Brevet FR2027191A1 — publié le 19700925

L'invention se rapporte à un fourneau récupérateur de chaleur comprenant une gaine d'air chaud qui traverse un noyau réchauffé électriquement et conduit à une sortie d'air et un canal d'arrivée d'air frais conduisant directement à la sortie d'air ainsi qnun dispositif de commande qui règle la part d'air de chauffage introduit par une soufflerie dans chacun des deux canaux. Des fourneaux récupérateurs de chaleur de ce type sont connus. Dans ces formes de construction, on veut atteindre par la disposition du dispositif de commande que la température de l'air de chauffage à la sortie d'air, surtout -au moment de la mise en marché du récupérateur de chaleur au noyau pleinement chargé, ne dépasse pas une valeur déterminée en additionnant d'air frais froid l'air chaud introduit par la gaine d'air chaud et réchauffé très fortement à l'intérieur du noyau récupérateur à 6000C environ. Dans un mode de réalisation connu, le dispositif de distribution est représenté par un clapet disposé dans le branchement de la gaine d'air chaud et du canal d'arrivée d'air frais, le partage de l'air introduit par la soufferie est effectué par le réglage de ce clapet. Un clapet d'une telle construction offre pourtant des désavantages. D'un côté, des bruits désagréablement forts sont causés par des conditions de circulation défavorables, tandis que de l'autre côté, il n'est pas possible de faire une distribution parfaite et précise de l'air introduit à cause des mouvements tourbillonnaires.En outre, suivant sa disposition le clapet est sujet à des forces différentes de sorte qu'il n'est pas simple de régler un tel clapet au moyen d'un membre de réglage dépendant de la température et disposé dans la zbne de la sortie d'air comme c'est le cas dans d'autres formes de construction. On a constaté surtout que les fourneaux récupérateurs de chaleur munis de ces clapets connus ont une température de sortie d'air de 15O0C environ quand leur noyau est pleinement chargé, et que cette température est élevée pour la satisfaction des besoins en chaleur normale. La conséquence en est une consommation de chaleur trop élevée qui peut conduire à une chute de la température du fourneau récupérateur de chaleur avant le temps normal. L'invention a pour objet essentiel d'éviter ces désavantages et de réaliser un fourneau récupérateur de chaleur du type cité au commencement qui permet une distribution exacte de l'air chaud et de l'air froid de sorte qu'un réglage bon et parfait puisse être éxécuté et dans lequel une température moins élevée de l'air chaud, après la mise en marche, quand le noyau est pleinement chargé, peut être atteinte. Dans la-présente invention, le dispositif de distribution est représenté par un registre d'arrêt ou un mécanisme similaire, disposé dans la gaine d'air chaud qui est relié à un dispositif d'étranglement monté dans le canal d'arrivée d'air frais, de telle façon que ltétranglement du courant d'air froid s'accroit au fur et à mesure que la section d'ouverture de la gaine d'air chaud s'agrandit.Par cette disposition, il sera possible, par exemple de fermer à peu près complètement la gaine d'air chaud dès la mise en marche du poule alors que son noyau accumulateur est pleinement chargé, de -sorte que seulement une très petite quantité d'air de chauffage est introduite et qu'il est possible de faire.baisser la température à la sortie d'air à- 1200C et même au-dessous sans augmentation de la quantité totale d'air frais, c' est-à-dire sans augmentation du rendement de la soufflerie. De même, la vitesse de sortie de l'air de chauffage à la sortie d'air peut être tenue de cette façon dans le cadre des precriptions de sûreté. L'avantage essentiel de cette forme de construction réside dans le fait que la- quantité de chaleur débitée immédiatement après la mise en marche, quand le noyau est pleinement chargé, peut être ramenée à une valeur qui répond aux besoins des consommateurs et que la quantité de chaleur non débitée tout d'abord est encore disponible tandis qu'en utilisant la manière conven tiqnnelle d'opérer, la température du noyau accumulateur est descendue déjà si bas qu'une température de-12O0C par exemple à la sortie d'air ne peut plus être atteinte. Par cette invention, il est donc possible de maintenir le débit de chaleur à un même niveau pendant un espace de temps plus au moins long, puisque la quantité d'énergie calorifique inutile tout d'abord peut être renvoyée à une époque d'émission ultérieure. L'invention permet dans une large mesure d'éviter la formation de bruits, -tandis que d'autre part, les forces qui agissent sur le registre d'arrêt sont à peu près indépendantes de sa position, de sorte qu'un membre réglable éventuellement prévu est lui aussi presque toujours soumis à la même charge. En outre, un dosage exact des parts d'air peut être effectué. Quand le registre d'arrêt est formé en arc de cercle et monté à l'extrémité d'un clapet pivotant disposé dans le canal d'arrivée d'air frais, on obtient une forme de construction très avantageuse du point de vue de la disposition, pourvu qu'alors la dépendance de l'étranglement du courant d'air froid par rapport au courant d'air chaud est réalisée de façon tout à- fait simple. Dans cette forme de conttruction, le registre d'arrêt peut être pourvu d'une ou de plusieurs ouvertures de sortie d'air. Afin de pouvoir adapter encore mieux la distribution aux conditions existantes, l'ouverture ou les ouvertures de sortie d'air peuvent é- tre formées de façon dissymétrique. Par là il devient possible d'effectuer, au moyen d'une petite voie d'ajustement, un plus grand changement dans la distribution de l'air dans certaines zones de températures que dans d'autres zones de température aux voies d'ajustement uniformes.En vue de diminuer encore davantage la formation de bruits, l'ouverture ou les ouvertures de sorties d'air du registre d'arrêt peuvent être limitées de conduites d'air, ce qui permet de réaliser une forme de registre d'arrêt particulièrement avantageuse en ce qui concerne la technique de circulation. I1 est extrêmement avantageux de disposer le clapet pivotant de telle façon à la sortie de la soufflerie-arran- gée de manière conventionnelle au-dessous du noyau, que le registre d'arrêt en arc de cercle est adjacent à l'embranchement de la gaine d'air chaud et du canal d'arrivée d'air frais. De cette manière, la quantité d'air passant par la gaine d'air chaud peut être réglée très précisément et presque reduite à zéro. D'autres avantages et objets de l'invention apparaîtront de la description détaillée et des dessins annéxés dans lesquels: La Figure 1, montre une section partielle de la zbne inférieure d'un accumulateur de chaleur, -construit suivant les principes de l'invention et représenté de façon schématique. La Figure 2, montre, à titre de détail de la Figure 1, un registre d'arrêt disposé suivant les principes de l'invention. La Figure 3, montre un mode de réalisation analogue à celui de la Figure 2, La Figure 4, montre- un autre mode de réalisation analogue à celui de la Figure 3. Le fourneau récupérateur de chaleur représenté dans le dessin comprend essentiellement un noyau 1 en un matériau ayant de bonnes capacités de récupération ou d'accumulation de chaleur, par exemple en céramique, pouvant être réchauffée à l'électricité au moyen de tiges ou de cartouches chauffantes (non représentées) Le noyau 1 est revêtu à sa face extérieure d'un manteau de tole 2; une gaine isolante peut de préférence servir de couche intermédiaire entre le noyau et le manteau. Une soufflerie 3, est disposée à l'intérieur du manteau 2 au-dessous du noyau 1. L'air aspiré au-dessus du sol par la soufflerie 3 peut être dirigé par la soufflerie 3, vers la sortie d'air 6, de l'accumulateur de chaleur par la gaine d'air chaud 4 dans le noyau 1 ou directement par le canal d'arrivée d'air frais 6.La gaine d'air chaud 4, débouche dans le canal d'arrive d'air frais 5 au-devant de la sortie d'air 6, de sorte que l'air soufflé de la sortie d'air peut être maintenu à la température déterminée par le mélange de l'air chaud avec dé l'air -froid. Pour ne pas laisser monter la température de l'air soufflé de la sortie d'air 6, au-dessus d'une valeur déterminée, l'air soufflé à courant constant par la soufflerie 3, doit être amené toujours dans une proportion déterminée àla gaine d'air chaud 4 et au canal d'air frais 5. Ceci est réalisé au moyen d'un dispositif de distribution et représenté par un registre d'arrêt 8, pourvu d'une ou de plusieurs ouvertures de sortie d'air 7, dont l'ouverture de sortie 7, dégage la gaine d'air chaud 4, ou le canal d'arrivée d'air frais 5, chaque fois suivant les parts d'air chaud ou d'air frais nécessaires.Le registre d'arrêt 8 est formé en arc de cercle et fixé à l'extrémité d'un clapet pivotant -10 disposé à la sortie d'air 9.Le réglage du registre d'arrêt 8 est effectué au moyen d'un nombre de réglages dépendant de la température, lequel est représenté dans l'exemple d'exécution par une spirale bimétallique 11 disposée dans la zone de sortie d'air 6 de l'accumulateur de chaleur. L'emploi d'un registre d'arrêt 8, offre plusieurs avantages. Comme le partage de l'air entre la gaine d'air chaud 4, et le canal d'arrivée d'air frais 5, ne dépend que de la configuration des ouvertures de sortie 7, du registre d'arrêt 8, chaque position du registre d'arrêt 8, correspond à une proportion de partage précise, sans que la distribution soit influencée par des conditions relevant de la technique de la circulation, comme par exemple des mouvements tourbillonnaires etc. De plus la charge du registre d'arrêt 8, en fonction de sa position change peu ou point du tout par rapport au membre de réglage 11, de sorte qu'à peu près les mêmes forces agissent dans chaque position sur le membre de réglage 11.En outre, la formation de bruits est évitée dans une large mesure par un registre d'arrêt 8, de cette construction; cet effet peut être accru, si les ouvertures de sortie d'air 7, respectivement les ouvertures de sortie d'air du registre d'arrêt 8, sont limitées de conduites d'air (non représentées) de sorte que la configuration du registre d'arrêt 8, ainsi réalisée est avantageuse du point de vue de la thermique de ciculation. Ce qui importe avant tout, c'est qu'au moment de la mise en marche de l'accumulateur, alors que le noyau est pleinement chargé, le débit de chaleur peut être tenu à un niveau moins élevé que dans les acdumulateurs de chaleur connus jusqu'ici ce qui procure les avantages susmentionnés. Le réglage nécessité par le contrôle de la température à la sortie d'air 6 de l'accumulateur de chaleur peut être influencé en outre, par la formation particulière de l'ouverture de sortie d'air 7 respectivement, des ouvertures de sortie d'air du registre d'arrêt 8, comme cela est représenté dans les Figures 2 à 4. On peut utiliser par exemple la forme d'exécution de la Figure 2, qui permet par la configuration des ouvertures de sortie d'air que malgré, la disposition de la soufflerie 3, au milieu de la section de passage 9, un courant d'air uniformément réparti sur toute la largeur de la gaine d'air chaud 4, et du canal d'arrivée d'air frais 5 est maintenu. A cet effet, plusieurs ouvertures de sortie 12 et 13 sont aménagées dans le registre d'arrêt 8, dont celle du milieu 12 est plus petite que les deux ouvertures extérieures 13. Sur la Figure 3, un registre d'arrêt 8, est représenté schématiquement; il possède une ouverture de sortie 14, formée de façon dissymétrique, laquelle en partant de la position extrême tracée en tirets dans la Figure 1, pourvoit à ce qu'une plus grande part d'air frais est amenée tout d'abord à la sortie d'air 6, de l'accumulateur de chaleur. On peut obtenir une construction inverse par la formation du registre d'arrêt 8, suivant la Figure 4, dans laquelle trois ouvertures 15, 16 et 17 de grandeur différente sont prévues. L'ouverture 17, comme le montre le dessin, ayant la plus grande section, une grande part de l'air soufflé 3 est conduite dès le commencement du réglage à la gaine d'air chaud 4 et au noyau 1 de l'accumulateur de chaleur. Au début de la prise de chaleur de l'accumulateur de chaleur, représenté dans la Figure 1, le clapet 10 avec le registre d'arrêt 8, se trouvent dans la position indiquée par des tirets dans laquelle la gaine d'air chaud 4, est fermée ou presque fermée et le canal d'arrivée d'air frais 5, tout à fait fermé quand la forme de construction du registre est celle de la Figure 3. Par l'emploi du clapet 10, l'air soufflé par la soufflerie 3, passe de façon avantageuse devant la base du noyau 1, de sorte que malgré la fermeture de la gaine d'air chaud 4, un certain réchauffement a lieu. Le réchauffement est encore accru par un certain effet d'injection à la sortie de la gaine d'air chaud 4. Quand le noyau est pleinement chargé, ce réchauffement suffit à obtenir la température désirée d'environ 1200C à la sortie d'air 6. Quand la température dans la sorte d'air 6, descend au-dessous d'une température déterminée choisie, la spirale biméttalique 11 déplace le registre d'arrêt 8, qui dégage la gaine d'air chaud 4 par ses ouvertures de sortie d'air 7. Comme les conditions d'écoulement et les effets d'étranglement ne jouent qu'un rôle secondaire quand ie partage de l'air est effectué*-de cette manière et que ce n'est que l'étendue ou bien la forme des ouvértures de sortie d'air 7, 12, 13, 14, 15, -16 et 17 qui déterminent le passage de l'air soufflé pour la soufflerie 3, il est possible d'exécuter un dosage très exact. IvENDICATIONS 1. Un fourneau accumulateur de chaleur comprenant une gaine d'air chaud qui traverse le noyau réchauffé à l'électricité pour conduire à une sortie d'air; un canal d'arrivée d'air frais conduisant directement à la sortie d'air ainsi qu'un dispositif de distribution réglant la part d'air de chauffage introduit dans chacun des deux canaux par une soufflerie, caractérisé en ce que le dispositif de distribution est représenté par un registre d'arrêt 8, ou un mécanisme analogue disposé dans la gaine d'air chaud. 2. Un accumulateur de chaleur suivant la revendication 1, ca caractérisé par le fait que le registre d'arrêt 8, est relié de telle façon à un dispositif d'étranglement fixé dans le canal d'arrivée d'air frais, que l'étranglement du canal d'arrivée d'air frais s'accroit au fur et à mesure que la section d'ouverture de la gaine d'air chaud s'agrandit. 3. Un accumulateur de chaleur suivant les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le registre d'arrêt 8 est formé en arc de cercle et fixé à un clapet pivotant 10 disposé dans le canal d'arrivée d'air frais. 4. Un accumulateur de chaleur suivant les revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le registre d'arrêt 8 est pourvu d'une ou de plusieurs ouvertures de sortie d'air 7, -et qu'il est réglable en fonction de la tempétature. 5. Un accumulateur de chaleur suivant les revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que l'ouverture de sortie d'air 14 ou bien les ouvertures de sortie d'air 12, 13, 15, 16, 17 du registre d'arrêt 8 sont formées de façon dissymétrique. 6. Un accumulateur de chaleur suivant les revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que l'ouverture de sortie d'air respectivement les ouvertures de sortie du registre d'arrêt 8, sont bornées de conduites d'air construites suivant les principes de la technique de circulation. 7. Un accumulateur de chaleur suivant la revendication 3, caractérisé par le fait que une spirale bimétallique 11 disposée de manière conventionnelle dans la sortie d'air 6 est articulée au clapet pivotant 10. 8. Un accumulateur de chaleur suivant les revendications 3 ou 7, caractérisé par le fait que le clapet pivotant 10 est disposé de telle façon à la sortie 9 de la soufflerie 3 montée de manière conventionnelle au-dessous du noyau 1, que le registre d'arrêt 8, en arc de cercle est adjacent à l'embranchement de la gaine d'air chaud 4.