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APPAREIL DE CHAUFFAGE A AIR CHAUD
Les calorifères à air chaud ont eu une vogue incontestée mais certains défauts inhérents à leur principes circulation naturelle de l'air et tirage naturel des fumées, les avaient fait abandonnero Les surfaces d'échange étaient portées à des températures inadmissibles pour leur longé- vité, et la moindre fissure introduisait des gaz dans le circuit d'airo
La mécanisation a redonné, ces dernières années, une place pré- pondérante à ces appareils de chauffage, et ceci à juste titre, car ils of- frent de grands avantages sur d'autres modes de chauffage;
ils ne craignent pas le gel, ils permettent une mise en régime très rapide, ils ont un bon rendement et donnent un prix de revient très bas de la calorie, à l'instal- lation et à l'utilisation,,
Les aéro-calorifères couramment utilisés présentent cependant quelques inconvénients, reposant sur le fait qu'est utilisée seulement le plus souvent la vitesse ascensionnelle créée par la combustion et le tirage naturel, pour évacuer les gaz de combustion à la partie supérieure de l'ap- pareilo Il en résulte que pour obtenir un fonctionnement sur, surtout si l'on envisage le mazout ou le gaz comme combustible, il; faut disposer d'une excellente cheminée.
Or, les aéro-calorifères sont généralement placés dans le centre des locaux à chauffer, et sont rarement à proximité d'une chemi- née de bonne constructiono En outre, ne craignant pas le gel, ils sont sur- tout employés pour le chauffage intermittent, donc très souvent leur mise en route doit se faire sur cheminée froide. Pour cela, le tirage naturel est souvent insuffisante
Afin de remédier à ces inconvénients, la présente invention a pour objet un aérocalorifère dans lequel le tirage est accéléré et est in- versé, par utilisation d'un ventilateur placé à la base de l'appareil et
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aspirant les fumées qui, après montée jusque au. sommet de la chambre de com- bustion,sont appelées à redescendre en suivant un chemin extérieurement concentrique à ladite chambre.
Quant à l'air à chaiffer,, il est lui-même appelé par un venti- lateur qui active sa circulation et, aspiré à la base de l'appareil, il fait un circuit direct de bas en haut, mais séparé en plusieurs circuits parallèles ou sensiblement parallèlement entre eux et ayant un axe de symé- trie commun, de telle sorte que, l'air ne changeant pas de direction, les pertes de charge sont réduites.
Les deux turbines mesurant respectivement 1.'.une la pulsion de l'air de reprise et l'autre le tirage forcé des fumées sont entraînées en rotation par un moteur unique qui, placé au-dessus de la turbine de pulsion de l'air de reprise, se trouve de ce fait constamment ventilé par cet air.
Pour augmenter le rendement et accroître la longévité de cet aérocalorifère, les fumées peuvent, à volonté, être partiellement reprises à la sortie de la turbine de tirage forcé et être renvoyées dans la chambre de combustion, le taux de recyclage des fumées étant règlé par une clé et étant fonction de différents facteurs, tels que : température maxima admis- sible sur les parois de l'échangeur et surface d'échange.
Le profil extérieur de cet aérocalorifère est enfin avantageu- sement tel que sa section aille en croissant depuis sa base jusqu'en son sommet, de telle façon que le volume des chambres de passage de l'air aug- mente dans le même sens que le volume de celui-ci, ensuite de son augmenta- tion de température, ce qui contribue à réduire les pertes de charge.
Le dessin schématique annexé représente, d'ailleurs, vue en coupe axiale, une forme de réalisation de cet aérocalorifère.
Sur une embase 2¯, dont la paroi latérale comporte des ouïes 3 réparties sur toute sa périphérie, est fixé un corps 4¯ dont le sommet pré- sente latéralement des ouïes 5. L'embase 2 est fermée en sa base, tandis que le corps .1 est ferméen son sommet.
A l'intérieur de l'embase 2 est logé un moteur électrique 6, aux deux extrémités de l'arbre duquel sont calées deux turbines, respecti- vement et 8.
La turbine est destinée à l'aspiration de l'air de reprise.
Celui-ci, arès passage au travers des ouïes 3 est dirigé sous la turbine
7 par une tole réfractaire 11 placée à l'intérieur de l'embase 2. et délimi- tant un tronc de cône.
A l'intérieur du corps 4 du calorifère se trouvent, d'une part, la chambre de combustion 2. et, d'antre part, les différents circuits de pas- sage des fumées et de l'air à chauffer.
La chambre de combustion 2. est alimentée par un brûleur à mazout ou autre 10 placé latéralement à l'appareil, à la base du corps 4 de celui- ci. La chambre 3, est fermée en sa base et en son sommet, mais présente,dans sa partie supérieure, quatre ouvertures latérales qui la font communiquer par des canaux radiaux 12 avec une chambre annulaire 13 délimitée par deux parois 14a - 14b concentriques à la paroi de la chambre de combustion 9.
La chambre annulaire 13 est fermée en son sommet, mais débauche en sa base, par des canaux radiaux dans un caisson 15 communiquant avec un caisson dans lequel est précisément placée la turbine qui évacue les Aimées par un car- neau 16.
On conçoit, dès lors, que les gaz de combustion sont soumis, par la turbine 8, à un tirage forcé et inversé, en suivant les flèches indiquées en traits pleins au dessin.
Quant à l'air de reprise, aspiré par la turbine 7, il est envo- yé par celle-ci dans deux chambres annulaires respectivement 17 et 18; celle
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17 se trouve placée entre la chambre de combustion 2 et la chambre de pas- sage 13 des fumées, tandis que celle 18 se trouve placée à l'extérieur de ladite chambre 13 des fumées. Les deux chambres 17 et 18 dans lesquelles l'air à chauffer est appeler à circuler uniquement de bas en haut,débou- chant toutes deux au sommet du corps de l'appareil dans un caisson 19 où se produit un tourbillon de mélange de l'air chaud, et d'où ledit tourbil- lon est appelé à sortir par les ouïes latérales 5.
En se reportant au dessin où les flèches indiquées en traits discontinus représentent le trajet suivi par l'air, depuis sa reprise à l'é- tat froid jusqu'à son évacuation à l'état chaud, on voit que: - d'une part, la circulation de l'air se fait uniquement de bas en haut depuis le ventilateur de reprise 1 jusqu'au caisson supérieur 19 de mélange et de répartition; - d'autre part, la circulation de l'air et des fumées à chauffer se fait à contre courant pour ce qui est de l'air circulant dans la chambre 17 au contact de la paroi 14a et de l'air circulant dans la chambre 18 au contact de la paroi 14b de cette chambre 13;
au contraire, l'air circulant dans la chambre au contact de la paroi de la chambre de combustion circule dans le même sens que les fuméeso
Les surfaces d'échange ayant un axe de symétrie vertical qui correspond à l'axe commun de la turbine de pulsion d'air 7, du moteur et de la turbine de tirage accéléré 7, la répartition des filets d'air dans l'échangeur s'effectue d'une façon très symétrique, permettant l'obtention d'un taux d'échange calorifique très homogène. Les pertes de charge dans la circulation de l'air sont, d'ailleurs, réduites à une très faible valeur, du fait de la circulation purement verticale de l'air.
Il est ainsi possi- ble de garder disponible une pression suffisante pour souffler l'air à gran- de vitesse à la sortie,2 de 1'appareils
Afin d'augmenter le rendement et la longévité de l'appareil, il est possible d'effectuer un recyclage des fumées. Dans ce but, un canal 21 débouchant,d'une part, dans le caisson inférieur 20 au-delà de la turbine et, d'autre part, dans la chambre de combustion 9 reprend une partie des fumées, pour les renvoyer dans ladite chambre de combustion.
Pour régler la quantité de fumées recyclées, une clé 22 est interposée sur le canal 21. Le taux de recyclage, réglable par cette clé, dépend d'un compromis établi en- tre, d'une part, la température maxima admissible par les parois de l'échan- geur, suivant les matériaux et le combustible utilisés et, d'autre part, la surface d'échange maxima pouvant être logée dans l'appareil, compte tenu de la puissance limite que l'on peut développer dans la chambre de combus- tion, dont le volume est fixé par l'encombrement maximum admissibleo
Il est évident que l'utilisation d'une turbine centrifuge pour pulser l'air de reprise dans l'appareil n'est pas limitative.
Cependant, une telle turbine permet d'obtenir les mêmes débit et pression qu'une tur- bine hélico-centrifuge ou hélicoïde, tout en ayant une vitesse périphérique et rotative, plus faible, ce dont il résulte un fonctionnement plus silen- cieux.
Parmi les autres avantages de cet appareil, il faut citers - la grande facilité de refroidissement des parties chaudes de l'appareil, y compris le moteur et le ventilateur de tirage; par circulation naturelle, l'appareil se refroidit même facilement, en cas de panne de for- ce motrice; - la facilité de démontage, par séparation de l'échangeur pro- prement dit et du socle contenant les turbines et le moteur; - la compensation automatique des dilatations.
Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule for-
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me de réalisation de cet aérocalarifèrey qui. a été indiquée à titre d'exem- ple; elle en embrasse, au contraire:, toutes les variantes d'exécution.
C'est ainsi notamment que: - la chambre annulaire centrale 13 de retour des fumées peut être remplacée par un faisceau, tubulaire; la surface de chauffe serait alors augmentée, pour un encombrement égal; mais le prix de revient'. serait plus élevé et l'entretien plus difficile; - la chambre de combustion,ainsi que les chambres qui lui sont concentriques pourraient avoir une forme polygonale quelconque; mais il est à remarquer que la forme circulaire permet une construction plus facile, plus rigide et tenant mieux à la chauffe.
REVENDICATIONS.
1. - Appareillage de chauffage à air chaud, caractérisé en ce que le tirage est accéléré et est inversé, par utilisation d'un ventilateur placé à la base de l'appareil et aspirant les fumées qui, après montée jus- qu'au sommet de la chambre de combustion, sont appelées à redescendre en suivant un chemin extérieurement concentrique à ladite chambre, l'air à chauffer étant appelé par un ventilateur qui active sa circulation et, étant aspiré à la base de l'appareil, il fait un circuit direct de bas en haut, mais séparé en plusieurs circuits parallèles ou sensiblement parallèles en- tre eux et ayant un axe de symétrie communde telle sorte que, ne changeant pas de direction, les pertes de charge sont réduites.
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HOT AIR HEATING UNIT
Hot air heaters have had an undisputed vogue but certain faults inherent in their principles natural circulation of air and natural draft of fumes, had made them abandon. The exchange surfaces were brought to unacceptable temperatures for their longevity, and the slightest crack introduced gases into the airo circuit
In recent years, mechanization has given back a predominant place to these heating devices, and this is rightly so, because they offer great advantages over other heating methods;
they are not afraid of freezing, they allow a very rapid start-up, they have a good yield and give a very low cost price of calories, for installation and use,
The air heaters currently used however have some drawbacks, based on the fact that most often only the upward speed created by combustion and natural draft is used to evacuate the combustion gases at the upper part of the appliance. pareilo It follows that to obtain a functioning on, especially if one envisages the oil or the gas like fuel, it; must have an excellent fireplace.
However, the air heaters are generally placed in the center of the premises to be heated, and are rarely near a chimney of good construction. In addition, not being afraid of frost, they are mainly used for intermittent heating. , therefore very often they must be started on a cold chimney. For this, the natural draft is often insufficient
In order to remedy these drawbacks, the present invention relates to an aerocalorifer in which the draft is accelerated and is reversed, by use of a fan placed at the base of the apparatus and
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sucking in the fumes which, after rising to. top of the combustion chamber, are called to descend following a path externally concentric to said chamber.
As for the air to be cooled, it is itself called up by a fan which activates its circulation and, sucked at the base of the apparatus, it makes a direct circuit from the bottom up, but separated into several circuits. parallel or substantially parallel to each other and having a common axis of symmetry, so that, the air not changing direction, the pressure drops are reduced.
The two turbines measuring respectively 1. '. One the return air supply and the other the forced smoke draft are rotated by a single motor which, placed above the air supply turbine recovery, is therefore constantly ventilated by this air.
To increase the efficiency and increase the longevity of this aerocalorifer, the fumes can, at will, be partially taken up at the outlet of the forced draft turbine and returned to the combustion chamber, the smoke recycling rate being regulated by a key and depending on various factors, such as: maximum allowable temperature on the walls of the exchanger and heat exchange surface.
Finally, the external profile of this air-cooler is advantageously such that its section increases from its base to its top, so that the volume of the air passage chambers increases in the same direction as the volume of the latter, then its temperature increase, which contributes to reducing the pressure drops.
The appended schematic drawing shows, moreover, a view in axial section, an embodiment of this aerocalorifer.
On a base 2¯, the side wall of which has gills 3 distributed over its entire periphery, is fixed a body 4¯ whose top laterally presents gills 5. The base 2 is closed at its base, while the body .1 is closed at its top.
Inside the base 2 is housed an electric motor 6, at the two ends of the shaft of which are wedged two turbines, respectively and 8.
The turbine is intended for the intake of return air.
This, after passing through the vents 3 is directed under the turbine
7 by a refractory sheet 11 placed inside the base 2. and delimiting a truncated cone.
Inside the body 4 of the heater are, on the one hand, the combustion chamber 2 and, on the other hand, the various circuits for passing the fumes and the air to be heated.
The combustion chamber 2 is fed by an oil burner or the like 10 placed laterally to the apparatus, at the base of the body 4 thereof. The chamber 3 is closed at its base and at its top, but has, in its upper part, four lateral openings which make it communicate by radial channels 12 with an annular chamber 13 delimited by two walls 14a - 14b concentric with the wall combustion chamber 9.
The annular chamber 13 is closed at its top, but debauchery at its base, by radial channels in a casing 15 communicating with a casing in which is precisely placed the turbine which evacuates the Aimées by a funnel 16.
It will therefore be understood that the combustion gases are subjected, by the turbine 8, to a forced and inverted draft, following the arrows indicated in solid lines in the drawing.
As for the return air, sucked in by the turbine 7, it is sent by the latter into two annular chambers 17 and 18 respectively; that
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17 is placed between the combustion chamber 2 and the flue gas passage chamber 13, while that 18 is placed outside said chamber 13 of the fumes. The two chambers 17 and 18 in which the air to be heated is called to circulate only from the bottom upwards, both opening at the top of the body of the apparatus into a box 19 where a vortex of mixing occurs. hot air, and from where said vortex is called to exit through the side vents 5.
Referring to the drawing where the arrows indicated in broken lines represent the path followed by the air, from its recovery in the cold state to its evacuation in the hot state, we see that: - of a share, the air circulation is only from bottom to top from the return fan 1 to the upper box 19 of mixing and distribution; - on the other hand, the circulation of the air and of the fumes to be heated takes place against the current as regards the air circulating in the chamber 17 in contact with the wall 14a and the air circulating in the chamber 18 in contact with the wall 14b of this chamber 13;
on the contrary, the air circulating in the chamber in contact with the wall of the combustion chamber circulates in the same direction as the fumes.
The exchange surfaces having a vertical axis of symmetry which corresponds to the common axis of the air supply turbine 7, of the engine and of the accelerated draft turbine 7, the distribution of the air streams in the exchanger is carried out in a very symmetrical manner, making it possible to obtain a very homogeneous heat exchange rate. The pressure drops in the air circulation are, moreover, reduced to a very low value, due to the purely vertical air circulation.
It is thus possible to keep available sufficient pressure to blow air at high speed at the outlet, 2 of the apparatus.
In order to increase the efficiency and longevity of the appliance, it is possible to recycle the fumes. For this purpose, a channel 21 opening, on the one hand, into the lower box 20 beyond the turbine and, on the other hand, into the combustion chamber 9 takes up part of the fumes, to return them to said chamber. combustion.
To adjust the quantity of recycled fumes, a key 22 is interposed on channel 21. The recycling rate, adjustable by this key, depends on a compromise established between, on the one hand, the maximum temperature admissible by the walls. of the exchanger, depending on the materials and fuel used and, on the other hand, the maximum exchange surface that can be accommodated in the device, taking into account the limiting power that can be developed in the chamber combustion chamber, the volume of which is fixed by the maximum allowable bulk.
It is obvious that the use of a centrifugal turbine to force the return air into the device is not limiting.
However, such a turbine makes it possible to obtain the same flow rate and pressure as a helical-centrifugal or helical turbine, while having a peripheral and rotary speed, which is lower, which results in more silent operation.
Other advantages of this device include - the great ease of cooling hot parts of the device, including the motor and the draft fan; by natural circulation, the apparatus even cools easily, in the event of failure of the motive power; - ease of dismantling, by separating the heat exchanger itself and the base containing the turbines and the engine; - automatic compensation for dilations.
As goes without saying, the invention is not limited to the sole form
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me of realization of this aerocalarifèrey which. was given as an example; on the contrary, it embraces all the variants.
Thus, in particular: - the central annular smoke return chamber 13 can be replaced by a tubular bundle; the heating surface would then be increased, for an equal size; but the cost price '. would be higher and maintenance more difficult; - the combustion chamber, as well as the chambers which are concentric with it, could have any polygonal shape; but it should be noted that the circular shape allows an easier construction, more rigid and more resistant to heating.
CLAIMS.
1. - Hot air heating apparatus, characterized in that the draft is accelerated and is reversed, by using a fan placed at the base of the appliance and sucking in the fumes which, after rising to the top of the combustion chamber, are called to go down by following a path externally concentric to said chamber, the air to be heated being called up by a fan which activates its circulation and, being sucked at the base of the appliance, it makes a circuit direct from bottom to top, but separated into several circuits parallel or substantially parallel to each other and having a common axis of symmetry so that, not changing direction, the pressure losses are reduced.