixés des fils métalliques 4a; ces fils sont as semblés aux conduits 1 par des soudures 5a qui peuvent être des soudures électriques, au togènes ou ordinaires.
Ces fils 4a sont disposés en nappe suivant une surface tangente extérieure commune à ces conduits 1..
D'autres fils 4b, fixés de manière simi laire en 5b aux mêmes conduits, sont dispo sés en nappe suivant l'autre surface tangente extérieure commune à ces conduits 1.
L'ensemble ainsi formé par ces conduits 1 et les éléments filiformes 4a et 4b constitue un échangeur thermique remarquable à la fois par sa puissance d'échange thermique et par sa résistance aux actions mécaniques; comme on le voit, l'ensemble ainsi constitué forme une sorte de tissu dans lequel les con duits 1 sont, par exemple, les éléments de chaîne, et les fils 4a, 4b, les éléments de trame ou vice-versa, suivant les cas.
Dans la fig. 1, les axes des conduits 1 d'échange thermique sont situés dans un même plan, mais il est évident qu'ils pour raient être disposés sur une surface courbe quelconque.
La fig. la se rapporte à un échangeur thermique dans lequel les conduits de circu lation des fluides sont constitués par des tubes coulés; cette figure montre que les éléments filiformes ont été engagés dans les moules de coulée de manière telle, qu'après la coulée, une partie de ces fils se trouve noyée dans les parois de ces tubes; les élé ments filiformes peuvent être formés par des tronçons 4a dont les extrémités sont noyées à la coulée dans deux conduits 1 consécutifs, ou bien, ils peuvent être constitués par des éléments continus 4b assemblés à une série de conduits consécutifs 1, en les coudant ou pliant au droit de chacun de ces conduits pour faciliter leur engagement dans ceux-ci à la coulée.
L'échangeur représenté en fig. 2, 3, 4 comprend deux rangs de conduits 1 montés sur un collecteur 6 avec tubulure 6a d'arri vée du liquide circulant dans les conduits et un collecteur 7, avec tubulure 7a de départ de ce fluide.
Comme le montre la fig. 4, dans les deux rangs les conduits sont disposés en quinconce. Tans l'échangeur de la fig. 5, un élément filiforme 4c est tendu d'une face de l'un des conduits 1 à la face opposée du conduit voi sin; deux jeux de fils 4c, 4d sont ainsi dis posés; ces deux jeux forment, avec les con duits 1, de véritables mailles; grâce à. cette disposition, le contact des fils sur les con duits est augmenté suivant les arcs 5e, 5d.
Dans l'échangeur de la fig. 6, les disposi tions des fig. 1 et 5 sont utilisées en com binaison.
Dans les figures précédentes, et, comme l'indiquent déjà, les fig. 1 et la, les conduits I peuvent avoir une section quelconque: ovale. circulaire ou autre.
Ainsi, la disposition de la fig. 5 peut être réalisée avec des conduits 1 de section rec tangulaire, comme c'est le cas dans l'échan geur de la, fig. 7.
Dans chaque jeu de fils, les éléments peuvent, également, être disposés en plusieurs nappes et constituer entre eux et des fils de chaîne supplémentaires, un véritable tissu métallique, ce qui permet de renforcer encore le tissu déjà constitué par les conduits et les premiers éléments filiformes et permet de marquer, plus nettement encore, à divers points de vue, la supériorité de l'échangeur obtenu.
Les fig. 8 et 9 montrent, partiellement, un échangeur de ce genre dans lequel des fils 4a forment, avec des fils supplémentaires 8a, un tissu métallique; une disposition sem- blable est établie, sur la face opposée, à l'aide des éléments filiformes 4b et 8b.
La fig. 9 montre, vu de face, l'échangeur montré en coupe à la fig. 8.
La fig. 10 est une variante de la fig. 8, suivant laquelle deux fils de chaîne supplé mentaires 8a sont disposés entre deux con duits consécutifs.
La fig. 11 est une variante de la fig. 10. Sur chacune des faces des conduits, les fils des deux nappes 4a situées d'un même côté des conduits sont entrecroisés entre eux.
Dans l'échangeur de la fig. 12, chaque groupe de fils 4c, 4d tels que ceux de la fig. 5, est, de même que dans la fig. 10, réparti en deux nappes parallèles.
Dans la variante de la fig. 13; les deux nappes de fils 4c se croisent entre elles ainsi que les deux nappes de fils 4d.
Bien entendu, dans chacune des formes d'exécution ci-dessus décrites, les conduits de circulation .des fluides de l'échangeur ther mique considéré peuvent ne pas être identi ques les uns aux autres et avoir, par exemple, des sections différant les unes des autres par leurs formes ou par leurs dimensions; de même, tous les fils tendus entre ces conduits peuvent avoir des caractéristiques différentes les unes des autres, par exemple avoir des sections dont les formes ou les dimensions diffèrent les unes des autres, ou bien être établis en des métaux différents les uns des autres.
L'échangeur thermique représenté en vue de face partielle en fig. 14 est constitué par des conduits 1. sur les faces frontales planes 9a desquels est tendu et fixé un tissu métal lique 10 composé d'éléments filiformes.
Ce tissu peut être établi avec toute ar mure désirée; les éléments de chaîne et de trame de ce tissu peuvent être placés, les uns parallèlement aux conduits de circulation des fluides, les autres étant alors perpendiculaires à ceux-ci.
Un autre tissu métallique identique ou différent pourrait, de même, être tendu et fixé sur les faces opposées 9b des tubes 1. Comme le montre la fig. 15, ces éléments de chaîne et de trame du tissu 10 peuvent, également, être disposés obliquement aux conduits de circulation des fluides.
Dans les formes d'exécution ci-dessus dé crites, chaque élément filiforme est solidaire d'un nombre quelconque de conduits; dans d'autres formes d'exécution, qui vont main tenant être examinées, chaque élément fili forme est solidaire seulement de deux con duits consécutifs entre lesquels il est monté.
Dans de telles formes d'exécution, les éléments filiformes disposés parallèlement les uns aux autres entre deux conduits consé cutifs sont, de préférence, assemblés de ma nière à former un tissu métallique qui, coudé en zigzag, est fixé alternativement sur l'un des conduits, puis sur l'autre.
Les éléments du tissu ainsi coudés peu vent être soit des éléments de chaîne; soit des éléments de trame.
La fig. 16 montre un tissu du type pré cité formé de fils de chaîne 4'... 4k... 4n et de fils de trame 12 très largement espacés les -uns des autres. Ici, ces fils 12 sont espacés d'une distance d égale, de préférence, à une fraction
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de la distance D des faces en re gard 11 de deux conduits consécutifs (fig. 17).
La fig. 17 se rapporte à une forme d'exé cution du genre indiqué ci-dessus et montre comment l'un quelconque 4k des fils de ce tissu de la fig. 16 se trouve ainsi tendu en zigzag entre ces faces 11.
La fig. 18 montre les nappes de fils 13a, 13b, 13c, 13d, 13e parallèles les unes aux autres qui sont ainsi obtenues; de plus, dans cette figure, ces nappes sont disposées obli- quement par rapport aux faces frontales des conduits;
l'air peut circuler entre les conduits 1 soit suivant les flèches f1 transversales aux conduits et, par exemple, perpendicu laires aux axes de ceux-ci, chaque filet d'air traversant alors une fois seulement l'une des nappes entre deux fils consécutifs 41# et P +', soit suivant les flèches f2, parallèles aux axes des conduits, chaque filet d'air traversant alors toutes les nappes formées entre deux conduits 1 consécutifs.
La forme d'exécution de la fig. 19 ne diffère de celle de la fig. 18 que par le fait que les diverses nappes de fils 13a, 13b, 13e, etc., formées entre deux conduits consécutifs sont disposées perpendiculairement aux faces frontales antérieures et postérieures des con duits 1 au lieu d'être inclinées par rapport à ces mêmes faces, comme dans la fig. 18. Comme dans le cas de la fig. 18, les filets d'air peuvent passer entre les conduits 1, soit transversalement aux bords longitudinaux de ces conduits, soit parallèlement à ceux-ci.
Cette forme d'exécution est complétée par des écrans de guidage des filets d'air, écrans constitués par des tôles métalliques 14a, 14b. 14c, 14d, etc., interposées entre deux nappes consécutives 13a-13b, 13b-13c, 13c-13d, 13d-13e, etc. De même, dans l'échangeur thermique de la fig. 18, des écrans similaires aux écrans de guidage 14a, 14b, 14c, 14d de la fig. 19 pourraient être disposés entre les nappes 13a-13b, 13b-13c, 13c-13d pour guider les filets fluides entre ces nappes.
Ces écrans peuvent, de plus, être fixés par leurs bords aux faces 11 des conduits 1; ils forment alors en même temps des ailettes d'échange thermique qui renforcent la puis sance de l'échangeur.
Les fig. 20, 21 et 22 se rapportent à une autre forme d'exécution dans laquelle le tissu de la fig. 16 est plié de façon à former des nappes successives 15a, 15b, 15c, 15d, etc., formant des V inversés les uns par rapport aux autres. Les filets d'air sont dirigés sui vant les flèches f de la fig. 20 et perpendicu lairement aux conduits 1, de sorte qu'ils tra versent chacun une nappe et une fois seule ment.
Les fig. 21 et 22, qui sont des .coupes faites à travers ces nappes au droit de.fils 41, 4k desdites nappes, permettent de se ren dre compte du pliage auquel le tissu de la fig. 16 a été soumis pour réaliser ces nappes en V inversés. Pour la clarté de la fig. 22, seul le fil situé dans le plan de cette figure a été repré senté.
Les portions de chacun des fils 41... 4k... 4n situés dans les nappes 16a, 16b, 16c, 16d qui sont plaquées contre les faces 11 en re gard des conduits 1 voisins sont assemblées auxdites faces par soudure ou de toute autre manière.
Les fig. 23 et 24 montrent une forme d'exécution dans laquelle le tissu de la fig. 16 est fixé en 17 par l'une de ses extrémités sur un conduit 1 à faces ondulées. Ce tissu vient former, par un enroulement en zigzag, des boucles successives 18a, 18b, 18c, 18d, etc., sur les deux conduits 1 entre lesquels il est monté. Ces boucles successives 18a, 18b, 18e du tissu épousent les ondulations des parois et sont assemblées à celles-ci, par soudure par exemple.
Les fig. 25 et 26 montrent une autre forme d'exécution à nappes en V inversés les uns par rapport aux autres.
Dans cette forme d'exécution, des fils 4 sont tendus entre les faces en regard 11 de deux conduits 1 consécutifs; chacun de ces fils est fixé, par soudure par exemple, à chacune de ses extrémités, sur ces deux con duits; ces fils forment des nappes disposées en<B>V</B> inversés les uns par rapport aux autres; des fils de trame 12, d'une longueur indéfi nie, assemblent entre eux les fils 4 de cha cune de ces diverses nappes.
Les nappes disposées en V inversés, comme celles des fig. 20 et 25 présentent l'a vantage remarquable de permettre un net toyage extrêmement facile de l'échangeur thermique, tous les fils qui les constituent étant directement accessibles.
Cette disposition des fils 4 en nappés en <B>V</B> inversés juxtaposés ou en W permet, éga lement, le montage de nappes supplémen taires 15e, 15P, 15Y, 15e, comme cela est indi qué en fig. 20 et 25, où ces nappes supplé mentaires sont disposées parallèlement aux nappes 15a, 15b, 15c, 15d, de part et d'autre de celles-ci, certaines de ces nappes supplé mentaires seulement étant tracées et les au- très étant indiquées simplement par un trait ponctué.
Les fils 4 disposés entre deux conduits peuvent être renforcés par des nervures obte nues, par exemple, en coudant ces fils en 19, comme cela est représenté sur l'un des fils 4 de la fig. 26; de la sorte, on a, en plus, l'a vantage de constituer un coude de dilatation pour ce fil.
Dans la forme d'exécution des fig. 27 et 28, des éléments filiformes 4 forment des boucles 20 entre deux conduits consécutifs. Les boucles successives ainsi formées peuvent être rendues solidaires les unes des autres, en les constituant à l'aide d'un même fil 4 en roulé en hélice (fig. 28) autour de ces con duits, chacune des spires de l'hélice 20 ainsi formée étant soudée aux deux conduits sur lesquels elle est enroulée.
Par groupement d'un nombre convenable de paires de conduits 1 ainsi réunis par un fif4 enroulé en hélice, on réalise tout échan geur thermique désiré.
Comme cela est indiqué en traits poin tillés sur la fig. 4, des boucles similaires 20 peuvent être réalisées avec les fils 4a et 4b de l'échangeur représenté par cette figure.
La fig. 4 montre également que les extré mités de ces boucles 20 peuvent ne pas être en contact avec les conduits 1 de circulation du fluide.
Dans l'échangeur représenté en fig. 29, entre deux conduits 1 consécutifs sont dis posées des boucles de fil 21 entièrement exté rieures à ces conduits, mais soudées à ceux- ci de toute manière appropriée.
La fig. 30 montre une variante de la forme d'exécution précédente, variante dans laquelle plusieurs boucles 21 sont montées en tre deux conduits 1 consécutifs.
Dans les formes d'exécution présentant des boucles 21 montées èntre des conduits consécutifs, les plans de ces boucles peuvent être orientés de toute manière désirée par rap port aux axes des conduits. En fig. 29 et<B>30,</B> ces plans sont perpendiculaires aux axes des conduits. Par contre, dans l'échangeur de la fig. 31, ces plans sont parallèles à ces mêmes axes; dans d'autres formes d'exécu tion, ils pourront être obliques aux mêmes axes (fig. 31a).
La fig. 32 montre, en une vue fragmen taire, une forme d'exécution dans laquelle une nappe est formée de fils 4 montés à tra vers les parois en regard 11 d'un conduit 1; ces fils sont formés de tronçons distincts les uns des autres et traversent une pluralité de conduits 1 dont un seul est montré ici. 2 et 3 désignent les fluides qui circulent à l'in térieur, respectivement à l'extérieur, des con duits 1.
Un tel montage peut être réalisé en perfo rant les parois latérales 11 des conduits 1, en introduisant les fils 4 dans les trous ainsi formés et en les soudant ou brasant à ces parois.
Dans une variante, au lieu de tronçons de fils, un fil continu peut, également, être em ployé; alors, ce fil 4 forme des boucles 22 comme le montre la fig. 33, qui est également une vue fragmentaire d'un échangeur ther mique, de sorte qu'il est évident que dans la forme d'exécution suivant cette fig. 33, tout comme dans la forme d'exécution précédente, les éléments filiformes, constitués ici par les parties rectilignes du fil 4, traversent un groupe de conduits de circulation.
Les fig. 34 et suivantes qui se rapportent à des nappes d'éléments funiculaires établies à l'aide de plaque métalliques ajourées mon trent: La fig. 34 est une vue en plan d'une pla que 23 ajourée destinée à être montée entre deux conduits consécutifs de circulation; dans cette plaque, des ouvertures allongées 24 ont été établies parallèlement les unes aux autres et laissent entre elles des éléments fili formes 4 qui, une fois cette plaque montée sur des conduits de circulation, constituent avec ces conduits un échangeur thermique; les parties pleines de chacune de ces plaques 23 servent à sa fixation sur les conduits de circulation des fluides.
En fig. 34 et 35, les éléments filiformes 4 formés dans la plaque 23 sont de section car rée; mais il est bien évident que cette sec- tion n'a rien d'absolu; ainsi, une plaque 23 peut d'abord être amenée, à la presse, à l'aide d'une première matrice, à la forme représen tée fig. 36, dans laquelle des nervures 25 sont formées .sur ses faces; puis, dans une seconde passe exécutée à l'aide d'une seconde matrice, les nervures 25 sont transformées en fils 4 de section circulaire (fig. 37). La fig. 38 montre, en plan, la plaque 30 à ré seau de fils de section circulaire ainsi obte nue.
Chacune des plaques des fig. 34 et 38 peut être, comme le montrent les fig. 39 et 40, fixée de façons diverses sur des conduits de circulation des fluides; ainsi, comme le montre la fig. 39, cette fixation peut être faite sur des nervures 26 établies, à cet ef fet, sur les conduits 1.
Les fig. 40 et 41 montrent qu'une même plaque 23 peut également être établie avec plusieurs nappes d'éléments filiformes 4 et de jours 24, ces nappes étant séparées les unes des autres par des parties pleines 27 qui peu vent être assemblées à plat sur les conduits 1 (fig. 40).
Ou bien, comme le montre la fig. 42, une partie pleine 27 peut être montée sur un con duit 1 à l'intérieur duquel un mandrin 28 a été introduit momentanément pour permettre, à l'aide de deux mâchoires 29 extérieures audit conduit, de fixer la partie pleine 27 de la plaque 23 à faisceaux filiformes sur la nervure 30 ainsi formée sur ce conduit 1.
La fig. 43 se rapporte à une forme d'exé cution analogue dans laquelle la plaque à éléments filiformes est montée sur un con duit 1, pourvu d'une nervure 31. Dans les deux formes d'exécution des fig. 42 et 43, une nervure 32 se trouve ainsi formée sur chaque partie pleine 27 de la plaque 23. Un moyen simple d'obtention et de fixation des nervures 32 aux conduits 1 consiste à utiliser, comme mâchoires 29, les mâchoires d'une sou deuse électrique; de la sorte, ces nervures 27 se trouvent soudées aux nervures 30 ou 31 des conduits 1.
Dans la forme d'exécution de la fig. 44, une plaque 23 est fixée, par ses extrémités, sur des nervures latérales 32 de conduits 1 et des éléments filiformes 4 de cette plaque sont répartis en deux couches.
Des plaques ou bandes métalliques 23 convenablement découpées et perforées peu vent être établies en vue de la réalisation de nappes de fils 4 semblables à celles des fig. 17 à 26; dans ces nappes, les éléments filiformes peuvent être de section carrée, comme le montrent les fig. 35 et 45, circu laire, comme dans la fig. 37, ou aplatie, comme dans la fig. 46.
Dans les formes d'exé cution présentant de telles bandes métal liques 23 formant des nappes en V inversés, ces bandes 23 peuvent être établies continues et pliées sous cette forme de V inversés, comme le montrent les fig. 47 et 48; les bords 33 de ces bandes sont rabattus de manière appropriée et fixés aux conduits 1; les coudes pleins 36 séparant deux nappes successives peuvent former des saillies sur les faces fron tales antérieure et postérieure des conduits.
Des bandes métalliques continues 23 peu vent être établies avec des nappes succes sives d'éléments filiformes 4 et des évide tnents 34 de réception des conduits 1 (fig. 50) ; ces évidements 34 peuvent être ob tenus par emboutissage, de manière telle que leurs bords repoussés 35 viennent s'appliquer sur ces conduits 1 auxquels ils peuvent être fixé, soit par soudure après enfilage de ces plaques sur ces conduits, soit par coulée, lors de la coulée de ceux-ci.
Plusieurs conduits 1 peuvent également être disposés les uns à la suite des autres et équipés avec des nappes de fils 4 situées dans le prolongement les unes des autres, comme montré, en fig. 51, la pla que 23, à l'aide de laquelle toutes ces nappes sont formées, ayant été établies, lors de son emboutissage, avec des bords 35 repoussés, les uns sur l'une de ses faces, les autres sur l'autre de ces faces.
Dans les formes d'exécution ci-dessus dé crites, les conduits de circulation ont été supposés rectilignes; mais, bien entendu, ces conduits pourraient avoir leurs axes curvi lignes et être établis avec des parois longi- tudinales sinueuses ou de toute autre forme; de même, et comme cela a été ci-dessus in diqué, leur section peut avoir toute forme désirée et ces conduits peuvent être groupés, les uns par rapport aux autres, de manière à répondre à toute application désirée.
Les bords 35 de ce logement de réception des conduits 1 peuvent être situés sur une même face de chaque plaque 23, comme le montre la fig. 50; ou bien, comme cela est représenté fig. 51, les uns peuvent être si tués sur l'une des faces de ces bandes et les autres sur la face opposée. Dans la fig. 51, la bande 23 à nappes d'éléments filiformes est pliée en V inversés.
Dans les fig. 50, 52, 53, la bande 23 est, au contraire, destinée à être utilisée à plat et enfilée simultanément sur un. nombre de conduits 1 égal au nombre des évidements de cette plaque, puis fixée sur ces conduits par soudure. Tout nombre désiré de plaques semblables est ainsi monté sur ces conduits pour constituer une forme d'exécution de l'échangeur selon l'invention.
Chaque fois qu'une même bande conti nue, présentant des éléments filiformes, est utilisée à la confection de nappes en V in versés, suivant l'une quelconque des formes d'exécution ci-dessus décrites, cette bande peut également être établie de manière à for mer des saillies 36 sur une face antérieure ou une face postérieure des conduits 1, de manière à protéger ceux-ci de certains chocs et éviter, ainsi; des déformations ou rup tures accidentelles de ces conduits.
Les fig. 54 à 75 se rapportent à des for mes d'exécution de l'échangeur selon l'inven tion, constituées par des radiateurs de chauf fage.
La fig. 54 montre, en perspective et de façon très schématique, un radiateur de chauffage constituant une forme d'exécution de l'échangeur. Ce radiateur est essentielle ment constitué par une gaine G comportant des ouvertures inférieures I par lesquelles pénètre l'air froid. Cet air traverse, en se ré chauffant, un élément chauffant E disposé dans cette gaine (fig. 56) et sort par une ouverture supérieure S de la gaine.
L'élément chauffant est constitué par une des formes d'exécution décrites ci-dessus. C'est-à-dire que l'ailettage de cet élément est constitué par une nappe d'éléments fili formes, désignée de façon générale par N, qui peut être constituée soit par des fils dis tincts tendus et soudés ou fixés avec contact intime sur les conduits de circulation T (re liés à la manière habituelle à des collecteurs d'entrée et de sortie C), soit par de la toile métallique tissée et soudée sur les conduits T, soit encore par des éléments filiformes dé coupés dans une plaque, soudée ou autrement rapportée sur les conduits T.
L'élément chauffant est disposé suivant une certaine inclinaison, ce qui réduit dans une mesure appréciable l'encombrement de l'ensemble du radiateur et améliore le rende ment. Cette inclinaison peut être obtenue de différentes façons.
On peut, par exemple, incliner cet élé ment chauffant, comme représenté sur les fig. 55 et 56, de façon que les conduits T restent sensiblement horizontaux, tandis que les fils ou la toile métallique N sont inclinés, comme cela ressort très bien de la fig. 56.
Ou bien, comme représenté sur les fig. 57 et 58, on peut faire en sorte que les tubes T soient inclinés, tandis que les éléments fili formes d'ailettage N sont sensiblement ho rizontaux.
Ou encore, on peut adopter la disposi tion représentée sur les fig. 59 et 60, dans la quelle les tubes T sont inclinés dans le sens longitudinal par rapport au radiateur. On pourrait d'ailleurs combiner toutes ces dif férentes inclinaisons.
Comme représenté sur les fig. 56a, 58a et 60a, on peut substituer à l'élément unique E, deux éléments El, E2, disposés de façon symétrique à l'intérieur de la gaine G.
Le radiateur décrit ci-dessus présente de nombreux avantages qui peuvent être briève ment résumés de la façon suivante: excellent rendement, du fait du- grand pouvoir d'é change de l'élément E et de la grande vitesse de l'air à l'ouverture de sortie<B>S</B>, grâce à la faible résistance offerte au passage de cet air par cet élément E; très faible poids et surtout très faible encombrement, du fait de l'excellent rendement calorifique de ce radiateur et de l'inclinaison de l'élément chauffant E, inclinaison qui peut être réali sée sans que soit diminuée la vitesse de l'air;
grande facilité de nettoyage puisque l'ailet- tage est constitué par une nappe d'éléments fi liformes de très faible épaisseur, ne retenant les poussières que dans une faible mesure et pouvant, de toutes façons, être facilement nettoyée, bien que cet élément chauffant soit disposé à l'intérieur d'une gaine.
On remarquera que dans toutes les va riantes représentées sur les fig. 54 à 60, les collecteurs C et les conduits T doivent pou voir évacuer l'air dans le cas du chauffage à l'eau chaude, ou l'eau condensée et l'air dans le cas du chauffage à la vapeur. Dans ce but, les conduits et les collecteurs sont dis posés comme à l'habitude en pente douce pour faciliter le rassemblement de l'eau pour l'évacuation et permettre l'évacuation de l'air et la vidange de l'élément.
Comme on l'a précédemment expliqué, les éléments filiformes formant l'ailettage peuvent être constitués par des fils ou des toiles métalliques, ou être découpés dans des plaques. On a précisément représenté sur les fig. 61 à 68 un certain nombre de formes que l'on peut donner à ces plaques découpées. Les plaques représentées sur les fig. 61 à 65 ont une forme ayant pour but de raidir les éléments filiformes et permettre l'emploi d'éléments de dimension très faible.
L'aug mentation de cette raideur pourra être ob tenue, soit en incurvant les éléments fili formes de ces plaques (fig. 61), soit en les disposant suivant une ligne brisée (fig. 62), soit en prévoyant une ou plusieurs nervures de renforcement (fig. 63 à 65).
On peut avantageusement disposer soit une seule nappe d'éléments filiformes, soit deux nappes semblables qui sont alors placées de part et d'autre de la nappe de conduits T. Dans ce dernier cas, on peut avantageuse- ment prévoir des dispositions telles que tous les corps étrangers ayant traversé la première nappe pourront traverser de façon certaine et plus aisément la seconde nappe.
Dans la forme d'exécution représentée sur la fig. 66, ce résultat est obtenu en donnant aux éléments filiformes de la première nappe Nl un pas plus faible qu'aux éléments fili formes de la seconde nappe N#.. Dans le cas de la fig. 67, un résultat identique est ob tenu en donnant aux éléments filiformes de la première nappe N, une inclinaison plus accentuée qu'aux éléments filiformes de la seconde nappe N.. On pourrait d'ailleurs pré voir une combinaison de ces deux disposi tions.
On a représenté sur la fig. 68 une autre forme de la plaque à éléments filiformes. Dans cette plaque, les éléments filiformes sont inclinés par rapport à l'axe des conduits. De cette façon, le plan des faces latérales de ces éléments filiformes peut être rendu verti cal ou sensiblement vertical dans le cas où l'on adopte la disposition de l'inclinaison des fig. 59 et 60, sans qu'il soit nécessaire pour cela d'imprimer aux éléments filiformes une torsion de 90 par rapport au plan de la plaque à partir de laquelle ils sont obtenus.
Pour faciliter le nettoyage, une ou plu sieurs faces de la gaine pourront être amo vibles en totalité ou en partie, et on pourra prévoir des portes ou plaques de visite à charnières ou à glissières.
On pourra laisser, à l'endroit indiqué en M sur les fig. 56 et 58, un léger jeu entre l'élément chauffant E et la gaine G, de fa çon à permettre la chute libre des corps étrangers vers le bas de cette gaine. On pour rait aussi prévoir à cet endroit M une ba guette amovible qui, soulevée au moment du nettoyage, permettrait l'évacuation des corps étrangers vers le bas.
La ou les nappes à éléments filiformes sont fixées par soudure, brasure, etc., sur les conduits T. Aux extrémités, ces nappes peu vent être arrêtées . sur les conduits T eux mêmes, comme représenté en Ü sur la fig. 69 ou sur des barrettes B (fig. 70). Lorsque les nappes d'éléments filiformes sont sensiblement tangentes à des conduits circulaires, il existe des angles où les saletés, poussières, etc. peuvent s'accumuler et où les instruments de nettoyage tels que les brosses, accèdent difficilement.
Pour éviter ces incon vénients, on peut, comme représenté sur la fig. 71, donner aux conduits T un profil qui diminue, dans une mesure appréciable, les angles en question, ou bien encore, on peut, toujours dans le même but, modifier le pro fil des nappes d'éléments filiformes, comme représenté, à titre d'exemple, sur les fig. 72 à 74. On pourrait d'ailleurs adopter la com binaison de ces deux dispositions, lesquelles présentent, en outre, l'avantage d'assurer un meilleur contact entre les éléments fili formes et les conduits de circulation.
Dans la forme d'exécution de la fig. 75, on a représenté des conduits T à profil sy métrique, sur lesquels sont rapportées deux nappes d'éléments filifqrmes. Grâce à toutes ces dispositions, on accroît dans une large mesure les possibilités de nettoyage de l'élé ment chauffant du radiateur décrit comme forme d'exécution de l'échangeur suivant l'invention.