Brevet FR2664031A1 — publié le 19920103

DISPOSITIF DE VENTILATION DE PRODUITS DIVISES La présente invention concerne les dispositifs de ventilation de produits divisés tels que grains de céréales, tubercules, oignons, sable, cailloux, tourteaux, etc. De telles installations se rencontrent notamment lorsque les produits doivent et re séchés, mais aussi lorsqu'ils doivent simplement être ventilés, soit par exemple pour entre aérés, ou pour éviter toute formation dzagglomerats. Dans la suite de l'expose l'invention se rapporte plus particulièrement à une installation de sechage de graines, mais il ne s'agit que d une application particulière, qui n'est en rien limitative ou restrictive de son champ ou domaine diapplication. De manière usuelle, de telles installations se présentent sous la forme de tours dont l ' intérieur est séparé en trois chambres une chambre centrale de séchage dans laquelle le grain circule de haut en bas et deux chambres de circulation d'air. La chambre centrale est globalement parallélépipédique avec une dimension en hauteur importante, donnant à ensemble l'aspect de tour. Les chambres de circulation d'air sont situées de part et d'autre de la chambre centrale, le long de deux parois verticales parallèles. Des gaines de circulation d'air dans la chambre centi-al e sont disposees en nappes à l'intérieur de celle- ci Ces gaines sont toutes paralleles les unes aux autres et fixées entre les parois verticales séparant la chambre centrale des chambres de circulation d'air. Chaque gaine est en communication avec une seule des chambres de circulation d'air par une ouverture prévue dans la paroi verticale de la chambre centrale. De cette manière, on dispose de gaines pour l'admission d'air chaud et sec dans la chambre centrale et de gaines pour l'évacuation de l'air refroidi et humide à l'extérieur de cette chambre. Un brûleur est prevu dans la chambre à à a partir de laquelle l'air est admis afin que celui-ci soit a une température convenable pour le séchage des grains. Afin de mieux contrôler la chaleur de l'air admis dans la chambre centrale et d'economiser de l'énergie en récupérant des calories dans lrair V a i r ayant traversé la chambre centrale, on a déjà propose une double circulation de l'air dans ladite chambre. Ceci signifie que V air circule dans un premier sens dans une partie de la chambre centrale et dans le sens oppose dans l'autre partie de la chambre. Pour ce faire, la première chambre de circulation d'air est séparée en deux parties, inférieure et supérieure, par une cloison horizontale. L'air en provenance de l'extérieur est admis en bas de la première chambre et est chauffe par un brûleur avant de pénétrer dans la chambre centrale par les gaines en communication avec la partie inférieure de ladite première chambre. De manière connue en soi le volume interne des gaines est en communication avec la chambre centrale sur toute la longueur des gaines. L'air chaud s'échappe ainsi des gaines d'entree et sèche le grain avant d'être aspiré dans les gaines de sortie et dirige vers la deuxième chambre de circulation d'air, Cet air est alors réchauffé par un deuxième brûleur avec un apport éventuel d'air d'appoint en provenance de ltexterieur avant d'être admis dans la partie supérieure de la chambre cent rai e. L a air chaud circule ainsi en sens inverse dans la partie haute et est extrait par les gaines débouchant dans la partie supérieure de la première chambre. La disposition des chambres de circulation d'air de part et d'autre de la chambre destinée au passage du grain nécessite une infrastructure complexe, De plus la nécéssité de disposer deux bruleurs rend difficiles les economies d'énergie. D'autre part la qualite du sechage ou pi us généralement de la ventilation dépend de son hogénéité dans la masse de grains laquelle se mesure entre autres moyens, par les gradients de temperature entre les gaines d'entrée et de sortie. On s est aperçu que cette homogénéité dépend en grande partie de la longueur des gaines qui ne peut dépasser en général le seuil de 2,5 mètres. Au dela il n'est plus possible de maîtriser le séchage dans toute la masse: des zones apparaissent les unes de haute; es autres de basse températures, avec des différences n degre hygrométrique correspondantes, et l'apparition de grains trop secs; devenus cassants. Il est donc en pratique impossible d'allonger les gaines; et c'est la raison pour laquelle les installations prennent la forme de tours élevées en hauteur. Cette nécessite est également un facj-,eur de coûts considérable, du fait du génie civil important. La présente invention a pour objectif de réaliser un dispositif de ventilation de produits divisés, notamment du genre ganuleux, pulvérulent organiques ou mineraux, de structure nouvelle dont les courts d'installation. d e fonctionnement et de revient sont nettement plus avantageux que ceux des dispositifs connus. A cet effet, le dispositif de ventilation du type comportant une chambre de ventilation dans laquelle des gaines de circulation d'air sont disposées en nappes, toutes parall'i eS i e s u n e s aux autres, entre deux parois opposées est caractérisé en ce que toutes les gaines d'entrée et de sortie d'air débouchent sur une mme paroi. Le dispositif de ventilation est encore remarquable en ce que - les gaines sont disposées en alternance de sorte que la ou les gaines adjacentes d'une gaine d'entrée sont des gaines de sortie; - les gaines d'entrée et les gaines de sortie sont respectivement assemblées par nappes ou canaux et les canaux sont juxtaposés alternativement d'entrée et de sortie; - les canaux sont disposes horizontalement5 - les canaux sont superposés; - les gaines sont dune longueur de au moins 2 mètres;; Le dispositif de ventilation selon cette définition est encore remarquable par le fait qu il comporte, a côté de la chambre d ventilation un unique ensemble de, circulation d' air. Celui-ci est divise en une chambre destinée au fluide d'entrée frais, par exemple une chambre de chauffage dans laquelle est dispos un brûleur, et une chambre de répartition, qui comporte å son tour une chambre d'entrée, une chambre de sortie séparée de la précédente et les canaux. La présente invention sera mieux comprise et autres caractéristiques de celle-ci seront mises en évidence par la description qui va suivre d'un mode de réalisation de l'invention en référence aux dessins dans lesquels : - La figure 1 est une vue de côté de l'installation de séchage selon l'invention - La figure 2 est une vue e n coupe suivant la ligne II-II de la figure 1 - La figure 3 est une vue de dessus de l'installation - la figure 4 est une vue de face dune plaque de distribution. A la figure 1, on a schématisé le sechoir va grains selon l'invention ; le séchage se fait dans la partie gauches La chambre de séchage 10 est formée de manière connue en soi par des modules 11 positionnés les uns sur les autres. Dans l'exemple représenté, cinq modules 11 sont symbolisés et numérotés de 1 a 5. Comme on peut le voir a la figure 2, chaque module 11 comporte deux nappes horizontales de gaines 12 pour la circulation de 11air V a i r d dans la chambre de séchage. Dans chaque module 11, l'air chaud pénètre par la nappe supérieure et est extrait par la nappe inférieure après avoir Sté en contact avec le grain. Ceci est schématisé à la figure 1 OU les flèches doubles représentent la circulation de l'air chaud et les flèches simples celle de l'air refroidi. Suivant l'invention, un seul ensemble 13 est prévu pour assurer la circulation de l'air nécessaire au séchage, les gaines 12 étant ai ors toutes débouchantes dans la paroi de la chambre de séchage tournee vers ensemble V de circulation d'air. Cet ensemble 13 est divisé par une cloison verticale transversale 14 e n une chambre de chauffage 15 et une chambre de répartition 16. L'air est admis dans la chambre de chauffage 15 à travers un ventilateur 17 et chauffé par le brûleur 18. Cet air arrive en partie de l'extérieur suivant la flèche F, en partie des gaines de sortie (recyclage). La chambre de répartition 16 est separee par une cloison verticale longitudinale 19 en une chambre d'entrée 20 et une chambre de sortie 21 disposées l'une contre l'autre dans la largeur de l'installation, entre les od4es 11 11 et la chambre de chauffage 15. La cloison 14 est découpée afin que la chambre de chauffage 15 communique avec la chambre d'entrée 20. Ladite chambre d'entrée 20 est limitée en encombrement vertical par une paroi 20A. L'espace situé le long des modules sur leur face dirigée vers ensemble de circulation d'air 13, c'est-à- dire le long de la paroi par laquelle débouchent les gaines) est divise par des parois horizontal es 22 disposées entre les nappes de gaines 12. On obtient ainsi des canaux d Ventrée 23 et des canaux de sortie 24 disposés en alternance les uns au dessus des autres en face de chaque nappe de gaines. Une plaque de distribution 25 est dispose verticalement pour séparer lesdits canaux d'entrée 23 et de sortie 243 des chambres d Ventrée 20 et de sortie 21. Cette plaque de distribution 25 est découpée afin de présenter des orifices 26,27 et des obturateurs 28 disposé s les uns et les autres en quinconce Chaque orifice ou obturateur a pour hauteur la hauteur séparant deux parois horizontal es 22, c'est-à-dire celle dune nappe de gaines 12, et pour largeur celle de la chambre 20,21 > d'entrée ou de sortie correspondante. Cette plaque de distribution est visible à la Figure 4 où les orifices d'entrée 26 sont notes "AC" c e q u i signifie que l'air chaud y circule et les orifices de sortie 27 sont notés "AH" pour symboliser le passage de l'air humide tandis que les obturateurs 28 sont hachurés. Par cette disposition, chaque canai est en communication avec l'une ou l'autre des chambres 20, 21. Bien entendu cette plaque de distribution paut être remplacée par tout dispositif équivalent: volets, diaphragme, etc sans sortir du cadre de 1V l'invention. Un canal d'entrée 23 est en communication avec la chambre d'entrée 20 par un orifice 26, tandis qu'il est sépare de la chambre de sortie 21 par un obturateur 28. Les canaux de sortie 24, qui lui sont contigüs, au-dessus et au-dessous, sont pour leur part en communication avec la chambre de sortie 21 par les orifices de sortie 27 et séparés par des obturateurs 28 de la chambre d'entrée 20. Vair arrivant ver-s la chambre de sechage 10 par la chambre d'entrée 20, pénètre alors dans un canal d'entrée 23 par un orifice 26 de dimension egale à la moitie de sa section, puis envahit tout ledit canal d'entrée 23 pour alimenter toutes les gaines 12 de la nappe. De manière similaire5 l'air extrait par toutes les gaines 12 d'une nappe est réuni dans un canal de sortie 245 puis sort par un orifice 27, de dimension C'gale a la moitié de sa section, vers la chambre de sortie 11. Les canaux d'entrée et de sortie sont limités a hauteur d'une nappe de gaines, mais s'étendent transversalement sur toute la dimension d'un module, tandis que les chambres d'entrée et de sortie s'étendent su r toute la hauteur de la chambre de séchage mais sur la moitie de sa dimension transversale. Comme on aura pu le comprendre, 1 Vair chauffé par le brûleur 18 dans la chambre de chauffage 15, traverse la chambre d'antrée 20, les orifices dentree 26 et les canaux d'entre 23, pour être admis dans les nappes supérieures de chaque module. Après avoir circulé entre les grains descendant de la trémie 30 vers le dispositif d'extraction 31, cet air refroidi et humide est extrait par les nappes inferieures de chaque module admis admis 3 circuler dans les canaux de sortie 24 et les orifices de sortie 27 vers la chambre de sortie 21. Les essais ont montre que le fait d'assurer l'arrivée et l'extraction de l'air sur la même face de la chambre de séchage provoque une répartition bien meilleure des flux d'air dans le grain. En effet, lorsque l'air arrive dans une gaine et est aspire par les gaines voisines débouchant à l'extrêmité opposée, il a tendance à circuler dans la gaine au lieu de traverser la masse de grains ce qui provoque des différences dans les flux d'air de près de 30% pour 2 mètres entre la paroi par laquelle arrive l'air et la paroi opposée par laquelle il est extrait, d'où l'hétérogénéité relevée.Avec la disposition selon l'invention5 les ecarts deviennent mini mes entre i a paroi dans laquelle débouchent toutes les gaines et la paroi opposée, si bien qu'il devient possible d'utiliser des gaines de grandes longueurs, supérieure à 2 mètres, par exemple de l'ordre de 5, 7, 10 mètres ou plus selon le traitement désiré et le produit traité (poudre,grains, granules de grande section L'utilisation du séchoir selon l'invention permet ainsi d'avoir un grain séché de manière beaucoup plus uniforme I1 est ai ors possible de construire des installations de faible hauteur, et non plus des tours, la surface de gaines étant répartie en longueur et non plus en hauteur, ce qui permet de diminuer considerablement les couts de génie civil Dans V l'exemple représenté, ladite chambre de sortie 21 est separee par une cloison horizontale 29 en une chambre inférieure 21A et une chambre supérieure 21B. Cette cloison 29 permet d'assurer un recyclage de l'air humide sortant dans la chambre inférieure 21A vers le ventilateur 17 et la chambre de chauffage 15 fi elle est réglable en position. Un tel recyclage permet la récupération de calories dans V l'air ayant traversé les modules communiquant avec ladite chambre inférieure 21A en admettant dans la chambre de chauffage de l'air composé d'air encore chaud et d'air en provenance de l'extérieur suivant F. Ce mélange est alors réchauffé par le brûleur 18. L'air humide et refroidi sortant des gaines dans la chambre supérieure de sortie 21B est, quant à lui, évacué dans V l'atmosphère par la cheminée 32. Un séchoir sel on l'invention qui ne présente qu'un seul ensemble 13 pour la circulation de l'air, est d'un coût inférieur, puisqu'il ne nécessite des infrastructures pour l'approvisionnement en carburant, pour les prises d'air, et l'énergie, que d'un seul côté de la chambre de séchage. De plus, un seul brûleur est nécessaire par le fait que l'air recyclé est ramené de façon simple vers la prise d'air. Un autre avantage du dispositif de ventilation et/ou séchage selon l'invention tient au fait que les differentes parois mises en pi ace pour former les chambras ou canaux de passage de l'air rigidifient la structure métallique, ce qui minimise les travaux de génie civil nécessaires pour l'implantation du dispositif. Le dispositif selon l'invention est encore avantageux par rapport aux dispositifs connus et usuellement mis en oeuvre en ce que le recyclage de l'air V a i r peut se faire de manière différente en fonction de l'aération et/ou du séchage recherchés et du matériau à traiter (maïs, blé, tournesol, sable,...); il suffit pour cela de modifier la position de la cloison 29 dans la chambre de sortie 21. On pourra, bien entendu, sans sortir du cadre de la présente invention adapter la dimension en hauteur des canaux dentree et de sortie, et la disposition des orifices d'entrée et de sortie dans le cas où l'on désire faire fonctionner les gaines de la même façon dans deux ou plusieurs nappes consécutives. REVENDICATIONS 1. - Dispositif de ventilation de produits divisés du type comportant une chambre (10) de ventilation dans laquelle des gaines (12) de circulation d'air sont disposées en nappes, toutes parallèles les unes aux autres, entre deux parois opposées, caractérisé en ce que toutes les gaines (12) d'entrée et de sortie d'air débouchent sur une même paroi. 2.- Dispositif de ventilation selon la revendication 1, caractérisé en ce que les gaines (12) sont disposées en alternance de sorte que la ou les gaines adjacentes d'une gaine d'entrée sont des gaines de sortie. 3.- Dispositif de ventilation selon la revendication 1, caractérisé en ce que les gaines d'entrée et les gaines de sortie sont respectivement assemblées par nappes ou canaux (23, 24) et les canaux sont juxtaposés, alternativement d'entrée (23) et de sortie (24). 4.- Dispositif de ventilation selon la revendication 3, caractérisé en ce que les canaux sont disposés horizontalement. 5.- Dispositif de ventilation selon la revendication 3, caractérisé en ce que les canaux sont superposés. 6.- Dispositif de ventilation selon la revendication 1, caractérisé en ce que les gaines (12) sont d'une longueur de au moins 2 mètres. 7.- Dispositif de ventilation selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte, à côté de la chambre (10) de ventilation un unique ensemble (13) de circulation d'air. 8.- Dispositif de ventilation selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il est divisé en une chambre destinée au fluide d'entrée frais, par exemple une chambre de chauffage (15) dans laquelle est disposé un brûleur (18), et une chambre de répartition (15), qui comporte à son tour une chambre d'entrée (20), une chambre de sortie (21) séparée de la précédente et les canaux.