Tube de Ranque-Hilsch

Le tube de Ranque-Hilsch est un dispositif thermodynamique sans pièce en mouvement permettant de produire de l'air froid, imaginé par le Français Georges Joseph Ranque  (en) et amélioré par l'Allemand Rudolph Hilsch. Ce dispositif est connu dans le monde industriel sous le nom de tube vortex.

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Fonctionnement pratique

La théorie la plus courante serait que l'air injecté tangentiellement crée par effet vortex un écoulement tourbillonnaire extrêmement rapide (un million de tours par minute) et est freiné par une valve conique. L'échange de chaleur avec l'onde produite en retour refroidit l'air réfléchi.

Il doit être alimenté en air comprimé (5 à 10 bars) très sec et propre (filtration 5 µm). La manipulation de la valve de sortie permet de régler le couple débit/refroidissement de la sortie froide : plus le volume de sortie est grand, moins la chute de température est importante. Fabriqué dans des dimensions de 10 à 40 cm de long et de 1 à 5 cm de diamètre, il peut atteindre une différence de température de 70 °C entre l'air entrant et le côté froid. Dans ces hypothèses, la puissance frigorifique est de l'ordre de 3 kW (puissance qui est fonction du volume d'air traité par le Tube à Vortex).

Il peut fonctionner avec n'importe quel gaz qui ne se condense pas aux températures produites. Le tube à vortex ne peut cependant pas fournir de gaz sous pression et la contrepression admissible en sortie froide est assez faible (0,2 bar maxi)

Il peut être utilisé partout où est nécessaire un refroidissement sans contact (usinage, test de composants électroniques, fabrication du chocolat). Par contre, le système (compresseur+tube) est beaucoup moins efficace en termes d'énergie que les groupes réfrigérants classiques mais son faible coût et sa rapidité d'installation en font un matériel très compétitif.

Malgré son invention par un Français, ce matériel très largement exploité par les américains n'est plus fabriqué que par une seule société en France (Isère).

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