FR3101400A3 - Appareil générateur d’air chaud forcé - Google Patents
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Abstract
La présente découverte concerne un appareil générateur d’air chaud forcé (1) qui comprend un corps de boîte de confinement (2), à l’intérieur duquel sont logés un brûleur (3) pourvu de moyens d’alimentation (4) d’un combustible (C) et d’air de combustion (A) aspiré, une chambre de combustion (5) où a lieu la combustion d’un mélange combustible avec la génération de produits de combustion (6) qui circulent intérieurement le long de tout le parcours de la chambre de combustion (5) et successivement dans un premier collecteur de fumées (9) et ensuite dans un faisceau de tubes radiants (10) fixé au corps de boîte de confinement (2) à travers un accouplement amovible (14) pour ensuite circuler à un second collecteur de fumées (13) grâce à un premier groupe de ventilation (15) relié en sortie à un conduit de fumées (18). Un second groupe de ventilation (19) se trouve également logé dans le corps de boîte (2) positionné dans l’ouverture d’entrée (20) apte à acheminer un flux d’air (21) à chauffer à travers l’intérieur du corps de boîte de confinement (2) en interceptant dans son parcours un premier (9) collecteur de fumées et un second (13) collecteur de fumées et puis un faisceau de tubes radiants (10) parcourus intérieurement par les produits de combustion (6).
Description
Champ d’application
La présente découverte concerne un appareil générateur d’air chaud forcé.
L’appareil dont il s’agit est destiné avantageusement à être employé, dans le domaine tertiaire, commercial, industriel, dans les élevages et dans les serres, avec l’objectif principal de chauffer l’air extérieur, ou un mélange d’air extérieur avec de l’air de reprise environnant, air qui doit être introduit dans l’environnement desservi à une température bien déterminée.
État de la technique
État de la technique
Dans le secteur des appareillages pour le chauffage d’environnements, des appareillages sont connus depuis longtemps tels que des générateurs d’air chaud en échange direct installables aussi bien à l’intérieur des environnements à chauffer, qu’à l’extérieur de ceux-ci. Dans ce cas, l’échange thermique est défini direct dans la mesure où l’air à introduire directement est chauffé sans utiliser un second fluide vecteur. Quand installée à l’intérieur des environnements à chauffer, la bouche d’entrée ou reprise de l’air à chauffer peut être posée même à proximité des parois et en communication directe avec l’extérieur de manière à pouvoir utiliser de l’air propre extérieur.
Les appareillages pour le chauffage direct de l’air extérieur ou de reprise décrits brièvement jusqu’ici se sont révélés, en particulier dans le chauffage d’environnements poussiéreux, concrètement non dépourvus d’inconvénients.
Un premier inconvénient réside dans le fait que dès lors qu’ils sont installés à l’intérieur d’environnements à chauffer avec la présence de poussières en suspension, et après des périodes d’arrêt du chauffage prolongées dans le temps, les échangeurs de chaleur actuellement employés à bord des appareils, favorisent le dépôt et l’accumulation sur les échangeurs des poussières qui entraînent des incrustations qui, dans la phase suivante de démarrage (allumage de l’appareil et donc chauffage des tubes radiants à plus de 300-400°C), peuvent donner lieu à des allumages des poussières et donc créer un danger d’incendie qui peut se propager dans le local desservi.
Un deuxième inconvénient réside dans le fait que même si les appareils sont installés à l’extérieur des environnements à chauffer, la présence de poussières en suspension peut quand même rejoindre les échangeurs de chaleur de l’intérieur de l’environnement, à travers la bouche de refoulement de l’air chaud, et créer les inconvénients décrits ci-dessus (accumulation de poussière et incrustations sur les échangeurs de chaleur après des périodes d’arrêt prolongées dans le temps des appareils) qui, dans la phase suivante de démarrage (allumage de l’appareil et donc chauffage des tubes radiants à plus de 300-400°C), peuvent donner lieu à des allumages des poussières et donc créer un danger d’incendie qui peut se propager dans le local desservi.
Un troisième inconvénient réside dans le fait que même si les appareils sont installés à l’extérieur des environnements à chauffer, ils prévoient une recirculation partielle d’air intérieur poussiéreux ; celui-ci, même si mélangé en partie avec de l’air extérieur propre, peut entraîner les inconvénients décrits ci-dessus (accumulation de poussière et incrustations sur les échangeurs de chaleur après des périodes d’arrêt prolongées dans le temps des appareils) qui, dans la phase suivante de démarrage (allumage de l’appareil et donc chauffage des tubes radiants à plus de 300-400°C), peuvent donner lieu à des allumages des poussières et donc créer un danger d’incendie qui peut se propager dans le local desservi.
Présentation de la découverte
Présentation de la découverte
Dans ce contexte, le but de la présente découverte est donc celui de dépasser les inconvénients de la technique déjà connue décrite ci-dessus, en présentant un appareil de génération d’air chaud forcé capable de réduire le dépôt de poussières en suspension dans l’air sur les échangeurs de chaleur à tubes radiants et favoriser un autonettoyage des mêmes échangeurs à tubes radiants.
Ce but de la présente découverte est atteint à travers un appareil générateur d’air chaud forcé qui comprend : un corps de boîte de confinement qui se développe selon une direction de développement entre une ouverture d’entrée et une ouverture de sortie, un brûleur logé dans le corps de boîte de confinement et pourvu de moyens d’alimentation reliés au brûleur et prédisposés pour alimenter le brûleur avec au moins un combustible, le brûleur étant susceptible d’être également alimenté avec de l’air de combustion aspiré ; une chambre de combustion logée dans le corps de boîte de confinement et se développant entre une première section d’entrée reliée au brûleur et une première section de sortie, avec une forme allongée le long de la direction de développement, dans la chambre de combustion étant susceptible d’avoir lieu une combustion d’un mélange combustible formé par le combustible et par l’air de combustible avec la génération de produits de combustion qui sont susceptibles de circuler intérieurement le long de la chambre de combustion de la première section d’entrée à la première section de sortie ; un premier collecteur de fumées relié à la première section de sortie de la chambre de combustion ; un faisceau de tubes radiants logés dans le corps de boîte de confinement et susceptibles d’être parcourus intérieurement par les produits de combustion, chacun des tubes radiants se développe entre une deuxième section d’entrée reliée au premier collecteur de fumées et une deuxième section de sortie, avec une forme allongée le long de la direction de développement ; un second collecteur de fumées relié à la deuxième section de sortie des tubes radiants ; un premier groupe de ventilation logé dans le corps de boîte de confinement, doté d’une troisième section d’entrée reliée au second collecteur de fumées et d’une troisième section de sortie reliée à un conduit de fumées, et prédisposé pour fonctionner en aspiration pour forcer les produits de combustion à circuler dans la chambre de combustion et dans les tubes radiants ; un second groupe de ventilation logé dans le corps de boîte de confinement et prédisposé pour générer un premier flux d’air dans le corps de boîte de confinement de l’ouverture d’entrée à l’ouverture de sortie le long de la direction de développement, lequel premier flux d’air est susceptible d’intercepter au moins les tubes radiants, le premier collecteur de fumées et le second collecteur de fumées pour absorber de la chaleur.
Un but supplémentaire de la présente découverte est celui de présenter un appareil de génération d’air chaud forcé capable d’être rendu complètement sûr pendant les opérations de lavage de l’environnement desservi, par exemple dans le cas d’élevages, à la fin de chaque cycle de production avicole d’une durée de 40 à 60 jours.
En accord avec ce dernier but et selon une caractéristique particulière de la découverte, le corps de boîte de confinement est composé de plusieurs parties entre elles assemblables de manière amovible.
Selon une caractéristique supplémentaire particulière de la découverte, le corps de boîte de confinement est doté de rideaux de fermeture amovibles positionnables sur l’ouverture d’entrée et sur l’ouverture de sortie du corps de boîte de confinement uniquement quand le générateur d’air chaud forcé n’est pas actif pour fermer hermétiquement le corps de boîte de confinement.
Selon une caractéristique supplémentaire particulière de la découverte, le corps de boîte de confinement est doté sur sa surface externe d’une couche d’isolement de matériau thermiquement isolant.
Selon une caractéristique supplémentaire particulière de la découverte, l’appareil générateur d’air chaud forcé comprend au moins un tableau électrique de commande et de contrôle logé dans le corps de boîte de confinement et relié au moins à une sonde thermique, pour commander et gérer le fonctionnement du brûleur, du premier groupe de ventilation et du second groupe de ventilation.
Selon une caractéristique supplémentaire particulière de la découverte, le second groupe de ventilation est disposé en correspondance de l’ouverture d’entrée du corps de boîte de confinement.
Un but supplémentaire de la présente découverte est celui de présenter un appareil de génération d’air chaud forcé capable d’absorber les dilatations thermiques des échangeurs de chaleur sans créer de problèmes à la structure portante et de confinement de l’appareil.
En accord avec ce dernier but et selon une caractéristique particulière de la découverte, la chambre de combustion a une forme essentiellement tubulaire et comprend un premier tronçon aller se développant parallèlement à la direction de développement à partir de la première section d’entrée, et un premier tronçon retour essentiellement parallèle au premier tronçon de refoulement, relié au premier tronçon aller à travers une portion de raccord et se développant de la première portion de raccord jusqu’à la première section de sortie.
Selon une caractéristique supplémentaire particulière de la découverte, chaque tube radiant a une forme essentiellement tubulaire et comprend un second tronçon aller se développant parallèlement à la direction de développement à partir de la deuxième section d’entrée, et un second tronçon retour essentiellement parallèle au second tronçon de refoulement, relié au second tronçon aller à travers une seconde portion de raccord et se développant de la portion de raccord jusqu’à la deuxième section de sortie.
Selon une caractéristique supplémentaire particulière de la découverte, le second groupe de ventilation comprend au moins un ventilateur ayant un axe de rotation parallèle à la direction de développement.
Selon une caractéristique supplémentaire particulière de la découverte, le corps de boîte de confinement se développe avec une forme allongée le long de la direction de développement.
Les caractéristiques techniques de la découverte, selon la tâche et les buts proposés, et les avantages de celle-ci paraîtront plus clairs dans la description détaillée de certaines formes de réalisation dont une est illustrée, à titre d’exemple et non limitatif, dans les figures des dessins joints, où :
Description détaillée d’un exemple de réalisation préférée
En référence aux dessins joints un appareil générateur d’air chaud forcé a été indiqué dans son complexe par 1 pour une installation de chauffage de l’air en accord avec une forme de réalisation préférentielle de la présente découverte. L’appareil dont il s’agit est destiné avantageusement à être employé, dans le domaine tertiaire, commercial, industriel, dans les élevages et dans les serres, pour chauffer avec de l’air chaud les environnements.
L’appareil générateur d’air chaud forcé 1 comprend au moins une installation de chauffage de l’air à tubes radiants qui résulte doté d’un corps de boîte de confinement 2 à l’intérieur duquel l’air 21 à chauffer et à introduire dans les environnements circule.
Le corps de boîte de confinement 2 se développe, de préférence avec une forme allongée, le long d’un axe de développement X (avantageusement rectiligne) entre une ouverture d’entrée 20 (à travers laquelle l’air froid à chauffer est susceptible d’entrer) et une ouverture de sortie 22 (à travers laquelle l’air chaud est susceptible de sortir).
Opportunément, le corps de boîte de confinement 2 est composé de plusieurs parties assemblables entre elles de manière amovible également en œuvre.
Avantageusement, le corps de boîte de confinement 2 est doté sur sa surface externe d’une couche d’isolement 26 de matériau thermiquement isolant.
En détail logé dans le corps de boîte de confinement 2 se trouve un brûleur 3 du type à air aspiré qui est pourvu de moyens d’alimentation 4, tel qu’un groupe à électrovannes pour gérer l’alimentation du combustible C. L’alimentation de l’air de combustion A au brûleur 3 nécessaire pour pouvoir avoir la combustion, a lieu à travers l’aspiration créée par un groupe de ventilation 15 posé en aval d’une chambre de combustion 5 et à laquelle le brûleur 3 est lui-même connecté (figure 1- éclatée). La chambre de combustion 5 (figure 1) qui se trouve quand même logée dans le corps de boîte de confinement 2 et où a lieu la combustion d’un mélange combustible formé par le combustible C et par de l’air de combustion A, entraîne la génération de produits de combustion 6 (figure 1-figure 2) lesquels circulent intérieurement le long de tout le parcours de la chambre de combustion 5 entre une première section d’entrée 7 de celle-ci (figure 1- éclatée) connectée directement au brûleur 3 et à une première section de sortie 8 de celle-ci reliée fermement à un premier collecteur de fumées 9.
Toujours en détail, de ce premier collecteur de fumées 9 un faisceau de tubes radiants 10 se détache, le faisceau de tubes radiants 10 quand même logé dans le corps de boîte de confinement 2, lesquels tubes radiants 10 sont parcourus intérieurement par les produits de combustion 6 provenant de la chambre de combustion 5. En particulier, ledit faisceau de tubes radiants 10, relié à travers une deuxième section d’entrée 11 de celui-ci au premier collecteur de fumées 9, est ensuite relié à la fin de son parcours à travers une deuxième section de sortie 12 de celui-ci, à un second collecteur de fumées 13 où il décharge les produits de la combustion 6.
Toujours en détail, le faisceau de tubes radiants 10 est fixé au corps de boîte de confinement 2 à travers un accouplement amovible 14 (figure 1 -figure 2) à proximité des deux collecteurs de fumées (9) (13), cela afin de garantir que les dilatations thermiques des tubes radiants 10 qui se créent dans la phase de chauffage, étant parcourus intérieurement par les produits de combustion 6, ne compromettent pas la tenue des mêmes tubes radiants 10, de même que la tenue de la structure du corps de boîte de confinement 2.
En particulier, la chambre de combustion 5 se développe (entre la première section d’entrée 7 et la première section de sortie 8) avec une forme allongée le long de la direction de développement X du corps de boîte de confinement 2 pour la plupart de la longueur de ce dernier.
Avantageusement, la chambre de combustion 5 a une forme essentiellement tubulaire et comprend un premier tronçon aller 5’ se développant parallèlement à la direction de développement X du corps de boîte de confinement 2 à partir de la première section d’entrée 7 de la chambre de combustion 5 même. De plus, cette dernière comprend un premier tronçon retour 5’’ essentiellement parallèle au premier tronçon de refoulement 5’, relié à ce premier tronçon aller 5’ à travers une portion de raccord 5’’’ (modelée de préférence en U) et se développant de cette dernière jusqu’à la première section de sortie 8 de la chambre de combustion 5.
Avantageusement, les tubes radiants 10 se développent avec une forme allongée le long de la direction de développement X du corps de boîte de confinement 2 pour la plupart de la longueur de ce dernier.
En particulier, chaque tube radiant 10 a une forme essentiellement tubulaire et comprend un second tronçon aller 10’ se développant parallèlement à la direction de développement X du corps de boîte de confinement 2 à partir de la deuxième section d’entrée 11 du tube radiant 10 même. De plus, le tube radiant 10 comprend un second tronçon retour 10’’ essentiellement parallèle au deuxième tronçon de refoulement 10’, relié à ce dernier à travers une seconde portion de raccord 10’’’ (par exemple en forme de C) et se développant de cette portion de raccord 100’’’ jusqu’à la deuxième section de sortie 12 du tube radiant 10.
Toujours selon la présente découverte, l’appareil générateur d’air chaud forcé 1 comprend, toujours logé dans le corps de boîte de confinement 2, ledit premier groupe de ventilation 15 qui à travers une troisième section d’entrée 16 de celui-ci, aspire du second collecteur de fumées 13 les produits de combustion 6 pour ensuite les envoyer, à travers une troisième section de sortie 17 de celui-ci, à un conduit de fumées 18 pour être enfin expulsés dans l’atmosphère. Opportunément, le premier groupe de ventilation 15, comprend au moins un ventilateur aspirateur (par exemple centrifuge).
Avantageusement ensuite, un second groupe de ventilation 19, toujours logé dans le corps de boîte de confinement 2 et positionné avantageusement en correspondance de l’ouverture d’entrée 20 de ce dernier, achemine un premier flux d’air 21 à chauffer à travers le corps entier de boîte de confinement 2 avec un parcours qui va de l’ouverture d’entrée 20 à l’ouverture de sortie 22 dudit corps de boîte de confinement 2 le long de la direction de développement X de ce dernier.
Avantageusement ce premier flux d’air 21 se chauffe dans la mesure où il intercepte et borde extérieurement dans son parcours en plus des deux collecteurs de fumées 9 et 13, parcourus intérieurement par les produits de combustion 6, il intercepte et borde extérieurement également le faisceau de tubes radiants 10, eux-mêmes parcourus intérieurement par les produits de combustion 6. L’air ainsi chauffé qui sort de la sortie 22 du corps de boîte de confinement 2, est introduit dans l’environnement à chauffer.
Avantageusement le premier flux d’air 21 à chauffer peut être formé ou par tout l’air extérieur, ou par tout l’air intérieur qui est repris de l’environnement à chauffer, ou bien d’un mélange formé par les deux c’est-à-dire d’une part d’air extérieur et d’une part d’air intérieur de reprise.
De préférence, le second groupe de ventilation 19 comprend au moins un ventilateur (par exemple centrifuge ou axial) ayant un axe de rotation parallèle à la direction de développement X, positionné en particulier entre l’ouverture d’entrée 20 du corps de boîte de confinement 2 et les collecteurs 9, 13.
En accord avec une forme de réalisation préférentielle de la présente découverte illustrée dans les figures 1, 2, 3 et 4, l’appareil générateur d’air chaud forcé 1 comprend un tableau électrique de commande et de contrôle 23 logé dans le corps de boîte de confinement 2 et relié à une ou plusieurs sondes thermiques de température 24, ayant le but de commander et gérer le fonctionnement aussi bien du brûleur 3, que du premier groupe de ventilation 15 apte à aspirer les produits de combustion 6, soit à commander et gérer le second groupe de ventilation 19 apte à acheminer le premier flux d’air 21 à chauffer à travers l’intérieur du corps de boîte de confinement 2 pour ensuite l’introduire dans l’environnement à chauffer à la température souhaitée.
Avantageusement, le corps de boîte de confinement 2 est doté de rideaux de fermeture amovibles 25 positionnables sur l’ouverture d’entrée 20 et sur l’ouverture de sortie 22 uniquement quand l’appareil générateur d’air chaud forcé 1 n’est pas actif, pour fermer hermétiquement le corps de boîte de confinement 2 et le rendre en particulier hermétique aux éclaboussures d’eau. Avant le début des opérations de lavage, l’appareil est éteint et successivement les rideaux 25 d’entrée et la sortie de l’air sont fermés.
La découverte ainsi décrite réalise, par conséquent, les buts préétablis.
Claims (10)
- Appareil générateur d’air chaud forcé (1) qui comprend :
- un corps de boîte de confinement (2) qui se développe selon une direction de développement (X) entre une ouverture d’entrée (20) et une ouverture de sortie (22) ;
- un brûleur (3) logé dans ledit corps de boîte de confinement (2) et pourvu de moyens d’alimentation (4) reliés audit brûleur (3) et prédisposés pour alimenter ledit brûleur (3) avec au moins un combustible (C), ledit brûleur (3) étant susceptible d’être également alimenté avec de l’air de combustion (A) aspiré ;
- une chambre de combustion (5) logée dans ledit corps de boîte de confinement (2) et se développant entre une première section d’entrée (7) reliée audit brûleur (3) et une première section de sortie (8), avec une forme allongée le long de ladite direction de développement (X) ; dans ladite chambre de combustion (5) étant susceptible d’avoir lieu une combustion d’un mélange combustible formé par ledit combustible (C) et par ledit air de combustion (A) avec génération de produits de combustion (6) qui sont susceptibles de circuler intérieurement le long de ladite chambre de combustion (5) par ladite première section d’entrée (7) à ladite première section de sortie (8) ;
- un premier collecteur de fumées (9) relié à la première section de sortie (8) de ladite chambre de combustion (5) ;
- un faisceau de tubes radiants (10) logés dans ledit corps de boîte de confinement (2) et susceptibles d’être parcourus intérieurement par lesdits produits de combustion (6), chacun des tubes radiants (10) se développe entre une deuxième section d’entrée (11) reliée audit premier collecteur de fumées (9) et une deuxième section de sortir (12), avec une forme allongée le long de ladite direction de développement (X) ;
- un second collecteur de fumées (13) relié à la deuxième section de sortie (12) desdits tubes radiants (10) ;
- un premier groupe de ventilation (15) logé dans ledit corps de boîte de confinement (2), doté d’une troisième section d’entrée (16) reliée audit second collecteur de fumées (13) et d’une troisième section de sortie (17) reliée à un conduit de fumées (18), et prédisposé pour fonctionner en aspiration pour forcer lesdits produits de combustion (6) à circuler dans ladite chambre de combustion (5) et dans lesdits tubes radiants (10) ;
- un second groupe de ventilation (19) logé dans ledit corps de boîte de confinement (2) et prédisposé pour générer un premier flux d’air (21) dans ledit corps de boîte de confinement (2) de ladite ouverture d’entrée (20) à ladite ouverture de sortie (22) le long de ladite direction de développement (X), lequel premier flux d’air (21) est susceptible d’intercepter au moins lesdits tubes radiants (10), ledit premier collecteur de fumées (9) et ledit second collecteur de fumées (13) pour absorber de la chaleur.
- Appareil générateur d’air chaud forcé (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit corps de boîte de confinement (2) est composé de plusieurs parties assemblables entre elles de manière amovible.
- Appareil générateur d’air chaud forcé (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit corps de boîte de confinement (2) est doté de rideaux de fermeture amovibles (25) positionnables sur ladite ouverture d’entrée (20) et sur ladite ouverture de sortie (22) dudit corps de boîte de confinement (2) uniquement quand ledit générateur d’air chaud forcé (1) n’est pas actif pour fermer hermétiquement ledit corps de boîte de confinement (2).
- Appareil générateur d’air chaud forcé (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit corps de boîte de confinement (2) est doté sur sa surface externe d’une couche d’isolement (26) de matériau thermiquement isolant.
- Appareil générateur d’air chaud forcé (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comprend au moins un tableau électrique de commande et de contrôle (23) logé dans ledit corps de boîte de confinement (2) et relié au moins à une sonde thermique (24), pour commander et gérer le fonctionnement dudit brûleur (3), dudit premier groupe de ventilation (15) et dudit second groupe de ventilation (19).
- Appareil générateur d’air chaud forcé (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit second groupe de ventilation (19) est disposé en correspondance de l’ouverture d’entrée (20) dudit corps de boîte de confinement (2).
- Appareil générateur d’air chaud forcé (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite chambre de combustion (5) a une forme essentiellement tubulaire et comprend :
- un premier tronçon aller (5’) se développant parallèlement à ladite direction de développement (X) à partir de ladite première section d’entrée (7), et
- un premier tronçon retour (5’’) essentiellement parallèle audit premier tronçon de refoulement (5’), relié audit premier tronçon aller (5’) au moyen d’une portion de raccord (5’’’) et se développant de ladite première portion de raccord (5’’’) jusqu’à ladite première section de sortie (8).
- Appareil générateur d’air chaud forcé (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque tube radiant (10) a une forme essentiellement tubulaire et comprend :
- un second tronçon aller (10’) se développant parallèlement à ladite direction de développement (X) à partir de ladite deuxième section d’entrée (11), et
- un second tronçon retour (10’’) essentiellement parallèle audit second tronçon de refoulement (10’), relié audit second tronçon aller (10’) au moyen d’une seconde portion de raccord (10’’’) et se développant de ladite portion de raccord (100’’’) jusqu’à ladite deuxième section de sortie (12).
- Appareil générateur d’air chaud forcé (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit second groupe de ventilation (19) comprend au moins un ventilateur ayant des axes de rotation parallèle à ladite direction de développement (X).
- Appareil générateur d’air chaud forcé (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit corps de boîte de confinement (2) se développe avec une forme allongée le long de ladite direction de développement (X).
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