Brevet FR2569258A1 — publié le 19860221

Les centrales électriques nucléaires ne peuvent pas varier leurs puissances en vue d'une adaptation instantanée aux variations des besoins. C'est pourquoi, elles ne fournissent en général qu'un tiers des besoins du réseau, le reste étant couvert par des sources souples, pouvant, soit être arrentées, soit fonctionner à puissance variable. Ces sources souples" sont des centrales hydrauliques ou thermiques. Mais, même les centrales thermiques ne peuvent pas instantanément adapter la production du courant électrique à la variation considérable de la demande. Elles sont par conséquent obligées d'assurer une production correspondante aux pointes de la consommation, impliquant un mauvais rendement. On sait que le meilleur rendement énergétique d'une centrale thermique comme celui d'une chaudière, se situe à allure moyenne et stationnaire , et que le rendement énergétique tombe sensiblement aussi bien à allure poussée qu a allure réduite. La solution théorique du problème - le stockage rationnel d'énergie - n'a pas été trouvée à ce jour. Il en résulte un grand intérêt des producteurs de courant électrique pour des consommateurs susceptibles, à la fois de consommer instantanément du courant électrique aux heures creuses, et de cesser heures cette consommation aux/de pointes. Aux heures creuses, le courant électrique peut etre mis à la disposition des consommateurs industriels susceptibles d'observer un horaire précis, mais variable au cours de l'année, à des prix tres favoràbles, à savoir.sensiblement inférieurs aux prix de l'énergie fournie par des combustibles fossiles. A cela s'ajoute l'avantage-que l'énergie électrique est, par définition, une énergie non-polluante. Les grands consommateurs prédestinés correspondant à cette définition sont les industries de séchage, à condition de satisfaire à trois de leurs exi- geances - Fourniture d'air chaud avec les mêmes caractéristiques (pression, débit, température, plage de variation) que celui fourni par l'installation existante. - Certitude absolue de fonctionnement sans interruption, donc possibilité de commutation instantanée de l'énergie électrique au combustible convention nel, et inversement. - Procuration d'économies substantielles permettant un amortissement rapide de l'installation. La technique exposée dans le présent brevet, apporte une solution économique à ces problèmes. Elle consiste dans la combinaison d'une batterie de résistances électriques de conception particulière, avec une chambre de combustion à 3 ou à 4 cylindres concentriques selon la température de gaz chauds souhaitée, soit supérieure à 500 (ou 550) "C, soit inférieure à cette température. Cette combinaison permet un fonctionnement alternatif ou simultané de l'installation avec ces deux sources d'énergie : électricité ou gaz combustible. ( Planches 7 et 8, selon déscription en page 17 ) Pour présenter un intérêt pratique, la technique exposée par le présent brevet, ne doit pas seulement offrir de l'énergie à plus bas prix, mais doit encorde offrir un bilan d'exploitation plus favorable. Dans ce dernier entrent, comme postes importants, l'amortissement et les frais d'entretien d'une nouvelle installation. Le~prix de l'installation et sa longévité constituent donc des éléments essentiels d'un bilan d'exploitation. L'objet principal, sous l'aspect du prix de l'installation et de sa longévité, est la batterie électrique qui représente, pour des réalisations conventionnelles, 80 z de l1ensemble. Il en résulte l'intérêt que présente un réchauffeur électrique pouvant être construit à la moitie dru prix habituel et fonctionnant à des frais d'entretien negligeables. Ceci est possible par l'augmentation de la charge des résistances, le prix d'une résistance blindée étant pratiquement indépendant de sa charge électrique. T;ne résistance chargee de 5 W/cm2 coûte pratiquement autant qu'une -chargée de 20 W/cm2.-Par ailleurs, poids et encombrement de résistances à forte charge, sont également proportionellement reduits, carac- téristiques avantageuses, surtout dans les cas, fréquents, d'aménagement dans une usine déjà existante. Un autre avantage d'une telle batterie à forte charge est, enfin, sa plus faible inertie thermique. Cette dernière joue un rôle important pour le bilan d'exploitation en cas de démarrages fréquents. L'intérêt de résistances à forte charge étant établi, son utilisation pose deux problèmes - le refroidissement uniforme - la dissipation de la chaleur, afin d'éviter une destruction rapide et inévitable des résistances, en cas de dépassement de la température limite. Le refroidissement uniforme des résistances d'une batterie fournissant de l'air à des températures inférieures à 3000C ne constitue aucun problème particulier, étant donné la possibilité d'opérer par aspiration, ce qui as sure une répartition uniforme de l'air. En revanche, un problème important est le refroidissement uniforme des batteries fournissant de l'air à des températures supérieures à 400 ou à 5000C. Dans ce cas, l'alimentation en air doit obligatoirement être effec tuée par refoulement, en raison des difficultés que comporte l'aspiration à des temperatures élevées. En cas d'alimentation sous pression, le principal problème de réparti tion uniforme de l'air réside dans la grande différence entre la section de refoulement d'air (vitesse dans le conduit par exemple 48 m/s), et la section d'entrée dans la batterie, dont le rapport est habituellement de 1 à8 ou davantage (vitesse d'entrée dans la batterie par exemple 6 m/s). Si la répartition d'air devant les résistances n'est pas parfaitement uniforme, il s'établit des passages préférentiel au détriment de pas sages défavorisés. Dans ces passages, l'air atteint des températures plus élevées, devient par conséquent plus visqueux, et constitue un obstacle de plus en plus grand au renouvellement d'air. Par conséquent, dans ces pas sages, les résistances sont moins refroidies, s'échauffent à une vitesse exponentielle, en atteignant rapidement la température limite de destruc- tion. Ce danger est d'autant plus grand que la charge unitaire et la tem pérature de sortie sont plus élevées.Ces circonstances correspondent à la définition du réchauffeur, objet du présent brevet. Selon celui-ci, afin d'assurer une répartition parfaitement uniforme 6de l'air alimentant la batterie, on fait une réalisation selon les préci sions ci-après : (voir planche 1 et déscription page 15) - Le conduit de passage d'air dans la batterie est constitué par un parallélépipède, - la section d'entrée offerte par les résistances est carrée, et pro longée par un caisson également de section carrée, - ce carré est divisé en 4 quarts égaux, par 2 séparations, formant une croix, l'une des. séparations étant verticale et l'autre hori zontale, - dans chacune des 4 sections carrées, se trouve loge un ventilateur hélicoïde, refoulant l'air sur les résistances, - le caisson de prolongation comportant les 4 ventilateurs est rac cordé en amont à une pièce due transformation de carré en rond, - à cette pièce de transformation, se trouve assemblé un cylindre obtu ré du côté extérieur, - ce. cylindre est alimenté tangentiellement par le conduit d'air, ana logue G un cyclone de dépoussiéragt. Le fonctionnement est le suivant - grâce au refoulement tangentiel dans le cylindre, 'écoulement de l'air qui est en régime rectiligne à l'entrée, se transforme en ré gime rotationnel, - le régime rotationnel assure une répartition uniforme de pression statique dans le cylindre, du fait que la force centrifuge engen drée s'oppose au régime turbulent - il s'établit un gradient de vitesses décroissant vers le milieu du cylindre mais parfaitement uniforme, - dans ces circonstances les 4 ventilateurs hélicoïdes assurent le changement de direction de ltair de 90bC dans des conditions parfai tement uniformes. La raison en est que chacune des 4 hélices aspire l'air refoulé, dans des conditions absolument identiques. Il convient de signaler que dans les circonstances décrites, les 4 ventilateurs hélicoïdes débitent l'air en régime rectiligne en dépit du mouvement rotationnel en amont (détruit par le passage entre les pales) et en dépit de la rotation des pales. En effet, les pales d'une hélice n'imposent un mouvement rotationnel à l'air qui les traverse qu a condition que la composante radiale soit sensiblement Supérieure à la composante axiale, La composante radiale est favorisée par les circonstances suivantes: - vitesse linéaire d'extrémité des pales nettement supérieure à la vitesse de translation, - nombre élevé de pales, - guidage cylindrique prolongé de l!air en amont et en aval des pales. La présente réalisation observe toutes les conditions défavorables à un refoulement rotationnel, ltecoulement est donc rectiligne. En somme : débit et pression de l'air sont assurés par un ventilateur centrifuge, tandis que la répartition uniforme de l'air devant les résistances est assurée par les 4 ventilateurs hélicoides. Les résistances à forte charge posent ensuite le second problème de la dissipation de la chaleur. Ce refroidissement intensif et uniforme doit être obtenu sans la mise en oeuvre de trop grandes vitesses de translation d'air en raison des inconvénients que celles-ci comportent. Ce problème se trouve résoiuselon le présent brevet par la combinaison de deux techniques, à savoir - transmission partielle d'énergie des résistances par rayonnement sur des parois en tôles ondulées placées face aux résistances, - transfert de la chaleur des résistance8 et de celle des parois, à l'air refoulé grâce à la réalisation de grandes vitesses différen tielles, engendrées par un régime pulsatoire. Ce dernier résulte de l'interaction entre résistances, tôles judicieusement ondulées et courant d'air. Les résistances blindées, mais à forte charge, se présentent sous la forme conventionnelle d'épingles en métal réfractaire, de dimensions variables, en général d'un diametre de 16 mm. Ces résistances se trouvent en position verticale et sont alignées dans le sens de l'écoulement d'air. Elles ne sont:donc pas en quinconce comme c'est habituellement le cas pour une telle batterie. A droite et à gauche de chaque ligne des résistances se trouve placée une tôle à ondulations particulières, coaxiales avec les résistances. Un exemple de la forme des ondulations est indiqué sur les planches N" 2 et 3. A l'entrée de la batterie, la tôle de droite d'une ligne de résistances se trouve assemblée avec la tôle de gauche de la ligne des Tésistances voisines, créant ainsi un bord d'attaque pour l'air refoulé. Le courant d'air est donc dévié par le bord d'attaque à droite et à gauche et se trouve di rigé sur les résistances. En même temps le courant se trouve acceléré du fait de la diminution de la section de passage.En effet,la forme des ondu- lations offre une grande analogie avec la forme d'une tuyèré.laval- Le -courant -accéléré but'e~sur le tube cylindrique des résistances et se divise en -deux' courants contournant le tube cylindrique à droite et à gauche, tout en continuant sa direction dans le sens de l'écoulement. Pour contourner le tube, le courant d'air dévie dispose d'une plus grande section offerte par l'ondulation. Ce qui provoque passagèrement et localement un ralentissement de l'écoulement et,de ce fait une diminution de la pression. Il y a donc ralentissement de l'ecoulement à la rencontre de chaque résistance, suivi d'une accélération après le passage de la résistance. Or, accélération et ralentissement de l'écoulement d'un fluide engendrent inévitablement des pulsations, surtout s'il s'agit, comme en l'occurence, d'un fluide compressible et circulant à de grandes vitesses. Il convient de fournir quelques explications concernant les pulsations afin de faire comprendre le rôle qu'elles peuvent jouer dans les échanges thermiques Les pulsations sont des déplacements périodiques d'un fluide dans un conduit (ou une canalisation) caractérisés principalement par 4 paramètres 1.1 - fréquence (battements par unité de temps) dominante 1.2 - amplitude (écart entre pressions minima et maxima) dominante 1.3 - vitesse relative du fluide (par rapport à la paroi) 1.4 - volume ou masse (déplacés par battement) et conditionnés principalement par 3 paramètres 1.5 - une source propulsive refoulant le fluide 1.6 - une cause de discontinuité 1.6.1 obstacle engendrant une perte de charge en fonction de la vitesse (obturateur, accident de parcours) 1.6.2 variation de la source propulsive (vitesse, pres sion, volume) 1.7 - un phénomène d'élasticité 1.7.1 dû au fluide pulsé (cas d'un gaz) 1.7.2 dû à la propriété du conduit (extensible) 1.7.3 dû aux deux causes précitées Les déplacements périodiques du fluide peuvent être 1.8. - unidirectionnels (à-coups) 1.9 - bidirectionnels (va-et-vient) - 1.10- composés Les derniers sont appelés par Fritsch (1): "Pas de Pélerins" et consistent dans-un mouvement de va-et-vient ququel se superpose un déplacement en avant. Certains pélerins, en effet, progressent en faisant par exemple 3 pas en avant et 2 pas en arrière et parcourent ainsi le même chemin 4 fois plus que nécessaire pour avancer dans cette direction. Si un fluide effectue ce pas de pélerins dans un conduit, la vitesse différentielle (fluide:paroi) est le quadruple de la vitesse de translation. Les pulsations convenablement engendrées permettent donc une vitesse différentielle élevée, par exemple pour entraîner des couches limites, pour une vitesse de translation r6Ouite, donc un débit faible. Par ailleurs, les pulsations, n'exigent ~te peu d'énergie en l'absence de turbulences. La consommat*at d'énergie par un mouvement pulsatoire peut être minime et comparable 8 celle d'un pendule. En effet, aucune'énergie n'est consommée pour le transport de va-et-vient du fluide. La consommation d'énergie est (1) W.H. FRITSCH:"SCEWINGENDE VREBRENNUNG" (combustion en régime pulsatoire) Verlag: A.W. GENTNER KG, Stuttgart, R.F.A. 1965, 29 pages. exclusivement due aux frottements entre les couches limites, celles adhé- rentes aux surfaces du conduit d'une part, et celles limitant le courant en fluide d'autre part. On peut distinguer en ce qui concerne un gaz a) pulsations autonomes, engendrées par un volume défini, lequel se trouve soumis à des surpressions et des décharges. Les surpressions peuvent avoir différentes causes. En général elles sont dues à l'augmentation subite du volume de gaz enfermé en raison de l'augmentation de la température (combustion). Ces pulsations, appelées aussi "résonances", ont une fréquence propre, en fonction principalement de la capacité (vase ou conduit) et des dimensions de l'orifice d'échappement, elles sont donc invariables comme celles d'un tuyau d'orgue par exemple, b) pulsations hétéronomes, engendrées par des obturateurs (soupape d'admission ou/et soupape d'évacuation), laissant un gaz d'abord entrer dans une capacité et après un bref laps de temps D en ressortir. Pendant le remplissage de la capacité, dont la sortie est obturée, le gaz se trouve surpressé par rapport à la pression ambiante. La pulsation se produit par la décharge à l'ouverture de la soupape d'évacuation. On peut en distinguer deux types - soupapes mécaniques (comme sur moteurs à explosion ou sur pompes) - soupapes aérodynamiques. Le fonctionnement des premières est connu. La soupape aérodynamique (ou pneumatique) est définie comme "Un conduit de telle forme qu'à la suite d'une augmentation du débit ou d'un changement de la direction du gaz véhiculé, se produisent de telles turbulences que le débit diminue sensiblement ou devient nul". Sur toute la paroi adhère une couche très mince d'air immobile ne pouvant être chassée qu'en dépensant beaucoup d'énergie ~, elle s'y trouve "plaquée" par la pression atmosphérique. Les couches au voisinage de cette couche monomoléculaire s'appellent "couches limites. L'épaisseur et la tewr pérature de ces couches limites déterminent le coefficient d'échange thermique entre la paroi solide et les couches limites en phase gazeuse. Entre la vitesse nulle le long de la paroi du conduit et la vitesse maximum dans l'axe s'établit toujours un gradient de vitesse de profil variable. Le gradient de vitesse est la cause de la perte de charge, étant donné qu'il y a frottement entre les différentes couches de gaz s'écoulant dans la même direction mais à vitesses différentes. Cette perte de charge n'améliore pas nécessairement l'échange de chaleur entre le courant gazeux et la paroi, mais peut constituer une pure perte si elle est due à des turbulences. L'échange de chaleur a lieu par la induction entre les couches limites se trouvant au voisinage immédiat de la paroi et celle-ci. Ces couches limites ayant abandonné leur chaleur à la paroi (ou s'étant chauffées en refroidissant cette paroi), doivent être renouvelées par d'autres plus chaudes (ou plus froides), ce que l'on obtient généralement par turbulences. Or, les turbulences assurent le renouvellement des couches limites avec un mauvais rendement énergétique parcequ'elles concernent toute la masse gazeuse alors que les couches limites ne constituent qu'un très faible pourcentage de cette masse. Les pulsations constituent un mouvement de va-et-vient de toute la masse se trouvant dans une canalisation et ceci pratiquement sans turbulences. La seule perte de charge est due au frottement entre masse principale et couches limites, ces dernières étant par ce mouvement entraînées et re nouvelées. Il en résulte que le renouvellement des couches limites par un régime pulsatoire approprié se fait avec un excellent rendement. Dsune maniere géne- rale, énergie à mettre en oeuvre pour obtenir un même coefficient d'échange est de l'ordre de 10 Z de celui à mettre en oeuvre en cas de turbulences aléatoires. La raison en est, queleas turbulences se produisant à l'intérieur du courant n V ont aucun effet sur le transfert de chaleur, mais consomment de l'énergie cinétique qu'elles convertissent en chaleur. En régime laminaire, par définition, l'entrainement des couches limites est lent et très incomplet, par conséquent renouvellement, donc transfert de chialeur, sont très faibles. L'intensification du transfert par convection consiste exclusivement dans la manipulation des couches limites, seules concernées par la conduction. C'est pour intensifier le transfert de chaleur que les constructeurs cherchent à réaliser un régime turbulent, soit par des obstacles introduits dans la canalisation, soit par une diminution sensible de la section des canalisations. Toutes autres conditions égales, une même surface d'échange transmet 10 fois plus de calories à l'eau qu'à l'air pour la seule raison que dans les conditions conventionnelles, l'on ne parvient pas à renouveler les couches limites de l'air assez vite. Cette différence énorme s explique, comme l'on sait, par l'existence de couches limites, mauvaises conductrices de chaleur. Or, bien que l'on chasse les couches limites de l'air par des turbulences, on ne parvient pas à atteindre, même approximativement, le coefficient de transfert à l'eau. Cette situation s'explique par le fait que l'on croit chasser toutes les couches limites,mais qu'en réalité on les diminue seulement d'épaisseur. A cela s'ajoute le fait que même diminuée, on ne remplace pas la partie chassée systématiquement par l'air froid, mais plutôt par de l'air du voisinage moins chaud. Le delta t global mesuré à l'entrée et à la Sortie, ne fournit aucun renseignement concernant le véritable delta t aux interfaces. Pour atteindre avec l'air le même coefficient de transfert qu'avec l'eau, il faudrait réduire les couches limites d'air à une épaisseur négligeable pour la transmission de chaleur par conduction, soit à quelques microns, ce qui exigerait la mise en oeuvre d'une énergie considérable et d'autant plus grande que la couche limite est plus chaude, donc plus visqueuse. La technique du présent brevet, pour répondre aux exigences technologiques formulées préalablement,concerne des résistances électriques d'une charge 3 à 10 fois supérieure à la charge conventionnelle, soit 15 à 50 W/cm2 au lieu de 5 W/cm2. Une telle charge, dans des conditions conventionnelles, exige pour la dissipation.de la chaleur engendrée, c.à.d. pour son transfert sur l'air, des vitesses de vent proportionnelles à l'augmentation de la charge soit 15 à 50 m/s pour des températures de l'ordre de 2000C. Pour chasser les couches limites d'une température de 5000cil faudrait développer 100 m/s. De telles vitesses de translation rectiligne sont industriellement impraticables en raison du niveau sonore engendré par le surpresseur d'air nécessaire dans ce cas, et surtout en raison de la force-motrice importante également nécessaire. En effet, si la vitesse de l'air passe de 10 m/s à 100 m/s, la pression dynamique passe de 6 mm CE à 600 mm CE. Les puissances à mettre en oeuvre sont donc à multiplier par : 100. Cette considération ne concerne évidemment que les couches limites chassées par l'air total véhiculé en translation. En ce qui concerne la vitesse différentielle due à un régime pulsatoire on sait que celle-ci produit le même effet sur le renouvellement des couches limites (définition du transfert par convection) que la vitesse de translation. Mais le régime pulsatoire n'est pas sujet à cette contrainte parceque les caractéristiques des pulsations hétéronomes peuvent être modulées dans de très grandes limites et ceci tout à fait indépendamment de la viscosité du fluide et du débit, donc du transport inutile d'une masse. En effet, il est évident que le taux de compression d'une capacité (par exemple d'un cylindre) est indépendant de sa fréquence de remplissage, donc de son débit dans le temps. On peut étendre cette analogie à l'exemple d'une pompe à bicyclette, avec laquelle on-donne soit 10, soit 50 coups à la minute tout en laissant échapper le même volume d'air. Dans cet exemple pour un même parcours, le taux de compression este le même et le piston re vient à la même place. Par conséquent, l'airi-resteà a l'intérieur de la pompe a effectué le même parcours de va-et-vient pour un même débit dans le temps, mais le taux de renouvellement des couches limites à été multiplié par 10. Dans cette analogie, le taux de compression est l'équivalent de la hauteur manométrique du ventilateur qui donne l'amplitude.;On obtient la vitesse différentielle en multipliant l'amplitude avec la fréquence. Qu'il s'agisse d'échangeurs ou de régénérateurs de chaleur, le coefficient de transfert de chaleur entre gaz et solides est, toutes autres conditions égales, directement fonction de- la vitesse de renouvellement des couches limites. Cette vitesse, à son tour, fonction de la vitesse de passage du courant gazeux devant les surfaces d'échange, peut être unidirectionnelle (régime continu) ou bidirectionnelle (régime pulsatoire). La différence fondamentale entre les deux régimes réside dans le fait que la vitesse unidirectionnelle est réelle et dépendante du débit, alors que la vitesse bidirectionnelle est relative (différentielle) et indépendante du débit, mais l'effet sur le transfert de chaleur est le même. L'augmentation convenable de l'amplitude des pulsations permet d'évacuer la chaleur d'un coté d'une surface métallique quelconque, à la vitesse à laquelle, on fournit de la chaleur à cette surface de l'autre coté. Il n'est pas possible d'exposer ici les relations et interactions qui existent entre les différents paramètres entrant en jeu comme - caractéristiques de pulsations - dimensions et forme des conduits - différence de températures - débit qui permettent d'innombrables combinaisons. Mais il est évident que cette technique perme de s'affranchir de 12 contrainte qui lie jusqu ici conventionnellement : transfert de chaleur par convection et perte de charge. Gracie à cette technique du régime pulsatoire contrôlé, on peut atteindre économiquement des taus de transfert de chaleur sensiblement supérieurs à ceux réalisés selon la technique conventionnelle du régime turbulent. En ce qui concerne la distance moyenne entre la ligne des résistances et les tôles ondulées mentionnées, celle-ci varie le long de la batterie. A l'entrée de la batterie, quand l'air est encore froid, les deux tôles ondulées qui constituent une sorte de "paravent'1 de chaque coté d'une ligne de résistances se trouvent rapprochées de ces dernières de sorte à laisser entre elles, un faible vide. Vers la sortie de la batteries l'air est de plus en plus chaud et occupe, de ce fait, un volume de plus en plus grand. Afin de compenser cette dilatation, la distance moyenne entre les tôles diminue. Par conséquent, le vide entre elles et les résistances augmente. ( Planches: 2 et 3. voir description page 15) Nous avons mentionné, comme technique de dissipation de chaleur, la transmission partielle de l'énergie par le rayonnement des résistances sur des tôles constituant des surfaces réceptriçes, refroidies à leur tour par convection forcée. Ils'agir d'une technique nouvelle de double transfert, dans les circonstances concernant l'objet du present brevet. En ce qui concerne le rajonnement, on sait qu'un corps gris d'un pouvoir émissif égal à 86 Z du corps noir9 rayonne de énergie en fonction de sa température, comme indiqué ci-après OC RAYONNEMENT kW/ n2 0 0,276 100 0,540 200 2,483 300 5,349 400 10,175 500 17,715 600 28810 700 44,.450 800 65,820 900 93?900 1000 130,230 En l'occurence, on utilise des résistances blindées d'un de 16 mm offrant 500 cm2 de surface de rayonnement par mètre linéaire, soit une éner gie supposée à 8000C de 65,82 x 0,05 m2 = 3,25 kW = 6,5 W/cm2. Cette énergie est presque entièrement captée par les surfaces de réception en tôle, qui sont environ 5 fois plus grandes, et, à leur tour, re froidies par le courant d'air. Elles rayonnent 5 a- 7 z du rayonnement reçu. Le bilan réel par résistance est impossible à établir, étant donné que la température des tôles de coaptation augmente progressivement de la température ambiante (p.ex. 20 C) à la température de sortie (p.ex. 5000C) Ceci est dû au fait que leur température reste voisine de celle de l'air de passage, mais que par contre, la température des résistances varie seulement entre 700 et 9000C (p.ex.). La raison-en est que d'une part, vers la sortie, leur charge électrique diminue et que leur écartement augmente, et que d'autre part, la différence de température entre l'air et les résistances diminue. Une circonstance est toutefois évidente : en cas de transfert de chaleur exclusivement par convections un accroissement de la température des résistances diminue le transfert de chialeur, en raison de l'augmentation sensible de la viscosité de l'air, alors qu en cas de transfert par rayonnement, ce transfert augmente exponentiellement avec l'augmentation de la température de la surface émettrice. -- . Cette technique constitue donc, de ce point deime, une sécurité contre la surchauffe des résistances. Le séchage de divers produit exige, d'une part, pour être rationnel, et d'autre part, pour assurer une hygrométrie constante des produits séchés, une variation rapide et précise de l'apport des calories. Cette exigeance est à respecter, même si I'hygrométrie initiale du produit à sécher et la quantité alimentée au séchoir, sont parfaitement constantes, ce qui est très rarement le cas. La La raison en est que température et hygrométrie de l'air ambiant (et par consequent sa masse) utilisées pour le séchage, varient dans dess limites nécessitant une variation de l'apport de calories dé 10 à 20 Z en vue d'assurer l'bygrométrie finale souhaitéedu produit séché. Or, cette variation précise et nécessairement rapide de l'apport de calories, est irréalisable en cas.d'utilisation de résistances électriques blindées, en raison de leur grande inertie thermique. Ce problème de réajustement instantané de l'apport de calories au besoin immédiat, se trouve résolu selon le présent brevet par la combinaison du réchauffeur électrique avec une chambre de combustion métallique de haute intensité fonctionnant avec un combustible gazeux, sous moyenne pression (1 à 10 bar). En effet, on connait les débits d'un orifice calibré en fonction de la pression, comme indiqué ci-après pour du gaz naturel d'un PCI de 7560 kcal/Nm3 et un orifice d'un de 1 mm pression mbar débit Nm3/h 40 0,28 300 0,76 3000 2,8 Cette plage de variation du débit de 1 à 10 d'un seul injecteur peut être élargie par la variation du nombre d'injecteurs en service. Ainsi, on peut réaliser une élévation de température de plus ou moins 1 degré sur une plage de I à 100. Avec un brûleur convenablement alimenté en gaz combustible et comburant il est donc possible de satisfaire à toute exigence de la variation de l'apport de calories. Les combinaisons d'un réchauffeur d'air électrique selon le présent brevet, avec des chambres de combustions métalliques composées de 3 ou 4-cylindres coaxiaux, sont exposées plus loin. Cette combinaison permettant de compenser instantanément la grande inertie thernique d'une batterie, résoud en même temps le problème. -de la comme mutation instantanée-d'une source d' énérgie. à Stautre. Effet, la mise en régime thermique d'une batterie même à très forte charge, exige .15 à 30 minutes, ce qui rend un arrêt d'installation inévitable. Pour la mise en.oeuvre du procédé selon le présent brevet, il faut distinguer des sécheurs ou fours, opérant à des températures supérieures à environ 500 à 600 t, de ceux opérant à des températures inférieures. En effet, il est aisé de porter de l'air à des températures inférieures à 500 ou 600"C. Mais on ne connait pas de technique économique et fiable permettant d'augmenter la température de l'air préchauffé à 500/6000C pour atteindre uniformement et avec la précision souhaitée des températures allant jusqu' 1.000 ou 1500C (par exemple). La technologie exposée par le présent brevet, visant l'utilisation du courant électrique avec commutation instantanée, pour tous les procédés industriels opérant normalement avec des gaz de combustion en direct (c.à.d. sans utilisation d'un échangeur de chaleur) apporte la solution des deux problèmes posés par l'industrie concernée, à savoir: A) - Produire pour certaines utilisations des gaz chauds, de températures inférieures à 500/6000C, avec des combustibles fluides conventionnels.. (cas d'arrêt de batterie). B) - Produire pour d'autres utilisations des gaz chauds de températures supérieures à 500/6000C (cette température étant actuellement considérée comme maximum réalisable par des résistances). La solution du premier problème est exposée sur la planche N"8. Elle consiste dans l'installation d'une chambre de combustion à 4 cylindres concentriques, le quatrieme cylindre étant simultanément alimenté avec le 3ième cylindre par le même ventilateur. L'air total refoulé par celui-ci est subdivisé par un volet en 2 cou rants : aircomburant. et air de dilution. Le premier pénétrant dans le 3ième cylindre, le deuxième se mélangeant aux gaz de combustion à leur sortie du foyer avant la pénétration dans le conduit du -sécheur. Entre la chambre de mélange se trouvant-à la sortie de la chambre de combustion et le sécheur recevant les gaz -chauds, se trouve une chambre de liaison intermédiaire, alimentée,le cas échéant, directement par l'air chaud produit par la batterie électrique. Le second problème se trouve résolu par l'arrangement exposé sur la planche N0 7. Le ventilateur centrifuge alimente la batterie électrique décrite dans les précédentes pages eut ltair chaud ainsi produit pénètre comme comburant préchauffé dans une chambre de combustion à trois cylindres concentriques. Par un apport variable en gaz combustible on réalise la température souhaitée à la sortie. En cas de fonctionnement de la chambre de-combustion sans apport d'énergie électrique, l'air de combustion pénètre directement dans la chambre de combustion grâce à la manipulation du volet (bypass) se trouvant au refoulement du ventilateur. Pour éviter des fuites éventuelles ou pour accéder à la batterie en vue d'un contrôle ou d'un entretien, on peut fermer les vannes à tiroirs isolant chacun des deux appareils. L'aménagement décrit permet les possibilités suivantes -; fonctionnement de la batterie seule - fonctionnement du générateur de gaz chauds seul - fonctionnement simultané des deux sources dans le but de varier instar tanément la température des gas - passage d'une énergie à l'autre sans arrêt de l'installation. PLANCHE 1: : ALIMENTATION DE LA BATTERIE 1 - cylindre d'alimentation 2 - obturation extérieur du cylindre 3 - alimentation tangentielle d'air refoulé 4 - pièce de transformation de rond en carré S - caisson des 4 ventilateurs 6 - séparation horizontale du caisson 7 - séparation verticale du caisson 8, 9, 10, 11 - les 4 ventilateurs hélicoides PLANCHE 2 :TOLES COTES ENTREE 1 - entrée d'air 2 - plan convergeant droit de la premiere ligne de résistances 3 - plan convergeant gauche 4 - plan convergeant droit de la deuxième ligne de résistances 5 - plan convergeant gauche de la deuxième ligne de résistances 6 - première barre de résistance blindée sous forme d'épingle à cheveux 7 - deuxième barre de résistance blindée sous forme d'épingle à cheveux 8. - plus petit passage des plans convergeants 9 - écartement maximum autour des résistances JO - paroi exterieurede la batterie 1] - assemblage des tôles à l'entrée formant bord d'attaque PLANCHE 3 : TOLES COTES SORTIE 1 à 10 - identique à la planche 2 11 - assemblage des tôles à la sortie PLANCHE 4 : BATTERIE ET INSTALLATION 1 - arrivée d'air 2 - volet (bypass) 3 - commande du volet : ouverture sur batterie 4 - commande du volet : fermeture sur batterie 5 - conduit d'air vers batterie 6 - vanne obturatrice d'entrée 7 - arrivée tangentielle dans 8 8 - cylindre d'admission 9 - obturation du cylindre 8 10 - pièce de transformation de rond en carré 11 - batterie avec caisson de ventilateurs hélicoïdes 12 - pièce de transformation de carré en rectangulaire ::r - registre d'obturation de la batterie N011 1 - admission tangentielle dans la chambre 15 15 - chambre d'alimentation du sécheur selon détails planche 6 J6 - orifice d'entrée dans le sécheur 1; - calorifugeage 16 - conduit d'air vers la chambre de combustion 19 - vanne obturatrice d'entrée dans N 20 20 - chambre de combustion à 4 cylindres (voir planche 7) 21 - chambre de mélange 22 - registre d'obturation de sortie du N" 20 PLANCHE 5 :INSTALLATION POUR HAUTE TEMPERATURE 1-- moteur et transmission 2 - ventilateur 3 - conduit de refoulement du ventilateur 4 - volet (bypass) 5 - arrivée tangentielle dans 6 6 - cylindre d'alimentation 7 - pièces de transformation et ventilateurs 8 - batterie 9 - pièces de transformation entre batterie ettchambre de combustion 10 - vanne-dtisolement de la batterie ]1 - conduit d'alimentation direct de la chambre de combustion 12 - vanne d'isolement du conduit 11 13 - admission d'air tangentielle dans 14 14 - chambre de combustion à 3 cylindres (planche 7) 15 - conduit des gaz chauds 16 - sécheur ou four PLANCHE 6 :CHAMBRE D'ALIMENTATION I - arrivée tangentielle d'air chaud de la batterie 2 - arrivée des gaz chauds de la chambre de combustion 3 - raccordement au sécheur 4 - sécheur 5 - compensateur 6 - convergeant entre 7 et 3 7 - cylindre principal de la chambre 8 * calorifugeage PLANCHE 7 : CHAMBRE DE COMBUSTION a TROIS CYLINDRES CONCENTRIQUES 1 - sortie des des gaz de combustion chauds 2 - parcours d'air comburant refroidissant le foyer 3 - injection de gaz combustible dans le foyer 4 - entrée d'air comburant dans le foyer 5 - alimentation d'air comburant dans la chambre de combustion 6 - arrivée du gaz combustible PLANCHE 8 : CHAMBRE DE COMBUSTION à QUATRE CYLINDRES CONCENTRIQUES 1 - sortie des gaz chauds 2 - calorifugeage 3 - porte de visite 4 - chambre de mélange 5 - sortie de gaz de combustion chauds dans "4" 6 - espace annulaire d'écoulement d'air de mélange 7 - parcours d'air comburant 8- ~ foyer 9 - injesteurs de gaz combustible 10 - entrée d'air de mélange 11 - entrée d'air comburant 12 - alimentation de gaz combustible REVENDICATIONS 1) Rechauffeur d'air électrique composé de résistances blindées, cylindriques à charge relativement élevée caractérisée en ce que la dissipation de chaleur engendrée se fait simultanément par rayonnement et par convection forcée en régime pulsatoire. 2) Dispositif selon revendication 1 caractérisé en ce que les résistances se trouvent alignées dans le sens de la direction principale d'é- coulement d'air et non en quinconce. 3) Dispositif selon revendication 1 caractérisé en ce que de chaque côté de la ligne des résistances se trouve placé une tôle à ondulations particulières. 4) Dispositif selon revendication 1 caractérisé en ce que les tôles selon la revendication 3 ont une forme convergeante vers les résistances et s'écartent avant leur rencontre autour d'elles pour dégager un passage circulaire autour de ces résistances, offrant ainsi une fente pour l'entrée et une autre pour la sortie de l'air refoulé. 5) Dispositif selon revendication 1 caractérisé en ce que les tôles selon les revendications 3 et 4 qui sont juxtaposées du fait d'appartenir à 6) Dispositif selon revendication 1 caractérisé en ce que les tôles selon les revendications 3 et 4 qui sont juxtaposées du fait d'appartenir à 2 lignes-voisines de résistances, se trouvent assemblées à la sortie de la batterie pour dégager la pleine section de sortie de la batterie. A cet endroit les extrémités des tôles sont parallèles. 7) Dispositif selon revendication I caractérisé en ce que les surfaces des résistances ainsi que celles des-tôles selon la revendication 3 ont subi un traitement augmentant leur pouvoir émissif de façon à approcher au maximum celui d'un corps noir. 8) Dispositif selon revendication 1 caractérisé en ce que le conduit de passage d'air dans la batterie est constitué par un parallélépipède. 9) Dispositif selon revendication 1 caractérisé en ce que la section d'entrée offerte par les résistances est carrée, et prolongée par un caisson également de section carrée. 10) Dispositif selon revendication 1 caractérisé en ce que le carré selon 9 est divisé en 4 quarts égaux, par 2 séparations, formant une croix l'une des séparations étant verticale et l'autre horizontale. 11) Dispositif selon revendication 1 caractérisé en ce que dans chacune des 4 sections carrées, selon la revendication 10, se trouve logé un ventilateur hélicoïde, refoulant l'air sur les résistances. 12) Dispositif selon revendication 1 caractérisé en ce que le caisson de prolongation selon revendication 9 comportant les 4 ventilataurs, est raccordé en amont à une pièce de transformation de carré en rond. 13) Dispositif selon revendication 1 caractérisé en ce que la pièce de transformation selon revendication 12 se trouve assemblée à- un cylindre obturé du côté extérieur. 14) Dispositif selon revendication 1 caractérisé en ce que le cylindre selon revendication 13, est alimenté tangentiellement psr le conduit d'air. 15) Dispositif selon revendications 1 à 14 caractérisé en ce que le rechauffeur alimente tangentiellement avec l'air chaud produit un cylindre (planche 4, N" 12,14 et 15) lequel par un convergeant dirige l'air chaud vers le secheur (16 16) Dispositif selon revendications,dà 15 caractérisé en ce que le cylindre selon 15 comporte outre 11 arrivée tangentielle et le départ axial ^ une entrée axiale de coté opposé au départ, à laquelle se trouve raccordé un générateur de gaz chauds, utilisant des combustibles fluides conven-ionnels. 17) Dispositif selon revendications 1 à 16-caractérisé en ce que le général teur selon 16 est alimenté en air total (= air comburant plus air dle melange) par le même ventilateur qui alimente la batterie"l'air étant dirigé dans l'une ou l'autre direction par le déplacement d'un volet ( dit "bypass") (3). 18) Dispositif selon revendications 1 à 14 caractérisé en ce que le rechauffeur est utilisé pour fournir de l'air comburant préchauffé à une chambre de combustion, alimenté à son tour avec un combustible fluide conventionnel, dans le but d'atteindre des températures de gaz chauds supérieures à celles pouvant être obtenues par les résistances seules (plance 5 ). 19) Dispositif: selon revendications 1 et 18 caractérisé en ce que le rechauffeur électrique est installé de façon à ce que lsair peut être dirige soit selon déscription revd. 18 soit directement dans la chambte de combustion sans passer par la batterie.