Brevet FR2400675A1 — publié le 19790316

échangeur La presente invention concerne un apparellXde chaleur dans lequel ltéchange de chaleur provient d'un contact direct en vue de l'obtention d'air chaud pulsé pour le chauffage rapide et intermittent de locaux. Dans les dispositifs connus de ce genre, l'échange de chaleur autorisant la formation d'air chaud, s'effectue d'une manière générale, par l'intermédiaire d'un foyer où s'accomplit la combustion, et d'un échangeur où s'opère la transmission de la chaleur de combustion au fluide chauffant tel que de l'air mis en circulation au moyen d'un ventilateur. Ces dispositifs connus, sont d'une construction compliquée et ne permettent pas, par suite du faible rendement de l'échangeur d'obtenir un rendement maximum et une consommation réduite de combustible demandés pour les locaux chauffés, de manière intermittente, notamment les églises, les salles de réunion ou de spectacles, nécessitant un chauffage rapide et surpuissant de la température de l'air. l'appareil générateur d'air chaud pulsé, selon l'invention, permet d'éviter ces inconvénients. Dans eelui-ci, en effet, un caisson extérieur étanche en matière isolante et incombustible autorise extérieurement à sa base la fixation d'un brûleur qui projette directement les gaz incandescents au-travers d'ua échangeur constitué par un caisson intérieur étanche disposé axialement avec un espacement périphérique ; ledit caisson étant muni longitudinalement d'une pluralité de rangées de tubes ouverts, judicieusement disposés pour autoriser d'une part de par leur surface périphérique extérieure leur chauffe par les gaz incandescents, et d'autre part intérieurement, le cyclage à contre-courant de l'air pulsé, en vue de son chauffage par contact, et de son évacuation dans le local à chauffer par l'intermédiaire d'un conduit avec grille dlévacua- tion. Suivant une autre caractéristique, un ventilateur disposé sur le caisson extérieur à l'opposé du brûleur, autorise l'aspina- tion et le refoulement de l'air du local à chauffer, en vue de son acheminement dans l'échangeur de chaleur Suivant une autre caractéristiaue, une plaque-déflecteur étanche logee lnterleurement a la partie superleure ae l eenangeur; permes la répartition et la convergence des gaz incandescents sur llen- semble des tubes. Suivant une autre caractéristique, les tubes longitudinaux logés dans le caisson intérieur sont disposés transversalement en quadrillage, en occupant ainsi l'espace volumétrique intérieur, tout en ménageant à la base un libre espace axial surélevé, destiné à recevoir les gaz ineandeseents du brûleur destinés au chauffage desdits tubes. Suivant une autre caractéristique, l'une des cloisons transversales du caisson intérieur constituant l'échangeur est ouverte au droit du libre espace axial pour se raccorder à un manchon prolongateur aboutissant à la cloison transversale du caisson extérieur sur laquelle est fixé le brûleur ; ledit manchon autorisant le passage et l'acheminement des gaz incandescents dans le caisson intérieur constituant l'échangeur. Suivant une autre caractéristique, la cloison transversale du caisson intérieur opposée au brûleur, est établie avec une ouverture obturée par une porte amovible, destinée a' permettre 1' opération de ramonage. Suivant une autre caractéristique, la paroi supérieure du caisson intérieur est ouverte pour autoriser l'évacuation des gaz brulés du brûleur, et leur acheminement vers l'extérieur, au-travers d'un conduit travérsant également la paroi du caisson exte- rieur. Suivant une autre caractéristique, la paroi coté brûleur du caisson extérieur permet le montage de hublots destinés à con trier visuellement, d'une part l'intensité de la flamme et d'autre part, le degré de température des tubes. Ces caractéristiques et d'autres encore ressortiront bien de la suite de la description. Pour fixer l'objet de l'invention sans toutefois le limite dans le dessin annexé : La figure 1 est à petite échelle une vue de face, en coupe longitudinale d'un appareil générateur d'air chaud réalisé selon l'invention. La figure 2 est une vue de profil en coupe transversale suivant l'axe A-A de la figure 1. a figure 3 est une vue schématique d'ensemble illustrant l'installation de l'appareil générateur réalisé selon l'invention. Cet appareil générateur d'air chaud pulsé pour le chauffage rapide et intermittent de locaux, est établi essentiellement avec un caisson extérieur 1 de forme parallélépipèdique, constitué suivant ses arêtes, d'une ossature métallique 2 en fer profilé tel que cornières. Cette ossature 2 autorise extérieurement sur toutes les faces, la fixation de plaques 2, en matière isolante, incombustibles et insonorfses , telles les plaques connues dans le commerce sous la dénomination "'Eternit-Pieal". Ces plaques 3 sont judi- cieusement jointes sur l'ossature 2, de manière à constituer un caisson parfaitement étanche évitant toute fuite d'air pulse. Il faut considérer toutefois, que l'un ou les côtés transversaux sont prévus démontables ou ouvrant par boulons ou charnières pour autoriser la visite de sa partie interne et de l'échangeur. Un caisson interieur 4 étanche, également de forme parallé- lépipèdique, est logé et fixé à l'intérieur du caisson 1, pour constituer l'échangeur de chaleur. A cet effet, ce caisson 4, réalisé de préférence en tAcle d' acier soudé permettant une bonne conductibilité, est établi avec une longueur 1 ménageant des espaces E et E1 par rapport à la longueur interne du caisson 1, et aveo une hauteur et largeur détermi- nées autorisant également des espacements E2 - E3 - E4 par rapport à la section transversale intérieure dudit caisson 1. Ce caisson 4 est judicieusement positionné et fixé sur des fers profiles 5 reposant sur le fond du caisson extérieur 1 ou encore par tout autre moyen. Les côtés transversaux 41 du caisson 4 sont percés pour autoriser l'engagement et la fixation extérieure par soudure, d'une pluralité de tubes métalliques 6, de bonne conductibilité, disposés parallèlement et longitudinalement, et suivant une section transversale constituant de préférence un quadrillage régulier avec un espacement F très réduit, de manière à obtenir une densité maximum de tubes dans l'intérieur dudit caisson 4. Il faut toutefois considérer que la partie inférieure du caisson 4 réserve longitudinalement et axialement, une ouverture o de section carrée, laissant toutefois subsister au moins une rangée inférieure R de tubes, et une rangée verticale R1 de tubes disposée transversalement de chaque clôt8. Cette ouverture O autorisant le passage et l'étalement des gaz incandescents du brûleur dans ledit caisson 4, comme indiqué ei-après. Une plaque déflecteur 7 logée dans le caisson 4 et suppor- tée transversalement par des fers profilés 8, est disposée légèrement au-dessus de la rangée horizontale et supérieure des tubes 6, de manière à autoriser le rabattement vers le bas et la convergence des gaz incandescents à l'intérieur du caisson pour le chauffage de l'ensemble des tubes 6. On note également qu'au droit de ltouverture o, les parois transversales du caisson 4 sont établies avec des passages axiaux destinés d'une part à autoriser le montage d'usa manchon 9, et d' autre part du côté oppose, la fixation amovible d'une plaque 10 dite de ramonage. a paroi transversale du caisson extérieur 1, opposée au manchon 9 autorise extérieurement la fixation d'une ossature 11 pour supporter à sa base un bloc ventilateur 12 réalisé à la façon connue et entrainé en rotation par un moteur électrique 13. Te bloc ventilateur avec prise d'air P disposé à l'intérieur ou en dehors du local à chauffer, achemine, par l'intermédiaire d'un conduit inférieur débouchant à l'intérieur du caisson 1, l'air pulsé qui circule d'une part dans l'intervalleentre les caissons 1 et 4, et d'autre part dans l'intérieur des tubes 6 pour etre ensuite collecté et acheminé du côté opposé, par une buse d'évacuation t4 aboutissant à une ou des bouches li disposées dans le local à chauffer. Le manchon 9 de section carrée ou autre, disposé dans l'axe de l'ouverture 0, est accouplé par ses deux extrémités aux parois transversales correspondantes des caissons 1 et 4, de manière à former un couloir pour la projection directe des gaz incandescents à l'intérieur du caisson 4, tout en évitant la projection des flammes en dehors dudit caisson. Te brûleur 16 réalisé à la façon oonnue, est directement fixé à l'extérieur, sur la paroi transversale du caisson extérieur 1, de manière à présenter son bec 161 dans l'intérieur du manchon a. Selon ces dispositions, l'on conçoit que les gaz incandescents projetés au travers du manchon 9, dans l'ouverture 0, assurent à l'intérieur du caisson 4, le chauffage à contre-courant de la pé riphdrie de chaque tube 6, par l'intermédiaire de la plaque-déflecteur 7. De ce fait, la chaleur dégagée par les tubes 6 est transmise directement à l'air pulsé qui circule dans leur section intérieure, et la véhicule, et la répartit dans le local à chauffer par l'intermédiaire de la buse 14 et de la ou des bouches 15. Il faut considérer également qu'en dehors du chauffage principal de l'air pulsé circulant dans les tubes 6, une certaine quantité d'air pulsé et réchauffé circule également dans l'intervalle formé entre les caissons 1 et 4, de manière à former une enveloppe périphérique qui isole en partie le caisson extérieur 1, en sue d' éviter son chauffage direct par rayonnement des parois du caisson 4 constituant l'échangeur de chaleur. Tes gaz brulés sont évacués à l'extérieur du local par une ouverture 42 établie axialement ou à l'arrière sur la paroi extérieure du caisson 4, et autorisant la fixation d'un tuyau 17 qui traverse également, par l'intermédiaire d'un manchon d'étanchéité 18, la paroi superposée du caisson 1. Ce tuyau 17 aboutissant à une cheminée dtévacuation. Cet appareil générateur d'air chaud pulsé est complèté par des hublots 19 et 20 établis sur la paroi transversale du caisson 1. L'un des hublots 22 disposé dans l'axe de l'un des tubes 6, de préférence le tube axial 61 logé immédiatement au-dessus du manchon 9, permet de vérifier la température desdits tubes, en contr8lant visuellement le rougeoiement, tandis que le hublot 20 placé en regard du manchon 9 et de 11 ouverture O du caisson intérieur 4, assure le Contrôle de la flamme du brûleur 16.Un thermostat 21 est prévu/sur le caisson extérieur 1, soit dans l'intérieur du local à chauffer, pour être relié au brûleur 16, afin d'assurer sa mise en fonctionnement ou son arrêt à uné température prédéterminée. Il est bien evident que, sans sortir du cadre de l'invention, de nombreuses variantes peuvent être réalisées. On peut en effet faire circuler les gaz incandescents à.l'intérieur des tubes 6, tandis que l'air ventilé peut circuler extérieurement dans le caisson 4, autour et entre ces derniers. Il est également possible d'alimenter l'appareil par un moyen de chauffage différent, et d'assembler en alignement deux ou plusieurs échangeurs 4, selon le volume du local à chauffer. les avantages ressortent biende la description. On souligne en particulier : - Son inertie très faible, se prG > tant à une mise en régime très rapide, - L'élimination des risques de gel, - Son efficacité, notamment pour les locaux, tels les églises, chauffées d'une manière intermittente. ;'invention ne se limite aucunement à celui de ses modes d' application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant plus spécialement été indiqués ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. REVENDICATIC NJ -1- Appareil générateur d'air chaud pulsé nour le chauffage rapide et intermittent de locaux comprenant un caisson extérieur étan che en matière isolante et incombustible, recevant extérieurement à sa base un brûleur qui projette directement les gaz incandescents dan un caisson intérieur étanche et indépendant, fixé axialement avec un espacement périphérique et constituant l'échangeur de chialeur ; ledit caisson étant muni intérieurement et traversé lorgitudinalerent d'une pluralité de rangées de tubes ouverts, chauffes par leur surface extarieure, et dans lesquels circule de l'air pulsé provenant d'un ventilateur extérieur, en vue de son chauffage par contact, et de son évacuation dans le local par l'intermé-- Maire d'un conduit avec grille d'^vacuatio-lcaractérisé par le fait que les tubes longitudinaux rapprochés loges dans le caisson intérieur sont disposés transversalement en quadrillage, en occupant l'espace volumétrique, tout en servant à la base un libre espace axial et surélevé entouré sur trois côtés par au moins une rangée de tubes, et destiné à recevoir les gaz incandescents du brûleur destinés au chauffage- extérieur desdits tubes, le libre espace axial formant chambre-de combustion du caisson intérieur, est d'un côté en communication avec un manchon reliant les parois transversales des deux caissons, et dont l'ouverture extérieur est en communication avec le bec du brûleur fixé à l'extrémité du dit manchon. -2- Appeeli générateur d'air chaud pulsé, selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'une plaque-déflecteur logée axial ment et Intérieurement à la partie supérieure du caisson intérieur, permet le rabattement et la convergence des a incandescents sur l'ensemble des tubes -3- pareil générateur d'air chaud pulsé selon les revendications 2 et 2 prises ensemble, caractérise p2r le fait que l'espace péri phénique compris entre l'échangeur métallique et le caisson exte- rieur en matière isolante, et dans lequel circule en partie l'air pulsé, constitue une zone disolation évitent le chauffage direct e L'enveloppe isolante du caisson extérieur. @@ ppareil générateur d'air chaud pulsé, selon les revendica- tiens 1, 2 et 3 prises ensemble, caractérisé par le fait que la cloison transversale du caisson intérieur, opposée au brûleur, est établie avec une louver ure obturée par une porte amovible destinée à permettre l'opération de ramonage. -5- Appareil générateurdwair chaud pulsé, selon les revendications 1, 2, 3 et4 prises ensemble, caractérisé par le fait que- la paroi côté brûleur du caisson extérieur, permet le montage de hublots destinés à contrôler visuellemen; d'une part l'intensité de la flamme, et d'autre part le degré de température du tube de l'échangeur le plus proche de la flamme à son extrémité.