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PERFECTIONNEMENTS APPORTES AUX APPAREILS DE CHAUFFAGE ET DISTRIBUTION D'AIR,
DITS "AEROTHERMES".
L'invention est relative aux appareils de chauffage et de distri- bution d'airs dits "aérothermes"o
De tels appareils sont connus et généralement constitués d'une en- veloppe en forme de colonne, dans laquelle sont logés un dispositif de chauf- fage, tel un foyer, et un faisceau tubulaire dans lequel circule d'une part les produits de combustion du foyer et dautre part l'air à échauffer, le plus souvent propulsé par un moyen mécanique, tel un ventilateuro
Dans les appareils, jusqu'à présent proposés, les agencements de la source de chaleur et du faisceau, ainsi que les conditions des échanges thermiques sont tels que l'encombrement de l'appareil est important, notamment en hauteur ;
outre l'accessibilité et l'enlèvement des parties les plus ex- posées - foyer et faisceau - ne sont que relativement aisés, et par le jeu de leurs dilatations, ces parties peuvent influencer la tenue de lappareilo
L'invention a pour but surtout de remédier à ces inconvénients, et pour objet un appareil du genre défini, dans lequel,, selon une caractéris- tique de l'invention.. un ensemble composé d'une source de chaleur et d'un échan- geur est agencé de manière à pouvoir-être introduit et retiré aisément d'une enveloppe, sur ou par laquelle il est, ou ses éléments sont librement suppor- tés, en sorte de supprimer ou tout au moins réduire à un minimum les effets résultant des dilatations de ces partieso
Selon une autre caractéristique de 1?invention,
l'échangeur est établi de façon à assurer à un degré élevé la transmission à Pair à échauffer, en particulier en tenant compte des trajets que cet air doit parcourir à tra- vers lappareilo
Dans un mode de réalisation préféré, l'ensemble de la source de chaleur et de l'échangeur est engagé dans, et supporté par la partie supérieu- re d'une colonne servant d'enveloppe, qui pourra être d'un seul tenant ; un autre mode de réalisation, la colonne par laquelle le dit ensemble est sup- porté est formée de plusieurs viroles s'adaptant les unes aux autres et se sup-
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portant l'une l'autre.
Dans l'échangeur, les éléments sont équipés d'organes plongeant dans les courants fluides, qui non seulement amplifient les contacts avec ces fluides en accroissant les échanges, mais encore répartissent et gui- dent ces courants dans leurs trajets à travers l'appareil, en évitant les inconvénients des changements de direction dans l'écoulement de ces courants, inhérents aux dits trajets.
Pour un même effet utile, l'importance de l'é- changeur peut ainsi être diminuée et, toutes autres choses égales, les di- mensions de l'appareil peuvent être réduites en accroissant ses possibili- tés d'installationo
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressorti- ront de la description qui suit de certains modes d'exécution, donnés à ti- tre d'exemples, et illustrés par les dessins schématiques annexés, sur les- quels:
Figo 1 est une vue en élévation, partie en coupe, d'un appareil aérotherme selon l'invention;
Fige 2 est unevue en plan, montrant, dans sa partie de gauche, une coupe selon A B fige 1, et, dans sa partie de droite, une coupe selon C D figo 1;
Figo 3 est une vue fragmentaire, en coupe, à 90 de la fig. 1;
Figo 4 montre, d'une manière analogue à la fig. 1, une autre réa- lisation, comportant également une disposition différente d'échangeur;
Fige 5 est une vue en plan, en coupe suivant 5-5 de la fig. 4.
En référence aux figs. 1 et 2, 1 désigne une enveloppe, en for- me de colonne, de section droite en principe quelconque, mais rectangulaire dans l'exemple, présentant à sa base un élargissement 2, et à sa partie in- férieure une chambre 3, séparée par une cloison 4 pourvue d'une ouverture centrale 5, et en communication avec l'espace ambiant par des ouvertures 6.
Ces ouvertures 6 peuvent être remplacées par des raccords sur lesquels vien- nent se monter des conduits venant de l'extérieur si l'air à échauffer n'est pas pris dans le local où l'appareil est monté.
Dans la chambre 3 est monté un ventilateur 7 dont l'hélice occupe l'ouverture 5.
A la partie supérieure de la colonne 1 sont prévues des décharges 8 pour l'air échauffé, ces décharges pouvant être prolongées par des con- duits menant cet air en un emplacement d'utilisation autre que le local dans lequel l'appareil est installé.
Dans la colonne 1 et son élargissement 2 est introduit un ensem- ble source de chaleur-échangeur, qui comprend une chambre de chauffe 9 conte- nant un foyer quelconque, et un faisceau d'éléments échangeurs 10 surmontant la chambre 9 et relié à celle-ci.
Comme on peut le voir sur la figure 1, les dimensions transversa- les de la colonne 1 et de l'élargissement 2 d'une part, et du faisceau 10 et de la chambre 9 d'autre part, sont telles que l'ensemble 9-10 peut être enga- gé dans l'ensemble 1-2 par la partie supérieure de la colonne, et qu'une fois atteinte sa position de fonctionnement, il subsiste entre l'élargissement 2 et la chambre 9 ainsi que la partie inférieure de l'échangeur, un passage pé- riphérique 11, tandis que dans la portion 1 de la colonne, l'espace libre sub- sistant est extrêmement réduit et peut être occupé par une garniture amovible quelconque 12.
L'ensemble 9-10 est retenu à la partie supérieure de la colonne par un anneau de fixation 13, ou par tout autre moyen convenable assurant la suspension libre de cet ensemble.
Au sommet de la colonne est disposé un chapeau 14 auquel se rac- corde un conduit, non représenté, évacuant à une cheminée les produits de com- bustion ayant traversé le faisceau 10.
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Gomme il est dit plus haut.. la chambre 9 peut contenir un foyer quelconque. E emplativement. on a illustré un agencement de foyer au mazout comprenant un brûleur 15 pénétrant dans la chambre 9 par une ouverture 16 suf- fisamment plus grande pour tolérer les dilatations et contractions de l'en- semble 9-10, le brûleur 15,dans sa traversée de l'espace 11, étant entouré par un manchon 17 fixé sur l'élargissement 2 et venant former joint étanche contre la paroi de'la chambre 9 grâce à une garniture 18 maintenue en place par une bague ou collier 190 Avantageusement le fond de la chambre 9 peut être conformé en pyramide
Le faisceau est composé de tubes 20 ouverts à leur extrémité infé- rieure vers la chambre 9 et à leur extrémité supérieure vers le chapeau 14.
Entre les tubes 20 peut circuler 1-'air propulsé par le ventilateur 7 ascension- nant l'espace 11, puis le faisceau 10 pour sortir par la décharge 80
On voit sur la figure 1 quen parcourant pareil trajet, l'air est obligé de changer plusieurs fois de direction, notamment à l'entrée dans le faisceau, en 21, et à la sortie du faisceau, en 220
Les tubes 20 sont garnis d'organes faisant saillie sur leurs faces interne et externe et plongeant dans les fluides qui baignent ces faces.
De cette façon, il est possible d'extraire du fluide chaud et de transmettre au fluide à échauffer une quantité supplémentaire de chaleure et toutes choses égales, de réduire l'importance et les dimensions de la source de chaleur 9, du faisceau 10 et finalement de lappareilo
Le gain ainsi réalisé sera d9autant plus grand que l'écoulement des fluides sera moins perturbé, c'est-à-dire sera harmonisé avec les trajets que ces fluides ont à parcourir à travers l'appareil.
Pour atteindre ce but, on pourra utiliser avec avantage les prin- cipes et agencements plus spécialement décrits dans une demande de brevet de même date de la demanderesse pour: "Perfectionnements aux échangeurs thermi- ques" et consistant en des organes plongeants, notamment en forme d'ailettes ou d'ailerons, orientés suivant la direction générale d'écoulement du fluide là où le fluide suit effectivement cette direction, tandis qu'aux endroits ou dans les zones où le fluide doit modifier sa direction d'écoulement par rap- port à cette direction générale, il est prévu des guides orientés en concor- dance du changement de direction requise
Par ailleurs, en raison de ces dispositions et de l'absence de per- turbations qui en résulte, on peut, dans certaines zones en contact avec les portions les plus chaudes du fluide le plus chaud,
supprimer les organes plon- geant dans ce fluide,avec l'avantage d'accroîftre considérablement la durée de vie des éléments de léchangeuro
Les figures 1 et 2 montrent que dans les zones telles que 21 et 22, les faces externes des tubes 20 sont munies d'ailerons-guides 23 d'orien- tation harmonisée avec les changements de direction du courant d'air dans ces zones., tandis qu'entre ces zones, les dites faces sont munies d'ailerons 24 orientés suivant la direction générale, verticale.. d'écoulement.
Intérieurement.. les tubes sont dépourvus d'organes plongeants ou ailerons dans la portion des tubes voisine de la chambre 9, et équipés d'ai- lerons 25 orientés verticalement sur la portion restànte de leur longueur.
En vue également d'assurer une harmonisation dans l'écoulement des fluides, en particulier de l'air, des organes de guidage, non représentés, peuvent être associés aux parois internes de l'élargissement 2, dans l'espa- ce 11, sans nuire pour cela à la facilité de montage et de démontage de l'ap- pareil.
Au lieu des tubes représentés dans l'exemple., les éléments de l'échangeur pourraient être constitués par des plaques assemblées formant des tubes ou des passages, ainsi que décrit dans la demande de brevet précitéeo
A l'effet de protéger l'extrémité inférieure des tubes des actions calorifiques trop intenses, on peut les munir d'un garnissage protecteur,\)
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avantageusement en réfractaire, comme le montre en 26 la figure 3.
Dans l'agencement décrit, la chambre 9 avec son brûleur 15 est disposée et fixée à l'extrémité inférieure du faisceau 10, et le ventilateur 7 est monté sous la dite chambre. briller On conçoit que l'on pourrait interchanger les ventilateur et brûleur, ou interchanger les emplacements du ventilateur et du brûleur, ou encore faire occuper à ces organes d'autres emplacements que ceux illustrés dans le cas où l'une ou l'autre de ces dispositions alternatives serait plus favorable pour satisfaire aux conditions locales particulières. On pourrait de même être amené à inverser les positions relatives du faisceau d'éléments échangeurs et de la chambre de combustion, celle-ci étant montée à la partie supérieure, librement suspendue à la colonne 1, ceux-là disposés à la partie inférieure, suspendus à la chambre.
Encore, la chambre montée à la partie supérieure de la colonne pourrait reposer sur la colonne et le faisceau être suspendu à cette colonne.
Dans l'agencement des figures 4 et 5, la chambre 9 est transver- salement plus développée et de préférence de section circulaire, le faisceau 10 recevant dans l'ensemble une section quadrangulaire.
Comme précédemment, la partie 1 de la colonne s'adapte à la pé- riphérie du faisceau 10 et l'élargissement 2 qui, en section droite présenté la forme de la chambre 9, laisse subsister entre lui-même et cette chambre-'- 9 un pas saga périphérique 11, mais les parties 1 et 2 sont constituées par des pièces distinctes, s'adaptant l'une à l'autre, et, le cas échéant, re- liées l'une à l'autre comme on le voit en 26.
Dans ces conditions, l'ensem- ble chambre 9 - faisceau 10 est engagé par le faisceau 10 dans la partie 1 et relié à cette partie comme en 13, puis cet assemblage estplacé par dessus la partie 2 et éventuellement y relié, ou bien l'ensemble chambre 9 - fais- ceau 10 est engagé et temporairement supporté dans la partie 2, après quoi la partie 1 est mise en place et l'ensemble 9-10 y relié comme en 13.
Comme précédemment des organes de guidage, non représentés, peu- vent être associés à la paroi interne de l'élargissement 2. Alternativement de tels organes pourraient être montés sur la face périphérique externe de la chambre 9.
Le reste de la disposition est semblable à ce qui a été décrit, sauf que le faisceau 10 est constitué comme suit, ou d'une manière analogue.
Des plaques 27, munies de rebords 28 et 29 faisant saillie sur leurs faces opposées, sont réunies entre-elles, soit par soudure bord-à-bord' des rebords précités, soit par des brides que comportent ces rebords comme illustré, en ménageant ainsi des passages 30 et 31 pour les produits gazeux de combustion de la chambre 9 et l'air à échauffer, respectivement. Dans les rebords 28 sont formées des découpures 32 permettant l'entrée et la sortie de l'air dans le faisceau 10, respectivement à sa vase et à son sommet, et dans les zones correspondantes des plaques 27, les faces tournées vers les passa- ges 31 sont munies de guides 23, tandis que dans l'étendue intermédiaire de ces faces, celles-ci sont équipées d'ailerons 24 orientés en direction verti- cale.
Sur les faces des plaques tournées vers les passages 30, ces plaques sont équipées d'ailerons orientés en direction verticale, ces ailerons étant- de préférence supprimés dans la portion inférieure des passages 30 voisine de la chambre 9.
Au lieu que des ailerons et guides soient prévus sur chacune des plaques, ils pourraient aussi bien n'équiper qu'une plaque sur deux, cette ' modification et les variantes du même genre rentrant évidemment dans les li- mites de l'inventiono
Comme autre variante de la disposition suivant les figs. 4 et 5, l'air à échauffer pourrait être introduit tangentiellement dans le passage périphérique 11, les guides éventuellement prévus sur la face interne de l'é largissement 2 ou la face externe de la chambre 9, étant convenablement orga- nisés à cet effet.
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En outre et naturellement., pour toutes les dispositions décrites, et leurs variantes, l'agencement des prises dair froid et des décharges d'air échauffé pourra varier suivant les conditions particulières à satisfaireo REVENDICATIONS.