ECHANGEUR DE CHALEUR A AILETTES EN PARTICULIER POUR UN CONVECTEUR

Description

[0001] La présente invention a pour objet un échangeur de chaleur à ailettes, en particulier pour convecteur, échangeur comportant un collecteur-distributeur de calories ayant sensiblement la forme d'un tube à l'intérieur duquel est disposé un moyen calorigène ou frigorigène, ledit collecteur-distributeur comportant au moins deux branches rectilignes parallèles entre elles, des ailettes étant disposées transversalement par rapport aux deux branches dudit collecteur-distributeur. L'invention concerne également le positionnement de ces échangeurs à l'intérieur des convecteurs de chauffage.

[0002] Des échangeurs de chaleur à ailettes sont connus depuis longtemps. Ils trouvent leur application dans tous les domaines où l'on recherche un échange de chaleur, par exemple mais non limitativement les convecteurs de chauffage domestique.

[0003] Les ailettes transversales sont supportées en au moins un point par le moyen calorigène qu'elles entourent. Les ailettes déterminent entre elles des zones d'échange avec un flux gazeux en se réchauffant.

[0004] On peut utiliser comme moyen calorigène soit un tube dans lequel circule par exemple de l'eau chaude réchauffée, soit une résistance chauffante ce de manière non limitative.

[0005] Les dispositifs proposés jusqu'à présent présentent de multiples inconvénients.

[0006] Tout d'abord, de par leur structure même, ils conduisent dans les convecteurs à une répartition irrégulière des températures de sortie. En effet les ailettes débordent latéralement par rapport au tube renfermant le moyen calorigène qui est disposé en position telle que le tube soit horizontal. Il s'ensuit la formation d'un gradient de température indésirable en sortie de convecteur.

[0007] D'autre part les échangeurs connus sont tous de conception complexe, ne permettant en outre leur positionnement que dans des convecteurs de dimensions relativement grandes, en particulier en largeur.

[0008] C'est le cas notamment des échangeurs décrits dans le brevet français 997808 qui ne peuvent en aucun cas être utilisés pour les convecteurs, car leur structure ne leur permet pas d'être traversés par le flux gazeux. Ils sont en outre d'une conception d'assemblage complexe.

[0009] Enfin, ils ne sont pas prévus pour recevoir une résistance électrique ou un autre moyen calorigène tel que par exemple un tube de cuivre.

[0010] La présente invention a pour objet de pallier ces inconvénients en proposant un échangeur de chaleur du type décrit ci-dessus, permettant :

- un positionnement optimal dans un convecteur de faibles dimensions ;

- une répartition uniforme des températures de sortie d'air du convecteur.

- des températures des parois de l'habillage nettement inférieures à celles des sorties d'air et que l'on peut faire varier ;

- une augmentation du rendement de l'appareil.

[0011] Conformément à l'invention, ce résultat est obtenu avec un échangeur de chaleur à ailettes, en particulier pour convecteur, échangeur comportant un collecteur-distributeur de calories ou frigories ayant sensiblement la forme d'un tube, à l'intérieur duquel est disposé un moyen calorigène ou frigorigène, ledit collecteur-distributeur comportant au moins deux branches rectilignes parallèles entre elles, des ailettes étant disposées transversalement par rapport aux branches dudit tube, caractérisé en ce que les ailettes transversales sont de forme polygonale, les branches du çollecteur-distributeur étant disposées à deux sommets opposés de chacune des ailettes, lesdites ailettes ne débordant pas latéralement des branches du collecteur-distributeur vers l'extérieur de l'échangeur et se raccordant à celles-ci selon un plan incliné, et que le flux gazeux traverse la structure de l'échangeur par des intervalles entre les branches du collecteur-distributeur et entre les ailettes.

[0012] On comprendra que cette structure apporte de multiples avantages.

[0013] Tout d'abord les ailettes ne débordent pas latéralement des branches du collecteur-distributeur, ce qui permet un positionnement optimal de l'échangeur dans un convecteur. Ceci sera explicité ultérieurement.

[0014] D'autre part, puisque les ailettes ont une forme générale polygonale, elles se raccordent aux branches du collecteur-distributeur selon un plan incliné, ce qui réalise en fait une section tronquée de l'échangeur sur chacune de ses arêtes.

[0015] De cette manière, et conformément à une seconde caractéristique de l'invention, l'échangeur peut être disposé incliné dans le convecteur, par exemple d'un angle de 30° à 60°.

[0016] C'est cette orientation de l'échangeur et sa structure qui permettent de modifier la répartition des températures de sortie par rapport aux convecteurs connus, pour conduire à une répartition quasi uniforme et faire varier aussi les températures de surface des parois de l'habillage du convecteur.

[0017] De manière avantageuse, l'échangeur sera réalisé en deux 1/2 coques moulées, les ailettes et les branches du collecteur-distributeur en forme de 1/2 tube hémicylindrique étant venues de moulage.

[0018] Dans ce cas les ailettes affecteront préférentiellement une structure trapézoïdale.

[0019] Selon un mode avantageux de mise en oeuvre, les zones d'échanges de chacune des 1/2 coques correspondront seulement à une portion d'hémi- cylindre, de manière telle que lors du montage le moyen calorigène puisse être enserré de manière optimale pour l'échange thermique avec le collecteur-distributeur ainsi formé par la réunion des deux portions en forme de 1/2 tube hémicylindrique.

[0020] Avantageusement il sera réalisé en aluminium, qui présente l'avantage de ne faire aucun bruit en fonctionnant, en particulier lors de la montée en température. La transmission de la chaleur est également bien meilleure avec l'aluminium.

[0021] Selon un mode de mise en oeuvre, les deux coques formant l'échangeur pourront être identiques, ce qui nécessitera l'utilisation d'un seul et même moule pour leur réalisation.

[0022] Dans ce cas les ailettes des deux coques sont parfaitement alignées. Pour des raisons de fonderie, les ailettes de chaque demi-coque auront généralement un profil tronconique identique. La réunion de deux ensembles d'ailettes en vis-à-vis l'un de l'autre forme une succession de Venturi traversés par le flux gazeux.

[0023] Selon une variante, on peut prévoir de décaler les ailettes d'une 1/2 coque par rapport à celles de l'autre 1/2 coque. De cette manière on augmente le nombre de bords d'attaque ce qui bien évidemment augmente le rendement de l'échange. On peut évaluer ce gain à 20 % en puissance environ.

[0024] Dans ce cas et de manière à permettre l'écoulement du flux gazeux au travers des chicanes formées par les ailettes, celles-ci comporteront un évidement oblong à leur base.

[0025] Avantageusement, les ailettes décalées présenteront un effilage en forme de bord d'attaque d'aile d'avion.

[0026] L'échangeur conforme à l'invention pourra être conçu de manière modulaire, en proposant des extensions (rallonges) qui peuvent être rapportées en extrémité de manière à obtenir des échangeurs de longueur variable.

[0027] Enfin, le collecteur-distributeur pourra affecter un profil en U. Dans ce cas l'entrée et la sortie du moyen calorigène se font du même côté sur l'élément d'échangeur concerné.

[0028] De manière à permettre une meilleure évacuation thermique au niveau de l'arrondi du U, on prévoiera une ailette supplémentaire reliée par des ponts de métal de grande épaisseur délimitant entre eux des ajourages. A ce niveau on pourra également, pour assurer un meilleur contact entre la zone d'échange et le moyen calorigène, prévoir de disposer entre les deux éléments une substance de contact. En option cette substance peut être prévue sur toute la longueur de la zone d'échange du collecteur-distributeur.

[0029] Dans le cas d'un échangeur à eau, on peut également réaliser un assemblage des demi-coques sans trous d'assemblage. On réalise dans ce cas un collage à froid. On prévoit alors dans le fond des demi-coques des barrettes ou bagues venues de fonderie, qui font office de cales d'épaisseur ou d'entretoises pour obtenir l'épaisseur désirée de colle à froid, nécessaire pour le collage. Bien entendu le collage peut être effectué en plein, sur toute la longueur des 1/2 coques pour augmenter l'échange thermique entre le collecteur-distributeur et le moyen calorigène.

[0030] A défaut de substance de contact la zone d'échange peut être peinte intérieurement en noir ou autre couleur absorbant bien le rayonnement du moyen calorigène.

[0031] On comprendra mieux j'invention à l'aide de la description ci-après, en référence aux dessins annexés dans lesquels :

- la figure 1 est une vue en perspective des deux parties constitutives d'un échangeur à ailettes conforme à l'invention ;

- la figure 2 illustre une résistance électrique autour de laquelle peut être disposé l'échangeur ;

- la figure 3 illustre une épingle en cuivre pour circulation d'un fluide autour de laquelle peut être disposé l'échangeur ;

- la figure 4 représente une vue en élévation d'un demi-échangeur normal ;

la figure 4A est une coupe selon B-B de la figure 4 ;

- la figure 5 illustre les positions relatives et les structures possibles en coupe des ailettes ;

- la figure 5A représente une des structures des ailettes lorsqu'elles sont décalées ;

- la figure 6 est une vue en élévation d'un demi-échangeur à ailettes décalées ;

- la figure 6A est une coupe selon A-A de la figure 6 ;

- la figure 6B est une coupe selon B-B de la figure 6 ;

- la figure 6C est une coupe selon C-C de la figure 6 ;

- la figure 7 représente un échangeur conforme à l'invention muni d'une extension ;

- les figures 8 et 9 illustrent en coupe le positionnement possible d'un ou plusieurs échangeurs conformes à l'invention dans un convecteur électrique ;

- les figures 10 à 17A et 17B illustrent en coupe le positionnement possible d'un ou' plusieurs échangeurs conformes à l'invention dans un convecteur électrique ou à circulation d'eau chaude par exemple ;

- les figures 18A et 18B illustrent un assemblage de deux demi-coques par clip ;

- les figures 19A et 19B illustrent un clip pour l'assemblage d'un échangeur et d'une rallonge ;

- les figures 20A et 20B illustrent un assemblage par rivets venus de fonderie ;

- la figure 21A représente une vue en plan d'une demi-coque pouvant être assemblée par clip ;

- la figure 21 B est une coupe selon D-D de la figure 21 A.

[0032] On se référera tout d'abord à la figure 1.

[0033] L'échangeur conforme à l'invention se compose de deux coques (1) et (2). Ces deux coques sont assemblées entre elles par tout moyen adéquat, vissage, collage, boulonnage, rivetage, colliers, clips, collage à froid, rivets venus de fonderie.

[0034] Chaque coque comporte essentiellement deux éléments à savoir :

un demi collecteur-distributeur (3) en forme de demi-tube hémicylindrique en forme de U ou rectiligne comme (40) ;

des ailettes transversales (4).

[0035] Comme on peut le voir à la figure 1, les ailettes sont de section polygonale et ne débordent pas latéralement des branches du collecteur-distributeur qui constitue la zone d'échange.

[0036] Dans la partie courbée (5) du U, des ailettes conservent exactement le même positionnement qu'au niveau des branches et restent parallèles entre elles.

[0037] Les ailettes déterminent entre elles sur toute la largeur de l'échangeur des intervalles (6) au travers desquels circule de l'air venant au contact des surfaces d'échange.

[0038] Les ailettes présentent dans leur zone de jonction avec les demi-tubes (3) des arêtes tronquées (7,8).

[0039] On a représenté à la figure 2 une résistance électrique (9) pouvant être utilisée comme moyen calorigène.

[0040] De la même manière on a représenté à la figure 3 une épingle (10) en tube par exemple de cuivre pouvant être disposée dans les demi-tubes (3), épingle à l'intérieur de laquelle on établit une circulation d'un fluide calorigène (ou frigorigène), par exemple de l'eau chaude.

[0041] L'échangeur tel que décrit à la figure 1 sera très avantageusement réalisé en aluminium, les ailettes et les demi-tubes auxquels elles se raccordent étant venus de moulage. Dans l'exemple illustré à la figure 1 les deux coques (1) et (2) sont identiques et peuvent donc être obtenues à partir d'un seul et même moule.

[0042] Avec le demi-échangeur (11) représenté à la figure 6, on peut réaliser un montage sensiblement différent au niveau du positionnement relatif des ailettes d'une coque par rapport aux ailettes de l'autre coque.

[0043] La plupart des ailettes auront dans ce cas le profil normal (12) représenté à la coupe 6C. Par contre l'ailette (13) représentée en coupe 6A aura une structure légèrement modifiée de manière à permettre la fixation des deux coques. On y prévoiera aussi deux trous d'assemblage (14, 15).

[0044] Toujours dans ces cas certaines ailettes centra-' les (16), représentées par la coupe 6B, devront également permettre le positionnement de trous d'assemblage (17, 18) qui se trouvent dans l'axe et aux extrémités de l'ailette entre le corps de celle-ci et le collecteur-distributeur.

[0045] Pour l'échangeur normal c'est-à-dire non décalé tel que représenté par les figures 1 et 4 des trous d'assemblage (46) sont disposés entre deux ailettes dans une épaisseur de métal faisant corps avec les deux ailettes et la partie intérieure du collecteur-distributeur.

[0046] On a représenté sur la figure 5 un certain nombre de variantes possibles au niveau de la structure et du positionnement relatif des ailettes. Dans le cas le plus simple, les demi-ailettes de chaque coque seront disposées symétriquement et en vis-à-vis l'une de l'autre, ce qui est illustré par l'assemblage (19).

[0047] Selon une variante, les demi-ailettes seront disposées en quinconce, avec un décalage latéral selon un pas donné, par exemple un demi-pas. Ceci est illustré clairement à la figure 5.

[0048] Les ailettes pourront avoir toute section possible. Des ailettes classiques (20) pourront également se présenter sous la forme d'ailettes raccourcies (21). D'autre part on pourra également utiliser des ailettes effilées, telles que celles référencées (22). Les ailettes raccourcies (21), représentées à la figure 5A, autorisent un meilleur passage du flux d'air au travers de l'échangeur notamment par leur évidement oblong.

[0049] Les avantages de cette structure des échangeurs conformes à l'invention apparaîtront clairement dans les exemples ci-après illustrant leur utilisation, préférentielle mais non limitative, dans des convecteurs de chaleur à usage domestique.

[0050] Aux figures 8 et 9, on a représenté le positionnement possible de un ou plusieurs échangeurs dans le cas d'un convecteur électrique.

[0051] Pour des raisons de normes de sécurité les tubes (3) doivent être disposés à une distance minimale des parois (23, 24) des convecteurs, et à une distance minimale également l'une de l'autre, ce qui est représenté en figure 9, à la partie centrale (25).

[0052] Le positionnement de la figure 8 montre l'intérêt de la structure conforme à l'invention, dans laquelle les ailettes sont tronquées et ne débordent pas par rapport à la zone d'échange. On peut ainsi positionner l'échangeur avec une certaine inclinaison et on réalise en même temps un gain de place appréciable en largeur tout en augmentant les performances au niveau du rendement et de la répartition des températures.

[0053] Suivant l'angle d'inclinaison choisi pour positionner l'échangeur dans son habillage, les ailettes seront disposées de manière telle que les côtés du trapèze (50) soient bien parallèles aux parois de l'habillage (23 et 24), afin que les ailettes ne débordent pas de' la zone d'échange délimitée par le collecteur-distributeur. Eventuel- lement on peut admettre que les pointes (51) Fig. 11 des ailettes soient à l'intérieur de la zone d'échange, mais en principe jamais à l'extérieur.

[0054] Le positionnement de la figure 8 peut être repris pour un convecteur à eau chaude, à la seule différence que dans ce cas il n'est pas nécessaire de laisser subsister un intervalle entre les tubes de circulation (3) et les parois (23) et (24).

[0055] La disposition de la figure 9 représente deux échangeurs électriques conformes à l'invention disposée en alignement. La zone (25) sera la plus étroite possible compatible avec le bon fonctionnement, de manière à limiter la circulation d'air entre les deux tubes (26, 27), celle-ci devant préférentiellement s'opérer entre les deux branches d'un même échangeur.

[0056] Aux figures 10 à 16, on a représenté des dispositions d'échangeurs pour convecteur à eau chaude.

[0057] Aux figures 10 et 12, les échangeurs sont disposés l'un sous l'autre et parallèlement entre eux :

- avec une simple batterie de deux échangeurs à la figure 10, les tubes (28, 29) étant parallèles et leurs branches étant dans un même plan vertical ;

- avec une double batterie de deux échangeurs à la figure 12, ceux-ci s'imbriquant de manière telle que les tubes supérieurs (30, 31) de deux échangeurs soient dans un même plan vertical médian que les tubes inférieurs (32, 33) des deux autres échangeurs.

[0058] Aux figures 11 et 13, les échangeurs sont disposés symétriquement par rapport à un plan horizontal :

- avec une simple batterie de deux échangeurs à la figure 11 ;

- avec une double batterie de deux échangeurs à la figure 13.

[0059] Cette disposition n'est rendue possible que du fait de la structure tronquée des ailettes.

[0060] On notera ici encore que le tube inférieur (34) et le tube supérieur (35) des échangeurs d'une même batterie sont alignés dans un plan vertical médian avec le tube supérieur (36) et le tube inférieur (37) des échangeurs de la seconde batterie.

[0061] Enfin on a représenté :

- à la figure 14 une disposition en losange de quatre échangeurs conformes à l'invention, chacun étant incliné conformément à l'une des caractéristiques de l'invention ;

- à la figure 15 une disposition en étoile de quatre échangeurs conformes à l'invention ;

- à la figure 16 une disposition en V de quatre échangeurs conformes à l'invention.

[0062] On a représenté enfin aux figures 17A et 17B deux échangeurs pour convecteur électrique, disposés l'un au-dessus de l'autre.

[0063] On illustre ainsi le décalage qu'il faut respecter pour autoriser toujours un passage d'air frais selon la flèche F. La figure 17B illustre le cas extrême.

[0064] On réalise donc bien dans tous les cas de figure la répartition homogène des températures de sortie en haut des convecteurs.

[0065] On se référera maintenant à la figure 7. En extrémité libre (38) d'un échangeur conforme à l'invention, c'est-à-dire à l'extrémité opposée à la partie courbée du U, on peut rapporter une extension (39) formant rallonge et comportant essentiellement deux demi-tubes rectilignes (40), ouverts à chacune de leurs extrémités latérales, et des ailettes transversales (41) de même structure et obéissant aux mêmes règles de construction que les ailettes décrites dans les paragraphes précédents.

[0066] Les résistances électriques à y incorporer ou les tubes en épingle seront modifiés en conséquence. Ces rallonges sont composées de deux 1/2 coques identiques. On peut ainsi de manière modulaire réaliser des échangeurs à la dimension exacte désirée à partir d'un élément d'extrémité intégrant la partie courbe du U du collecteur-distributeur et d'extensions permettant de rallonger les branches du collecteur-distributeur en U.

[0067] Pour réaliser au mieux cet assemblage, des extrémités mâles (47) de l'élément de la Fig. 7 viennent s'encastrer dans des troncs de cônes (48) récepteurs représentés sur les Fig.4 et 6. D'une façon avantageuse les 4 demi-trous (49) de la fig. 7 enserreront au montage deux tiges cylindriques équipées à chaque extrémité entre la première et la deuxième ailette de part et d'autre des points d'assemblage, par exemple de rondelles d'arrêt qui serviront à maintenir cet assemblage dans le sens longitudinal pour bien le serrer éventuellement. Les extrémités femelles des extensions sont aussi pourvues de troncs de cônes (48) afin de recevoir de la même façon des extensions et former ainsi des échangeurs de longueur variable.

[0068] Dans la réalisation de la figure 15, la récupération des calories d'une part et toute la zone d'échange et leur évacuation du tube en U sont optimales.

[0069] Ainsi, comme on peut le voir à la figure 4A, les deux éléments dont la jonction constitue la zone d'échange correspondent seulement à une portion d'hémicylindre (écart X-X). Ainsi au montage on peut produire un serrage plus ou moins important du moyen calorigène et donc améliorer le contact et l'échange.

[0070] D'autre part l'évacuation est améliorée à l'arrondi du tube en U par une ailette supplémentaire (42), reliée au corps de l'échangeur par des ponts de matière (43, 44) de grande épaisseur déterminant entre eux un ou plusieurs ajourages (45).

[0071] Enfin, la première et la dernière demi-ailette de chaque coque d'échangeur ou d'extension comportent des trous (52) représentés sur les figures 1 et 7 utiles pour suspendre ou fixer l'échangeur dans la position désirée. L'on peut aussi avoir recours à d'autres moyens, notamment par colliers, pièces de forme, etc... enserrant soit des ailettes ou les branches du collecteur-distributeur ou les ponts de métal. faisant corps avec la dernière ailette.

[0072] On s'attachera maintenant à décrire les différentes possibilités d'assemblage de l'échangeur.

[0073] Précédemment, on a décrit ci-dessus des trous d'assemblage (17, 18) sur les demi-coques pour assembler les demi-coques par exemple par vissage.

[0074] A la figure 18A, on a représenté deux demi-coques (101), (102) reliées entre elles par un clip-ressort (103), la position finale étant représentée à la figure 18B.

[0075] La suppression des ponts de matière entre ailettes, ponts destinés à l'assemblage dans le brevet principal, se traduit par un gain de place dans le passage du flux d'air et par une augmentation du rendement, qui peut être évaluée à environ 4%. Ceci apparaît à la figure 21A.

[0076] En bout d'échangeur, celui-ci comportera des rainures (107) représentées à la figure 21 B, dans lesquelles se logeront les extrémités libres du clip. On notera sur cette vue que les ailettes peuvent avoir une section en trapèze non isocèle (112) en fonction de l'inclinaison de l'échangeur.

[0077] L'utilisation d'un clip-ressort permet en outre un montage aisé, donc un gain intéressant au niveau de fabrication, ainsi qu'une maintenance aisée, le démontage étant très simple.

[0078] Le clip sera en acier spécial inoxydable, par exemple en acier à durcissement structural, du fait des hautes températures mises en oeuvre (de l'ordre de 350 °C).

[0079] Selon le mode de mise en oeuvre des figures 19A et 19B, on réalise également des clips de jonction (108) entre un échangeur et une rallonge.

[0080] Le clip comporte une branche élastique (109) et deux pattes latérales (110, 111) représentées en vue de côté à la figure 19B.

[0081] Le clip de jonction sert en outre à éviter que les deux éléments assemblés se séparent et se cintrent.

[0082] On a représenté enfin aux figures 20A et 20B un assemblage de structure sensiblement différente, dans lequel des rivets (104) venus de fonderie coopèrent avec un trou d'assemblage (105) de l'autre demi-coque. Cette structure permet de conserver la symétrie des demi-coques identique.

[0083] En fonderie on réalisera sur les demi-coques un téton (106) qui sera ensuite riveté comme représenté à la figure 2.

[0084] Enfin, pour rendre l'échangeur plus performant, un traitement de surface pourra être appliqué extérieurement, par exemple peinture, anodisation, grenaillage, etc..., ceci non limitativement, afin d'augmenter le rayonnement.

Revendications

1. Echangeur de chaleur à ailettes, en particulier pour convecteur, échangeur comportant un collecteur-distributeur de calories ayant sensiblement la forme d'un tube à l'intérieur duquel est disposé un moyen calorigène ou frigorigène, ledit collecteur-distributeur comportant au moins deux branches rectilignes parallèles entre elles, des ailettes étant disposées transversalement par rapport aux deux branches dudit collecteur-distributeur caractérisé en ce que les ailettes transversales (4) sont de forme polygonale, les branches du collecteur-distributeur (3) étant disposées à deux sommets opposés de chacune des ailettes, lesdites ailettes (4) ne débordant pas latéralement des branches du collecteur-distributeur vers l'extérieur de l'échangeur et se raccordant à celles-ci selon un plan incliné, et que le flux gazeux traverse la structure de l'échangeur par des intervalles (6) entre les branches du collecteur-distributeur et entre les ailettes.

2. Echangeur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est réalisé à partir de deux demi-coques (1, 2) et que les ailettes (4) de la coque (1) sont décalées latéralement par rapport aux ailettes de la coque (2).

3. Echangeur de chaleur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les ailettes sont profilées en forme de bord d'attaque d'aile d'avion.

4. Echangeur de chaleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les deux demi-tubes dont la réunion constitue les branches du collecteur-distributeur ont un profil correspondant à une portion d'hémicylin- dre.

5. Echangeur de chaleur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les ailettes (21) sont raccourcies et comportent à leur base un évidement oblong.

6. Echangeur de chaleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le collecteur-distributeur est de forme générale en U.

7. Echangeur de chaleur selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'au niveau de l'arrondi du U on dispose une ailette supplémentaire (42), reliée au corps de l'échangeur par des ponts de matière (43, 44) de grande épaisseur déterminant entre eux un ou plusieurs ajourages (45).

8. Echangeur de chaleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est disposé incliné dans un convecteur de préférence de 30 à 60°.

9. Echangeur de chaleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il peut être complété pour l'amener à la longueur désirée par des extensions (39) rapportées à l'extrémité (38) opposée à la partie courbée du U, lesdites extensions se composant de deux demi-coques identiques comportant des demi-tubes rectilignes (40) ouverts à chacune de leurs extrémités latérales et des ailettes transversales (41), ne débordant pas latéralement par rapport au collecteur-distributeur vers l'extérieur de l'échangeur et se raccordant à celui-ci selon un plan incliné, lesdites extensions étant de même structure que l'échangeur.

10. Echangeur de chaleur selon la revendication 9, caractérisé en ce que un élément comporte une extrémité mâle (47) s'encastrant dans des troncs de cônes récepteurs (48) de l'élément auquel il est raccordé.

11. Echangeur de chaleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que certaines ailettes comportent des trous (52) pour suspendre ou fixer l'échangeur.

12. Echangeur de chaleur selon la revendication 2, dans lequel les deux demi-coques sont disposées en vis-à-vis l'une de l'autre, caractérisé en ce que la réunion des deux ensembles d'ailettes (19) forme une succession de Venturi traversés par le flux gazeux.

13. Echangeur de chaleur selon l'une quelconque des revendications 2 à 12, caractérisé en ce que les demi-coques sont reliées entre elles par un moyen choisi dans le groupe consistant en des clips (103), des rivets (104) venus de fonderie, une colle à froid, un vissage, un boulonnage, des colliers.

14. Echangeur de chaleur selon la revendication 13, dans lequel le moyen est une colle à froid, caractérisé en ce que les fonds des demi-coques comportent des barrettes ou bagues venues de fonderie pour obtenir l'épaisseur désirée de colle.

15. Echangeur de chaleur selon la revendication 3, dans lequel les moyens sont des rivets venus de fonderie, caractérisé en ce qu'ils consistent en un téton (106) d'une demi-coque, le téton (106) étant ensuite riveté.

16. Echangeur de chaleur selon la revendication 13, dans lequel le moyen est un clip, caractérisé en ce que l'échangeur comporte dans son extrémité courbée des rainures (107) destinées à recevoir un clip en acier inoxydable ordinaire ou à durcissement structural.

17. Echangeur de chaleur selon la revendication 13, relié à une rallonge caractérisé en ce que la jonction est opérée par un clip (108) en acier inoxydable ordinaire ou à durcissement structural comportant une branche élastique (109) et deux pattes latérales (110, 111).

18. Application d'un échangeur de chaleur à ailettes selon l'une quelconque des revendications 1 à 17 à la réalisation d'un convecteur pour chauffage domestique, caractérisée en ce que l'échangeur à ailettes est disposé incliné dans le convecteur.

19. Application selon la revendication 18 dans laquelle on dispose dans le collecteur-distributeur un moyen calorigène consistant en une résistance électrique, caractérisée en ce que le convecteur comporte deux échangeurs inclinés et disposés dans l'alignement l'un de l'autre, déterminant un intervalle (25) entre le tube supérieur (26) de l'un des échangeurs et le tube intérieur (27) du second échangeur.

20. Application selon la revendication 18, dans laquelle circule dans le collecteur-distributeur de l'échangeur un fluide calorigène tel que de l'eau chaude, caractérisée en ce que le convecteur comporte deux échangeurs disposés l'un au-dessus de l'autre et parallèles entre eux.

21. Application selon la revendication 18 dans laquelle circule dans le collecteur-distributeur de l'échangeur un fluide calorigène tel que de l'eau chaude, caractérisée en ce que le convecteur comporte une double batterie de deux échangeurs, ceux-ci s'imbriquant de manière telle que les tubes supérieurs (30, 31) de deux échangeurs soient dans un même plan vertical médian que les tubes inférieurs (32, 33) des deux autres échangeurs.

22. Application selon la revendication 18 dans laquelle circule dans le collecteur-distributeur de l'échangeur un fluide calorigène tel que de l'eau chaude, caractérisée en ce que le convecteur comporte deux échangeurs disposés symétriquement par rapport à un plan horizontal.

23. Application selon la revendication 18, dans laquelle circule dans le collecteur-distributeur de l'échangeur un fluide calorigène tel que de l'eau chaude, caractérisée en ce que le convecteur comporte une double batterie de deux échangeurs disposés symétriquement par rapport à un plan horizontal, le tube inférieur (34) et le tube supérieur (35) des échangeurs d'une même batterie étant alignés dans un plan vertical médian avec le tube supérieur (36) et le tube inférieur (37) des échangeurs de la seconde batterie.

24. Application selon la revendication 18 dans laquelle circule dans le collecteur-distributeur de l'échangeur un fluide calorigène tel que de l'eau chaude, caractérisée en ce que le convecteur comporte quatre échangeurs disposés en losange, en étoile, ou en V.

25. Application selon la revendication 18, caractérisée en ce que les deux échangeurs sont disposés l'un au-dessus de l'autre, décalés pour laisser un passage d'air frais (F).

26. Echangeur selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte des ailettes de forme trapézoïdale isocèle ou non, déterminée suivant l'inclinaison de l'échangeur dans le convecteur.

27. Echangeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé en ce qu'il est traité extérieurement en surface, par exemple par peinture, anodisation, grenaillage.

Claims

1. Finned heat exchanger, especially for a convector, this exchanger comprising a heat collector/distributor essentially in the form of a tube inside which there is a heating or refrigerating means, the said collector/distributor comprising at least two straight branches parallel to one another, fins being arranged transversely relative to the two branches of the said collector/distributor, characterised in that the transverse fins (4) are of polygonal shape, the branches of the collector/distributor (3) being located at two opposite vertices of each of the fins, the said fins (4) not projecting laterally from the branches of the collector/distributor towards the outside of the exchanger and being connected to these in an inclined plane, and in that the stream of gas passes through the structure of the exchanger via gaps (6) between the branches of the collector/distributor and between the fins.

2. Heat exchanger according to Claim 1, characterised in that it is made from two half-shells (1, 2) and in that the fins (4) of the shell (1) are offset laterally relative to the fins of the shell (2).

3. Heat exchanger according to Claim 2, characterised in that the fins are profiled in the form of a leading edge of an aircraft wing.

4. Heat exchanger according to any one of Claims 1 to 3, characterised in that the two half-tubes, the connection between which constitutes the branches of the collector/distributor, have a profile corresponding to a portion of a semi- cylinder.

5. Heat exchanger according to Claim 2, characterised in that the fins (21) are shortened and incorporate on oblong recess at their base.

6. Heat exchanger according to any one Claims 1 to 5, characterised in that the collector/distributor is in the general form of a U.

7. Heat exchanger according to Claim 6, characterised in that, located at the rounded portion of the U, there is an additional fin (42) connected to the body of the exchanger by thick bridges of material (43, 44) between which one or more apertures (45) are formed.

8. Heat exchanger according to any one of Claims 1 to 7, characterised in that it is arranged in an inclined position in a convector at preferably 30 to 60°.

9. Heat exchanger according to any one of Claims 1 to 8, characterised in that it can be supplemented to bring it to the desired length by extensions (39) attached to the end (38) opposite the curved part of the U, the said extensions consisting of two identical half-shells comprising straight half-tubes (40), which are open at each of their lateral ends, and transverse fins (41) which do not project laterally relative to the collector/distributor towards the outside of the exchanger and which are connected to the latter in an inclined plane, the said extensions having the same structure as the exchanger.

10. Heat exchanger according to Claim 9, characterised in that one element incorporates a male end (47) which fits into receiving truncated cones (48) of the element to which it is connected.

11. Heat exchanger according to any one of Claims 1 to 10, characterised in that some fins incorporate holes (52) for suspending or fastening the exchanger.

12. Heat exchanger according to Claim 1, in which the two half-shells are located opposite one another, characterised in that joining the two fin assemblies (19) together forms a series of venturis through which the stream of gas passes.

13. Heat exchanger according to any one of Claims 1 to 12, characterised in that the half-shells are connected to one another by a means selected from the group consisting of clips (103), integrally cast rivets (104), cold adhesive, screws, bolts and clamping rings.

14. Heat exchanger according to Claim 13, in which the means is a cold adhesive, characterised in that the bottoms of the half-shells incorporate integrally cast bars or rings to give the desired thickness of adhesive.

15. Heat exchanger according to Claim 3, in which the means are integrally cast rivets, characterised in that they consist of a stud (106) on one half-shell fitting into an assembly hole (105) in the other half-shell, the stud (106) subsequently being riveted.

16. Heat exchanger according to Claim 13, in which the means is a clip, characterised in that the exchanger incorporates, in its curved end, grooves (107) which are intended for receiving a clip made of ordinary or structural hardening stainless steel.

17. Heat exchanger according to Claim 13, connected to a lengthening piece, characterised in that the junction is made by means of a clip (108) made of ordinary or structural hardening stainless steel and comprising an elastic branch (109) and two lateral lugs (110, 111).

18. Use of a finned heat exchanger according to any one of Claims 1 to 17 for producing a convector for domestic heating, characterised in that the finned exchanger is arranged in an inclined position in the convector.

19. Use according to Claim 18, in which a heating means consisting of an electrical heating element is arranged in the collector/distributor, characterised in that the convector incorporates two exchangers in an inclined position and arranged in alignment with one another, defining a gap (25) between the upper tube (26) of one of the exchangers and the lower tube (27) of the second exchanger.

20. Use according to Claim 18, in which a heating fluid, such as hot water, circulates in the collector/distributor of the exchanger, characterised in that the convector incorporates two exchangers arranged above one another and para- tie! to one another.

21. Use according to Claim 18, in which a heating fluid, such as hot water, circulates in the collector/distributor of the exchanger, characterised in that the convector incorporates a double bank of two exchangers, the latter overlapping in such a way that the upper tubes (30, 31) of two exchangers are in one and the same central vertical plane as the lower tubes (32, 33) of the other two exchangers.

22. Use according to Claim 18, in which a heating fluid, such as hot water, circulates in the collector/distributor of the exchanger, characterised in that the convector incorporates two exchangers arranged symmetrically relative to a horizontal plane.

23. Use according to Claim 18, in which a heating fluid, such as hot water, circulates in the collector/distributor of the exchanger, characterised in that the convector incorporates a double bank of two exchangers arranged symmetrically relative to a horizontal plane, the lower tube (34) and the upper tube (35) of the exchangers of one and the same bank being aligned in a central vertical plane with the upper tube (36) and the lower tube (37) of the exchangers of the second bank.

24. Use according to Claim 18, in which a heating fluid, such as hot water, circulates in the collector/distributor of the exchanger, characterised in that the convector incorporates four exchangers arranged in the form of a diamond, in the form of a star or in the form of a V.

25. Use according to Claim 18, characterised in that the two exchangers are arranged above one another and offset to allow a passage of fresh air (F).

26. Exchanger according to Claim 8, characterised in that it incorporates fins of trapezoidal shape, which may or may not be isosceles, determined according to the inclination of the exchanger in the convector.

27. Exchanger according to any one of Claims 1 to 17, characterised in that it is surface-treated on the outside, for example by painting, anodis- ing or shot-blasting.

Ansprüche

1. Rippenwärmetauscher, insbesondere für einen Konvektor, welcher Wärmetauscher einen Wärmeeinheiten bzw. Kalorien-Sammler-Verteiler umfaßt, der im wesentlichen die Form eines Rohres aufweist, in dessen Innerem ein Wärme-oder Kälte-Mittel bzw. ein wärme- oder kälteerzeugendes Mittel angeordnet ist, wobei der Sammler-Verteiler wenigstens zwei geradlinige, in bezug aufeinander parallele Zweige aufweist und die Rippen in Querrichtung in bezug auf die beiden Zweige des genannten Sammler-Verteilers angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Querrippen (4) von polygonaler Form sind und die Zweige des Sammler-Verteilers (3) auf zwei gegenüberliegenden Scheiteln jeder der Rippen angeordnet sind, daß die Rippen (4) seitlich nicht über die Zweige des Sammler-Verteilers gegen das Äußere des Wärmetauschers hervorragen und sich and diese entlang einer geneigten Ebene anschließen, und daß der luft- bzw. gasförmige Fluß bzw. Strom die Struktur bzw. den Aufbau des Wärmetauschers durch Zwischenräume (6) zwischen den Zweigen des Sammler-Verteilers und zwischen den Rippen durchquert bzw. durchdringt bzw. durchströmt.

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er ausgehend von zwei Halbschalen (1, 2) ausgebildet ist und daß die Rippen (4) der Schale (1) seitlich in bezug auf die Rippen der Schale (2) versetzt sind.

3. Wärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen als Profile in Form der Vorderkante eines Flugzeugflügels ausgebildet sind.

4. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Halbrohre, deren Vereinigung die Zweige des Sammler-Verteilers bildet, ein Profil aufweisen, das einem Halbzylinderabschnitt entspricht.

5. Wärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (21) verkürzt sind und an ihrer Basis eine längliche Ausnehmung aufweisen.

6. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammler-Verteiler im allgemeinen eine U-Form aufweist.

7. Wärmetauscher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß auf der Höhe der Rundung des U eine zusätzliche Rippe (42) angeordnet ist, die mit dem Körper des Wärmetauschers mittels Materialbrücken bzw. -stegen (43, 44) von großer Dicke verbunden ist, die zwischen sich eine oder mehrere eingestanzte Ausnehmungen bzw. Aussparungen (45) begrenzen.

8. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß er in einem Konvektor vorzugsweise um 30°-60° geneigt angeordnet ist.

9. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß er vervollständigt werden kann, um ihn auf die gewünschte Länge zu bringen, indem er mit Verlängerungen (39) versehen wird, die an das Ende (38) an bzw. aufgesetzt sind, das dem gekrümmten Abschnitt des U gegenüberliegt, daß die genannten Verlängerungen aus zwei identischen Halbschalen, die zwei geradlinige Halbrohre (40) umfassen, die an jedem ihrer seitlichen Enden offen sind, und aus den Querrippen (41) zusammengesetzt sind, die seitlich nicht in bezug auf den Sammler-Verteiler gegen das Äußere des Wärmetauschers hin hervorragen und sich an diesen entlang einer geneigten Ebene anschließen, und daß die Verlängerungen von der gleichen Struktur wie der Wärmetauscher sind.

10. Wärmetauscher nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Element ein vorspringendes Ende (47) aufweist, das in aufnehmende Kegelstümpfe (48) des Elementes einpaßt, mit dem es verbunden ist.

11. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß bestimmte Rippen mit Löchern (52) zum Aufhängen oder Befestigen des Wärmetauschers versehen sind.

12. Wärmetauscher nach Anspruch 1, in welchem die beiden Halbschalen einander gegenüber angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Vereinigung der beiden Anordnungen von Rippen (19) eine Aufeinanderfolge von Venturirohren bildet, die vom luft- bzw. gasförmigen Fluß bzw. Strom durchquert bzw. durchströmt werden.

13. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbschalen miteinander durch ein Mittel verbunden sind, das aus der Gruppe der Klemmen (103), Gußnieten (104), Kaltklebstoff, Schraubverbindung, Bolzenverbindung oder Ringen bzw. Schellen gewählt wird.

14. Wärmetauscher nach Anspruch 13, in welchen das Mittel ein Kaltklebstoff ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Böden der Halbschalen Gußbügel bzw. -stege oder -ringe aufweisen, um die gewünschte Dicke an Klebstoff zu erhalten.

15. Wärmetauscher nach Anspruch 3, in welchem die Mittel Gußnieten sind, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Zapfen bzw. einer Spitze (106) einer Halbschale bestehen, der bzw. die mit einem Zusammenbauloch (105) der anderen Halbschale zusammen wirkt, und daß der Zapfen (106) dann vernietet wird.

16. Wärmetauscher nach Anspruch 13, in welchem das Mittel eine Klemme ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher an seinem gekrümmten Ende Nuten (107) aufweist, die dazu bestimmt sind, eine Klemme aus gewöhnlichem oder gehärtetem rostfreiem Stahl aufzunehmen.

17. Wärmetauscher nach Anspruch 13, der mit einem Verlängerungs- bzw. Ansatzstück verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung durch eine Klemme (108) aus gewöhnlichem oder gehärtetem rostfreiem Stahl hergestellt wird, die einen elastischen Zweig (109) und zwei seitliche Klauen (110, 111) umfaßt.

18. Anwendung eines Rippenwärmetauschers nach einem der Ansprüche 1 bis 17 auf einen Konvektor für die Beheizung von Wohnräumen, dadurch gekennzeichnet, daß der Rippenwärmetauscher im Konvektor geneigt angeordnet ist.

19. Anwendung nach Anspruch 18, bei welcher im Sammler-Verteiler ein Wärmemittel bzw. wärmeerzeugendes Mittel angeordnet ist, das aus einem elektrischen Widerstand besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Konvektor zwei geneigte Wärmetauscher umfaßt, die fluchtend in bezug aufeinander angeordnet sind und einen Zwischenraum (25) zwischen dem oberen Rohr (26) eines der Wärmetauscher und dem unteren Rohr (27) des zweiten Wärmetauschers bilden bzw. definieren.

20. Anwendung nach Anspruch 18, welcher im Sammler-Verteiler des Wärmetauschers ein Wärme- Fluid bzw. ein wärmeerzeugendes Fluid wie z. B. heißes Wasser zirkuliert, dadurch gekennzeichnet, daß der Konvektor zwei Wärmetauscher umfaßt, die einer über dem anderen und parallel in bezug aufeinander angeordnet sind.

21. Anwendung nach Anspruch 18, bei welcher im Sammler-Verteiler des Wärmetauschers ein Wärme-Fluid bzw. ein wärmeerzeugendes Fluid wie heißes Wasser zirkuliert, dadurch gekennzeichnet, daß der Konvektor eine doppelte Batterie von zwei Wärmetauschern umfaßt, die so ver- bzw. ineinandergeschachtelt sind, daß die oberen Rohre (30, 31) von zwei Wärmetauschern auf einer gleichen vertikalen Mittelebene liegen wie die unteren Rohre (32, 33) der beiden anderen Wärmetauscher.

22. Anwendung nach Anspruch 18, bei welcher im Sammler-Verteiler des Wärmetauschers ein Wärme-Fluid bzw. ein wärmeerzeugendes Fluid wie heißes Wasser zirkuliert, dadurch gekennzeichnet, daß der Konvektor zwei Wärmetauscher umfaßt, die symmetrisch in bezug auf eine horizontale Ebene angeordnet sind.

23. Anwendung nach Anspruch 18, bei welcher im Sammler-Verteiler des Wärmetauschers ein Wärme-Fluid bzw. ein wärmeerzeugendes Fluid wie heißes Wasser zirkuliert, dadurch gekennzeichnet, daß der Konvektor eine doppelte Batterie von zwei Wärmetauschern umfaßt, die symmetrisch in bezug auf eine horizontale Ebene angeordnet sind und daß das untere Rohr (34) und das obere Rohr (35) der Wärmetauscher einer gleichen Batterie in einer vertikalen Mittelebene mit dem oberen Rohr (36) und dem unteren Rohr (37) der Wärmetauscher der zweiten Batterie fluchten bzw. ausgerichtet sind.

24. Anwendung nach Anspruch 18, bei welcher im Sammler-Verteiler des Wärmetauschers ein Wärme-Fluid bzw. ein wärmeerzeugendes Fluid wie heißes Wasser zirkuliert, dadurch gekennzeichnet, daß der Konvektor vier Wärmetauscher umfaßt, die in Rhombus-, Stern- oder V-Form angeordnet sind.

25. Anwendung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Wärmetauscher einer über dem andern und versetzt angeordnet sind, um einen Durchlaß für Frischluft (F) freizulassen.

26. Wärmetauscher nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß er Rippen in Form eines gegebenenfalls gleichschenkeligen Trapezes aufweist, welche Form von der Neigung des Wärmetauschers im Konvektor abhängt.

27. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß seine Außenfläche z. B. durch Anstrich, anodische Oxydation bzw. Eloxalverfahren oder Sand -bzw. Kugelstrahlen behandelt ist.

Dessins