Brevet FR2008578A1 — publié le 19700123

Cette invention a pour objet un procédé et un appareil pour introduire de la vapeur d'eau dans une gaine ou une conduite appartenant à un système de climatisation d'air, c'est-à-dire pour humidifier cet air. 5 Suivant le procédé tel que le prévoit l'invention, de l'eau est fournie à un compartiment générateur de vapeur d'eau comportant un orifice de sortie de vapeur aboutissant à une gaine ou conduite appartenant à un système de climatisation d'air, et il est prévu un dispositif de communication entre le réservoir d'eau et cette conduite ou gaine pour équilibrer la pression régnant dans celle-ci et au-dessus de la nappe d'eau contenue dans le réservoir. L'eau est fournie de préférence au réservoir par une valve commandée par un flotteur afin de maintenir dans ce réservoir un 15 niveau prédéterminé» Il peut être prévu un trop plein associé avec le réservoir d'eau pour permettre à l'eau excédentaire, dans l'hypothèse d'une pression excessive régnant au-dessus du niveau de l'eau, de s'écouler vers l'extérieur en empruntant le trop plein. Celui-ci peut être constitué par un tuyau de trop plein 20 vertical dont l'orifice d'entrée se trouve au-dessous et liorifice de sortie au-dessus du niveau prédéterminé de l'eau. En équilibrant les pressions régnant dans la conduite ou la gaine et au-dessus du niveau de la masse dfeau, l'appareil d'humidification peut fonctionner en sécurité et conformément aux 25 règlements sur une vaste gamme de pressions capables de régner dans la gaine ou la conduite en question. Ceci ne serait pas possible dans l'hypothès® où la vapeur serait simplement injectée dans cette gaine ou conduite appartenant au système de climatisation de l'air. 30 l'irention prévoit également comme indiqué ci-avant, un appareil humidificateur comprenant une chambre de production de vapeur d'eau, un dispositif de chauffage pour chauffer l'eau dans cette chambre afin de produire de la vapeur d'eau, un orifice de sortie de vapeur partant de cette chambre de production de 35 vapeur et communiquant avec une gaine ou conduite d'air appartenant à un système de climatisation de l'air, un réservoir d'eau relié à la chambre de production de vapeur pour lui fournir l'eau, et un organe de commuai cation reliant le réservoir d'eau à la conduite ou la gaine du système de climatisation de l'air, de telle 40 sorte qu'au cours du fonctionnement, les pressions régnant dans 69 15626 2 2008578 cette £aine ou conduite et au-dessus du niveau de la masse d'eau qui se trouve dans le réservoir soient équilibrées# l'organe de communication peut être constitué par un tuyau d'équilibrage débouchant dans le réservoir d'eau au-dessus d'un 5 niveau prédéterminé pour lequel le réservoir est étudié de manière à se trouver rempli grâce à la présence d'une valve commandée par un flotteur et régnant l'arrivée de l'eau dans le réservoir, le dispositif de chauffage comprend de préférence au moins un serpentin chauffant placé dans la chambre de production de vapeur d'eau, jO et le niveau prédéterminé de l'eau est étudié de telle sorte qu'au cours du fonctionnement, l'eau qui se trouve dans la chambre de production de vapeur couvre l'élément ou chaque élément chauffant. Il peut être prévu un trop-plein associé avec le réservoir d'eau pour permettre à l'excès d'eau de s'écouler hors du réservoir X5 dans l'hypothèse où la pression régnant dans celui-ci au-dessus du niveau de la masse d'eau dépasse une valeur prédéterminée. le trop—plein peut être constitué par un. tuyau de trop»* plein vertical placé soit à l'intérieur soit à l'extérieur du réservoir, son extrémité inférieure étant placée au-dessous et son 20 extrémité supérieure au-dessus du hiveau prédéterminé de l'eau comme indiqué ci-avant. Il peut être prévu deux serpentins chauffants disposés côte à côte dans la chambre de production de vapeur, l'un de ces serpentins fonctionnant électriquement, tandis que l'autre est 25 constitué par un tuyau enroulé sur lui-même et parcouru par un fluide chaud. Il est prévu en outre un dispositif de commande associé avec ces serpentins de chauffage pour donner la certitude que le chauffage de l'eau qui se trouve dans le compartiment ne se produit que quand le système de climatisation de l'air auquel 30 l'appareil humidificateur doit être relié est en fonctionnement. Une réalisation possible de l'invention et diverses variantes de celle-ci sont décrites ci-après simplement à titre d'exemples d'ailleurs, en regard des dessins schématiques annexés, dans lesquels :- 35 la fig. 1 est une vue en élévation latérale schématique d'un appareil humidificateur tel que le prévoit l'invention. la fig. 2 est une vue en plan schématique de l'appareil que montre la fig» 1 relié à une gaine ou me conduite d'air d'un système de climatisation de l'air. 40 la fig. 3 est une vue en élévation latérale du réservoir 69 15626 3 2008578 d'eau froide que montre la fig. 1. La fig. 4 est une vue en élévation latérale d'une variante de ce réservoir d'eau froide. La fig. 5 est une vue en élévation avec coupe schématique faite à travers un des compartiments de preduction de vapeur que comporte l'appareil représenté par les fig. 1 et 2 » Les fig. 6 à 9 sont respectivement une vue en perspective de différents conduits d'injection de vapeur dont l'un quelconque s'étend vers la conduite d'air et qui peuvent être prévus dans jO l'appareil que montrent les fig. 1 et 2. Comme représenté dans les fig. 1 à 3, l'appareil humidificateur comprend un réservoir 10 renfermant de l'eau froide et, sur chacun des côtés de celui-ci, un compartiment 12 de production de vapeur d'eau. Ces deux compartiments 12 sont identiques, 15 de sorte que la description d'un seul est donnée ci-après» En fait, l'appareil peut fonctionner avec un seul compartiment 12 eux?en comporter qu'un seul. Les compartiments 12 reçoivent l'eau du réservoir d'eau froide 10 par un tuyau de raccordement 14 partant de la partie inférieure de ce réservoir 10 et relié à 20 1s. partie inférieure de ehaque compartiment 12. Le réservoir d'eau 10 reçoit l'eau froide d'un tuyau adducteur par l'intermédiaire d'une valve commandée par un flotteur, indiquée par 16 ' dans la fig. 1 et qui est semblable dans son principe à une valve domestique ordinaire comme celle prévue dans 25 les réservoirs de chasses d'eau communément en usage, le flotteur et son bras étant désignés par 18. En prévoyant comme il vient d'être dit une valve 16 commandée par un flotteur, on a la certitude que le réservoir 10 ne se remplit que jusqu'à un ni— veau prédéterminé et, conformément aux règlements, cette valve 16 30 est placée au-dessus du niveau prédéterminé pour empêcher tout reflux par siphonnage de l'eau du réservoir dans le tuyau adducteur. Le réservoir 10 n'est pas ouvert en ce sens qu'il est prévu un couvercle supérieur 20 qui obture hermétiquement l'extrémité supérieure du réservoir 10 , de sorte que la pression ré~ 35 gnant dans celui-ci au-dessus du niveau de l'eau peut varier entre certaines limites. Le réservoir 10 est pourvu d'une jauge 22 constituée par tua tube de verre grâce à laquelle le niveau de l'eau qui s'y trouve peut être vérifié visuellement. Ce type de verre 22 est 40 placé à l'extérieur (comme le montre la fig. 2) d'un carter en 69 15626 4 2008578 tôle 24 dans lequel le réservoir 10 st les compartiments 12 sont aménagés. A l'intérieur du réservoir 10 se trouve un trop-plein affectant la forme d'un tuyau 26 s*étendant verticalement depuis 5 le fond du réservoir 10 c'est-à-dire depuis un niveau situé au-dessous du niveau prédéterminé précité jusqu'au-dessus de ce niveau, l'extrémité supérieure du tuyau 26 est placée suffisamment haut au-dessus du niveau prédéterminé pour permettre une variation du niveau de l'eau se trouvant dans le réservoir 10 par suite de 10 faibles fluctuations de pression survenant dans ce réservoir mais tout en permettant à l'eau de s'écouler s'il survient me notable augmentation de la pression ou un défaut quelconque dans le fonctionnement de la valve 16 commandée par un flotteur • la fig. 4 montre une variante de construction du tuyau de trop-plein 26 15 quand il est placé à l'extérieur du réservoir 10 et relié au tuyau 14 mais il doit être entendu que son fonctionnement est exactement le même que celui du tuyau 26 que montre la fig. 3» Au-dessus du niveau prédéterminé de l'eau dans le réservoir 10 se trouve un orifice de sortie 28 qui sert d'organe de eom-20 munication reliant la partie du réservoir 10 située au-dessus du niveau de l'eau avec la gaine ou la conduite principale 29 d'un système de climatisation d'air, de telle sorte quela pression régnant dans la gaine ou la conduite soit équilibrée avec la pression régnant dans le réservoir 10 au-dessus du niveau de 25 lteau. l'air frais circule dans la gaine 29 sous l'action d'un ventilateur 29A, l'écoulement de l'air s*opérant dans la direction indiquée par les flèches 29B. A 1*orifice de sortie 28 est relié, dans des conditions assurant l'étanchéité, un tuyau de com-30 muni cation 30 qui passe à travers un joint é tanche 32 pour pénétrer dans la gaine 29 comme le montre la fig. 2. Chaque chambre 12 de production de vapeur est délimitée par une enveloppe verticale 33 en forme de boîte à l'extrémité supérieure de laquelle se trouve une sortie de Tapeur d'eau 34» 35 Le compartiment 12 est divisé en deux sous-compartiments verticaux 36 par une cloison thermo-isolante verticale 38 (visible sur la fig. 5) qui est incurvée à son extrémité supérieure vers la sortie de vapeur 34. Une plaque déflectrice courbe 35 solidaire de la faee'inférieure du sommet de l'envelèppe 33 présente 4q une certaine courbure vers la sortie 34® 69 15626 5 2008578 Cette disposition donne la certitude que la vapeur d'eau provenant de chacun des sous—compartiment s 36 est bien dirigée vers la sortie 34. A 1*extrémité inférieure de chaque sous-compartiment se trouve un serpentin chauffant amovible 40 qui peut 5 être à fonctionnement électrique ou constitué par un tuy§cu enroulé sur lui-même et parcouru par un fluide chaud notamment par de 1* eau chaude à pressifen élevée, de la vapeur d'eau ou de l'huile. Il est préférable dans cet exemple que pour chaque compartiment 12, l'un des serpentins chauffants 40 soit constitué par un serpentin 3_0 à fonctionnement électrique et que l'autre soit constitué par un tuyau parcouru par de la vapeur, de telle sorte qu'on ait toujours la possibilité de faire fonctionner un seul serpentin chauffant même si par exemple il n'y a pas de vapeur disponible pour le chauffage comme ceci peut être le cas au cours des mois d'été» ^5 En pareilles circonstances, la cloison 38 qui est du type à tôle de cuivre rendue étanche au niveau de ses bords pour former un ensemble creux empêche une perte de chaleur excessive à partir de l'eau chaude qui se trouve dans un sous-compartiment 36 vers l'eau froide qui se trouve dans l'autre sous-compartiment 36; la 20 liaison des serpentins chauffants 40 est indiquée en 42. Chaque compartiment 12 est également muni d'orifices de sortie > et de purge 43 servant à purger le compartiment en vue de l'entretien et du nettoyage» l'ouverture des orifices de purge est commandée par une valve 25 à commande électrique» Comme le montre la fig» 5, le niveau prédéterminé de 1* eau dans le réservoir 10 donne la certitude que les serpentins chauffant» 40 demeurent recouverts dteu pendant le processus de production de vapeur, le niveau étant choisi de telle sorte qu'il y ait 30 un volume m-inimn™ d'eau et une surface de chauffe maximale pour assurer une production efficace de vapeur d'eau. Au-dessus du niveau de l'eau et dans chaque sous-compartiment 36 se trouvent des plaques 44 formant chicanes qui servent à séparer l'eau de la vapeur produite et qui donnent la certitude 35 que de la vapeur seule est envoyée vers l'orifice de sortie 34» Ces plaques formant chicanes 44 servent également à interrompre l'entraînement vers la sortie de toutes les matières solides» l'eit-semble de l'équipement comprenant la cloison 38 et les plaques formant chicanes 44 est dégageable en vue de l'entretien. 40 Chaque compartiment 12 comporte une sonde 46 qui y 69 15626 6 2008578 pénètre et qui sert à détecter la présence de boues et de matières solides* Le rôle de cette sonde est donc d'indiquer la formation de ces boues ou matière solides dans l'eau qui se trouve dans le compartiment en détectant la conductibilité de l'eau. Cette 5 somie 46 peut être reliée aux valves de commande de sortie et de purge qui s'ouvrent alors automatiquement quand la sonde détecte qu'il y a eu une formation prédéterminée de boue, de telle sorte que l'eau présextP^une concentration élevée de matières solides en suspension puisse être évacuée hors du compartiment 12 et remplacée par de l'eau fraîche. A titre de variante, les valves peuvent fonctionner automatiquement à des intervalles de temps prédéterminés suivant les caractéristiques de 1'eay&felimentation, auquel cas la sonde pourrait s'avérer inutile. A titre de variante également, la sonde pourrait fonctionner de façon qu'une indica-15 tion visuelle ou audible soit donnée quand elle détecte un certain état de la boue ou des matières solides qui se trouvent dans le compartiment 12, de telle sorte que la vidange de compartiment puisse être effectuée ou amorcée par ouverture manuelle des vaies de purge. 20 Chaque orifice de sortie 34 présente un échappement vers un conduit d'insertion ou d'entrée 31 qui pénètre tomme représenté dans la conduite d'air 29. Le conduit aval 31 fait saillie à un moindre degré que le conduit amont pour assurer un mélange uniforme de l'air et de la vapeur dans le système de cli— 25 msbisation de l'air afin de maintenir le degré d'humidité requis dans l'air débité par le système0 Des exemples de conduits d'insertion ayant des formes possibles sont représentés par les fig. 6 à 9 . Avec chacun des conduits 31 tels qu'ils sont représen— 30 tés, il est également prévu un orifice de sortie 34, de telle sorte que tout condensât se rassemblant dans le conduit 31 reflue dans le compartiment 12 auquel le conduit 31 est relié. Les enveloppes 33 sont pourvues de préférence d'orifices de nettoyage recouverts par des plaques amovibles. 35 procédé et l'appareil tels que les prévoit l'invention conviennent dans les systèmes de climatisation d'air pour locaux domestiques ou industriels, bâtiments,édifices, compartiments de traitement it autres emplacements, partout où doit exister une atmosphère ayant tin degré d'humidité relatif particulier. Cette 40 atmosphère peut être nécessaire dans les hôpitaux ou les cliniques, 69 15626 7 2008578 les théâtres, les laboratoires» les salles pour machines à calculer â les locaux où ae trouvent des aliments, du tabao, du bois d'oeuvrej des matières textiles, des matières d'impression ou des matières pour la photographie, ainsi que des équipements de stockage et 5 de traitement ou bien dans les locaux pour les bains russes, turcs et les bains du type Sauna. Si l'humidité relative doit demeurer sensiblement constante, il peut être prévu un dispositif de commande tel qu'un humidistat relié de façon articulée aux serpentins chauffants 40 de façon que la vitesse de production de 10 vapeur soit automatiquement augmentée ou diminuée suivant l'hu-midlté relative de l'atmosphère existant dans la zone ou le local où l'humidité doit demeurer constante. En outre, comme assure de sécurité, des serpentins chauffants 40 peuvent être reliés au système de climatisation de 15 l'air de telle sorte que, si ee système ne fonctionne pas, il ne soit pas possible que les serpentins chauffants ' 40 fournissent de la chaleur à l'eau environnante. Ge résultat peut être obtenu par exemple dans le cas de serpentins chauffants à fonctionnement électrique en couplant des serpentins au ventilateur 20 principal du système de climatisation de l'air. A titre d'autres mesures de sécurité, si des serpentins chauffants à commande électrique sont utilisés, il peut être prévu un thermostat associé à chaque compartiment 12 pour interrompre l'alimentation en énergie électrique du serpentin quand 25 la température régnant dans le compartiment dépasse une certaine valeur qui peut se produire si le compartiment est vide d'eau<> Suivant une variante possible, le réservoir 10 est pourvu d'une cloison qui y délimite une petite chambre dans laquelle peuvent être placés des produits chimiques destinés au traitement 30 de l'eau. l'appareil est construit de préférence et dans toute la mesure du possible à l'aide de métaux ou al. liage s non ferreux et toutes les surfaces internes venant en contact avec l'eau sont de préférence galvanisées pour des raisons d'hygiène ou bien à 35 titre de variante constituées par de l'acier inoxydable. Le carter 24 est de préférence thermo—isolé pour améliorer l'efficacité de l'appareil et empêcher la condensation de la vapeur fraîchement produite© Au cours de l'emploi de cet appareil huaiidifieateur, la 40 pression régnant dans la conduite où la vapeur produit© s'échappe 69 15626 8 2008578 est également présente dans l'espace du réservoir 12 situé au-dessus du niveau de l'eau. Geci donne 1* avantage que les niveaux de l'eau existant dans le compartiment ou les compartiments 12 et le réservoir 10 sont maintenus sensiblement égaux malgré de 5 grandes variations survenant dans la pression régnant dans la gaine ou conduite • C'est là une particularité très importante de l'invention. En effet, la tendance à l'heure actuelle est d'établir les gaines ou conduite des systèmes de conditionnement de l'air aussi réduits ou étroits que possible afin d'assurer des vitesses d'écou-10 lement plus élevées et, par voie de conséquence, des variations de servoir. - Diverses variantes sont concevables àans s'écarter de l'in~ 15 vention. G*est ainsi par- exemple que les formes et les emplacements des divers compartiments, chicanes, réservoirs et tuyaux peuvent être différents de ce qui est représenté, ces diverses variantes étant englobées dans la portée de.l'invention. répercutent pas dans ïèsTUveanrs- élevées qui, grâce à l'invention, ne se 69 15626 9 2008578 REVENDICATIONS l»— Procédé pour envoyer de la vapeur dans une gaine ou conduite appartenant à un système de climatisation d'air consistant à titre caractéristique à envoyer de l'eau dans un comparti— 5 ment de production de vapeur pourvu d'une sortie de vapeur aboutissant à la conduite oulà gaine de ce système de climatisation de l'air et à prévoir une communication entre le réservoir d'eau et cette gaine ou conduite pour équilibrer les pressions régnant dans celle-ci et au-dessus du niveau de l'eau dans le réservoir Iq d'eau* f — -— -■ I "I ■ — - I w ««v MWUV VM V W V* W W W >^4.' pentin chauffant parcouru par un fluide chaud* ce que l'eau est maintenue à un niveau prédéterminé par une valve commandé# par un flotteur placé dans le réservoir d'eau, le niveau prédéterminé étant tel que l'eau recouvre le serpentin chauffant et que la valve commandée par le flotteur se trouve au-dessus de 20 «e niveau. 4.«» Appareil humidificateur, caractérisé en ce qu'il comprend une chambre de production de vapeur d'eau, un système de chauffage de l*eau dans cette chambre de production de vapeur, ou tin orifice de sortie pour la vapeur provenant de cette chambre 25 communiquant arec une gaine ou conduite d'air appartenant à un système do climatisation d'air, un réservoir d'eau relié à la chambre de production de vapeur pour lui fournir de l'eau, et un dispositif de communication reliant le réservoir d'eau à la conduite ou la gaine dé ce système de telle sorte qu'au cours du fono-30 tionnement les pressions régnant dans cette conduite ou gaine et au-dessus du niveau de l'eau présente dans le réservoir soient équilibrées. 5.— Appareil suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif de communication comprend un tuyau d'équili— 35 brage débouchant dans le réservoir d'eau au-dessus du niveau de l'eau qui s'y trouve. 6.— Appareil suivant la revendication 5, caractérisé par une valve commandée par un flotteur placé dans le réservoir d'eau pour maintenir le niveau de l'eau dans ce réservoir ainsi que dans 40 le compartiment à une valeur prédéterminé, cette valve étant pkeée ce 15 3.-» Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en 69 15626 2008578 au—dessus de ce niveau prédéterminé pour s,opposer à un reflux par aspiration de l'eau passant dans le réservoir par la valve» 7»— Appareil suivant la revendication 6, caractérisé par un tuyau de trop-plein s*étendant de bas en haut d'au-dessous 5 du niveau prédéterminé jusqu'au dessus de ce niveau» 8.- Appareil suivant la revendication 7, caractérisé en ce que ce tuyau de trop-plein est monté dans le réservoir d'eau. 9Appareil- SUiTsrxt les revendications 7 ou 8, carao-10 térisé en ce que le dispositif chauffant comprend au moins un serpentin chauffant placé dans la chambre de production de vapeur, le niveau d'eau prédéterminé étant étudié de façon qu'au cours du fonctionnement, l'eau qui se trouve dans la chambre de production de vapeur recouvre l'élément chauffant ou chaque élément 15 chauffant. 10.-Appareil suivant la revendication 9, caractérisé en ce que le dispositif chauffant comprend un serpentin à fonctionnement électrique et un serpentin parcouru par un fluide chaud* 11.—Appareil suivant la revendication 10, caractérisé 20 en ce queÎLes deux serpentins chauffants à fonctionnement différents sont placés de part et d'autre d'une oloisan ihermo^isolante qui divise le compartiment en sous—compartimentso 12 .-Appareil suivant les revendications 10 ou 11, caractérisé en ce qu'il comprend un thermostat de coupure relié fono- 25 tionnellement au serpentin chauffant à fonctionnement électrique afin d'interrompre l'alimentation en énergie électrique de ce serpentin dans l'hypothèse où la température régnant dans le compartiment dépasse une valeur prédéterminée. 13 .««Appareil suivant l'une quelconque des revendications 30 4 à 12, caractérisé par une valve de purge desservant le compartiment et pouvant s'ouvrir pour permettre à l'eau de s'écouler hors de celui-ci- 14.-Appareil suivant la revendication 13, caractérisé en ce que cette valve de purge est commandée électriquement. 35 15.- Appareil suivant la revendication 14, caractérisé en ce que la valve de purge est couplée à un détecteur qui détermine la conductibilité de l'eau se trouvant dans le compartiment et par conséquent la quantité de matières solides en suspension, de telle sorte que la valve de purge s'ouvre quand une conducti-40 bilité prédéterminée est détectée. 69 15626 2008578 16. 17 Appareil suivant la revendication 14, caractérisé en ce que la valve de purge est couplée à une minuterie qui détermine l'ouverture de la valve à des intervalles de temps prédéterminés. 18.- Appareil suivant l'une quelconque des revendications 4 à 17, caractérisé par la présence de chicanes dans le compar- 19•*» Appareil/suivant l'une quelconque des revendications 4 à 18, caractérisé en ce qu'il est prévadeux.gompartimentB identiques de production de vapeur qui sont alimentés en eau- à partir du réservoir# 20.•• Système de conditionnement ou de climatisation de l'air comprenant un appareil humidificateur suivant l'une quelconque des revendications 4 à 19,. la «ortie ou les sorties de vapeur étant reliées à une conduite ou gaine appartenant à ce système, le réservoir d'eau étant également relié à cette conduite ou gaine par une communication établie de telle sorte que les pressions régnant dans la conduite ou gaine et ai>*dessus du niveau de l'eau trouvant dans le réservoir soient éqàlibrées. le passage d'humidité et de manières solides vers la sortie de vapeur.