FR2550324A1 - Improvements made to thermoelectric installations with thermo-elements placed between hot and cold pipes - Google Patents
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Abstract
Description
Perfectionnements apportés aux installations thermoélectriques a thermo-éléments interposés entre des conduits chauds et froids
L'invention est relative aux installations thermoélectriques (installations de climatisation, ou installations génératrices de courant électrique) comportant des conduits chauds dans lesquels circule un fluide chaud et des conduits froids dans lesquels circule un fluide froid.Improvements to thermoelectric installations with thermo-elements interposed between hot and cold conduits
The invention relates to thermoelectric installations (air conditioning installations, or installations generating electric current) comprising hot conduits in which a hot fluid circulates and cold conduits in which a cold fluid circulates.
Des manchons sont alors disposés pour être en contact avec les conduits chauds et/ou avec les conduits froids de façon à assurer la transmission de chaleur aux thermo-éléments (ou groupe de thermo-éléments). Sleeves are then arranged to be in contact with the hot conduits and / or with the cold conduits so as to ensure the transmission of heat to the thermo-elements (or group of thermo-elements).
Des moyens mécaniques sont prévus pour maintenir en compression un ensemble de manchons et de thermo-éléments disposés en empilement. Mechanical means are provided to maintain in compression a set of sleeves and thermo-elements arranged in a stack.
Un dispositif électrique assure le passage d'un courant électrique continu dans les therino-éléments,ce dispositif étant un générateur de courant continu s'il s'agit d'une installation de climatisation, ou un récepteur de courant continu s'il s'agit d'une installation génératrice de courant électrique. An electric device ensures the passage of a direct electric current in the therino-elements, this device being a generator of direct current if it is an air conditioning system, or a receiver of direct current if it is an installation generating electric current.
Dans de telles installations, on protège les thermoéléments contre les efforts de cisaillement dus aux dilatations différentes des conduits chauds et des conduits froids en ayant recours a différents moyens mécaniques qui peuvent être utilisés séparément ou simultanément, a savoir - des contacts mobiles glissants interposés entre les
thermo-éléments et les conduits chauds et froids, - un bridage des conduits chauds et froids entre eux
en assemblant les conduits chauds et les conduits
froids a leurs extrémités, - l'adoption d'un métal a très faible coefficient
de dilatation (genre INVAR) pour la constitution
des conduits chauds et froids.In such installations, the thermoelements are protected against shear forces due to the different expansions of the hot pipes and cold pipes by using different mechanical means which can be used separately or simultaneously, namely - sliding mobile contacts interposed between the
thermo-elements and hot and cold pipes, - a clamping of hot and cold pipes between them
by assembling the hot ducts and the ducts
cold at their ends, - the adoption of a metal with a very low coefficient
of dilation (type INVAR) for the constitution
hot and cold pipes.
Ces différents moyens présentent les inconvénients suivants - les contacts mobiles glissants présentent des résis
tances thermiques et électriques importantes qui ré
duisent beaucoup la puissance de l'installation (puis
sance frigorifique pour une installation de climati
sation, puissance électrique pour une installation
génératrice de courant électrique) - le bridage des conduits chauds et froids entre eux
demande des dispositifs complexes et coûteux qui, de
plus, créent des by-pass thermiques - l'adoption d'un métal genre INVAR est coûteuse, exige
un usinage compliqué car 1'INVAR se travaille mal,
et surtout provoque des problèmes de corrosion à
l'humidité qu'il faut combattre à l'aide d'enduits
protecteurs pour les parties exposées à l'air et à
l'aide de produits spéciaux mélangés à l'eau parcou
rant les conduits : une telle solution ne peut donc
que s'appliquer dans le cas d'une installation de
climatisation dans laquelle l'eau circule en circuit
fermé.These different means have the following disadvantages - the sliding sliding contacts have resis
significant thermal and electrical resistance
greatly reduce the power of the installation (then
refrigeration unit for an air conditioning system
sation, electrical power for an installation
generator of electric current) - the clamping of the hot and cold conduits between them
requires complex and expensive devices which,
more, create thermal by-passes - the adoption of an INVAR type metal is expensive, requires
complicated machining because the INVAR does not work well,
and above all causes corrosion problems at
moisture that needs to be tackled with plasters
protectors for parts exposed to air and
using special products mixed with water
rants the conduits: such a solution cannot therefore
that apply in the case of an installation of
air conditioning in which water circulates in circuit
closed.
La présente invention a pour but des dispositions qui remédient à ces inconvénients en prévoyant que les efforts de cisaillement dus aux dilatations des tubes soient encaissés par les moyens mécaniques maintenant en compression l'empilement de manchons et de thermoéléments, lesdits moyens mécaniques pouvant également permettre des glissements éventuels entre les conduits et les manchons. The object of the present invention is to provide arrangements which remedy these drawbacks by providing that the shearing forces due to the expansion of the tubes are collected by the mechanical means now compressing the stack of sleeves and thermoelements, said mechanical means also being able to allow possible slippage between the conduits and the sleeves.
A cet effet, chaque manchon comporte, d'une part, une partie centrale coopérant avec les thermo-éléments et à travers laquelle passent les efforts de compression engendrés par les moyens mécaniques, et, d'autre part, une partie latérale entourant un conduit chaud ou un conduit froid. For this purpose, each sleeve comprises, on the one hand, a central part cooperating with the thermo-elements and through which pass the compression forces generated by the mechanical means, and, on the other hand, a lateral part surrounding a duct hot or cold duct.
Selon un premier mode de réalisation de l'invention, chaque manchon est formé par deux demi-manchons, les parties centrales de chaque demi-manchon étant en appui l'une contre l'autre, alors que leurs parties latérales, au moins au niveau des extrémités, sont séparées l'une de l'autre par un espace pour permettre un serrage efficace du conduit chaud ou froid qui se trouve comprimé malgré les différences de cotes existant le long de l'empilement de manchons et de thermo-éléments. According to a first embodiment of the invention, each sleeve is formed by two half-sleeves, the central parts of each half-sleeve being in abutment against one another, while their lateral parts, at least at the level ends, are separated from each other by a space to allow effective clamping of the hot or cold pipe which is compressed despite the differences in dimensions existing along the stack of sleeves and thermo-elements.
Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, chaque manchon est formé par deux demi-manchons, les parties latérales de chaque demi-manchon étant articulées entre elles au niveau de leurs extrémités pour permettre un serrage efficace du conduit chaud ou froid, après ùne mise en compression de l'empilement de manchons et de thermo-éléments qui amène en contact les parties centrales de chaque demi-manchon. According to a second embodiment of the invention, each sleeve is formed by two half-sleeves, the lateral parts of each half-sleeve being hinged together at their ends to allow effective clamping of the hot or cold duct, after compression of the stack of sleeves and thermo-elements which brings the central parts of each half-sleeve into contact.
Selon un troisième mode de réalisation de l'invention, chaque manchon est monobloc, la partie latérale étant fendue à son extrémité et comportant, à cette extrémité, des moyens de serrage pour permettre unserrage efficace du conduit chaud ou froid, indépendamment de la mise en compression de l'empilement de manchons et de thermo-éléments. According to a third embodiment of the invention, each sleeve is in one piece, the lateral part being split at its end and comprising, at this end, clamping means to allow effective clamping of the hot or cold duct, independently of the setting in compression of the stack of sleeves and thermo-elements.
L'invention consiste, mises à part les dispositions dont question ci-dessus, en certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement question ci-après. The invention consists, apart from the arrangements referred to above, in certain other arrangements which are preferably used at the same time and which will be more explicitly discussed below.
L'invention pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit, ainsi que des dessins ci-annexés, lesquels complément et dessins sont relatifs à des modes de réalisation préférés de l'invention et ne comportent, bien entendu, aucun caractère limitatif. The invention may, in any case, be well understood with the aid of the additional description which follows, as well as of the appended drawings, which supplement and drawings relate to preferred embodiments of the invention and do not include , of course, no limiting character.
La fig. 1, de ces dessins, est une coupe partielle montrant une installation thermo-électrique établie conformément à un premier mode de réalisation de l'invention. Fig. 1, of these drawings, is a partial section showing a thermoelectric installation established in accordance with a first embodiment of the invention.
La fig. 2 est une coupe selon Il-Il fig. 1. Fig. 2 is a section along Il-Il fig. 1.
La fig. 3 est une coupe partielle montrant une installation thermo-électrique établie conformément à une variante de ce premier mode de réalisation. Fig. 3 is a partial section showing a thermoelectric installation established in accordance with a variant of this first embodiment.
La fig. 4 est une coupe selon IV-TV fig. 3. Fig. 4 is a section on IV-TV fig. 3.
La fig. 5 est une coupe partielle montrant une ins tallatioethermo-électrique établie conformément à un deuxième mode de réalisation de l'invention. Fig. 5 is a partial section showing a tallatioethermo-electric ins established in accordance with a second embodiment of the invention.
La fig. 6 est une coupe partielle montrant une installation thermo-électrique établie conformément à un troisième mode de réalisation de l'invention. Fig. 6 is a partial section showing a thermoelectric installation established in accordance with a third embodiment of the invention.
La fig. 7 est une coupe partielle montrant une installation thermo-électrique établie conformément à une variante de ce troisième mode de réalisation. Fig. 7 is a partial section showing a thermoelectric installation established in accordance with a variant of this third embodiment.
La fig. 8 illustre schématiquement une forme d'exécution particulière d'un manchon de 11 installation thermoélectrique conforme à l'invention. Fig. 8 schematically illustrates a particular embodiment of a sleeve of a thermoelectric installation according to the invention.
L'installation montrée sur les fig. 1 à 7 comporte des conduits chauds I dans lesquels circule un fluide chaud et des conduits froids 2 dans lesquels circule un fluide froid. The installation shown in figs. 1 to 7 comprises hot conduits I in which a hot fluid circulates and cold conduits 2 in which a cold fluid circulates.
Des manchons 3 sont disposés pour être en contact avec les conduits chauds 1 et/ou les conduits froids 2 de façon à assurer la transmission,de chaleur aux thermo-éléments 4 (ou groupe de thermo-éléments). Sleeves 3 are arranged to be in contact with the hot conduits 1 and / or the cold conduits 2 so as to ensure the transmission of heat to the thermo-elements 4 (or group of thermo-elements).
Selon les modes de réalisation illustrées sur les figures 1 à 6, le fluide chaud circulant dans les conduits chauds 1 et le fluide froid circulant dans les conduits froids 2 sont des fluides liquides. Les manchons 3 sont disposés pour être en contact avec les conduits chauds 1 et avec les conduits froids 2. According to the embodiments illustrated in FIGS. 1 to 6, the hot fluid circulating in the hot conduits 1 and the cold fluid circulating in the cold conduits 2 are liquid fluids. The sleeves 3 are arranged to be in contact with the hot conduits 1 and with the cold conduits 2.
Selon la variante illustrée sur la fig. 7, le fluide circulant dans les conduits froids 2 est un fluide gazeux, alors que le fluide circulant dans les conduits chauds I est un fluide liquide. Les manchons 3 sont disposés pour être en contact avec les conduits chauds 1, les conduits froids 2 comportant des échangeurs de chaleur 5. Des moyens mécaniques 6 sont prévus pour maintenir en compression un ensemble de manchons 3 et de thermoéléments 4 disposés en empilement
Selon les modes de réalisation illustrés sur les figures 1 à 6, cet ensemble comporte alternativement des manchons 3 et dés thermo-éléments 4.According to the variant illustrated in FIG. 7, the fluid flowing in the cold conduits 2 is a gaseous fluid, while the fluid flowing in the hot conduits I is a liquid fluid. The sleeves 3 are arranged to be in contact with the hot conduits 1, the cold conduits 2 comprising heat exchangers 5. Mechanical means 6 are provided to maintain in compression a set of sleeves 3 and thermoelements 4 arranged in a stack
According to the embodiments illustrated in FIGS. 1 to 6, this assembly alternately comprises sleeves 3 and thermo-element dice 4.
Selon la variante illustrée sur la fig. 7, cet ensemble comporte la succession formée par les manchons 3, les thermo-éléments 4 et les échangeurs de chaleur 5. According to the variant illustrated in FIG. 7, this assembly comprises the succession formed by the sleeves 3, the thermo-elements 4 and the heat exchangers 5.
Un dispositif électrique 7 assure le passage d'un courant électrique continu dans les thermo-éléments 4, ce dispositif électrique 7 étant soit un générateur de courant continu (installation de climatisation), soit un récepteur de courant continu (installation génératrice de courant électrique). An electrical device 7 ensures the passage of a direct electrical current through the thermo-elements 4, this electrical device 7 being either a direct current generator (air conditioning installation), or a direct current receiver (electrical current generating installation) .
Chaque manchon 3 comporte, - d'une part, une partie centrale 3a coopérant avec les
thermo-éléments 4 et à travers laquelle passent les
efforts de compression engendrés par les moyens
mécaniques 5, - et, d'autre part, une partie latérale 3b entourant
un conduit chaud 1 ou un conduit froid 2.Each sleeve 3 comprises, - on the one hand, a central part 3a cooperating with the
thermo-elements 4 and through which the
compression forces generated by the means
mechanical 5, - and, on the other hand, a lateral part 3b surrounding
a hot pipe 1 or a cold pipe 2.
Selon le mode de réalisation illustré sur les fig. 1 et 2, et sur la variante montrée sur les fig. 3 et 4, chaque manchon 3 est formé par deux demi-manchons, les parties centrales 3a de chaque demi-manchon étant en appui l'une contre l'autre, alors que les parties latérales 3b de chaque demi-manchon sont séparées l'une de l'autre par un espace E-pour permettre un serrage efficace du conduit chaud 1 ou froid 2 qui se trouve comprimé malgré les différences de cotes existant le long de l'empilement de manchons 3 et de thermo-éléments 4. According to the embodiment illustrated in FIGS. 1 and 2, and on the variant shown in FIGS. 3 and 4, each sleeve 3 is formed by two half-sleeves, the central parts 3a of each half-sleeve being in abutment against one another, while the lateral parts 3b of each half-sleeve are separated one from the other by a space E-to allow effective clamping of the hot 1 or cold 2 pipe which is compressed despite the differences in dimensions existing along the stack of sleeves 3 and of thermo-elements 4.
Conformément au mode de réalisation des fig. 1 et 2, chaque manchon 3 coopère avec un seul conduit chaud 1 ou froid 2. According to the embodiment of FIGS. 1 and 2, each sleeve 3 cooperates with a single hot 1 or cold 2 duct.
Conformément à la variante des fig. 3 et 4, chaque manchon 3 coopère avec deux conduits chauds 1 ou deux conduits froids 2. A cet effet, chaque demi-manchon comporte une partie centrale 3a et deux parties latérales 3b disposées symétriquement de part et d'autre de la partie centrale 3a. In accordance with the variant of FIGS. 3 and 4, each sleeve 3 cooperates with two hot conduits 1 or two cold conduits 2. For this purpose, each half-sleeve has a central part 3a and two lateral parts 3b arranged symmetrically on either side of the central part 3a .
Selon une exécution constructive avantageuse, les parties centrales 3a de chaque demi-manchon sont brasées ou soudées l'une à l'autre après le serrage des moyens mécaniques 5
Selon le mode de réalisation illustré sur la fig. 5, chaque manchon 3 est formé par deux demi-manchons, les parties latérales 3b de chaque demi-manchon étant articulées entre elles au niveau de leurs extrémités pour permettre un serrage efficace des conduits chaud 1 ou froid 2, après une mise en compression de l'empilement de manchons 3 et de thermo-éléments 4 qui amène en contact les parties centrales 3a de chaque demi-manchon.According to an advantageous constructive execution, the central parts 3a of each half-sleeve are brazed or welded to one another after the tightening of the mechanical means 5
According to the embodiment illustrated in FIG. 5, each sleeve 3 is formed by two half-sleeves, the lateral parts 3b of each half-sleeve being hinged together at their ends to allow effective clamping of the hot 1 or cold 2 conduits, after compression of the stack of sleeves 3 and of thermo-elements 4 which brings the central parts 3a of each half-sleeve into contact.
Les parties centrales 3a de chaque demi-manchon sont alors avantageusement brasées ou soudées l'une à l'autre après le serrage des moyens mécaniques 5. The central parts 3a of each half-sleeve are then advantageously brazed or welded to one another after the mechanical means 5 have been tightened.
De préférence, les deux demi-manchons sont articulés entre eux par l'intermédiaire d'un repli 3c de l'un entourant au moins partiellement une nervure 3d de l'autre. Preferably, the two half-sleeves are articulated to each other by means of a fold 3c of one, at least partially surrounding a rib 3d of the other.
Selon le mode de réalisation illustré sur les fig. 6 et 7, chaque manchon 3 est monobloc, la partie latérale 3b étant fendue à son extrémité et comportant, à cette extrémité, des moyens de serrage 8 pour permettre un serrage efficace du conduit chaud 1 ou froid 2,. indépendamment de la mise en compression de l'empilement de manchons 3 et de thermo-éléments 4. According to the embodiment illustrated in FIGS. 6 and 7, each sleeve 3 is in one piece, the lateral part 3b being split at its end and comprising, at this end, clamping means 8 to allow effective clamping of the hot 1 or cold 2 duct. independently of the compression of the stack of sleeves 3 and of thermo-elements 4.
Ce mode de réalisation permet, pour des raisons d'encombrement, soit de réaliser une installation dans laquelle les fluides chaud et froid sont liquides (fig. 6), soit de réaliser une installation (air-eau) dans laquelle l'un des deux fluides (froid) est gazeux, l'autre (chaud) étant liquide (fig. 7). This embodiment allows, for reasons of space, either to carry out an installation in which the hot and cold fluids are liquid (fig. 6), or to carry out an installation (air-water) in which one of the two fluids (cold) is gaseous, the other (hot) being liquid (fig. 7).
Sur la fig. 8, on a représenté une forme d'exécution avantageuse de la partie -latérale 3b de chaque demimanchon : cette partie latérale 3b comporte un logement concave destiné à créer une pression suffisante sur le conduit chaud ou froid pour réduire la résistance thermique de contact, ce logement présentant, en section transversale, une allure semi-elliptique formée par deux segments inclinés S convergents et un arc de cercle R excentré, le rayon r de ce cercle, et l'excentrement e de ce cercle étant tels que le développement des deux segments S et de l'arc de cercle R soit égal à la demicirconférence du conduit chaud ou froid. In fig. 8, an advantageous embodiment of the side part 3b of each half-sleeve has been shown: this side part 3b comprises a concave housing intended to create sufficient pressure on the hot or cold duct to reduce the thermal contact resistance, this housing having, in cross section, a semi-elliptical shape formed by two inclined segments S converging and an arc of an eccentric circle R, the radius r of this circle, and the eccentricity e of this circle being such that the development of the two segments S and the arc of a circle R is equal to the half-circumference of the hot or cold duct.
De préférence, chaque segment incliné S présente une inclinaison comprise entre 750 et 850 par rapport au plan de séparation du demi-manchon. Sur la fig. 8, cette inclinaison est de 800. Preferably, each inclined segment S has an inclination between 750 and 850 relative to the plane of separation of the half-sleeve. In fig. 8, this inclination is 800.
En ce qui concerne les moyens mécaniques 6, ils peuvent être constitués par un ou plusieurs tirants 6a traversant les parties centrales 3a des manchons 3 (fig. 1 à 4) ou par un ou plusieurs tirants 6a coopérant avec des étriers 6b si deux empilements de manchons et de thermo-éléments sont disposés de part et d'autre de ce ou ces tirants 6a (fig. 5 à 7). As regards the mechanical means 6, they can be constituted by one or more tie rods 6a passing through the central parts 3a of the sleeves 3 (fig. 1 to 4) or by one or more tie rods 6a cooperating with stirrups 6b if two stacks of sleeves and thermo-elements are arranged on either side of this or these tie rods 6a (fig. 5 to 7).
Un isolant électrique et thermique est interposé entre le ou les tirants 6a et les manchons 3. An electrical and thermal insulator is interposed between the tie rod (s) 6a and the sleeves 3.
Finalement et quel que soit le mode de réalisation adopté, on dispose d'-une installation thermo-électrique qui présente un certain nombre d'avantages dont les principaux peuvent être résumés par les points suivants - les manchons portant les thermo-éléments sont bloqués longitudinalement par les moyens mécaniques qui encaissent les efforts du cisaillement dus aux dilatations des conduits et qui permettent des glissements éventuels entre conduits et manchons ; - l'élasticité et la flexibilité des tubes constituant les conduits chauds et froids permettent de rattraper les différences de cotes de l'empilage des manchons et des thermo-éléments ; - les tubes constituant les conduits chauds et froids peuvent se dilater librement dans les manchons qui sont bloqués axialement par les moyens mécaniques ; ; - le serrage des manchons sur les tubes constituant les conduits chauds et froids assure une bonne transmission de la chaleur. Finally and whatever the embodiment adopted, there is a thermo-electric installation which has a certain number of advantages, the main ones of which can be summarized by the following points - the sleeves carrying the thermo-elements are blocked longitudinally by mechanical means which absorb the shearing forces due to the expansion of the conduits and which allow possible slippage between the conduits and the sleeves; - the elasticity and flexibility of the tubes constituting the hot and cold conduits make it possible to make up for the differences in dimensions of the stacking of the sleeves and of the thermo-elements; - The tubes constituting the hot and cold conduits can expand freely in the sleeves which are blocked axially by mechanical means; ; - the tightening of the sleeves on the tubes constituting the hot and cold conduits ensures good heat transmission.
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| FR8312987A FR2550324B1 (en) | 1983-08-05 | 1983-08-05 | IMPROVEMENTS IN THERMOELECTRICAL INSTALLATIONS WITH THERMOELEMENTS INTERPOSED BETWEEN HOT AND COLD CONDUITS |
Publications (2)
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| FR2550324B1 FR2550324B1 (en) | 1986-02-28 |
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Family Applications (1)
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