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et des Classes Moyennes ROY l\U ME D E BELGIQU E
Direction Générale del'Industrie et du Commerce ¯.<J!!L
Administration du Commerce
Service de la
Propriété Industrielle et Commerciale
N 480,537
LE MINISTRE DES AFFAIRES ECONOMIQUES ET DES CLASSES MOYENNES,
Vu l'arrêté-loi du 8 juillet 1946, prorogeant, en raison des événements de guerre, les délais en matière de propriété industrielle et la durée des brevets d'invention;
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Vu & loi du 31 décembre 1947., portant approbation de l'Arrangement concernant la concorvation ou la des droits de propriété mductriollo atteinto par la deuxième guerre mondiale, oigne à :Ne1:lfe\:!âtel, le 8
Vu la. loi du 30 mars 1948, portant modification à l'arrêté-loi du 8 juillet 1946, prorogeant, en raison des événements de guerre, les délais en matière de propriété industrielle et la durée des brevets d'invention.
Revu l'arrêté ministériel du 15/3/48 , délivrant sous le N 480.537 ,à Société Anonyme des Usines Chausson, un brevet d'invention pour : Echangeur thermique cylindrique
ARRETE:
ARTICLE PREMIER. - Les considérants suivants sont insérés dans l'arrêté ministériel N 408,537 du 15/3/48 , après le considérant " Vu la loi du 24 mai 1854 sur les brevets d'inven- tion,,:
Vu l'arrêté-loi du 8 juillet 1946, prorogeant en raison des événements de guerre, les délais en matière de propriété industrielle et la durée des brevets d'invention, modifié par la loi du 30 mars 1948;
@ portant approbation de l'Arrangement concernant la conservation ou la
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Vu la Convention d'Union pour la Protection de la Propriété Industrielle; , ART. 2. - Le présent arrêté sera annexé à l'arrêté ministériel visé à l'article premier.
Bruxelles, le 13 janvier 1949
AU NOM DU MINISTRE:
Le Fonctionnaire délégué,
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Echangeur thermique cylindrique.
La présente invention est relative aux échangeurs thermiques cylindriques comportant un manchon sur lequel est posé un faisceau circulaire d'ailettes radiales qui sont utilisées notamment pour dissiper la chaleur produite par l'anode de lampes électroniques pour la T.S.F. ou le chauffage à haute fréquence en la faisant absorber par un autre fluide, de l'air généralement.
L'invention n'est toutefois pas limitée à cette application et s'étend à tous les échangeurs de chaleur de ce type, notamment pour moteurs thermiques.
Dans ces échangeurs, il faut disposer autour de l'anode un développement de surface suffisant pour que le coefficient à l'unité de surface d'échange ne soit pas trop élevé et ne nécessite par suite pas une vitesse et un débit
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d'air tels que leur mise en oeuvre exige une puissance importante.
On a. réalisé de tels appareils en pratiquant des fentes destinées a.u passage de l'air dans une masse du cuivre ou autre métal de forme générale cylindrique. Ce mode de fabrication présente l'inconvénient de nécessiter une grande masse de métal dont une partie importante est transformée en copeaux, d'exiger un usinage long et onéreux et de ne manager que des passages d'air étroits donc peu favorables à un écoulement turbulent, ainsi que des sections de passage de chaleur dans le métal, qui ne sont pas disposées rationnellement puisqu'elles augmentent en s'éloignant du manchon.
On a encore établi un manchon cylindrique comportant sur sa périphérie des rainures dans lesquelles on plaçait des ailettes constituées par des lames rayonnantes. Ce dispositif présente l'inconvénient que les ailettes sont très rapprochées au voisinage du manchon et très écartées vers la périphérie du faisceau, de sorte que les canaux de passage d'air s'élargissant beaucoup vers la périphérie, les débits d'airdans les différentes zones du faisceau de lames ne pont pas en rapport avec les sections de métal conduisant la chaleur.
La présente invention remédie aux inconvénients de ces constructions antérieures. Elle a pour objet un échngeur thermique du type indiqué dans lequel un manchon ménageant en son centre un canal cylindrique porte sur sa périphérie un faisceau circulaire d'ailettes radiales présentant chacune une âme unique sur leur partie placée dons la zone proche dudit manchon et deux branches s'écartant en fourche dans leur partiepériphérique,de façon à ménager des canaux de passage d'air de section sensiblement constante tant au voisinage du manchon que vers la périphérie du faisceau d'ailettes.
De cette façon, on ménage des canaux d'air dont la section varie peu, tant au voisinage du manchon que dans la zone périphérique et on augmente considérablement la surface d'échange offerte à l'air par rapport aux
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appareils antérieurs:
Suivant une forme de réalisation, chaque ailette est constituée par une feuille de métal découpée et repliée sur elle-même, le pli formant pied étant destiné à être fixé dans une encoche d'un manchon de support, les deux parties repliées étantaccolées dans la zone voisine du manchon et s'écartant ensuite en fourche dans la zone périphérique, De cette façon, la brasure liant l'ailette au manchon ne peut pas se répandre inutilement entre les deux parties de l'ailette où la capillarité pourrait l'appeler, ce qui économise éga- lement la brasure.
Dans la fabrication des appareils de ce genre comportant des ailettes ou lames, disposées radialement autourd'un manchon,la pénétration des ailettes dans les rainures de ce dernier est trop faible pour qu'on puisse obtenir à la périphérie l'équidistance des branches des ailettes, Il fallait donc pour effectuer le brasage,'utiliser des peignes maintenant les ailettes en positions relatives pendant la brasure. Ces peignes sont fragiles, il faut les établir en le même métal que les ailettes pour raison de dilatation, ils sont coûteux et leur durée d'existence est réduite par suite des fréquents passages au four à braser.
La présente invention creeaussi des moyens permet- tant de se passer de ces peignes.
A cette fin, des languettes découpées dans les branches de fourche des ailettes sont cambrées pour maintenir l'écartement entre les deux branches d'une ailette et entre les branches des ailettes successives. Des languettes peuvent aussi être formées dans l'âme des ailettes aux parties extrêmes, c'est-à-dire à l'entrée et à la sortie du courant d'air. Plusieurs languettes.peuvent d'ailleurs être formées sur la périphérie dans la hauteur de l'ailette. Ainsi, les ailettes sont maintenues dans leur position relative conve- nable avant leur introduction dans le four à braser sans avoir à utiliser des peignes de maintien. Les languettes présentent aussi l'avantage de produire dans le courant
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d'air une division et une turbulence de la veine d'air qui sont favorables à l'échange de chaleur.
Suivant une variante, au lieu de constituer des ail@@tes par une feuille demétal repliée sur elle-même, elles peuvent être obtenues par conformation, par exemple par étirage, filage, forgeage, extrusion, rabotage et tous autres procédés d'usinage. De telles ailettes peuvent comporter un pied présentant deux faces latérales radiales par rapport au canal cylindrique central, de sorte que ces pieds lorsqu'ils sont juxtaposés et assemblés, par exemple par brasure, forment eux-mêmes le manchon délimitant ledit canal.
Les ailettes fourchues selon l'invention peuvent aussi être munies d'ailettes secondaires ou être ondulées ou recevoir toute autre conformation permettant d'accroître l'étendue des surface d'échange et d'augmenter le coefficient d'échange par division ou turbulence de la veine d'air,
L'invention s'étend d'ailleurs à de nombreuses autres caractéristiques qui ressortent de la description détaillée qui suit :
Le dessin annexé illustre l'invention à titre d'exemple,
La fige 1 est une élévation d'un échangeur thermi- que cylindrique servant au refroidissement d'une lampe d'émis- sion,
Les fig. 2 et 3 sont des coupes transversales partielles suivant la ligne A-B de la fige 1 montrant schématiquement deux formes de réalisation de l'invention.
La fig. 4 est dans sa, moitié gauche une demi-coupe verticale de l'échangeur montrant le profil d'une ailette et, dans sa moitié droite, une demi-élévation correspondante.
Pour refroidir une lampe 1 servant par exemple à l'émission en T.S.F, on la monte sur un echangeur 2 constitué par un faisceau cylindrique d'ailettes radiales maintenues sur un manchon centrale
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Dans l'exemple de réalisation de la fig: 2 on prévoit un manchon 5 présentant des encoches 6 dans lesquelles sont engagés les pieds d'ailettes fourchues, Ces,ailettes sont constituées ici par une feuille de métal découpée et repliée;
les deux parties 7, 8 se trouvant dans la zone rap- prochée du manchon 5 sont appliquées l'une contre l'autre, de manière à ménager entre les ailettes voisines des canaux 9 de section notable,:-Ensuite, vers la périphérie, les parties 7', 8' de la feuille repliée sont écartées en fourche afin de ménager entre elles de nouveaux canaux 10, ce qui fait que dans la zone périphérique le nombre de canaux est doublé, puisqu'il comprend non seulement les intervalles 9 ménagés entre les ailettes doubles, mais également les intervalles 10 ménagés entre les branches de chaque ailette;
De cette façon, les canaux de passage d'air ont sensiblement la même section dans toute la masse des ailettes, ce qui assure une évacuation régulière de la chaleur,
Pour maintenir l'écartement entre les ailettes,et' leurs branches écartées en fourche, des languettes 11 et 12 sont découpées et cambrées dans la feuille de métal constituant ces ailettes de façon que les languettes 11 découpées dans une branche 8' d'une ailette appuient contre la branche 7' de cette ailette, puis que les languettes 12 découpées dans une branche 7' d'une ailette appuient sur la branche 81 de l'ailette adjacente. Des languettes analogues 3 peuvent être découpées et cambrées sur la périphérie des âmes 7, 8.
Les languettes 11, 12,3 peuvent être décalées de façon que l'une, d'elles ne se présente pas en face d'une perforation de l'autre. Elles peuvent aussi être découpées sous une forme trapézoïdale de façon que leur partie d'appui soit plus large que l'évidement formé par le découpage de la languette placée en face.
La fig: 3 montre une variante, Dans ce cas, on utilise des ailettes fourchues 13 et 14 à branches 131. 13" et 14', 14" qui sont obtenues par un procédé de conformation
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tel que tréfilage ou autre analogue. , Un pied 15, présentant deux côtés radiaux, est formé sur ces ailettes, de sorte que la juxtapositon de leurs pieds forme le manchon définissant le conal cylindrique inférieur et qu'il n'est pas besoin d'uti- liser un manchon 5 comme dans le casde la fig. 2. Le profil de ces ailectes peut être calculé de façon à obtenir des sections de passage d'air scnsiblement uniformes, d'une part, dans les canaux. 16 ménagés entre leurs âmes 13, 14 et,
d'autre part, dans les canaux 17 ménagés entre leurs branches 131'. 13". puis dans les canaux 18 ménagés entre leurs branches 13". 14' de deux ailettes fourchues adjacentes.
En outre, des ailattes secondaires 19 pauvent être formes sur les branches des ailettes fourchues pour améliorer l'échange thermique. Des ailettes secondaires sembla- bles peuvent aussi être formées sur les âmes 14, 14, '.vec cette disposition également, on Obtient des sections de passage d'air sensiblement constanes sur toute l'étendue radiale du faisceau d'ailettes. Dans le cas de la fig. 2, les pieds des ailettes sont brasés dans les encoches 6 du manchon 5 et dans le cas de la fig. 3, les pieds 15 des ailettes sont brasés les uns contre les autres.. 'ou lieu de la. le manchon¯ 1 brasure, on peut effectuer la fixation des pieds d'ailettesdans ou les unes aux autres par bout autre procédé assurant la tenue mécanique et le passage de la chaleur.
Suivant une variante, les ailettes, par exemple celles représentées aux fig. 2 et 3.peuvent présenter une forme ondulée soit sur toute leur étendue, soit seulement dans leurs branches écartées en fourche.
Suivant une autre variante, les ailettes peuvent être, dans leurs branches écartées en fourche, découpées en segments orientés de manière à présenter une incidence par rapportau mouvement général du fluide refroidisseur.
L'invention n'est d'ailleurs pas limitée aux exemples de réalisation représentés et décrits, car diverses modifications peuvent y être apportées et de nombreuses
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variantes peuvent être réalisées sans sortir de son cadre.
-L'invention, est applicable à tous les échangeurs thermiques comportant des faisceaux d'ailettes radiales, quelle que soit l'application de ces échangeurs thermiques.
REVENDICATIONS.-
1 - Echangeur thermique cylindrique caractérisé en ce qu'un manchon ménageant en son centre un canal cylindrique porte sur 'sa périphérie un faisceau circulaire d'ailettes radiales présentant chacune une âme unique sur leur partie placée dans la zone proche dudit manchon et deux branches s'écartant en fourche dans leur partie périphérique de façon à ménager des canaux de passage d'air de section sensiblement constante tant au voisinage du manchon que vers la périphérie du faisceau d'ailettes.