FR2724576A1

FR2724576A1 - Air drying system

Info

Publication number: FR2724576A1
Application number: FR9411250A
Authority: FR
Inventors: Gerard Toulza; Marc Bautrait
Original assignee: Electricite de France SA
Current assignee: Electricite de France SA
Priority date: 1994-09-21
Filing date: 1994-09-21
Publication date: 1996-03-22
Anticipated expiration: 2014-09-21
Also published as: FR2724576B1

Abstract

A thermoelectric Peltier is connected to a condenser inside an enclosure to be dried and also to an evaporator outside the enclosure. The condenser and evaporator are rotated so that their roles are reversed and the condensate is driven off outside the enclosure by heating in a forced air flow.

Description

SYSTEME ASSECHEUR D'AIR
DESCRIPTION
Domaine technique
La présente invention concerne un dispositif pour l'assèchement de l'air et peut trouver application à chaque fois que se pose un problème d'évacuation d'humidité en dehors d'une enceinte quelle que soit la constitution ou la forme de cette enceinte. Une telle enceinte peut par exemple contenir un ou des instruments de mesure, des composants électroniques, des capteurs, afin de mesurer les caractéristiques d'une atmosphère donnée, l'ensemble étant destiné à être utilisé à l'extérieur, par exemple dans une atmosphère hostile, et pas nécessairement à l'intérieur de bâtiments. Or, dans de telles enceintes, peut se poser le problème soit d'avoir l'atmosphère la plus sèche possible, soit d'avoir une hygrométrie donnée.AIR EXHAUST SYSTEM
DESCRIPTION
Technical area
The present invention relates to a device for drying air and may find application whenever there is a problem of moisture evacuation outside an enclosure regardless of the constitution or shape of the enclosure. Such an enclosure may for example contain one or more measuring instruments, electronic components or sensors, in order to measure the characteristics of a given atmosphere, the assembly being intended to be used outdoors, for example in an atmosphere hostile, and not necessarily inside buildings. However, in such enclosures, the problem can be either to have the driest possible atmosphere, or to have a given hygrometry.

Une première solution consiste à disposer d'une enceinte étanche, dont lthygrométrie est réglée et préétablie avant l'utilisation des appareils de mesure. A first solution is to have a sealed enclosure, the hygrometry is adjusted and preset before using the measuring devices.

Mais, dans le cas d'utilisation en altitude, des variations d'altitude importantes peuvent provoquer une déformation de cette enceinte. C'est le cas, notamment, lorsque l'enceinte est fixée à un avion ou à un hélicoptère. Il est alors nécessaire de prévoir une mise à l'air de l'enceinte, et ceci entraîne nécessairement l'introduction d'air humide. Cette première solution n'est donc pas satisfaisante.But, in the case of use at altitude, large altitude variations can cause deformation of this enclosure. This is the case, in particular, when the enclosure is attached to an airplane or a helicopter. It is then necessary to provide an air vent of the enclosure, and this necessarily entails the introduction of moist air. This first solution is therefore not satisfactory.

Dans l'art antérieur, des enceintes sont connues, dans lesquelles on utilise une cartouche dessicante. L'air est introduit dans l'enceinte par une valve de dépressurlsation et est ensuite dirigé à travers la cartouche. 'autonomie d'un tel appareil est insuffisane et il est difficile de remplacer les artouches lors de missions ou de campagnes de mesures de longues durées. In the prior art, enclosures are known in which a desiccant cartridge is used. The air is introduced into the enclosure by a depressurization valve and is then directed through the cartridge. The autonomy of such a device is insufficient and it is difficult to replace the artouches during missions or long-term measurement campaigns.

xposé de l'inventlon
La présente invention a justement pour objet de résoudre ces problèmes.submission of the inventory
The object of the present invention is precisely to solve these problems.

Elle a plus précisément, pour objet principal, un système assécheur d'air d'une enceinte délimitée par des parois, caractérisé en ce qu'il comprend - des moyens de condensation de l'humidité, ces moyens
étant situés au voisinage d'une paroi de l'enceinte, - des moyens pour évacuer l'humidité en dehors de
l'enceinte.More specifically, its main object is an air dryer system of an enclosure delimited by walls, characterized in that it comprises - means of condensation of moisture, these means
being situated in the vicinity of a wall of the enclosure, means for evacuating moisture outside
the enclosure.

Selon un mode particulier de réalisation de T invention, les moyens de condensation de l'humidité sont constitués par une pompe de type "Peltier", cette pompe maintenant à une température T1 un élément dissipateur situé à l'intérieur de l'enceinte, sur lequel vient se condenser l'air humide et maintenant, à une température T2 supérieure à Tl, un autre élément dissipateur situé à l'extérieur de l'enceinte. According to a particular embodiment of the invention, the humidity condensation means consist of a pump of the "Peltier" type, this pump maintaining at a temperature T1 a dissipating element located inside the enclosure, on which is condensed moist air and now, at a temperature T2 greater than T1, another dissipating element located outside the enclosure.

Chaque élément dissipateur peut être constitué d'ailettes dirigées respectivement vers l'intérieur ou l'extérieur de l'enceinte. Each dissipating element may consist of fins directed respectively towards the inside or the outside of the enclosure.

Selon un autre mode de réalisation particulier de l'invention, des moyens sont prévus pour faire passer l'élément dissipateur extérieur à l'intérieur de T enceinte, et réciproquement, ainsi que des moyens pour inverser la polarité de la tension d'alimentation de la pompe "Peltier" lorsque la position des éléments dissipateurs est inversée. According to another particular embodiment of the invention, means are provided for passing the outer dissipating element inside the enclosure, and vice versa, as well as means for reversing the polarity of the supply voltage of the enclosure. the "Peltier" pump when the position of the dissipating elements is reversed.

Plus précisément, les moyens qui sont prévus pour faire passer l'élément extérieur à l'intérieur et réciproquement peuvent être constitués par un moteur qui fait pivoter les éléments dissipateurs autour d'un axe passant par la pompe "Peltier". More specifically, the means that are provided for passing the outer member internally and vice versa may be constituted by a motor that rotates the dissipating elements around an axis passing through the "Peltier" pump.

Selon un autre mode de réalisation particulier de l'invention, les moyens pour diriger l'air humide vers les moyens de condensation peuvent être constitués par un ventilateur qui dirige l'air humide vers les moyens de condensation. According to another particular embodiment of the invention, the means for directing the humid air towards the condensation means may be constituted by a fan which directs the humid air towards the condensing means.

Brève description des figures
De toute façon, les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lumière de la description qui va suivre. Cette description porte sur les exemples de réalisation, donnés à titre expiicatif et non limitatif, en se référant à des dessins annexés sur lesquels
- la figure l représente schématiquement le principe de fonctionnement d'un appareil selon la présente invention,
- les figures 2a et 2b représentent, de façon plus détaillée, un mode particulier de réalisation de l'ensemble pompe "Peltier"-dissipateur dans un appareil selon la présente invention,
- les figures 3a et 3b présentent des détails de réalisation de l'invention, notamment des contacts électriques qui permettent d'inverser la position des dissipateurs autour de la pompe "Peltier".Brief description of the figures
In any case, the features and advantages of the invention will appear better in the light of the description which follows. This description relates to the exemplary embodiments, given as an explanatory and nonlimiting example, with reference to the appended drawings in which
FIG. 1 diagrammatically represents the operating principle of an apparatus according to the present invention,
FIGS. 2a and 2b show, in more detail, a particular embodiment of the "Peltier" -dissipateur pump assembly in an apparatus according to the present invention,
FIGS. 3a and 3b show details of embodiment of the invention, in particular electrical contacts which make it possible to reverse the position of the dissipators around the "Peltier" pump.

Exposé détaillé de modes de réalisation de l'invention
Sur la figure 1, on a représenté schématiquement le principe de fonctionnement d'un appareil assécheur d'air d'une enceinte 2, selon l'invention. A l'intérieur de cette enceinte, peuvent être installés par ailleurs des appareils de mesure, par exemple de -,ne optique, ou tout type de dispositifs électroniques associés à de tels appareils, ces derniers étant situés alors soit à l'intérieur, soit à l'extérieur de l'enceinte 2. Ces différents composants ne sont pas représentés sur la figure 1. Des moyens de condensation 4 de l'humidité sont prévus au contact ou au voisinage d'une paroi 6 de l'enceinte 2.Detailed description of embodiments of the invention
In Figure 1, there is shown schematically the operating principle of an air dryer apparatus of an enclosure 2, according to the invention. Inside this chamber, measuring devices may also be installed, for example optical, or any type of electronic devices associated with such devices, the latter then being located either inside or outside the enclosure 2. These different components are not shown in Figure 1. Condensation means 4 of the moisture are provided in contact with or in the vicinity of a wall 6 of the enclosure 2.

Par ailleurs, des moyens a, 10 sont prévus pour évacuer l'humidité condensée sur les moyens 4, vers l'extérieur de ltenceinte. Furthermore, means a, 10 are provided for discharging the condensed moisture on the means 4, towards the outside of the enclosure.

Ainsi, les moyens 4 peuvent être constitués par exemple par une pompe thermoélectrique à effet "Peltier" 12 (appelée encore pompe "Peltier" dans la suite du texte), située entre deux éléments dissipateurs 14 et lo, et au contact de ceux-ci. L'un des éléments dissipateurs est tourné vers l'extérieur de l'enceinte, à travers une ouverture 20 pratiquée dans la paroi 6 de L'enceinte. La pompe "Peltier" est alimentée de telle façon que le dissipateur qui est tourné vers l'intérieur de 11 enceinte est maintenu à une température T1, suffisamment basse pour que l'humidité contenue à l'intérieur de l'enceinte vienne s'y condenser. Le dissipateur 16 situé à l'extérieur de l'enceinte sera maintenu à une température T2 > T1, et constituera la "face chaude" de la pompe "Peltier". Thus, the means 4 can be constituted for example by a thermoelectric pump effect "Peltier" 12 (also called "Peltier" pump in the following text), located between two dissipating elements 14 and lo, and in contact with them . One of the dissipating elements is turned towards the outside of the enclosure, through an opening 20 made in the wall 6 of the enclosure. The "Peltier" pump is fed in such a way that the dissipator which is turned towards the inside of the enclosure is kept at a temperature T1, sufficiently low for the humidity contained inside the enclosure to come there. condense. The heatsink 16 located outside the enclosure will be maintained at a temperature T2> T1, and will constitute the "hot face" of the pump "Peltier".

A l'intérieur de l'enceinte, des moyens 18 peuvent être prévus pour brasser l'air et le diriger vers la face froide de la pompe "Peltier", c'est-à-dire vers le dissipateur 14 tourné vers l'intérieur de l'enceinte et sur lequel l'air humide va se condenser. Inside the enclosure, means 18 may be provided for stirring the air and directing it towards the cold face of the "Peltier" pump, that is to say towards the dissipator 14 facing inwards. of the enclosure and on which the humid air will condense.

Un moteur 8 peut être prévu, afin de faire subir à l'ensemble pompe "Peltier"-dissipateur une rotation, par exemple autour d'un axe AA' passant par la pompe "Peltier", cette rotation permettant d'échanger la position respective des deux dissipateurs. A l'issue d'une telle rotation, le dissipateur originellement situé à l'extérieur se retrouve à l'intérieur de l'enceinte 2, et celui qui était, au départ, à l'intérieur de l'enceinte 2 se retrouve à l'extérieur. Simultanément à cette rotation, la polarité de la tension d'alimentation de la pompe "Peltier" est inversée, de façon à ce que l'élément dissipateur "chaud" situé auparavant à l'extérieur de T enceinte devienne l'élément "froid", à la température
T1.De même, et du fait de cette inversion de tension, l'élément dissipateur "froid" qui se trouvait avant la rotation à l'intérieur de l'enceinte 2 et qui se retrouve après la rotation à l'extérieur de l'enceinte revient élément dissipateur "chaud", maintenu à la température T2. C'est sur ce dernier élément dissipateur, maintenant situé à l'extérieur, que s'est déposée, avant la rotation, une certaine quantité d'humidité à l'intérieur de ltenceinte. Cette condensation se retrouve donc, du fait de la rotation, à l'extérieur de l'enceinte, et sur l'élément dissipateur dont la température est maintenant ramenée à une température plus élevée. Du fait de cette température plus élevée, la condensation va donc pouvoir s'évaporer dans l'atmosphère extérieure, cette évaporation pouvant être assistée par une circulation d'air 22 dirigée vers le dissipateur par un ventilateur 10 situé à l'extérieur de l'enceinte. La paroi 24 représentée sur la figure 1 permet de canaliser cette circulation d'air. La disposition de l'ensemble ventilateur-moyens de canalisation de l'air représentée sur la figure 1 est susceptible de variantes, comme il sera expliqué par la suite en liaison avec les figures 2a et 2b. A motor 8 may be provided, in order to subject the pump assembly "Peltier" -dissipateur rotation, for example around an axis AA 'passing through the pump "Peltier", this rotation to exchange the respective position two heatsinks. At the end of such a rotation, the dissipator originally located outside is found inside the chamber 2, and the one that was initially inside the enclosure 2 is found in outside. Simultaneously with this rotation, the polarity of the supply voltage of the "Peltier" pump is reversed, so that the "hot" dissipating element located previously outside the enclosure becomes the "cold" element. , at the temperature
Similarly, and because of this inversion of voltage, the "cold" dissipating element which was before the rotation inside the enclosure 2 and which is found after the rotation outside the enclosure returns "heat sink" element, maintained at temperature T2. It is on this last dissipating element, now located outside, that a certain quantity of humidity inside the enclosure was deposited before the rotation. This condensation is found, because of the rotation, outside the enclosure, and on the dissipating element whose temperature is now reduced to a higher temperature. Due to this higher temperature, the condensation will thus be able to evaporate in the outside atmosphere, this evaporation being able to be assisted by an air flow 22 directed towards the dissipator by a fan 10 situated outside the pregnant. The wall 24 shown in Figure 1 can channel this air flow. The arrangement of the fan-air ducting means assembly shown in FIG. 1 is capable of variants, as will be explained hereinafter with reference to FIGS. 2a and 2b.

Afin de limiter la température T2 du dissipateur situé à l'extérieur de l'enceinte, ce dernier peut être en contact avec un thermostat 26, par exemple par l'intermédiaire d'un élément frotteur 28, et une valeur de consigne supérieure pour la température T2 peut ainsi être fixée au préalable par l'utilisateur. Une telle valeur limite pour la température extérieure sera en général inférieure à 60 C. Lorsque T2 dépasse cette limite, l'alimentation de la pompe "Peltier" est interrompue, laissant ainsi a a température T2 revenir en-dessous de la limite. Le thermostat redéclenche alors le fonctionnement de la pompe "Peltier". In order to limit the temperature T2 of the dissipator situated outside the enclosure, the latter may be in contact with a thermostat 26, for example by means of a friction element 28, and a higher reference value for the T2 temperature can be set beforehand by the user. Such a limit value for the outside temperature will generally be less than 60 ° C. When T2 exceeds this limit, the supply of the "Peltier" pump is interrupted, thus leaving the temperature at T2 to fall below the limit. The thermostat then triggers the operation of the "Peltier" pump.

Ainsi qu'illustré sur la figure 2a, les éléments dissipateurs peuvent avoir la forme d'ailettes 30, 32 réparties de part et d'autre de l'élément "Peltier" 12. L'ensemble est fixé sur un support 34, monté directement contre la paroi 6 de l'enceinte. Afin de réaliser une meilleure isolation et d'éviter un pont thermique entre les éléments "chauds", on peut prévoir des compartiments 36, 38, à l'intérieur de la pièce de montage 34, qui peuvent être remplis par exemple par une mousse isolante de polyuréthanne. L'ouverture 20 prévue dans la paroi o de l'enceinte, est, bien sûr, de taille suffisante pour pouvoir permettre une rotation de l'ensemble des ailettes autour d'un axe perpendiculaire au plan de la figure 2, passant par le point A. La référence 37 représente le moteur
(partiellement caché sur la figure 2a), qui commande cette rotation.A l'extérieur, la paroi 38 permet de canaiiser sur le dissipateur extérieur (ailettes 32) l'air pompé par le ventilateur extérieur, non représenté sur cette figure 2a et installé dans la cavité 40. As shown in FIG. 2a, the dissipating elements may be in the form of fins 30, 32 distributed on either side of the "Peltier" element 12. The assembly is fixed on a support 34, mounted directly against the wall 6 of the enclosure. In order to achieve better insulation and avoid a thermal bridge between the "hot" elements, compartments 36, 38 can be provided inside the mounting piece 34, which can be filled, for example, with an insulating foam. of polyurethane. The opening 20 provided in the wall o of the enclosure, is, of course, of sufficient size to be able to allow a rotation of the set of fins about an axis perpendicular to the plane of Figure 2, passing through the point A. Reference 37 represents the engine
(Partially hidden in FIG. 2a), which controls this rotation. At the outside, the wall 38 makes it possible to canalize on the outer dissipator (fins 32) the air pumped by the external fan, not shown in this FIG. 2a and installed in the cavity 40.

Le passage de l'air de refroidissement est représenté sur la figure 2b qui est une vue en perspective de la paroi o, de la paroi de canalisation 38 et de la cavité 40, le ventilateur 45 étant installé dans cette dernière. L'axe de rotation du ventilateur est perpendiculaire à a paroi 6, et le ventilateur fait circuler l'air dans le sens représenté par les flèches 42, 43 et 44. The passage of the cooling air is shown in Figure 2b which is a perspective view of the wall o, the duct wall 38 and the cavity 40, the fan 45 being installed in the latter. The axis of rotation of the fan is perpendicular to the wall 6, and the fan circulates the air in the direction represented by the arrows 42, 43 and 44.

Les figures 3a et 3b représentent le système d'inversion de la tension aux bornes de la pompe "Peltier" 12. Les ailettes des dissipateurs et le moteur d'entraînement ne sont pas représentés sur ces figures. FIGS. 3a and 3b show the inverting system of the voltage at the terminals of the "Peltier" pump 12. The fins of the dissipators and the drive motor are not represented in these figures.

L'ensemble ailettes-pompe "Peltier" peut être entraîné en rotation autour de l'axe AA'. Cet ensemble est solidaire d'une bague tournante 50 dont le pourtour comporte deux encoches 51 et 53 diamétralement opposées. Une bague fixe 52 est située en regard de la bague tournante. Dans chaque bague 50, 52 sont prévues deux bornes électriques désignées respectivement par 54, 56 et 64, 66. Les bornes 64 et 66 sont reliées à la source o9 d'alimentation électrique de la pompe "Peltier". Des éléments tels que des ressorts 65, 67 permettent d'assurer un contact efficace lorsque les bornes 64, 66 sont en ace des bornes 54, 56.La référence 60 désigne un contacteur, incorporé dans le circuit d'alimentation du moteur et associé à un capteur de position comportant un bras 68 et une roulette 70. Cette dernière est destinée à être insérée dans chacune des encoches 51 et 53. Lors d'une rotation de l'ensemble ailettes-pompe "Peltier", la bague 50 est entraînée dans le mouvement autour de 1'axe AA'. Le bras 68 est soulevé jusqu'à ce que la roulette 70 soit dégagée de l'encoche dans laquelle elle reposait. Le mouvement se poursuit jusqu'à ce que la roulette 70 vienne se loger dans l'autre encoche, ce qui déclenche l'ouverture du contacteur 60 et donc du circuit d'alimentation du moteur.Simultanément, la position des bornes 54 et 56 a été inversée, ainsi, donc, que la polarité de la tenson d'alimentation de la pompe "Peltier". Par conséquent, du fait du mouvement de rotation lors du passage du dissipateur extérieur à l'intérieur de l'enceinte (et réciproquement), la tension d'alimentation de la pompe "Peltier" est inversée et la face "chaude" devient "froide" (et inversement). The fins-pump assembly "Peltier" can be rotated about the axis AA '. This assembly is secured to a rotating ring 50 whose perimeter comprises two notches 51 and 53 diametrically opposed. A fixed ring 52 is located opposite the rotating ring. In each ring 50, 52 are provided two electrical terminals respectively designated 54, 56 and 64, 66. The terminals 64 and 66 are connected to the power source o9 of the pump "Peltier". Elements such as springs 65, 67 make it possible to ensure effective contact when the terminals 64, 66 are at the terminals 54, 56. The reference 60 designates a contactor, incorporated in the motor supply circuit and associated with a position sensor comprising an arm 68 and a wheel 70. The latter is intended to be inserted into each of the notches 51 and 53. During a rotation of the fins-pump assembly "Peltier", the ring 50 is driven into the movement around the axis AA '. The arm 68 is lifted until the wheel 70 is clear of the notch in which it rested. The movement continues until the wheel 70 comes to be housed in the other notch, which triggers the opening of the contactor 60 and therefore of the motor supply circuit. Simultaneously, the position of the terminals 54 and 56 has was reversed, as well as the polarity of the power supply of the pump "Peltier". Therefore, due to the rotational movement during the passage of the outer heat sink inside the enclosure (and vice versa), the supply voltage of the pump "Peltier" is reversed and the "hot" side becomes "cold" "(and vice versa).

Le moteur de commande du mouvement de rotation peut être déclenché manuellement ou à intervalles réguliers par un dispositif incorporant une horloge. The rotational motion control motor can be triggered manually or at regular intervals by a device incorporating a clock.

L'utilisateur est alors libre de programmer les cycles de rotation, par exemple avec une période de quelques minutes, par exemple 10 minutes.The user is then free to program the rotation cycles, for example with a period of a few minutes, for example 10 minutes.

Le dispositif tel que décrit ci-dessus permet d'obtenir une atmosphère la plus sèche possible à l'intérieur de l'enceinte. The device as described above makes it possible to obtain the driest possible atmosphere inside the enclosure.

il est également possible de fixer un taux d'humidité déterminé à l'intérieur de l'enceinte. Un hygromètre est alors placé dans cette dernière. En sortie de l'hygromètre, un comparateur dans lequel une valeur de consigne a été préalablement introduite par l'utilisateur délivre un signal à un contact qui commande la mise sous tension de la pompe "Peltier". it is also possible to set a determined humidity level inside the enclosure. A hygrometer is then placed in the latter. At the output of the hygrometer, a comparator in which a set value has previously been introduced by the user delivers a signal to a contact which controls the powering up of the "Peltier" pump.

L'humidité se condense alors sur le dissipateur intérieur et est ensuite évacuée vers l'extérieur de la manière décrite ci-dessus. Lorsque l'hygrométrie revient à la valeur de consigne, la tension de la pompe "Peltier" est coupée. The moisture then condenses on the inner dissipator and is then vented outward as described above. When the hygrometry returns to the set point, the voltage of the "Peltier" pump is cut off.

Claims

CLAIMS CATIONS

a wall of the enclosure, - means (8, 10, 16, 32, 42) for evacuating moisture outside the enclosure.

humidity, these means being located in the vicinity

1. air-drying system of an enclosure (2) delimited by walls, characterized in that it comprises - means (12, 14, 30) of condensation of

2. Dry air system according to claim 1, characterized in that it further comprises means (18) for directing the moist air contained in the enclosure to the means (12, 14, 30) of condensation of moisture.

3. Dry air system according to one of claims 1 or 2, characterized in that the moisture condensation means are constituted by a pump type "Peltier" (12) and two dissipating elements (14, 16 , 30, 32) in contact with this pump "Peltier", one of the dissipating elements

(14, 30) being, during operation of the apparatus, turned towards the interior of the enclosure, and the other dissipating element (16, 32) being, during operation, situated essentially outside of the enclosure or in contact with the external atmosphere of the enclosure, the pump maintaining at a temperature T1 the dissipating element located inside the enclosure, and on which is condensed the moist air, and now at a temperature T2 the element located outside the enclosure or in contact with the external atmosphere of the enclosure.

Air drying system according to one of the preceding claims, characterized in that each follower element (14, 16) is formed with fins (30, 32) directed respectively towards the inside or the outside of the pregnant.

Air drying system according to one of claims 3 or 4, characterized in that means (8, 47) are provided for passing the outer dissipating element inside the enclosure and vice versa, and means (51, 52, 54, 56, o4, o6) for reversing the polarity of the supply voltage of the "Peltier" pump, when the respective position of the two dissipators is reversed.

6. Air dryer system according to claim 5, characterized in that the means for exchanging the position of the two dissipating elements are constituted by a motor (47) which rotates these elements about an axis (AA ') passing through the pump "Peltier".

Air drying system according to one of Claims 2 to 6, characterized in that the means for directing the moist air towards the condensation means of the humidity consist of a fan (18) located at the inside the enclosure.

8. Dry air system according to one of the preceding claims, characterized in that it further comprises a fan (10, 45) located outside the enclosure.

9. dry air system according to one of claims 3 or 4, characterized in that the outer dissipating element is in contact with a thermostat (26), via a trotter element (28).