Brevet FR2594452A1 — publié le 19870821

La présente invention a pour objet une machine, notamment à usage textile, à traitement thermique continu par convexion d'une bande par exemple de tissu par de l'air circulant dans un circuit accéléré dans une souf- flante et réchauffé dans un échangeur de chaleur disposé dans une enceinte d'aspiration en amont de la soufflante, o un dispositif de postcombustion thermique de substances parasites entraînées est asservi a un premier courant par- tiel de l'air de circulation et envoie de la chaleur libé- rée par la postcombustion qui constitue la source d'éner- gie de l'échangeur de chaleur. Dans de nombreux processus de production o l'on envoie de l'air chaud vers un produit, des substances de prétraitement tels que huilesà filer, adoucissants ou colorants par exemple, sont libérées et sont entraînées ainsi, mélangées éventuellement aux peluches et aux pous- sières, par l'air rejeté par l'installation. Ces substan- ces constituent par leur odeur, leur couleur et leurs re- tombées une nuisance pour l'environnement; le problème de la dépollution de l'air se pose donc de plus en plus souvent. L'air d'évacuation d'une machine par exemple textile du type précité peut être épuré par postcombus- tion des substances parasites entraînées. Dans ces systè- mes de postcombustion thermique, l'air d'évacuation est porté à environ 750 C. Les polluants organiques entrainés sont essentiellement transformés en dioxyde de carbone et eau. La quantité de chaleur dégagée par la postcombustion thermique des substances parasites peut être utilisée par exemple pour réchauffer le contenu d'une chaudière d'un circuit d'huile. Avec l'huile réchauffée recyclée, on Deut alimenter le côté chauffage d'un échangeur de cha- leur agencé Dour réchauffer le courant d'air de circula- tion de la machine textile. Cette technique a cependant pour inconvénient de nécessiter impérativement, du fait de l'épuration des gaz d'évacuation, un système de chauf- fage du circuit d'huile entraînant une dépense considéra- ble. On peut donc tenter d'utiliser directement les gaz chauds du système de postcombustion thermique pour réchauffer l'air de circulation d'une machine par exemple textile. Des essais dans ce sens ont montré une fiabilité insuffisante, car les températures nécessaires à la post- combustion des substances parasites contenues dans l'air d'évacuation, qui sont de l'ordre de 750 C, se situent bien au-delà des températures maximales admissibles pour le traitement des textiles, à savoir environ 200 C. L'é- nergie thermique qui doit être fournie au système de post- combustion est, par conséquent, soit trop importante pour la consommation du circuit d'air de la machine et peut conduire à une surchauffe, soit on réduit cette énergie et, dans ce cas, une faible partie seulement de l'air de circulation peut être évacuée après postcombustion ou épuration; c'est pourquoi l'air recyclé entraîne une quantité trop importante de substances parasites et peut souiller le produit traité. L'invention a pour but d'intégrer un système de postcombustion thermique à une machine par exemple tex- tile, de telle sorte que l'énergie thermique nécessaire au fonctionnement de la postcombustion soit totalement utilisée pour réchauffer le courant d'air de circulation de la machine et qu'une énergie thermique supplémentaire destinée à réchauffer le courant d'air d'alimentation ne soit pas nécessaire. L'invention a pour objet une machine notamment textile du type précité o à l'intérieur de l'enceinte d'aspiration et en amont de la soufflante, un brûleur, notamment linéaire auquel est raccordée une-chambre de combustion pour la postcombustion thermique des substan- ces parasites à une température de combustion suffisante, est associé au premier courant partiel de l'air de circu- lation contenant les substances parasites, et o l'échan- geur de chaleur comprend un premier tronçon pour le pré- chauffage du premier courant partiel alimentant le bra- leur et dérivé de l'air de circulation ainsi qu'un deuxiè- me tronçon pour le réchauffage d'un deuxième courant par- tiel de l'air de circulation réglable à l'aide d'une déri- vation et o est disposé entre la chambre de combustion et l'échangeur de chaleur, un canal de liaison pour le premier courant partiel traité dans le br leur et, à la suite de l'échangeur de chaleur, un canal d'évacuation de l'air sortant de la machine. Du fait que, suivant l'invention, le courant partiel d'air de circulation alimentant le système de postcombustion thermique, est réchauffé avant la post- combustion, tout d'abord par l'air évacué du système de post combustion, ce dernier peut fonctionner avec une énergie nettement moins importante que dans le cas d'un envoi direct de ce courant partiel au brûleur. La ré- duction de l'énergie d'apport signifie en même temps une baisse de la chaleur perdue par postcombustion. Cette chaleur peut donc être récupérée, pour l'essentiel, dans l'échangeur de chaleur disposé de préférence aussi dans l'enceinte d'aspiration de la machine. Selon l'invention, cet échangeur de chaleur comporte un premier tronçon des- tiné à préchauffer le premier courant partiel d'air de circulation à envoyer vers la postcombustion et un deu- xième tronçon destiné à chauffer un deuxième courant par- tiel d'air de circulation de la machine. Les différents éléments suivant l'invention sont avantageusement conçus de telle sorte que le deuxiè- me courant d'air de circulation soit porté à la tempéra- ture maximale utilisable dans la machine pour une consom- mation maximale d'énergie. Dans le cas o l'on ne souhaite pas atteindre la température maximale ou récupérer l'éner- gie maximale du courant d'air de circulation de la machine, une partie de l'air de circulation refroidi peut ne pas être envoyée vers l'échangeur de chaleur et traverser alors une dérivation avant d'être à nouveau accélérée par la soufflante avec le deuxième courant partiel d'air de circulation chaud. Si l'on fixe les sections des diffé- rents courants partiels d'air de circulation et de la dé- rivation, on peut régler les températures du premier cou- rant partiel à diriger vers l'air d'évacuation et du deu- xième courant partiel d'air à réchauffer de l'air de cir- culation et de la dérivation, de telle sorte qu'avec la consommation d'énergie minimale possible dans le système de postcombustion, on obtient un premier courant d'air de circulation répondant aux exigences d'élimination des substances parasites produites, et une température de O10 fonctionnement de la machine correspondant à la tempéra- ture souhaitée dans chaque cas. Afin d'obtenir que les différents courants partiels de l'air de circulation s'écoulent sur un large front, c'est-à-dire sur toute la largeur du courant cor- respondant à la longueur de la machine (mesurée dans le sens d'avance du produit par exemple du tissu), à travers l'iédegdmler et lebIrlr, on utilise de préférence comme échangeur de chaleur et comme brûleur des groupes qui peuvent capter des courants partiels sur toute leur lar- geur aussi directement que possible. On a donc recours de préférence à un brûleur linéaire, fonctionnant notamment au gaz. D'autres caractéristiques de l'invention res- sortiront de la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation de l'invention et de l'examen du des- sin o la Figure unique donnée seulement à titre d'exem- ple représente une coupe verticale schématique transver- sale. perpendiculaire au sens d'avance, d'une machine à tendre ou étirer des tissus. Dans la machine prise pour exemple, une bande de tissu 1, maintenue de préférence par ses lisières 2, passe, perpendiculairement au plan de la Figure (sens d'avance) entre des caissons de soufflage 3 disposés au- dessus et au-dessous de la trajectoire de la bande de tissu. Les caissons de soufflage 3 présentent des buses par lesquelles de l'air de traitement chaud est soufflé sur la surface de la bande de tissu 1, dans le sens de la flèche 4. L'air est dévié par la bande de tissu 1 et revient, dans le sens des flèches 5 et 6, par des canaux de reflux prévus entre les caissons de soufflage 3, dans le volume de reflux 7 de la machine d'o il est envoyé vers une enceinte d'aspiration 8 avec échangeur de cha- leur 9 d'une soufflante 10. La soufflante 10 renvoie l'air vers les caissons de soufflage 3. Sur la bande de tissu 1, l'air du circuit com- me indiqué se charge en différentes substances parasites telles que des vapeurs d'huile à filet et de produits d'avivage. Pour cette raison, un courant partiel de l'air recyclé doit constamment être dérivé et - après épuration - être évacué par le toit. Dans la machine à tendre les tis- sus prise pour exemple, l'air de circulation est séparé en amont de l'échangeur de chaleur 9 en deux ou trois cou- rants partiels 11, 12 et - le cas échéant - 13. Le premier et le deuxième courants partiels 11, 12 traversent l'échan- geur de chaleur 9, tandis que le troisième courant partiel est envoyé vers l'enceinte d'aspiration 8, par une dériva- tion 14 éventuellement - plus ou moins - ouverte, sans pas- ser par l'échangeur de chaleur 9. Dans l'enceinte d'aspira- tion 8, les courants partiels 12 et 13 sont de nouveau réu- nis en un courant 15 une nouvelle fois accéléré dans la soufflante 10 pour être recyclé. L'échangeur de chaleur, désigné dans son ensem- ble par la référence 9, selon ce mode de réalisation, com- prend un premier tronçon 16 destiné à préchauffer le pre- mier courant partiel dirigé vers l'air d'évacuation et un deuxième tronçon 17 destiné à chauffer le courant partiel 12 de l'air recyclé. Le premier courant partiel 11 de l'air de circulation préchauffé dans le premier tronçon 16 de l'échangeur de chaleur 9, parvient, par un canal de liaison 18, à un brûleur linéaire correspondant à toute la largeur du courant d'air recyclé (mesurée dans le sens d'avance du tissu) avec chambre de combustion 20 attenan- te. La chambre de combustion 20 du mode de réalisation pris pour exemple a la forme d'un labyrinthe allongé, c'est-à-dire qu'au brûleur 19 fait suite un parcours si- nueux qui constitue la chambre de combustion 20 dans la- quelle les substances parasites accumulées dans l'air re- cyclé sont progressivement éliminées, par exemple brûlées. L'air évacué 21, ainsi épuré par postcombustion thermique, présente une température relativement élevée de l'ordre de 750 C. Cette quantité de chaleur importante est récupérée dans l'échangeur de chaleur 9 pour préchauffer le premier et le deuxième courants partiels de l'air de circulation dans le premier tronçon 16 ou le deuxième tron- çon 17. Après passage à travers les deux tronçons 16 et 17 de l'échangeur de chaleur 9, l'air d'évacuation ainsi épuré parvient dans un canal d'évacuation 22 et de là, éventuel- lement par un ventilateur, dans la cheminée de l'installa- tion. Lorsque l'échangeur de chaleur est un échangeur à faisceau tubulaire, l'air d'évacuation provenant du brûleur 19 doit passer par les tuyaux de l'échangeur de chaleur. Le système de postcombustion intégré décrit, constitué du brûleur 19 et de la chambre de combustion 20, est monté dans l'enceinte d'aspiration 8 de chaque zône d'une machine, par exemple à tendre des bandes notamment de tissus. Le brûleur 19 est réglé en fonction de la natu- re et de la densité des substances parasites à éliminer. La durée de séjour nécessaire a la postcombustion des sub- stances parasites s'obtient par le fait que l'air chauffé dans le brûleur 19 est guidé en méandres par des chicanes 23. L'air (d'évacuation) encore chaud est acheminé vers l'échangeur de chaleur 9 par le canal de liaison 18. L'air épuré par postcombustion est refroidi sous l'effet du pre- mier et du deuxième courants partiels d'air de circulation. Un système de postcombustion de ce type suivi d'un échan- geur de chaleur est nécessaire dans chaque zône d'une ma- chine du type précédemment indiqué. Le canal d'évacuation 22 peut cependant traverser toute la machine pour servir de canal collecteur de sorte que pour chaque machine, en règle générale, on a besoin que d'un ventilateur d'évacua- tion pour rejeter dans l'atmosphère l'air épuré par com- bustion. La partie de l'air de circulation 15 non utili- sée comme air d'évacuation est envoyée avec un courant partiel 12, dans le deuxième tronçon 17 de l'échangeur de chaleur 9. Il est important dans ce cas que l'air d'éva- cuation chaud provenant du brûleur 19 ou de la chambre de combustion 20 se refroidisse un peu dans le deuxième tron- çon 17 par préchauffage du premier courant partiel 11 de l'air de circulation. L'air recyclé du deuxième courant partiel 12, restant dans la machine, n'est donc pas ré- chauffé outre mesure, ce qui permet d'envoyer ce courant partiel d'air de circulation vers la soufflante 10 et les caissons de soufflage 3. La température de l'air de circulation 15 peut être très exactement réglée avec ce qui est décrit. Dans ce mode de réalisation, suivant la quantité de chaleur en cause, une partie de l'échangeur de chaleur air/air 9 est recouverte par un volet en tôle 24 mû par un moteur dans le sens de la flèche, de telle sorte que cette partie de l'échangeur de chaleur 9 ne soit plus sous l'effet de l'air de circulation 15 refluant de la bande de tissu. En même temps, la dérivation 14 est ouverte pour le troisième courant partiel 13 de l'air de circulation. A l'arrière de la dérivation 14, le deuxième courant partiel 12 d'air de circulation chaud et le troisième courant partiel 13 d'air de circulation non réchauffé sont de nouveau réunis pour être mélangés dans l'enceinte d'aspiration 8 et former ainsi l'air de circulation 15. Selon la position du volet de couverture 24 et, par conséquent, selon l'importance du courant d'air de circulation traversant le deuxième tron- çon 17 de l'échangeur de chaleur 9, ce deuxième courant partiel peut être réchauffé plus ou moins fortement. En adaptant les débits du deuxième et troisième courants par- tiels 12-et 13, on peut donc exactement régler la tempéra- ture de l'air de circulation 15 à une valeur donnée. Comme brûleur 19, on choisit en règle générale un brûleur à gaz. La machine et l'air de circulation 15 recyclé dans la machine sont chauffés séparément dans chaque zone par un brQleur qui produit une température trop élevée pour le fonctionnement de la machine, mais dont la chaleur évacuée est récupérée dans une première zone 16 de l'échangeur de chaleur pour réchauffer l'air d'évacuation traité dans le brûleur 19, ce qui fait qu'une zone 17 attenante de l'échangeur de chaleur, pré- sente une température encore suffisante pour réchauffer l'air de circulation de la machine. REVENDICATIONS 1. Machine, notamment à usage textile à traite- ment thermique continu à convexion d'une bande par exemple de tissu (1) par de l'air circulant dans un circuit accé- léré dans une soufflante (10) et réchauffé dans un échan- geur de chaleur (9) disposé dans une enceinte d'aspiration (8) en amont de la soufflante (10) o un dispositif de postcombustion thermique des substances parasites entral- nées est asservi à un premier courant partiel (11) de l'air de circulation et envoie de la chaleur libérée par la postcombustion vers le côté de réchauffage de cet échan- geur de chaleur, caractérisée en ce qu'à l'intérieur de l'enceinte d'aspiration (8) et en amont de la soufflante (10), un brûleur (19), notamment linéaire auquel est rac- cordée une chambre de combustion (20) pour la postcombus- tion thermique des substances parasites à une température de destruction suffisante, est associé au premier courant partiel (11) de l'air de circulation contenant les sub- stances parasites, en ce que l'échangeur de chaleur (9) comprend un premier tronçon (16) pour le préchauffage du premier courant partiel (11) alimentant le brûleur (19) et dérivé de l'air de circulation ainsi qu'un deuxième tronçon (17) pour le réchauffage d'un deuxième courant partiel (12) de l'air de circulation réglable à l'aide d'une dérivation (14) et en ce qu'est disposé entre la chambre de combustion (20) et l'échangeur de chaleur (9), un canal de liaison (18) pour le premier courant partiel (11) traité dans le brûleur (9) et, à la suite de l'échan- geur de chaleur (9), un canal d'évacuation de l'air (22) sortant de la machine. 2. Machine selon la revendication 1, caracté- risée en ce que la chambre de combustion (20) située en aval du brûleur (19) comporte un parcours de séjour sinu- eux à la manière d'un labyrinthe pour la postcombustion des substances parasites. 3. Machine selon la revendication 1 ou 2, ca- ractérisée en ce que l'air de circulation qui n'est pas acheminé vers la postcombustion parcourt le deuxième tron- çon (17) de l'échangeur de chaleur (9) et une dérivation (14) disposée à côté de l'échangeur de chaleur, et en ce qu'un volet de couverture (24) mobile occultant plus ou moins l'un ou l'autre de ces deux parcours afin d'obtenir une température donnée du courant d'air de circulation (15) réuni dans la soufflante montée en aval, est associée à la section transversale de ces deux parcours. 4. Machine selon une ou plusieurs des revendi- cations 1 à 3, caractérisée en ce que l'échangeur de cha- leur (9) est un échangeur à faisceau tubulaire. 5. Machine selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 4, caractérisée en ce que le brûl1eur (19) est un brûleur à gaz.