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Procédé et dispositif pour le séchage de marchandises débitées.
Priorité d'Une demande de brevet déposée en Suisse le 23 décembre 1944 n 99238
L'objet de l'invention cl-exposée consiste en un procédé pour secher les matières telles que bois et autres ana- logues, qui sont déjà débitées sous forme de marchanalses com- merclales en morceaux, planches, rondins, etc., procédé par lequel on soumet la matière à des differences de température et courants calorifiques qui en parcourent la masse entière.
Des procédés de ce genre ont été déjà découverts précédemment par le même inventeur, Monsieur Georges Leischner, et l'on disposait alors des éléments réchauffants d'un côté des pièces à sécher et des éléments refroidissants au côte oppose, ce qui provoquait l'écoulement de l'humidité des élements chauds vers les éléments froids.
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Lorsque l'on utilise ce procédé connu pour sécher le bois, par exemple, et que l'on place celui-ci, débite sous forme ae planches, entre une paroi chaude et une paroi froide, lesdites planches sont chauffées sur une face et refroidies sur l'autre; il se produit, alors un entraînement de l'eau con- tenue dans le bois en direction de la paroi froide, ce qui fait gonfler le bois sur la face recueillant 1'humidité, pendant que la face dépourvue d'eau et aéjà sèche se rétracte. Il en resulte un cintrage prononce de la planche, pouvant même ame- ner un fissurage.
On peut lutter contre ce phénomène en retournant plu- sieurs fois les planches à secher, de façon que chacune des faces soit à son tour en contact avec une paroi chaude ; l'eau se diffuse alors en direction constamment modifiée et l'on evite ainsi de cintrer les bois. Ce procédé a cependant l'in- convénient d'occasionner des pertes de chaleur sensibles, car lors ae chaque retournement, la face froide doit être réchauf- fée et la face chaude refroidie avant que les courant/s de diffusion puissent se rétablir; hors même cette perte calorique, il y a également supplemen-t de travail et perte de temps.
L'objet de l'invention consiste donc en un procédé permettant de remédier à ces defauts en soumettant les pièces à sécher à des courants calorifiques de directions variées; l'objet est aussi de présenter des appareils destinés à la mise en pratique du procède.
Les dessins ci-joints montrent schématiquement des exemples d'installations pour l'exécution au procède conforme à cette invention.
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Les fig. 1 et 2 montrent, respectivement en éléva- tion et coupe horizontale, un dispositif pour le séchage des planches de bois ou d'autres matières débitées, conformément au procédé.
Les fig. 3 et 4 montrent, respectivement encore en élévation et coupe horizontale, un autre exemple d'installa- tion visant au même but.
Les fig.5et b montrent en coupe partielle en éleva- tion ou coupe horizontale, respectivement, une installation pour le séchage des billes de bois et rondins.
La fig. 7 est une coupe transversale par le travers d'un élément chauffant, et la fig. 8 met en lumière, en coupe partielle suivant l'élévation, une forme différente d'installation pour le sé- chage aes blocs et rondins-de bois.
L'installation représentee par les fig. 1 et 2 se compose d'un certain nombre d'éléments émetteurs de chaleur 1 et d'éléments refrodissants 2, qui sont disposes alternative- ment de chaque côte de la planche à sécher 3. Les éléments chauffants et les éléments refroidissants sont disposés en quinconce de part et d'autre de la planche, de telle façon qu'un élément chauffant place contre une des faces soit en regard de l'élément froid disposé contre l'autre face. Les élé- ments refrodissats 2 se trouvent à une légère distance de la surface' de la planche, afin que l'eau condensée puisse s'écou- ler dans le couloir formé par l'intervalle existant entre
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l'élément et la planche.
Les éléments chauffants 1 sont, par contre, complètement appuyes contre la planche, afin que la transmission (le chaleur ait lieu de la façon la plus efficace.
Il va de soi que l'on peut aussi rencontrer une disposition suivant laquelle les éléments chauffants 1 sont aussi placés à une légère distance de la surface, laissant ainsi place à une lame d'air à travers laquelle la chaleur est transmise par rayonnement. Il est alors recommandé de donner à la face de l'élément chauffant dirigée vers la planche un poli brillant, afin que la chaleur réfléchie puisse également exercer la meilleure influence. Les éléments refroidissants doivent tou- jours être maintenus à une certaine distance de la surface à sécher.
Les flèches dessinées sur la fig. 2 indiquent les directions des échanges caloriques s'effectuant entre les élé- ments chauffants et les éléments refroidissants; d'après ces flèches, on voit que, dans la masse en cours de séchage, des parties voisines entre elles sont exposées à des échanges de chaleur en directions non identiques, ce qui assure dans toute la masse une évacuation uniforme de l'humidité.
Il est visible, sur la fig. l, que les éléments re- froidissants 2 sont prolongés à leur partie inférieure, de ma- nière que l'eau condensée qu'ils contiennent puisse s'écouler dans un bassin collecteur 4 disposé sous l'appareil. Une enve- loppe isolante b interdit un échange de chaleur entre l'appa- reil et l'air extérieur, tandis que les cloisons 22, également calorifugées, s'opposent aux échanges caloriques directs entre les éléments chauffants 1 et les éléments refroidissants 2.
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Sur la coupe horizontale représentée en fig. 2, on peut voir que l'installation est prévue pour disposer les mar- chandises à sécher en deux couches situées l'une au,dessus de l'autre, soit, par exemple, pour mettre deux rangées de plan- ches. Les éléments, tant chauffants que refroidissants, qui se trouvent entre les deux rangées de pièces à sécher, possèdent des surfaces actives tant à leur partie inférieure qu'à leur partie supérieure, et agissent donc en même temps sur les deux planches ; ces conditions, il est possible de dis- poser pour le séchage autant de couches qu'on le désire, en installant le nombre voulu de groupes d'éléments.
Un élément réchauffant et un élément refroidissant, montés ensemble d'un même côté de la pièce à sécher, constituent une batterie; l'écartement entre deux batteries prises separé- ment peut être adapté à l'épaisseur des pièces qui se présen- tent.
On a figuré, en ) et 4, un autre dispositif pour l'exploitation du procédé se rapportant à l'invention en ques- tion. Dans ce dispositif, les éléments refroidissants 2 sont formés de plaques dans lesquelles ont été ménagées des ouver- tures où viennent se placer les éléments réchauffants 1, ceux- ci devant être disposés de façon que leurs surfaces aci/tves soient en saillie en dehors des plaques froides; ces éléments réchauffants sont entourés d'enveloppes circulaires 5 en mati- ère calorifuge qui empêchent un échange direct de chaleur entre les éléments caloriquement opposés. Pour interdire également
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les échanges caloriques avec l'air ambiant, il est prévu un revêtement calorifuge b.
Comme cela a déjà été dit à propos de la fig. 2, un élément chauffant et un élément refroidissant, proches l'un de l'autre et disposés d'un même cô/té de la pièce à sécher, constituent encore ici une batterie, et l'on peut varier l'écartement entre deux batteries suivant l'é- paisseur des pièces.
La disposition des éléments chauffants à une certaine distance de la surface à sécher, à laquelle on a fait allusion à propos des fig. 1 et 2, peut encore être employée ici, auquel cas leurs surfaces doivent être soigneusement polies afin d'as- surer un bon rayonnement de chaleur vers les pièces à sécher.
De plus, les eléments chauffants peuvent être construits en forme de réflecteurs à miroir creux et, par exemple, ae mi- roirs paraboliques.
Il est avantageux que les éléments chauffants 1 ne soient pas mantés de façon rigide dans la plaque fommant élé- ment refroidissant,mais soient au contraire suspendus afin de reposer parfaitenent contre la surface des planches et d'épouser cette surface; il n'est pas nécessaire que lesdits éléments chauiiants affectent la forme circulaire qui est re- présentée sur fige ) et 4, et l'on peut à volonté leur donner une autre forme. Ici encore, le bac 4 sert à recueillir l'eau qui s'écoule des éléments refroidissants.
La fig. 4 montre la disposition pour une seule rangée de planches, mais ainsi qu'il a été ditpour les fig. 1 et 2
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on peut parfaitement adapter la disposition de la fig. 4 au séchage de plusieurs étages de bois à volonté.
Pour assurer de meilleurs échanges caloriques, les parties actives des éléments peuvent comporter de plus grandes surfaces utiles, par exemple en striant ou nervurant ces sur- faces.
Par suite de la résistance au passage de la chaleur qu'offre la lame d'air existant entre la matière à sécher et les élements refroidissants, il est évident que la transmission de chaleur par unité de surface est moindre entre la pièce et l'élément froid qu'entre l'élément chaud et la pièce, qui sont jointifs. De ce fait, on peut réduire les dimensions des élé- ments chauffants par rapport aux autres, et ceci permet de placer sur une même surface d'ensemble un plus grand nombre d'éléments chauffants et refroidissants que si tous ces élé- ments étaient semblables; pour une même surface totale, on par- vient ainsi à expulser par unité de temps une plus grande quan- tité d'humidité.
Pour alimenter les éléments chauffants ou refroidis- sants en fluide leur communiquant la température voulue, on peut à volonté les réunir ensemble, en munissant par exemple les éléments séparés de tubulures d'entrée et de sortie qui sont elles-mêmes branchées sur des tubes collecteurs; les élé- ments isolés d'un groupe peuvent être réunis en parallèle ou en série.
Un groupement en parallèle est représenté par les lignes en trait mixte de la fig. 2 ; une tuyauterie d'alimen- tation (7 pour les éléments chauffants, 8 pour les éléments
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refroidissants) comporte des dérivations , resp. 10, con- duisant à la partie supérieure des éléments chauffants, resp. refroidissants, tandis qu'à la partie inférieure des éléments chauffants 1 et refroidissants , des branchements 5 et 10 conduisent à la tuyauterie col/ecrice 7.
Un groupement en série est représenté par les lignes en trait mixte 11 de la fig. 4, ceci pour les éléments chauf- fants, et naturellement, une telle disposition peut remplacer celle indiquée sur la fig. 2, à la fois pour les éléments chauffants et les élements refroidissants.
Les fig. 5, b et 7 montrent une installation qui, par exemple, peut servir au sechage des troncs entiers fraîche- ment extraits. L'élément chauffant prend ici la forme d'un ser- pentin, entourant le tronc 12 maintenu aebout, et dont la sur- face active dirigée vers le tronc doit être en contact par- fait avec la surface extérieure de ce tronc, afin que le trans- port de chaleur soit le meilleur possible; la surface du corps chauffant 13 donnant vers l'extérieur est munie, comme le mon- tre la fig. '(, d'une couche d'isolation, afin que la chaleur rayonnée soit renvoyée vers le tronc 12. Ce tronc 12, muni de son corps de chauffe 13, est également entouré à distance par les éléments refroidissants, ceux-ci se présentant sous la forme d'un réservoir annulaire contenu dans l'enveloppe cylin- arique 15.
Cette enveloppe est à douole paroi, et le fluide destiné à refroidir circule dans l'espace libre 17 compris entre les deux parois 16; pour éviter les pertes de chaleur,
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l'appareil est clos aux deux extrémités, après introduction du tronc 12 et de son corps de chauffe 15, au moyen des cou- vercles 18. L'eau expulsée de la surface de la pièce se con- aense à la surface 15 de l'enveloppe réfrigérante, puis s'é- coule vers la partie inférieure où elle se rassemble dans la rigole 19, pour être évacuée à l'extérieur par le tube 20.
Les flèches de la fig. b montrent comment, ainsi qu'expliqué déjà à la fig. 5, les différentes parties voisines de la masse à sécher sont parcourues par des courants caloriques dans des directions différentes, si bien que l'humidité est attirée uniformément de tous côtés et que l'on évite ainsi les déformations du tronc soumis au séchage.
En lieu et place d'un corps de chauffe de forme hélicoïdale, on a représenté en fig. 8 des éléments chauffants annulaires ; ceci n'apporte, d'autre part, aucun changement sur la fig. 5 et la variation des directions suivant les- quelles s'exercent les courants caloriques a lieu exactement comme l'indique la fig. 6.
On peut encore remplacer l'élément chauffant héli- coïdal ou les éléments annulaires, par des éléments plats du genre représenté sur fig. 5 et 4, ou bien à volonté par une autre forme s'adaptant bien à la surface extérieure du tronc 12; ces corps chauffants peuvent être conçus sous forme de ré- flecteurs, placés à une certaine distance, et qui concentrent sur la surface du tronc la chaleur émise par rayonnement. Si l'on emploie un certain nombre d'éléments caloriques, par
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exemple des plaques émettrices de chaleur de dimensions ré- duites, il est nécessaire que ces plaques soient fortement appuyées contre la surface de la pièce 12 par un puissant système de ressorts, ceci afin d'assurer une transmission in- tégrale ae la chaleur par un excellent contact.
Il est égale- ment opportun que les surfaces des éléments chauffants qui portent contre la pièce à sécher 12 soient pourvus d'ondula- tions, de saillies ou de nervures. Ces éléments chauffants seront maintenus en direction radiale contre le corps à sé- cher 12, par un système réglable au moyen de/coulisses et de leviers, afin que l'on puisse les adapter immédiatement aux formes et dimensions du corps en question 12; les diverses parties des éléments chauffants qui ne touchent pas ce corps sont à munir de couches calorifuges afin d'éviter les pertes de chaleur.
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