Le Tube refroidisseur Vortex et son fonctionnement - Le Mot de l'expert
Comment cet outil parvient à refroidir l’air comprimé sans pièces mobiles ni échangeur de chaleur ?
Rémi, notre responsable du bureau d’étude chez NOVACOM, vous explique pourquoi cette invention des années 30 est devenue l'appareil de refroidissement privilégié de nombreux industriels.
Avant de commencer, un peu d'histoire
L’origine du Tube Vortex ?
C’est en 1932 que le métallurgiste et physicien français George Joseph Ranque dépose le brevet du “Tube Ranque”, une invention surprenante, découverte par hasard, capable de transformer l’air ambiant en flux d’air froid ou chaud sans aucune pièce en mouvement à l’intérieur. Cet appareil singulier provoque une vague de scepticisme sur l’ensemble du corps scientifique dans la mesure où personne ne comprenait son fonctionnement.
Après la seconde guerre mondiale, Rudolph Hilsch, un physicien Allemand, étudie et adapte le Tube Vortex à un usage professionnel, devenant l’équipement de froid industriel que nous connaissons aujourd’hui.
Passons à la technique
Le Tube Vortex se présente sous la forme d’un appareil en acier inoxydable. Il se compose d’une arrivée d’air latérale, d’une sortie d’air froid, d’un échappement air chaud et d’un générateur à air froid. L'appareil est équipé d’une molette de réglage et d’un silencieux en fonction du model choisi.
Comment fonctionne le tube Vortex ?
La question que tout le monde se pose :
"Comment un tube dépourvu d’alimentation électrique et de pièces mobiles Peut-il générer deux flux de température diamétralement différents ?"
Ce phénomène est dû aux principes de la thermodynamique.
Rapppelons ce qu'est le thermodynamique
"La thermodynamique est la branche de la physique qui se consacre à l’étude des relations entre la chaleur et d’autres formes d’énergie. Elle s’intéresse aux effets des changements de températures, de pression, de densité, de masse et de volume au sein des systèmes au niveau macroscopique." L. Borel, Thermodyn. et énergétique, 1984, p. 1
C’est précisément ce qui nous intéresse dans la compréhension du Tube VORTEX ; le changement de température et de pression au sein d’un même système, dans le cas présent, le tube lui-même.
Concrètement, comment ça se passe ?
À l’intérieur du Tube refroidisseur se trouve un générateur Vortex permettant de réguler la température et le débit d’air comprimé. Chaque générateur est interchangeable et possède des propriétés différentes selon les besoins de l’utilisateur
L’air comprimé injecté dans le tube Vortex va, dans un premier temps, passer à travers les ailettes du générateur à air froid, lui donnant, ce que l’on appelle une translation sinusoïdale. En terme simple, l’air comprimé va circuler le long du tube sous la forme d’un tourbillon (d’où son nom Tube Vortex). En plus de circuler en tourbillon, l’air comprimé va également se plaquer contre les parois du tube, créer un important frottement et se convertir en flux d’air chaud à 90°C environs.
L’air poursuit sa route le long du tube Vortex (flux descendant) jusqu’à la valve d’étranglement située à la base de l’outil. C’est à cet instant que le flux d’air comprimé se sépare en deux flux distincts : Une partie de l’air chaud s’échappe par la valve d’étranglement tandis que l’autre partie remonte le tube Vortex en sens inverse (flux ascendant).
Une collision s’opère entre ces deux flux, générant un choc thermique due à une perte de calorie provoquée par le frottement des sinusoïdes ascendantes et descendante. C’est ce choc thermique qui est à l’origine de l’effet recherché par les industriels : La conversion du flux d’air chaud en flux d’air froid, jusqu’à -20° C, en quelques minutes. Pour finir, l’air froid repasse par le centre du générateur Vortex et est expulsé à grande vitesse à travers la tête du tube.
Schéma du passage de l'air comprimé à l'interieur du tube Vortex
Le Tube Vortex dans le secteur industriel
Aujourd’hui, la technologie Vortex a beaucoup évoluée et est dorénavant parfaitement adaptée à un usage industriel.
Chez NOVACOM, nous fabriquons notre gamme de tube vortex en acier inoxydable, anticorrosion pour lui offrir une durée de vie à toute épreuve. Nous trouvons des déclinaisons du Tube Vortex sous plusieurs types d’applications dans de nombreux secteurs :
Les fabricants industriels anticipent les coupures d’électricité dues aux fortes chaleurs en équipant leurs armoires électriques d’un Kit Climatiseur Vortex.
L’air froid généré par le tube vortex se repend à travers un tuyau percé* et vient climatiser efficacement l’intérieur de l’armoire électrique.
La surpression induite par l’accumulation d’air repousse les résidus polluants pouvant encrasser l’armoire. C’est un usage complémentaire pour une solution de climatisation industrielle performante adaptée à tout secteur d’activité.
*TUYAU LIVRÉ SANS PRÉ-PERÇAGE
Indispensable pour refroidir les pièces chaudes en sortie d’usinage ou refroidir les machines-outils qui atteignent une vitesse d’usinage élevée et par conséquent de hautes températures. Le pistolet à air froid Vortex est muni d’un flexible articulé simple ou double pour mieux cibler les zones à refroidir.
Le Tube Vortex NOVACOM
NOVACOM propose une gamme de tubes VORTEX intégralement conçue et fabriquée par ses techniciens dans son usine des Hauts-De-France. Un produit 100% Français, économique, fiable et parfaitement adapté aux secteurs professionnels pour les applications nécessitant un air froid industriel extrême.
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Depuis 30 ans, NOVACOM, fabricant Français spécialiste du refroidissement par Tubes Vortex, accompagne ses clients dans l'optimisation de leurs applications de manipulation par le vide et d'air comprimé.