Brevet FR2648547A1 — publié le 19901221

Le bois, matériau vatiable et hétérogène, est le résultat de l'élaboration d'un organisme noble et vivant : L'Arbre. C'est ainsi que l'une des phases qui tend à "bonifier" ce matériau, LE SéCHAGE, fut longtemps confié aux bons soins de "Dame Nature". L'emploi du bois, selon la cadence industrialisée de cette seconde moitié de siècle, 8 amené les professionnels à s'équiper de séchoirs artificiels. Les temps de séchage, allant de plusieurs mois à plusieurs années, pour le séchage naturel, ont été ramenés à des délais compris entre plusieurs semaines et quelques heures. I1 existe différents types de séchoirs - Le Séchoir à air-chamd (moyenne température) - Le Séchoir par pompe-à-chaleur - Le Séchoir sous vide. Dans le séchoir à air-chaud, le processus est le suivant 10 - Le bois est monté en température, ce qui permet à l'humidité du bois de s'évaporer. 20 - Une ventilation forcée, circulant à travers le bois, charge l'air de l'humidité ambiante. 30 - L'air chaud et humide est évacué vers l'extérieur, au travers de clapets extracteurs dont l'ouverture et la fermeture sont commandées par la régulation. Cet air chargé d'eau, est remplacé dans la cellule, par dépression, par de l'air frais venant de l'extérieur. L'inconvénient majeur de ce procédé : En même temps que l'humidité, l'on rejette à l'extérieur, un nombre impressionnant de calories. (D'autant plus que la température extérieure est basse). Le séchoir par pompe-à-chaleur procède d'une tout autre technique. Il fonctionne par déshumidification de l'air circulant en circuit fermé. Cette technique a pour avantage certain, la moindre consommation d'énergie. Par contre, une conduite plus lente amène à des cycles de séchage plus longs. Le séchoir sous vide, lui aussi procède encore d'une autre technique. I1 fonctionne en circuit fermé et étanche. Ce procédé est surtout employé pour les bois durs à sécher, de forte épaisseur, et en petite quantité. I1 requière un temps important de manutention chargement et déchargement. Ces deux derniers types de séchoirs, ne sont pas concernés par l'appoint de l'appareil dont nous allons parler ci-après. Comme nous l'avons vu précédemment, le séchage artificiel du bois racourcit les délais, mais en contrepartie consomme une relative quantité d'énergie. Le principe du récupérateur de calories, objet de cette invention, est basé sur le chauffage de l'air neuf, entrant dans la cellule de séchage, par l'air chaud et chargé d'humidité, qui en sort. En effet, la cellule de séchage étant étanche, l'air dvacué doit être remplacé par de l'air venant de l'extérieur. Tout au long du cycle de séchage, la température ambiante doit être maintenue aux alentours de 65-70-75 degrés centigrades. C'est doncà cette température que l'on extrait l'air humide. La source d'énergie doit donc constamment compenser la sortie de calories, en chauffant l'air d'entrée. C'est ici que le récupérateur de calories vient prendre le relais en chauffant partiellement l'air entrant, prolongeant de ce fait, la coupure thermostatique de la source d'énergie. Ce dispositif se compose d'un caisson entôle d'aluminium à double paroi sur trois faces, isolé thermiquement, rempli de tubes verticaux en alliage d'aluminium et magnésium ; tubes qui sont munis de chicanes internes hélicoidales. Le caisson est séparé par des chicanes horizontales, percées de trous, laissant passer les tubes verticaux (18). L'ensemble forme deux circuits d'air, croisés et séparés. La présence des chicanes, tant verticales qu'horizontales, a pour but de freiner la vitesse de l'air sortant, comme celle de l'air entrant. De pius, les chicanes hélicoidales à l'intérieur des tubes, par la force centrifuge, forcent l'air tournoyant à se plaquer le long de la paroi de chaque tube (12). Le ventilateur d'extraction (10) est la seule pièce mécanique de l'ensemble qui soit en mouvement. Tous les autres composants n'ont qu'un rôle statique. Par conséquent, ils ne risquent aucune usure ultérieure, d'autant qu'ils bénéficient de l'inoxydabilité de l'aluminium qui en est le composant exclusif. Le récupérateur de calories d'un séchoir à bois travaille dans une ambiance humide et poussièreuse. Les sciures accrochées en surface du bois à sécher, en fin de cycle, volent dans l'athmosphère. Afin d'éviter un colmatage de l'appareil, dû à l'agglomération des sciures collées par l'lumldité, il faut éviter que l'air en mouvement be passe par des orifices trop étroits.(Tel est le cas dans les Récupérateurs de type "Alvéolaires"). Dans le Récupérateur de calories, objet de cette invention, les tubes (12) et les chicanes 2-3-4-5-6-7- laissent un espace important au passage de l'air, ce qui évite les inconvénients cités ci-dessus. De plus, ce récupérateur est constitué de deux circuits croisds et séparés de type "Allongé". Les extrémités contraires, (atpiration/refoulement haut - aspiration/refoulement bas) travaillent à température respectivement voisine, ce qui octroie un rendement optimum. Cet appareil est accolé à la paroi extérieure de la cellule de séchage. l'es orifices d'aspiration et refoulement d'air chaud sont situés dans le couloir de reprise d'air humide de la cellule de séchage. Le ventilateur d'extraction de l'appareil (10) sera branché sur la commande de la régulation du séchoir, par l'intermédiaire d'un contacteur à bobine. PROCESSUS GENT RAYAI DE F0IiCxIONIE;IFIENm: Les ventilateurs de brassage (14) sont mis en route, ce qui déclanche automatiquement la mise en chauffe de la batterie génératrice de calories (15). La montée en température du bois commencera. Le phénomène d'évaporation de l'humidité du bois s'en suivra. Dès que la température de début d'extraction sera atteinte, alors la régulation du séchoir sollicitera la prestation du récupérateur de calories. Les ventilateurs de brassage (14) pulsent l'air sur la batterie de chauffage (15). L'air chaud arrive en (16) à l'avant du bois. I1 se charge d'humidité au passage à travers les planches posées sur taquets et arrive en(17) chargé de l'humidité. L'aspiration du ventilateur d'extraction (10) est reportée en (9), afin de capter l'air à l'endroit où il est le plus chargé, c'est à dire en bas de la cellule. Le ventilateur (10) projette l'air chaud et humide sur la paroi externe des tubes (nib), disposés en quinconce. Après un passage ralenti par les chicanes 2-3-4-5-6-7-, il est expulsé vers l'extérieur en (11), après avoir abandonné ses calories au contact de la surface des tubes échangeurs. Simultanément, l'extraction de l'air créant une dépression dans la cellule de séchage oui est étanche, l'air chaud et humide est remplacé par de l'air neuf venant de l'extérieur, entrant en (12) par l'intérieur des tubes d'échange. Âpres avoir été ralenti et mis en rotation par les chicanes hélicoldales (19) internes aux tubes, l'air arrive réchauffé en (13) où il se réinjecte naturellement à l'air ambiant. Il est repris, dans la cellule de séchage, par les ventilateurs de brassage (14), et le processus recommence, jusqu'à séchage complet du bois. Cet appareil est conçu de manière simple et robuste. La partie mécanique en mouvement est réduite au seul ventilateur d'extraction (10). L'invention sera bien comprise en se référant à la description et aux dessins annexés à titre d'exemple indicatif, non limitatif et sont sujets à de nombreuses variantes de réalisation et d'applications, comme produit industriel nouveau. La FIG - 1 - représente dans son ensemble, une partie de la cellule de séchage vue en coupe ; cellule étanche et en dépression (13). La totalité du récupérateur de calories vu en coupe. En Les FIG - 2 & 3 - représentent une vue de face et une vue de profil du caisson récupérateur. En (11) la sortie de l'air expulsé après récupération des calories. La FIG - 4 - représente la coupe frontale du caisson récupérateur. En (12) l'arrivée de l'air neuf entrant par l'intérieur des tubes d'échange. En (13) l'air arrivant réchauffé, et se réinjectant naturellement à l'air ambiant de la cellule de séchage. En (10) le ventilateur d'extraction, piloté par la régulation automatique du séchoir. La FIG - 5 - montre vus en plan, les tubes (16) à l'intérieur desquels se trouvent les chicanes hélicoldales (19). Les pointillés indiquent la limite des chicanes horizontales et montrent leur chevauchement. En (21) la paroi de la cellule. En (10) le ventilateur d'extraction. Les flèches indiquent la direction et le mouvement de l'air pulsé par le ventilateur (10). La FIG-6 - représente a coupe d'un tube (I8). La FIG-7 - représente une chicane hélicoTdale (19) avant d'étre insérée dans le tube (I8). Bien entendu,l'invention ne se limite pas au mode de réalisation représente et décrit,mais elle peut varier de forme,de modele,de matière,de dimensions sans que soit altéré le but de l'invention. R E V E N D I C P. T I O N S IO-L'invention concerne un nouveau récupérateur de calories pour séchoirs à évacuation directe,spécialement utilisé pour le séchage des bois, caracterisé, en ce qu'il se compose d'un caisson en tôle d'aluminium isole thermiquement ,rempli de tubes verticaux munis de chicanes internes heli coldales (I9) et de chicanes planes et horizontales percées de trous, laissant passer les tubes à leur travers. Les chicanes,tant verticales qû'horizontales ont pour but de freiner la vitesse de l'air sortant et entrant,par l'entremise du ventilateur d'extraction (IO) . Ce récupérateur jouxte et communique avec la cellule étanche du séchoir dans laquelle le bois est soumis à un traitement thermique destiné à 1 'évaporation de son humidité. 20- Dispositif selon la revendication - I - caractérisé en ce que le principe du récupérateur de calories est basé sur le chauffage de l'air neuf,entrant dans la cellule de séchage par l'air chaud et chargé dthumidité qui en sort. 30- Dispositif selon la revendication - 2 - caractérisé par le fait que l'air de la cellule de séchage,saturé d'humidité et extrait,doit être remplacé par de l'air venant de 1 'exté- rieur. 40- Dispositif selon la revendication - I - caractérisé par le f fait que tout au long du cycle de sechage,la température ambiante doit étre maintenue aux alentours de 65-70-75 centigrades. 50-Dispositif selon la revendication - 4 - caractérisé en ce que c'est à cette température que l'on extrait l'air humide. La source d'énergie doit constamment compenser la sortie de calories, en chauffant l'air d'entree. C'est ici que ce recu- pérateur vient prendre le relais,en chauffant par échange thermique,l'air entrant par l'air sortant. 6 -Dispositif selon la revendication - I - caracterise en ce que les chicanes helioldales (I9) placées à l'intérieur des tubes (I8) ,par la force centrifuge, forcent l'air tournoyant à se plaquer le long de la paroi interne de chaque tube,et ainsi favoriser le phénomène d'échange thermique. 70-Dispositif selon la revendication - I - caractérise en ce que le ventilateur d'extraction est la seule piéce mécani que de 1 'ensemble qui soit en mouvement . Les autres composa ts n'ont qu'un rôle statique. 80- Dispositif selon la nevendication - I - caractérisé en ce que dans le récupérateur ,les tubes disposes en quinconce et les chicanes,tout en freinant la vitesse de l'air ,laissent un espace important au passage de l'air ,afin d'eviter un colmatage intempestif,du a l'ambiance humide et poussiereuse (Sciures) ( FIG- 5 ). 90- Dispositif selon la revendication - I - Ce récupérateur est caractérise par deux circuits échangeurs,croises et separés de type "ALLONGE " Les extrémités contraires,Aspiration, refoulement "haut " aspiration /refoulement "Bas ) travaille à température respectivement voisine,ce qui permet un rende ment optimum. I00- Dispositif selon la revendication - 9 - caractérise en ce que simultanément l'extraction de l'air saturé d'humidité créant une depression dans la cellule de séchage qui est étanche,l 'air chaud et humide est remplacé par de l'air neuf venant de 1 'extérieur entrant en (I2) par l'intérieur des tubes d'étange. Apresavoir été ralenti et mis en rotation par les chicanes helicoidales (I9) internes aux tubes,l 'air arrive réchauffé en (I3) où il se réinjecte naturellement à l'air ambiant de la cellule. Etant repris par les ventilateur de brassage (I4) ,le processus recommence jusqu'a sechage complet du bois.