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SEPARATEUR DE GOUTTELETTES D'EAU POUR APPAREIL D'HUMIDIFICATION DE L'AIR.
Certains appareils de conditionnement d'air utilisés pour l'humidification de l'aire doivent #tre conçus de façon telle que l'air qu'ils distribuent entraîne la plus grande quantité possible d'eau sous forme de¯¯goutte- lettes de très petites dimensions. Or, les systèmes de pulvérisation d'eau connus donnent des gouttes plus ou moins fines; les diamètres des gouttelettes étant très variables, il est nécessaire d'arrêter les grosses gouttes.
Le système de rétention des grosses gouttes généralement employé est basé sur l'utilisation d'écrans en chicanes déterminant des changements de direction de l'écoulement de l'air himide insufflé axialement à l'entrée du conduit au moyen d'un ventilateur débitant à travers un redresseur, ce qui permet, du fait des forces d'inertie s'exerçant sur les grosses gouttes, de recueillir celles-ci, du moins partiellement, sur ces écrans.
Un tel système présente toutefois certains inconvénients dus notamment aux difficultés de construction et d'installation des dispositifs à chicanes; ceux-ci donnent lieu en outre à une perte de charge appréciable qui a pour 'conséquence l'utilisation de ventilateurs de grande puissance pour l'entraînement de l'air humidifié.
La présente invention a pour objet un séparateur de gouttelettes qui présente l'avantage de permettre l'utilisation d'une partie de l'énergie dépensée dans le ventilateur pour réaliser la séparation cherchée.
Selon l'invention., on écarte l'un de l'autre le ventilateur et son redresseur et l'on dispose entre eux un conduit à axe rectiligne de forme et de dimensions telles que les grosses gouttes soumises au champ centrifuge dû à l'écoulement hélicoïdal de la veine d'air débitée par le ventilateur et non encore redressée se déposent sur la paroi dudit conduit d'où elles peuvent ètre évacuées.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que.du
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dessin faisant, ----en entendu, partie de ladite invention.
La fige 1 est une coupe schématique axiale d'un séparateur conforme à l'invention, muni d'un. conduit cylindrique.
La fig. 2 est une coupe analogue d'une variante dans laquelle le conduit forme un convergent-divergent.
La fige 3 montre un redresseur de forme particulière pouvant être monté à la sortie du conduit.
La fige 4 est une coupe schématique par IV-IV de la fig. 3.
La fig. 5 montre l'adjonction d'un distributeur-déflecteur à la sortie du ventilateur,
La fige 6 est une vue développée partielle des aubages du ventilateur et du distributeur de la fig. 5 .
La fige 7 est une coupe axiale d'un séparateur analogue à celui de la fige 1, muni de tubes ou cylindres coaxiaux.
Le séparateur représenté sur la fig, 1 comporte un ventilateur axial 1 aspirant par une ouie 2 et refoulant dans un conduit cylindrique 3 à la sortie duquel est monté un redresseur 4 à aubes radiales 5. Au voisinage de la sortie du conduit est prévue une gouttière 6 communiquant avec une tubulure d'évacuation 7. Un dispositif connu quelconque (non représenté) pulvérise de l'eau dans l'ouïe 2.
L'air humidifié animé d'un mouvement hélicoïdal par le ventilateur 1 par suite de l'absence de redresseur à la sortie,de ce dernier se déplace le long du conduit rectiligne 3 en effectuant un certain nombre de circonvolutions indiquées schématiquement par 8. Les gouttelettes d'eau en suspension dans l'air sont, de ce fait, soumises à un champ centrifuge qui détermine un mouvement de celles-ci vers la paroi 3, mouvement d'autant plus accentué que les gouttes sont plus grosses. Afin de retenir les gouttes d'eau de dimensions supérieures à une certaine valeur, le conduit 3 doit avoir une longueur suffisante pour que ces gouttes puissent effectuer le nombre de circcn - volutions leur permettant d'atteindre la paroi du conduit.
Les gouttes d'eau qui se déposent sur cette paroi sont recueillies dans la gouttière 6 d'où l'eau est évacuée par 7, par exemple par un siphon.
L'air humidifié qui ne contient alors pratiquement plus de grosses gouttelettes, passe par le redresseur 4 qui a pour effet de transformer le mouvement hélicoïdal de la veine en un mouvement rectiligne. Il est bien évident que ce redresseur n'est pas indispensable et que l'air humidifié pourrait sortir directement du conduit 3.
Dans les modes de réalisation représentés sur le dessin, le bord externe 5a des aubes 5 est rabattu vers l'intérieur dans le sens de la concavité de celles-ci ce qui permet la rétention de l'eau provenant des gouttelettes ayant heurté la surface de ces aubes.
Dans la variante de la fige 2, on a remplacé le conduit cylindrique 3 par un conduit formé d'un convergent 3a suivi d'un divergent 3b. Une seconde gouttière 9 munie d'une tubulure d'évacuation 10 est prévue autour du col du convergent-divergent.
Cette disposition a pour effet d'augmenter les vitesses d'écoulement dans la région du col, et par conséquent le champ centrifuge, ce qui permet de réduire la longueur du conduit.
Il n3est pas nécessaire que le redresseur 4 soit de type axial.
Comme le montrent les figs. 3 et 4, on peut utiliser un redresseur de type radial. Cette disposition peut #tre particulièrement avantageuse pour assurer une distribution uniforme d'air humide dans un local. Dans ce cas, l'axe du conduit 3 sera avantageusement vertical.
Il est possible d'accentuer l'effet centrifuge en donnant à la vitesse des filets d'air issus du ventilateur 1 une composante tangentielle importante. Ceci peut être réalisé en disposant un distributeur-déflecteur
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11 à la sortes d@ ventilateur 1 (fig. 5 et 6). Les aubes de ce déflecteur sont inclinées dans le sens de l'écoulement (indiqué par V) de l'air débité par le ventilateur, augmentant ainsi son inclinaison par rapport à l'axe.
Ainsi Va et Vt étant les composantes axiale et tangentielle de la vitesse de l'air à la sortie du distributeur ll, on voit que leur résultante V' est plus inclinée que leur vitesse d'entrée V dans celui-ci.
La séparation des gouttelettes peut être améliorée en disposant dans le conduit 3, un ou plusieurs tubes ou cylindres coaxiaux 12 (fig. 7), de sorte que les gouttelettes à éliminer n'ont plus à traverser qu'une dis- tance aussi réduite qu'on le désire avant de se déposer sur une paroi.
Il est bien évident que les variantes de réalisation qui viennent d'être décrites, peuvent être combinées de toute façon voulue. Ain- si, dans le cas où l'on recherche un entraînement d'eau sous forme de gout- telettes extrêmement fines ou l'installation d'un séparateur de très faible encombrement, on pourra utiliser le convergent-divergent de la fig. 2 en disposant, à la sortie du ventilateur 1, un distributeur 11 et éventuellement, dans la région du col, un ou plusieurs tubes coaxiaux 12.
Il va de soi que des modifications peuvent être apportées au séparateur qui vient d'#tre décrit, notamment par substitution de moyens techniques équivalents, sans sortir pour cela du cadre de la présente invention.
REVENDICATIONS.
1, - Un séparateur de gouttelettes d'eau pour appareil d'humidification de l'air comportant, à la sortie du ventilateur refoulant l'air hu- midifié, un conduit à axe rectiligne de forme et de dimensions telles que les s grosses gouttes soumises au champ centrifuge dû à l'écoulement hélicoïdal de la veine d'air refoulée par le ventilateur se déposent sur la paroi dudit conduit d'où elles peuvent être évacuées, l'air ne contenant plus que des fines gouttelettes débouchant dudit conduit soit directement, soit de préférence à travers un redresseur.
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WATER DROPLET SEPARATOR FOR AIR HUMIDIFICATION UNIT.
Certain air conditioners used for humidifying the air must # be designed in such a way that the air which they distribute entrains the greatest possible quantity of water in the form of very low droplets. small dimensions. However, known water spray systems give more or less fine drops; the diameters of the droplets being very variable, it is necessary to stop the large drops.
The large droplet retention system generally employed is based on the use of baffle screens determining changes in the direction of the flow of the himide air blown axially at the inlet of the duct by means of a fan delivering at through a rectifier, which makes it possible, due to the inertia forces exerted on the large drops, to collect them, at least partially, on these screens.
However, such a system has certain drawbacks due in particular to the difficulties in constructing and installing baffle devices; these also give rise to an appreciable pressure drop which results in the use of high power fans for driving the humidified air.
The present invention relates to a droplet separator which has the advantage of allowing the use of part of the energy expended in the fan to achieve the desired separation.
According to the invention, the fan and its rectifier are separated from each other and a duct with a rectilinear axis of shape and dimensions such as the large drops subjected to the centrifugal field due to the helical flow of the air stream delivered by the fan and not yet straightened are deposited on the wall of said duct from where they can be evacuated.
The description which will follow with regard to the appended drawing, given by way of nonlimiting example, will make it clear how the invention can be implemented, the particularities which emerge both from the text and from the.
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drawing forming, ---- of course, part of said invention.
Fig 1 is an axial schematic section of a separator according to the invention, provided with a. cylindrical duct.
Fig. 2 is a similar section of a variant in which the duct forms a convergent-divergent.
Fig. 3 shows a rectifier of particular shape which can be mounted at the outlet of the duct.
Fig. 4 is a schematic section through IV-IV of fig. 3.
Fig. 5 shows the addition of a distributor-deflector at the fan outlet,
Fig. 6 is a partial developed view of the blades of the fan and of the distributor of FIG. 5.
The rod 7 is an axial section of a separator similar to that of the rod 1, provided with coaxial tubes or cylinders.
The separator shown in FIG, 1 comprises an axial fan 1 sucking through a inlet 2 and delivering into a cylindrical duct 3 at the outlet of which is mounted a rectifier 4 with radial vanes 5. In the vicinity of the outlet of the duct, a gutter is provided. 6 communicating with a discharge pipe 7. Any known device (not shown) sprays water into the mouth 2.
The humidified air animated by a helical movement by the fan 1 owing to the absence of a rectifier at the outlet, of the latter moves along the rectilinear duct 3 by performing a certain number of convolutions indicated schematically by 8. Water droplets suspended in the air are, therefore, subjected to a centrifugal field which determines a movement of the latter towards the wall 3, movement all the more accentuated as the drops are larger. In order to retain the drops of water with dimensions greater than a certain value, the duct 3 must have a sufficient length so that these drops can perform the number of circcn - changes allowing them to reach the wall of the duct.
The drops of water which are deposited on this wall are collected in the gutter 6 from which the water is discharged through 7, for example by a siphon.
The humidified air, which then hardly contains any large droplets, passes through the rectifier 4 which has the effect of transforming the helical movement of the vein into a rectilinear movement. It is obvious that this rectifier is not essential and that the humidified air could exit directly from the duct 3.
In the embodiments shown in the drawing, the outer edge 5a of the vanes 5 is folded inwards in the direction of the concavity thereof, which allows the retention of the water from the droplets which have struck the surface of the blade. these vanes.
In the variant of fig 2, the cylindrical duct 3 has been replaced by a duct formed by a convergent 3a followed by a divergent 3b. A second gutter 9 provided with an evacuation pipe 10 is provided around the neck of the convergent-divergent.
This arrangement has the effect of increasing the flow velocities in the region of the neck, and consequently the centrifugal field, which makes it possible to reduce the length of the duct.
It is not necessary that the rectifier 4 be of the axial type.
As shown in figs. 3 and 4, a radial type rectifier can be used. This arrangement can be particularly advantageous for ensuring a uniform distribution of humid air in a room. In this case, the axis of the duct 3 will advantageously be vertical.
It is possible to accentuate the centrifugal effect by giving the speed of the air streams coming from the fan 1 a significant tangential component. This can be achieved by having a distributor-deflector
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11 to the types of fan 1 (fig. 5 and 6). The vanes of this deflector are inclined in the direction of the flow (indicated by V) of the air delivered by the fan, thus increasing its inclination with respect to the axis.
Thus Va and Vt being the axial and tangential components of the speed of the air at the outlet of the distributor II, it can be seen that their resultant V 'is more inclined than their speed of entry V into the latter.
The separation of the droplets can be improved by placing in the duct 3, one or more coaxial tubes or cylinders 12 (fig. 7), so that the droplets to be removed only have to cross a distance as short as 'we want it before settling on a wall.
It is obvious that the variant embodiments which have just been described can be combined in any way desired. Thus, in the case where a water entrainment in the form of extremely fine droplets or the installation of a very compact separator is desired, the convergent-divergent of FIG. 2 by arranging, at the outlet of the fan 1, a distributor 11 and possibly, in the region of the neck, one or more coaxial tubes 12.
It goes without saying that modifications can be made to the separator which has just been described, in particular by substitution of equivalent technical means, without thereby departing from the scope of the present invention.
CLAIMS.
1, - A water droplet separator for an air humidification device comprising, at the outlet of the fan delivering the humidified air, a duct with a rectilinear axis of shape and dimensions such as the large drops subjected to the centrifugal field due to the helical flow of the air stream delivered by the fan are deposited on the wall of said duct from which they can be evacuated, the air containing only fine droplets emerging from said duct either directly , or preferably through a rectifier.