Brevet FR2549204A1 — publié le 19850118

La présente invention concerne un générateur d'air souf flé à température constante. Un tel générateur est par exemple utilisé pour la ventilation des cabines de peinture ou pour l'alimentation en air chaud des étuves de séchage ou de cuisson. De tels générateurs d'air soufflé aspirent de l'air frais à l'extérieur, le chauffe et le souffle dans une enceinte d'utilisation. L'air chaud soufflé doit présenter une température au moins approximativement constante, déterminée par l'utilisation envisagée, cette température pouvant généralement être réglée a des valeurs différentes pour des utilisations différentes.Cependant, le fonctionnement de tels générateurs soulève des difficultés, car la température de l'air prélevé a l'extérieur peut varier dans de larges limites, ce qui, pour obtenir une température fixe désirée, nécessite des possibilités de réglage importantes. il en est d'autant plus ainsi que, généralement, les utilisations nécessitent un débit d'air chaud constant et déterminé, de sorte que pour ajuster la température de l'air chaud, on ne peut utiliser des variations de débit: on est donc obligé d t agir uniquement sur la quantité de chaleur apportée l'air frais. Les générateurs d'air soufflé connus comportent une gaine ou analogue, un ventilateur permettant d'aspirer de l'air frais extérieur dans ladite gaine d'un côté de celle-ci et de souffler de l'air chaud de l'autre côté de ladite gaine et des moyens de chauffage de l'air frais aspiré. Selon la nature des moyens de chauffage mis en oeuvre, les générateurs d'air soufflé connus appartiennent a deux types différents. Le premier te le plus nombreux, dit a échangeur thermique, présente des moyens de chauffage comportant un brûleur Le second type de générateurs connus, encore rare, dit a veine d'air, comporte un brûleur a tête de combustion engendrant une pluralité de flammes élémentaires, directement placées dans la gaine de transport d'air. Ainsi, on obtient le chauffage direct de l'air traversant la gaine, de sorte que le rendement est excellent et que l'inertie de réponse est faible. Cependant, le prix de ces générateurs est elevé et leur maintenance difficile. La présente invention a pour objet un générateur d'air soufflé permettant de remédier aux inconvénients des générateurs connus. A cette fin, selon l'invention, le générateur d'air soufflé comportant une gaine ou analogue, un ventilateur permettant d'aspirer de l'air frais extérieur dans ladite gaine d'un côté de celle-ci et de souffler de l'autre côté de ladite gaine, de l'air chaud a température constante, éventuellement réglable, quelle que soit la température de l'air aspiré, et des moyens de combustion d'un combustible gazeux pour chauffer ledit air frais, est remarquable en ce qu'il comporte un brûleur a gaz a flamme unique agencé de façon que l'axe de sa buse soit aussi parallèle que possible a la direction dudit courant d'air a l'emplacement ol elle débouche dans ladite gaine, et que ladite flamme se trouve dans ladite gaine au contact direct du courant d'air a chauffer et soit dirigée vers l'aval de celui-ci, en ce qu'une électrovanne modulante alimente ledit brûleur en combustible gazeux et en ce que ladite électrovanne est commandée par une sonde de température disposée dans le courant d'air chaud. Ainsi, selon l'invention, on utilise un brûleur à flamme unique de type connu, largement répandu, donc ne soulevant aucune difficulté de maintenance et relativement peu coûteux, pour chauffer directement le courant d'air. On élimine donc à la fois les inconvénients des deux types de générateurs connus, pour n'en garder que les avantages. On remarquera que liutilisation d'un brûleur à gaz a flamme unique pour le chauffage direct d'un courant d'air même à débit constant, peut paraître étonnante. En effet, le fonctionnement d'un tel brûleur à gaz nécessite un rapport pratiquement fixe entre la quantité de gaz combustible et la quantité d'air necessaire a la combustion de celui-ci.En conséquence, on pourrait penser qu'il est impossible d'obtenir un courant d'air à température constante à partir d'un courant d'air à température variable, et à débit fixe, par chauffage direct par un tel brûleur puisqu'alors il n'y a pratiquement aucune chance que ledit rapport entre les quantités de combustible et d'air de combustion puisse être respecté. tes commentaires ci-dessus expliquent l'interposition d'un échangeur de chaleur entre le brûleur et le courant d'air dans les générateurs connus, cet échangeur servant à isoler le circuit de combustion du circuit de prélèvement des calories. Grâce a l'invention, on rend possible l'adaptation d'un tel brûleur connu à flamme unique au chauffage direct d'un courant d'air, du fait que la flamme est au maximum parallèle aux lignes de courant d'air et que le débit d'air dans la gaine correspond à un excès par rapport à la quantité d'air de combustion normalement nécessaire au fonctionnement du brûleur. A cause du proche parallèlisme de la flamme et des lignes de courant d'air, la flamme ne peut être soufflée par l'excès d'air. Pour em pêcher encore plus un tel soufflage, il est avantageux que la buse du brûleur se trouve, non pas directement dans le courant d'air, mais dans une cavité aménagée dans la gaine à l'extérieur dudit courant. Ainsi, la flamme se trouve encore plus protégée. De préférence, cette cavité comporte une paroi percée de trous, sur laquelle est agencé ledit brûleur. Ainsi, en fonctionnant, de l'air extérieur est aspiré à travers lesdits trous, de sorte que, cet air aspiré participe d'une part, à refroidir le brûleur, et, d'autre part, à infléchir la direction des lignes de courant d'air circulant dans la gaine, pour les amener à s'approcher encore plus du parallélisme avec l'axe de la buse En pratique, l'axe de la buse du brûleur peut faire avec l'axe de la gaine un angle compris entre 0 et 600. Afin de pouvoir régler la flamme du brûleur aussi bas que possible, le générateur selon l'invention comporte de plus un dispositif de détection de flamme tel qu'une cellule ultra-violet, susceptible de détecter la présence d'une flamme, même en régime turbulent. Ainsi, avec un courant d'air à débit constant, engendré par le ventilateur dans la gaine, la température de sortie dudit courant d'air peut être réglée constante dans une gamme comprise entre la température de l'air extérieur d'entrée (flamme du brûleur très basse contrôlée par la cellule ultra-violet) et la température qui correspond à l'allure maximale du brûleur. Dans un mode avantageux de réalisation, la gaine comporte au moins une partie verticale aspirant l'air frais a sa partie supérieure, le ventilateur étant disposé du côté de la partie inférieure de cette partie verticale, mais à l'extérieur de celle-ci pour que le courant d'air soit amené à effectuer un changement de direction approximativement à 900 et le brûleur se trouve juste en amont de ce changement de direction. La figure unique du dessin annexé fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Cette figure unique illustre partiellement et schématiquement un générateur d'air soufflé selon la présente invention. Le générateur d'air soufflé à température constante, montré par cette figure unique et conforme à l'invention, comporte une gaine verticale 1, aspirant de l'air frais (flèches Fl) a sa partie supérieure et reposant sur le sol 2 par sa partie inférieure. A sa partie inférieure, la gaine 1 communique avec une chambre latérale excentrée 3, à l'in- térieur de laquelle se trouve un ventilateur centrifuge 4, entrainé en rotation par un moteur électrique 5. La chambre 3 est surmontée par une gaine de soufflage 6, éventuellement pourvue de silencieux. Ainsi, l'air aspiré à la partie supérieure de la gaine 1 (flèches F1) est obligé d'effectuer un coude (fleches F2) approximativement à 900 pour passer de la partie inférieure de ladite gaine à la chambre 3. Légèrement en amont de ce coude, est-monté un brûleur à gaz 7, du type bien connu à flamme unique; alimenté en gaz combustible par une conduite 8, par l'intermédiaire d'une électro-vanne modulante 9. La buse lO du brûleur 7 est monté sur une plaque ll, percée de trous 12 et inclinée, de sorte que l'axe 13 de la buse 10 fait avec l'axe 14 de la gaine 1, un angle aigu 0( au plus égal à 600. La plaque 11 forme avec un carter 15, une chambre 16 en excroissance par rapport à la gaine 1. L'orifice de sortie 17 de la buse 10 se trouve dans la chambre 16. Des volets commandables 18 sont prévus pour pouvoir obturer la gaine 1 en amont du brûleur 7. Juste en aval des volets 18, en amont du brûleur 7, est éventuellement aménagée une entrée obturable 19 pour de l'air de recyclage. L'électrovanne 9, qui module la quantité de combustible gazeux fournie au brûleur 7, est commandée par une logique 21, qui reçoit des informations d'un détecteur de température 22 disposé dans la gaine de soufflage 6 et d'une cellule ultra-violet23 surveillant la présence de flamme à la sortie 17 de la buse 10. En supposant que les volets 18 soient ouverts et que l'entrée 19 soit fermée, le générateur selon l'invention fonctionne de la façon suivante: Le ventilateur 4 et son régime de fonctionnement sont prévus pour souffler par la gaine 6 la quantité d'air désirée supérieure à la quantité d'air de combustion du brûleur 7. Celui-ci est allumé de façon qu'une flamme 24 soit présente à la sortie 17 de la buse 10 et une température de- sirée pour l'air soufflé par la gaine 6 est affichée sur le détecteur 22. Si la température de l'air à la sortie du ventilateur 4, détectée par le détecteur 22, est au moins égale a la température de l'air aspiré à la partie supérieure de la gaine 1 (flèches F1) la logique 21 commande l'électrovanne 9 au minimum d'alimentation du brûleur 7 pour que la flamme 24 soit juste une sorte de veilleuse. La présence de cette veilleuse est contrôlée, en sécurité par la cellule 23. En revanche, si la température de l'air a la sortie du ventilateur 4 est inférieure à la température de l'air aspiré F1, la logique 21 commande l'électrovanne 9 pour augmenter l'alimentation en combustible du brûleur 7 et donc augmenter la grandeur de la flamme 24. Celle-ci ne peut être soufflée par le courant d'air F1, à cause de son inclinaison vers le bas, du retrait de la buse 10 par rapport à la gaine 1 et de l'aspiration d'air frais (flèches F3) à travers les trous 12 de la plaque 10, qui infléchit encore plus des lignes de courant d'air déjà incurvées à cause du coude F2. REVENDICATIONS 1 - Générateur d'air soufflé comportant une gaine (1, 6) ou analogue, un ventilateur (4, 5) permettant d'aspirer de l'air frais extérieur (F1) dans ladite gaine d'un côté de celle-ci et de souffler de l'autre côté de ladite gaine, de l'air chaud à température constante, éventuellement règlable, quelle que soit la température de l'air aspiré, et des moyens de combustion (7) d'un combustible gazeux pour chauffer ledit air frais, caractérisé en ce que lesdits moyens de combustion sont constitués par un brûleur à gaz (7) à flamme unique agencé de façon que l'axe (13) de sa buse (10) soit aussi parallèle que possible à la direction dudit courant d'air à l'emplacement où elledébouche dans ladite gaine et que ladite flamme (24) se trouve dans ladite gaine au contact direct du courant d'air a chauffer et soit dirigée vers l'aval de celui-ci, en ce qu'une électro-vanne modulante (9) alimente ledit brûleur -(7) en combustible gazeux et en ce que ladite électro-vanne (9) est commandée par une sonde de température (22) disposée dans le courant d'air chaud. 2 - Générateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le débit a d'air imposé dans la gaine (1, 6) par le ventilateur (4, 5) correspond à un excès par rapport à la quantité d'air de combustion normalement nécessaire au fonctionnement du brûleur (7). 3 - Générateur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la buse du brûleur se trouve dans une cavité (16) ménagée dans la gaine, à l'extérieur du courant d'air. 4 - Générateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que la cavité est délimitée en partie par une paroi (11) inclinée et percée de trous (12), sur laquelle est monté ledit brûleur (7). 5 - Générateur selon les revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'axe (13) de la buse (10) du brûleur (7) fait avec l'axe (14) de la gaine en angle compris entre 0 et 600 6 - Générateur selon les revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de détection de flamme du type cellule ultraviolet. 7 - Générateur selon les revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le brûleur (7) est disposé en amont du ventilateur (4, 5). 8 - Générateur selon les revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la gaine comporte au moins une partie (1) verticale aspirant l'air frais à sa partie supérieure, le ventilateur (4, 5) étant disposé du côté de la partie inférieure de cette partie verticale, mais a l'extérieur de celle-ci pour que le courant d'air soit amené à effectuer un changement de direction approximativement à 900 et le brûleur (7) se trouve juste en amont de ce changement de direction.