Brevet FR2311259A1 — publié le 19761210

La présente invention concerne essentiellement un générateur d'air chaud destiné au chauffage de l'air des locaux industriels et plus particulièrement un tel type de générateur susceptible d'être suspendu au plafond ou dans les charpentes desdits locaux. On connait plusieurs types de générateurs d'air chaud entièrement autonomes, à combustible liquide ou gazeux, destinés à être fixés à une certaine hauteur au-dessus du sol et adaptés pour projeter vers le bas un courant d'air chauffé au contact d'une chambre de combustion et de préférence d'un échangeur de chaleur, situés à l'intérieur dudit générateur. On connait notamrlent un tel générateur comprenant une enveloppe externe, formée par la juxtaposition d'un premier élément de forme tronconique, à sommet dirigé vers le haut et d' un second élément, ou élément de sortie,de forme tronconique à somnet dirigé vers le bas. La partie supérieure duditan i't est surmontée d'un large tronçon cylindrique au centre duquel est monté un ventilateur adapté pour établir une circulation d'air forcée, de haut en bas à l'intérieur de l'enveloppe. Une partie importante du volume interne de cette enveloppe est occupée par un boitier de combustion dont le volume interne constitue la chambre de combustion du générateur.Ce boîtier de combustion est formé par la juxtaposition d'une paroi latérale de forme hexagonale, d'une paroi supérieure de forme pyramidale à sommet dirigé vers le haut et d'une paroi inférieure de forme cônique ou pyramidale à sommet dirigé vers le bas. Le boitier de combustion est disposé coaxialement à l'intérieur de l'enveloppe de sorte qu'un espace annulaire con sidéré par exemple au niveau de la paroi. dudit perlier élément,présente une succession alternée d'espaces relativertent larges et d'espaces relativement plus étroits par lesquels l'air en provenance de l'ouverture supérieure s'écoule et se réchauffe au contact du boitier de cor.bustion. De plus, un échangeur de récupération peut être disposé dans la partie la plus large de l'espace annulaire, reliant la ou les sorties de la chambre de combustion à un conduit d'évacuation formant cheminée. be dispositif qui vient d'être décrit brièvement présente cependant plusieurs défauts au nombre desquels on peut citer une relativement mauvaise répartition du débit de l'air qui est probablement due à la forme des éléments qui le constituent lesq;re7 forment notamment la succession alternée précitée d'espaces relativement larges et d'espaces relativement plus étroits.D'autre part, la forme de l'espace interrnédiaire délimité par la paroi interne de l'enveloppe et la paroi externe du boîtier de combustion ne permet pas de disposer à l'intérieur de celui-ci un échangeur de récupération suffisamment important de sorte que les gaz évacués dans la cheminée sortent à une température relativement élevée, ce qui est la cause d'un rendement médiocre. La présente invention a précisément pour but d'éliminer tous ces inconvénients et de proposer un générateur d'air chaud a' la fois nains coûteux, plus simple, et plus perfor.nant que le dispositif utilisé jusqu'à présent. Dans cet esprit 1 invention concerne essentiellement un générateur d'air chaud du type comprenant une enveloppe externe et un boitier formant chambre de combustion situé coaxialement à l'intérieur de ladite enveloppe, laquelle comporte un orifice d'entrée d'air froid muni d'un ventilateur à sa partie supérieure et un orifice de sortie d'air chaud à sa partie inférieure, caractérisé en ce que la surface externe dudit boîtier et la surface interne de ladite enveloppe sont sensiblement honiothétiques par rapport au centre de ladite ch3ç.;bre de combustion, de façon à délimiter un espace ftfteiédiaire d'écoulement d'air à section de passage sensiblement constante. Ainsi, l'identité de forme entre l'enveloppe externe et le boitier de combustion permet d'éliminer la succession alternée de passages relativement larges et de passages relativement plus étroits qui était l'une des causes de la mauvaise répartition de l'air à la sortie du générateur. D'autre part, la nature de l'espace à l'intérieur duquel l'air s'écoule en se réchauffant permet d'y intégrer au moins un échangeur de récupération tubulaire enroulé en spirale de préférence dames la partit médiane dudit espace intermédiaire annulaire et connecté entre ledit boltier et un conduit d'évacuation formant cheminée débouchant à l'extérieur de ladite enveloppe. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description expgicative qui va suivre, d'un mode de réalisation ,donné uniquement à titre d'exemple, d'un générateur d'air chaud selon l'invention, faite en référence au dessin annexé dans lequel - la figure 1 est une vue en élévation d > un générateur d'air chaud selon la présente invention t et -la figure 2 est une vue de dessus, avec arrachement partiel, de ce même générateur. Iii se référant au dessin m dStingue ungwmateur d'air chaud 11 comprenant une enveloppe externe 12 et un boîtier 13 formant chambre de combustion, en acier inoxydable réfractaire. L'enveloppe externe 12 comprend une jaquette supérieure 14 en alliage d'aluminium, une jaquette inférieure 15 sensiblement identique et fabriquée dans le même matériau et une ceinture 16 en tôle d'acier réunissant les deux jaquettes, la fixation étant réalisée au moyen de vis permettant un montage et un démontage rapides facilitant l'entretien de l'appareil. La jaquette 14 se prolonge à sa partie supérieure par une virole 17 en tôle d'acier munie de deux brides 18 et 19. La bride 19 permet la liaison avec la jaquette 14 tandis que la bride 18 permet de suspendre l'appareil dans les charpentes de l'édifice où il doit être mis en place. D'autre part, un moto-ventilateur 20 essentiellement constitué d'un moteur 21 entraînant un ventilateur 22, est disposé coaxialement à l'intérieur de la virole 17. Le boitier 13 dont l'intérieur constitue la chambre de combustion est suspendu sous la virole 17 par un panier 23 essentiellement constitué de trois fers plats 24 fixés,par exemple par vis, à la bride 19. Selon une caractéristique importante de 1' invention, la surface externe du boîtier 13 et la surface interne de l'en veloppe 12 sont sensiblement homothétiques par rapport au centre O de la chambre de combustion. Bien entendu, il n'est; nullement nécessaire que l'homothétie entre les deux surfaces précitées soit mathématiquement parfaite, le critère essentiel étant que l'espace intermédiaire d'écoulement d'air 25 délimité par les deux surfaces ait une section de passage sensiblement constante entre l'orifice d'entrée 26 de l'enveloppe 12 et son orifice de sortie 27 situé à la partie inférieure de la jaquette 15.Ainsi, le boitier 13 est, d'une manière analogue à l'enveloppe 12, formé de deux parties bombées 28 et 29 identiques, respectivement inférieure et supérieure, disposées en regard l'une de l'autre par leursparties concaves et réunies entre elles par une portion cylindrique 30. Les deux parties bombées 28 et 29 et la portion cylindrique 30 sont en tôle d'acier inoxydable réfractaire et assemblées par soudure. La longueur des soudures est réduite de ce fait au minimum et la forme géométrique du boîtier de combustion 13 permet une utilisation optimale de la flamme du brûleur 31 fixé latéralement et extérieurement à l'enveloppe 12 et communiquant avec la chambre de combustion du boîtier 13 par un conduit radial 32 traversant l'espace intermédiaire 25.En effet, la forme ovoide de la chambre de combustion et des deux parties bombées permet de réduire au minimum les contraintes s'exerçant sur les soudures soumises à des échauffements et refroidissements répétés. L'orifice de sortie 27 est une ouverture circulaire pratiquée sensiblement au centre de la jaquette inférieure 15 et il comporte en outre un système de déflexion de l'air soufflé à travers ladite ouverture constitué de trois portions cylindriques coaxiales 33, 34 et 35, de hauteurs décroîssantes de la périphérie vers le centre, disposées coaxialement au-dessous de l'ouverture circulaire 27. De plus, à l'intérieur de la partie médiane de l'espace 25, sont disposés deux échangeurs de récupération tubulaires 36 et 37, enroulés en spirale en sens inverse autour du boîtier de combustion 13. L'échangeur 36 est connecté entre une sortie 38 de la chambre de combustion et un conduit d'évacuation 39, tandis que l'échangeur 37 est connecté entre une sortie 40 de la même chambre de combustion et un conduit d'évacuation 41. les deux conduits d'évacuation 39 et 41 se réunissent pcur former une cheminée 42. On peut noter en outre que la ceinture 16 est totalement isolée de la chambre de combustion, sauf au niveau du conduit de sortie du brûleur 32, ce qui permet de limiter au maximum les pertes calorifiques entre la chambre de combustion et l'enveloppe extérieure 12. Le fonctionnement de l'appareil qui vient d'être décrit est des plus simples. Le moto-ventilateur 20 établit une circulation d'air forcée à l'intérieur du générateur. L'air traverse l'espace intermédiaire 25 et se réchauffe au contact de la paroi externe du boitier 13 et des échangeurs de récupération 36 et 37. Puis, l'air est projeté à l'extérieur de l'oriffice 27, les trois portIons cylindriques 33, 34 et 35 permettant d'obtenir une répartition régulière de l'air chaud dans tout le volume situé en-dessous du générateur 11, aussi bien à la verticale de l'appareil qu'à un distance considérable de l'axe de celui-ci. Outre le fait mentionné précédemment que la régularité de la distribution de l'air est améliorée par la forme du passage intermédiaire 25, on peut noter également que la forme des échangeurs de récupération, tels que représentés sur le dessin, autorise une exceptionnelle surface d'échanges thermiques.De ce fait, la température des fumées rejetées à l'extérieur par la cheminée 42 est très sensiblement abaissée ce qui permet d'améliorer le rendement jusqu'à 90%. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit lequel n'a été donné qu'à titre d'exemple. Elle comprend tous les équivalents techniques des moyens mis en jeu si ceux-ci le sont dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS l Générateur d'air chaud du type comprenant une enveloppe externe et un boitier formant chambre de combustion situé coaxialement à l'intérieur de ladite enveloppe, laquelle comporte un orifice d'entrée d'air froid muni d'un ventilateur à sa partie supérieure et un orifice de sortie d'air chaud à sa partie inférieure, caractérisé en ce que la surface externe dudit boîtier et la surface interne de ladite enveloppe sont sensiblement homothétiques par rapport au centre de ladite chambre de combustion, de façon à délimiter un espace ltermM9am d'écoulement d'air à section de passage sensiblement constante. 2. Générateur selon la revendication 1, caractérisé en ce quil comporte en outre au moins un échangeur de récupération tubulaire enroulé en spirale dans ledit espace intermédiaire de préférence dans la partie médiane de celui-ci et connecté entre ledit boitier et un conduit d'évacuation prolongé par une cheminée débouchant à l'extérieur de ladite enveloppe. 3. Générateur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit boîtier est formé de deux parties bombées identiques, respectivement inférieure et supérieure, disposées en regard l'une de l'autre par leurs parties concaves et réunies entre elles par une portion sensiblement cylindrique. 4. Générateur selon lune des revendications précédentes, caractérisé par un brûleur latéral externe à ladite enveloppe, communiquant avec ladite chambre de combustion par un conduit radial traversant ledit espace intermédtairet 5. Générateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit orifice de sortie de l'air chaud est matérialisé par une ouverture circulaire pratiquée sensiblement au centre de la partie inférieure de ladite enveloppe et qu'il comporte en outre un système de déflexion de l'air soufflé, permettant une répartition régulière de ce dernier dans tout le volume situé en-dessous dudit générateur. 6. Générateur selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit système de déflexion est constitué de plusieurs portions cylindriques coaxiales, de hauteurs décroissantes de la périphérie vers le centre, disposées coaxialement audessous de ladite ouverture circulaire.