Radiateur pour installation de chauffage à circulation de fluide

Abstract

 Elément de rampe (1) modulaire pour radiateur de chauffage à circulation de fluide, traversé axialement par au moins deux segments de rampe (2,3,4), distributrice, disposés parallèlement, comprenant des moyens de raccordement (10) à des éléments dissipateurs de chaleur (12) et des moyens de solidarisation (18,20) avec au moins un élément adjacent (1), ces au moins deux segments (2,3,4) étant reliés entre eux par des chambres de compensation (5) obturables.

Description

[0001] L'invention concerne les radiateurs et autres éléments dissipateurs de chaleur pour les installations de chauffage à circulation de fluide notamment pour le chauffage domestique. L'invention se rapporte également à des dispositifs dissipateurs de chaleur à usage particulier tels des séchoirs.

[0002] L'invention se rapporte à de tels radiateurs constitués de pièces standardisées, qui ont l'avantage à la fois d'utiliser un petit nombre de pièces, lesquelles peuvent être produites avec des critères de qualité élevés pour un prix raisonnable, et de permettre des formes de réalisation adaptées à un nombre d'exigences esthétiques et techniques pratiquement illimitées.

[0003] Les premiers radiateurs domestiques utilisant des éléments standardisés assemblés ont été les radiateurs en fonte. Les propriétés techniques et mécaniques de la fonte imposaient des formes très massives et peu esthétiques. Outre les problèmes des soufflures et la corrosion, les inégalités de température dans le volume des radiateurs provoquaient fréquemment des problèmes d'étanchéité au niveau des raccordements, tel que cela est décrit notamment dans EP-A-0 518 843.

[0004] Les radiateurs en tôle d'acier embouti décrits notamment dans GB-A-2.082.749 posent quant à eux le problème de leurs surfaces continues peu favorables à l'écoulement de l'air, de bruit, et également de leur tenue à des variations de température importants.

[0005] EP-A-0 816 791 propose un radiateur de chauffage formé de sections de rampes en aluminium reliées à des tubes dissipeurs en acier, qui ne résout pas les problèmes de différences de température et, du fait de variations de sections entre les différents éléments, perturbe l'écoulement du fluide caloporteur.

[0006] Des échangeurs de chaleur formés d'éléments de rampes de distribution accolés sont connus notamment par la demande EP-A-0 631 101 qui a été considérée ci-après comme l'état de la technique la plus proche.

[0007] L'invention a pour but de mettre sur le marché des radiateurs éliminant pratiquement les problèmes d'inégalité dans la distribution des flux de chaleur.

[0008] Un autre but de l'invention est que, même au cas où de telles inégalités se produiraient, le radiateur soit à même d'en rendre les effets négligeables.

[0009] Un autre but de l'invention est de produire des radiateurs modulaires qui permettent, avec un nombre de pièces de base réduit, de faire face à un grand nombre de possibilités d'adaptation.

[0010] L'objet de l'invention est un élément de rampe de distribution modulaire pour radiateur de chauffage à circulation de fluide, traversé axialement par au moins un segment de rampe distributrice, comprenant des moyens de raccordement à des tubes dissipateurs de chaleur et des moyens de solidarisation avec au moins un élément adjacent. Chaque élément de rampe comprend au moins deux segments de rampe distributrice disposés parallèlement, ces au moins deux segments étant reliés entre eux par des chambres de compensation obturables.

[0011] La chantre de compensation est formée de préférence par l'accolement de deux cavités de forme et de dimensions complémentaires disposées sur les faces de bout de deux éléments adjacents.

[0012] Avantageusement, des moyens d'étanchéité sont disposés entre deux éléments adjacents à la périphérie des deux cavités complémentaires, de préférence dans une encoche faisant le tour d'une des cavités.

[0013] Suivant une forme de réalisation avantageuse, au moins un des moyens d'étanchéité comprend un élément apte à obturer au moins partiellement la chantre de compensation correspondante de façon à limiter le passage de fluide entre au moins deux segments de rampe.

[0014] Les moyens de solidarisation avec un élément adjacent comprennent généralement au moins une bride traversée par un percement longitudinal s'étendant dans un plan situé entre les axes des rampes distributrices à chacune des extrémités de l'élément et un organe de boulonnage de dimensions correspondantes accessible depuis l'extérieur.

[0015] L'organe de boulonnage comprend par exemple une tête à pans internes, une tige filetée, le percement d'une des brides de l'élément portant un filet correspondant.

[0016] La rampe distributrice peut présenter une section de forme elliptique ou ovale.

[0017] L'invention a également pour objet un radiateur pour installation de chauffage à circulation de fluide comprend

• au moins un élément de rampe tel que décrit ci-dessus, ledit élément de rampe comprenant au moins deux segments de rampes distributrices disposés de façon sensiblement parallèle, ces segments étant reliés entre eux par des chambres de compression obturables
• des éléments creux dissipateurs de chaleur reliés à leurs extrémités respectives par des moyens de connexion adéquats à des segments de rampe distributrice connectés à l'entrée du radiateur et à des segments de rampe distributrice connectés à la sortie du radiateur.

[0018] Le radiateur comprend avantageusement deux jeux d'éléments de rampes disposés parallèlement, ces éléments de rampes et les tubes dissipateurs correspondants formant une nappe.

[0019] Le radiateur peut comprendre au moins deux nappes disposées de façon telle que leurs rampes respectives forment un angle entre elles, les éléments d'extrémité de deux nappes adjacentes étant reliés entre eux par des pièces d'angles dont les faces sont aptes à coopérer avec les faces de bout des éléments d'extrémité correspondants.

[0020] Les rampes sont, dans une forme de réalisation, disposées suivant un axe vertical.

[0021] Dans ce cas, les éléments creux dissipateurs, ont avantageusement des caractéristiques mécaniques suffisantes pour servir de support à des objets à sécher.

[0022] Suivant un mode de réalisation avantageux, les éléments de rampe comprennent un nombre pair de segments de rampe, un groupe de ces segments étant relié à l'entrée du radiateur, un autre groupe de ces segments étant relié à la sortie du radiateur, des moyens d'étanchéité étant disposés dans les chambres de compensation reliant les segments connectés à ces deux groupes.

[0023] Avantageusement, les extrémités de ces éléments creux dissipateurs, en épingle à cheveux, (ou en "U") étant raccordés distinctement à chacun de ces deux groupes de segments.

[0024] De préférence, le radiateur comporte au moins une pièce d'extrémité de rampe de forme adaptée à celle de la face de bout d'un des éléments de rampe.

[0025] Avantageusement, une des pièces d'extrémité supporte un siège de valve thermostatique s'étendant à l'intérieur de la cavité et un obturateur de valve thermostatique coopérant avec ledit siège, la manette dudit obturateur étant fixée à l'extérieur de ladite pièce d'extrémité.

[0026] D'autres possibilités et avantages de l'invention ressortiront de la description ci-après de plusieurs formes de réalisation particulières, référence étant faite aux dessins annexés, dans lesquels:

[0027] Les Figs. 1 et 3 sont des vues en perspective d'éléments de rampe de radiateurs suivant l'invention, respectivement à double et à triple segments de rampe.

[0028] Les Figs. 2 et 4 sont des vues en perspective avec éclatement de radiateurs intégrant des têtes telles que montrées respectivement aux Figs. 1 et 3.

[0029] La Fig. 5 est une vue en perspective d'un autre mode de réalisation d'un radiateur utilisant des éléments de tête montrés à la Fig. 1.

[0030] La Fig. 1 représente un élément 1 de tête de radiateur suivant l'invention. Cet élément 1 allongé comprend deux segments de rampe 2, 4 disposés parallèlement débouchant par chacune de leurs extrémités dans des cavités 5 ménagées dans chacune des faces de bout 6, 8 de l'élément 1.

[0031] L'élément 1 est façonné d'une seule pièce en métal léger, par exemple de l'aluminium.

[0032] Des tétons creux 10 en forme de couronne sont alignés parallèlement sur une des faces de l'élément 1, la cavité interne de chacune de ces couronnes étant en communication directe avec le segment de rampe 2, 4 correspondant.

[0033] Les tétons creux 10 forment partie d'un dispositif simple de raccordement avec des éléments dissipateurs de chaleur 12 tels que les tubes représentés à la Fig. 2.

[0034] Le diamètre extérieur de ces tétons 10 correspond en effet sensiblement au diamètre intérieur des tubes 12 ce qui permet une jonction par emboîtement et soudure ou collage.

[0035] Lors de l'assemblage d'un radiateur, un joint d'étanchéité (non représenté) est disposé sur le pourtour de la cavité 5 de la face 6, par exemple dans une rainure 14 telle que représentée à la Fig. 1. En appliquant l'une contre l'autre les deux faces de bout 6, 8 complémentaires de deux éléments 1 adjacents, on forme une chambre hermétique [5,5] dite "chambre de compensation" dont le volume correspond à deux fois celui des cavités 5; cette chambre [5,5] met en communication les uns avec les autres les segments de rampes 2, 4 des éléments de rampe 1 aboutés.

[0036] Les parois des cavités 5 forment une structure en caisson qui relie rigidement entre eux les deux segments de rampes 2, 4.

[0037] Une nervure (non visible sur la Fig. 1), de forme adaptée à celle de la rainure 14 fait saillie par rapport à la face de bout 8 de façon à pouvoir s'encastrer dans la rainure 14 lorsque deux éléments de rampe 1 sont aboutés, ce qui empêche tout mouvement transversal relatif de ces éléments 1 aboutés.

[0038] Chaque face de bout 6, 8 est munie de moyens de raccordement à un élément adjacent. Comme on le voit à la Fig. 1, deux percements longitudinaux 16, 18 permettent l'insertion d'éléments filetés (vis ou boulons) solidarisant deux éléments de rampes 1 adjacents.

[0039] Un de ces percements 16 est ménagé sur une bride 20 faisant saillie sur la face latérale portant les tétons 10. L'autre percement 18 débouche directement dans la face de bout. Avantageusement, les percements d'une des deux faces de bout (6 ou 8) sont filetés.

[0040] Comme on peut le constater en se référant aux Figs. 2 et 4, la tête des éléments filetés reste parfaitement accessible même lorsque le radiateur est complètement monté.

[0041] L'espacement prévu entre deux segments de rampes 2, 4 permet l'insertion d'un outil de forme appropriée (clé à pans hexagonaux) pour serrer ou desserrer les éléments filetés.

[0042] Il est donc possible, le cas échéant, de démonter par le milieu un radiateur en place pour enlever ou insérer un nouvel élément 1, pratique impossible avec les radiateurs connus de l'état de la technique.

[0043] La présence d'une chambre de compensation [5,5] dans les éléments de têtes de radiateurs de l'invention permet d'adopter une répartition de flux de fluide caloporteur en séries parallèles.

[0044] Le fluide caloporteur se distribue donc entre les différentes nappes et rampes en boucles de Tickelmann. La configuration des têtes entraîne par elle-même des pertes de charges très réduites puisque les étranglements de section sont réduits à un minimum. En conséquence, le radiateur adopte spontanément un régime de dissipation thermique aussi près de l'optimum que possible, sans intervention extérieure.

[0045] En fonction de la puissance à dissiper, les éléments 1 peuvent comprendre un nombre approprié de segments de rampes parallèles. Aux Figs. 3 et 4 sont représentés des éléments à 3 segments de rampe 2, 3, 4 et un radiateur réalisé à partir de tels éléments 1.

[0046] La parfaite étanchéité obtenue entre les éléments 1 permet en outre de s'affranchir d'une forme de section particulière (telle que la forme ronde, obligatoire lorsque l'on a recours à des nipples filetés). En conséquence, on peut choisir des sections mieux adaptées à des contraintes d'écoulement ou aux sollicitations mécaniques (section ovale, elliptique etc.).

[0047] Comme le montre la Fig. 4, on peut étendre à un nombre de rampes quelconque le principe de cet élément de rampe 1, le flux fluide caloporteur se répartissant toujours de façon équilibrée entre les différentes nappes 22 parallèles. On constatera également que même en cas d'apparition d'un défaut pour une raison externe (accumulation de débris, particules provenant de l'installation) le radiateur peut continuer à fonctionner, du fait du rééquilibrage automatique des flux dans la structure; en outre, la structure des éléments 1 limite et l'emboîtement des cavités annule ou empêche tout déplacement relatif des éléments 1, cause reconnue de défauts d'étanchéité ayant pour origine la dilatation différentielle des tubes dissipateurs 12, surtout lorsque l'on utilise des grandes longueurs de tubes.

[0048] La présence des cavités 5 au bout des éléments 1 permet en outre plusieurs variantes avantageuses: on a ainsi conçu des éléments de raccords angulaires dont les faces de bout s'emboîtent exactement sur les faces de bout de deux éléments 1, permettant la réalisation de rampes en zig-zag dont les nappes 22 s'étendant suivant des plans sécants. On a ainsi la possibilité, toujours à l'aide d'éléments standardisés, de produire un radiateur s'étendant de façon continue le long des murs d'une pièce, suivant des cloisons etc...

[0049] Un autre avantage réside dans l'accessibilité des cavités 5 formant les chambres de compensation: l'on peut, à volonté, interrompre le pontage qui met les segments de rampes 2, 4 en parallèle dans un élément ou une série d'éléments à l'aide d'une languette de cloisonnement 24 dont les dimensions correspondent à la section transversale de la chambre de compensation 5, 5. Le cas échéant, cette languette 24 peut être solidaire du joint d'étanchéité.

[0050] L'insertion de languettes 24 judicieusement disposés dans les rampes 2, 4 permet de faire parcourir au fluide caloporteur des circuits complexes optimisant les flux de chaleur par l'ajustement des pertes de charges à chaque noeud de distribution. Il permet aussi de faire jouer à certains segments de rampe d'un même élément 1 des rôles distincts. Ainsi, à la Fig. 5, une première série de segments de rampe 2 assure le rôle de rampe d'entrée du fluide caloporteur, une deuxième série assurant le rôle de rampe de sortie.

[0051] Le radiateur montré à la Fig. 5 comprend des tubes dissipateurs coudés en épingle à cheveux, ce qui rend possible certains effets décoratifs particuliers. Par ailleurs, le radiateur de la Fig. 5 peut être supporté uniquement par sa rampe, ce qui résout les problèmes d'allongement des tubes dissipateurs, sous l'effet de la dilatation thermique.

[0052] Le radiateur de la Fig. 5, aussi bien que ceux montrés aux Figs. 2 et 4, peut être disposé au choix avec les éléments 1 s'étendant verticalement ou horizontalement sans altérer notablement ses performances. On peut ainsi, en tenant compte des sollicitations mécaniques impliquées, utiliser les radiateurs de l'invention comme sèche-linge ou porte-essuies chauffants dans une salle de bain.

[0053] Les radiateurs réalisés avec les éléments 1 suivant l'invention ont l'avantage de présenter une très grande surface en contact avec l'air ambiant. Ils peuvent donc être très compacts et/ou utiliser un fluide caloporteur à plus basse température que des radiateurs classiques.

[0054] Bien que les éléments dissipateurs soient représentés ici sous la forme de tubes ronds, il va de soi que l'on peut les munir d'ailettes favorisant la dissipation de chaleur ou leur donner toute forme souhaitée.

[0055] Les éléments de rampes de radiateurs de l'invention rendent possible des raccordements extrêmement compacts: les extrémités des rampes constituées de ces éléments peuvent être interconnectées par des pièces d'extrémité en cuvette 26 dont la largeur n'excède pas celle des faces de bout 6, 8. Ces pièces d'extrémité 26 peuvent déjà comprendre des entrées taraudées débouchant au choix sur l'arrière, latéralement ou vers le bas d'un radiateur monté, rendant inutile l'usage de pièces de raccordement apparentes et minimisant la longueur de tuyauterie visible.

[0056] Il est également possible de monter des sièges de vannes (telles que les vannes thermostatiques) à l'intérieur même de ces pièces d'extrémité en cuvette 26, faisant disparaître tous les éléments en saillie du radiateur (à l'exclusion de la tête de la vanne elle-même).

[0057] Par une disposition judicieuse des languettes de cloisonnement 24 et des pièces d'extrémité, la pose des tuyauteries peut également être simplifiée, l'arrivée et la sortie de fluide caloporteur pouvant être assurées à partir de deux points adjacents.

Revendications

1. Elément de rampe modulaire (1) pour radiateur de chauffage à circulation de fluide, traversé axialement par au moins un segment de rampe distributrice, comprenant des moyens de raccordement (10) à des éléments (12) dissipateurs de chaleur et des moyens de solidarisation (16, 18) avec au moins un élément (1, 26) adjacent caractérisé en ce que chaque élément de rampe (1) comprend au moins deux segments de rampe distributrice (2, 3, 4) disposés parallèlement, ces au moins deux segments (2, 3, 4) étant reliés entre eux par des chambres de compensation (5, 5) obturables.

2. Elément de rampe modulaire (1) suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre de compensation (5, 5) est formée par l'accolement de deux cavités (5) de forme et de dimensions complémentaires disposées sur les faces de bout (6, 8) de deux éléments de rampe (1) adjacents.

3. Elément de rampe (1) suivant la revendication 2, caractérisé en ce que des moyens d'étanchéité sont disposés entre deux éléments adjacents (1) à la périphérie des deux cavités (5) complémentaires.

4. Elément de rampe (1) suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens d'étanchéité sont disposés dans une rainure (14) faisant le tour d'une des cavités (5).

5. Elément de rampe (1) suivant l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend une languette de cloisonnement (24) amovible apte à obturer au moins partiellement la chambre de compensation (5, 5) correspondante de façon à limiter le passage de fluide entre au moins deux segments de rampe (2, 3, 4).

6. Elément suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de solidarisation (16, 18) avec un élément adjacent comprennent au moins une bride (20) traversée par un percement longitudinal (16) s'étendant dans un plan situé entre les axes des rampes distributrices (2, 3, 4) à chacune des extrémités (6, 8) de l'élément (1) et un organe de boulonnage de dimensions correspondantes accessible depuis l'extérieur.

7. Elément suivant la revendication 6, caractérisé en ce que l'organe de boulonnage comprend une tête à pans internes, une tige filetée, le percement (16, 18) d'une des brides (20) de l'élément (1) portant un filet correspondant.

8. Elément suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les segments de rampes distributrices (2, 3, 4) présentent une section de forme elliptique ou ovale.

9. Radiateur pour installation de chauffage à circulation de fluide caractérisé en ce qu'il comprend

- au moins un élément de rampe (1) suivant l'une quelconque des revendications précédentes, ledit élément de rampe (1) comprenant au moins deux segments (2, 3, 4) de rampes distributrices disposés parallèlement, ces segments (2, 3, 4) étant reliés entre eux par des chambres de compression (5, 5) obturables

- des éléments creux (12) dissipateurs de chaleur reliés à leurs extrémités respectives par des moyens de connexion (11) adéquats à une rampe distributrice connectée à l'entrée du radiateur et à une rampe distributrice connectée à la sortie du radiateur.

10. Radiateur suivant la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend deux jeux d'éléments de rampes (1) disposés parallèlement, ces éléments de rampe (1) et les tubes dissipateurs (12) correspondants formant une nappe (22).

11. Radiateur suivant la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux nappes (22), les éléments (1) d'extrémité de deux nappes adjacentes étant reliées entre eux par des pièces d'angles dont les faces sont aptes à coopérer avec les faces de bout des éléments (1) d'extrémité correspondants.

12. Radiateur suivant la revendication 9, caractérisé en ce que les éléments de rampe comprennent un nombre pair de segments de rampe, un groupe de ces segments étant relié à l'entrée du radiateur, un autre groupe de ces segments étant relié à la sortie du radiateur, des languettes d'étanchéité (16) étant disposées dans les chambres de compensation (5, 5) reliant les segments connectés à ces deux groupes.

13. Radiateur suivant la revendication 12, caractérisé en ce que les extrémités d'éléments dissipateurs (12), en forme de U, sont raccordées distinctement à chacun de ces deux groupes de segments.

14. Radiateur suivant l'une quelconque des revendications 9 à 13, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une pièce d'extrémité (26) de forme adaptée à celle de la face de bout (6, 8) d'un des éléments de rampe (1).

15. Radiateur suivant la revendication 14, caractérisé en ce qu'une des pièces d'extrémité (26) supporte un siège de valve thermostatique s'étendant à l'intérieur de la cavité (5) et en un obturateur de valve thermostatique coopérant avec ledit siège, la manette dudit obturateur étant fixée à l'extérieur de ladite pièce d'extrémité (26).

16. Radiateur suivant l'une quelconque des revendications 9 à 15, caractérisé en ce que les rampes sont disposées suivant un axe vertical.

17. Radiateur suivant la revendication 16, caractérisé en ce que les éléments dissipateurs (12) ont des caractéristiques mécaniques suffisantes pour servir de support à des objet à sécher.

Dessins