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"APPAREIL DE CHAUFFAGE OU DE REFROIDISSEMENT DIT
EMI1.1
tlAEROTHERME" @
La présente invention est relative aux appareils de chauffage ou de refroidissement à air pulsé, et plus particulièrement aux appareils de chauffage au gaz de ce type.
Le but de l'invention est d'obtenir un rendement aussi élevé que possible de la source de'chaleur (ou de froid) utilisée, et en même temps, une distribution judicieuse des calories (ou frigories) ainsi rendues disponibles, en vue d'assurer le chauffage (ou refroidissement) rapide d'un lo- cal et, plus particulièrement, d'une certaine partie d'un local, par une circulation forcée et continue de l'air chaud.
Dans les appareils du genre considéré, on oblige des gaz de chauffage (ou de refroidissement) à circuler dans .un des circuits d'un échangeur de chaleur, tandis qu'un cou- rant d'air produit par un ventilateur circule dans l'autre circuit.
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L'échangeur de chaleur de l'appareil suivant l'in- vention est du type comportant une enceinte divisée longi- tudinalement par des cloisons parallèles en une série de com- partiments plts alternativement connectées au circuit de circulation des gaz de chauffage (ou de refroidissement) et au circuit d'écoulement de l'air à chauffer (ou à refroidir).
Il est remarquable en ce que les compartiments où circulent les gaz de chauffage (ou refroidissement) sont munis de chi- canes, sensiblement parallèles les unes aux autres, s'éten- dant chacune d'un bord du compartiment intéressé jusqu'à une certaine distance d.u bord opposé, tandis que les comper- timents où circule l'air sont libres de toute chic,-.ne et sont connectés au circuit de circulation d'air de manière que celui-ci s'écoule d.ans une direction sensiblement perpendicu- laire à celle des chicanes ci-dessus mentionnées et dans un sens tel que l'air arrivent dans l'échangeur lèche d'abord les parties des compantiments de circulation des gaz (divi- sés en tranches transversales par leurs chicanes) qui dé- bouchent dans la sortie des gaz hors de l'échangeur.
Ainsi l'ir, à mesure qu'il s'échauffe (ou se re- froidit) vient en contact avec des tranches de plus en plus chfudes (ou froides) des compartiments de circulation des gaz de chauffage (ou de refroidissement) , On obtient ainsi tous les avantages d'une circulation à contre-courant sens imposer à l'air les pertes de charges qu'il subirait s'il de- vait suivre un parcours parallèle à celui des gaz.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, la source de gaz chauds, en général une rampe à gaz, est. si- tuée à un nivefu plus bas que le passage le plus bas laissé aux gaz par le chicanage prévu dans les compartimenta de cir- culation des gaz. ,
Suivant encore une autre caractéristique de l'in- vention, le circuit de circulation des gaz comporte, après les
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compartiments de l'échangeur ci-dessus décrit, une chambre for- mant collecteur et dont ces gaz chauffent les parois. Celles-ci transmettent par radiation les calories ainsi reçues à l'at- mosphère du local à chauffer.
De la sorte, la quantité de eha- leur présente dans les gaz de chauffage qui n'a pas pu être cé- dée au courent d'air pulsé, lors du passage dans l'échangeur, est néanmoins récupérée en grande partie avant la sortie des gaz de l'appareil.
La section de passage offerte aux gaz dans ce col- lecteur est judicieusement choisie pour ralentir la vitesse d'écoulement des gaz, afin que ceux-ci aient le temps de céder par radiation à l'atmosphère du local à chauffer le maximum de calories (ou frigories) restant disponibles.
Suivant une réalisation qui peut être avantageuse dans le cas d'appareils à gaz, une partie du courant dair fourni par le ventilateur est dérivée dans la chambre d'entrée de l'air comburant destiné aux brûleurs à gaz, fournissant ainsi un appoint à l'air qui pénètre par tirage simple dans cette chambre.
A la sortie du collecteur formant radiateur, on prévoit de préférence un coupe-tirage réglable grâce auquel on peut exercer une influence supplémentaire sur la vitesse de circulation des gaz chauds, afin de permettre d'en extraire le maximum de calories. Suivant une caractéristique très in- téressante de l'invention, ce coupe-tirage est réalisé sous forme d'une chicane basée sur le principe des séparateurs à choc, qui force l'humidité des gaz de combustion (qui, à ce mo- ment, approchent de leur point de condensation du fait du re- froidissement qu'ils ont subi), à se condenser avant de quitter l'appareil, assurant ainsi une protection précieuse de la cheminée du local.
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Suivant encore une autre caractéristique de l'in- vention, le ventilateur qui produit le courent d'air destiné à être chauffé a une orientation réglable dans le plan vertical, afin de permettre de diriger ce courant d'air dans toute di- rection voulue, c'est-à-dire horizontalement ou légèrement vers le haut ou vers le bas, à volonté, en particulier afin d'éviter que les gaz chauds ne remontent, du fait de leur faible densité, et pour allonger la zone de distribution de chaleur.
La description qui va suivre, en rogard des dessins annexés, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée.
Sur ces dessins :
La fig. 1 est une vue en perspective schématique, avec arrachement de certaines parties, d'un appareil de chauffa- ge au gaz conforme à l'invention.
La fig. 2 est une vue en coupe horizontale schémati- que de l'appareil de la fig. 1.
La fig. 3 est une vue en coupe verticale, également schématique, suivant la ligne 3-3 de la fig. 2. la fig. 4 est une vue en coupe partielle suivant la ligne 4-4 de la fig. 2.
La fig. 5 est une vue de face de l'appareil. pour faciliter les explications, dans ce qui va sui- vre, on supposera que l'appareil suivant l'invention est un appareil de chauffage et que les gaz dont il a été question ci- dessus résultent de la combustion de gaz d'éclairage ou d'un autre gaz équivalent..
En se référant aux dessins, on voit que l'appareil suivant l'invention comporte une botte 1, de forme convenable, ouverte à sa partie avant et munie, à sa partie errière, de deux fenêtres grillagées d'entrée d'air 2 et 2'. A l'intérieur de cette bo±te se trouvent un certain nombre de cloisons ver- ticales 3 parallèles au plan médian vertical de l'appareil (qui @
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coincide avec le plan de coupe 3-3 de la fig.
2). Ces cloi- sons parallèles 3 sont jointes deux par deux à leurs extré- mités avant et arrière d'une manière étanche de facon à former une série de compartiments plats ou chambres verticales 4 qui communiquent, à la partie inférieure, avec la chambre 5 d'arrivée de l'air comburant et, à la partie supérieure, avec une chambre 6, formant collecteur, qui débouche dans le conduit d'évacuation 7. L'air comburant est aspiré, par tirage, à travers les'orifices 18 dans la chambre 5 qui contient une rampe à gaz 8 munie de brûleurs produisant des flammes coincidant avec les chambres 4. L'ensemble des chambres 5, 4 et 6 constitue le circuit de circulation des gaz de chauffage.
Les chambres 4 sont munies de chicanes 12 et 13 ver- ticales dont chacune s'étend, soit (pour 12), du bord inférer jusqu'à une certaine distance du bord supérieur, soit (pour 15), vice-versa, de manière à forcer le courant des gaz de chauffage à s'écouler en un courant unique suivant un trajet en "montagnes russes" (voir fig. 3), divisant ainsi chaque chambre 4 en trois "tranches" verticales successives, 41, 42.
43.
Les compartiments formés par les cloisons 3 qui cor- respondent aux intervalles entre les chambres 4 servent au- passage de l'air à chauffer, qui s'écoule de la partie arrière de la botte 1 vers l'atmosphère du local à chauffer.
Ces compartiments pour le passage de l'air sont fermés en haut et,en bas, et libres de toute chicane, L'air s'écoule donc, sans perte de charge, dans une direction horizontale (perpe ndiculairement à la direction des chicanes 12 et 13). De plus, le sens de passage de l'air est tel que l'air froid lèche d'abord les portions 4 des parois des
3 chambres 4 qui débouchent dans le collecteur 6, c'est-à-dire les portions les moins chaudes de ces chambres. On a donc
A
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les avantages ci'une circulation à contre-courant sans imposer au courant d'air les pertes de charge qu'il subirsit '.;'il suivait un parcours parallèle à celui des gaz.
Dans la partie arrière de le botte 1 se trouve un ventilateur 9 , actionné par un moteur 10, qui chasse le courant d'air admis par les fenêtres 2 et 2' à travers les intervalles entre les chambres 4, dans le local à chauffer.
On peut avantageusement munir la partie avant de la botte 1 de volets d'inclinaison réglable 11 qui permettent de diriger à volonté ce courant d'air chaud.
Les éléments 4 débouchent tous, comme on l. a dit ci-dessus, dans la chambre 6 qui forme collecteur. Cette cham- bre 6 est munie d'une plaque 14 agissant comme un déflecteur qui oblige les gaz en provenance des chambres 4 à passer par la partie avant du collecteur6avant de s'écouler à travers celui-ci.
La section de passage des gaz à travers le collec- teur 6 est plus grande que la section quileur est offerte à travers les chambres 4 ; de la sorte, la vitesse des gaz di- minue lorsqu'ils cheminent à travers la chambre 6, et comme, à ce moment, ces gaz transmettent leur calories au local à chauffer, à travers la paroi supérieure 15 de la chambre 6, ils ont le temps de transmettre la plus grande partie de leur chaleur avant d'être évacués par le conduit 7.
Entre le collecteur 6 et le conduit d'évacuation 7, on interpose un coupe-tirage constitué par une plaquette 16 coulissant verticalement à l'intérieur d'une dérivation 17 qui communique, à sa partie inférieure, avec l'atmosphère.
Cette plaque est disposée transversalement au cou- rant des gaz de combustion passant du collecteur 3 dans le con- duit d'évacuation 7. Par suite, ces gaz, en frappant la plaque
16, se débarrassent par condensation de la majeure partie de l'humidité qu'ils contiennent, laquelle humidité coule le long de la plaque 16 et vient s'accumuler dans une petite rigole 17'
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portée par la partie inférieure de la dérivation 17. De la sor- te, les gaz sortant par la conduite 7 sont, pratiquement secs @ et ne risquent pas de détériorer la cheminée (détérioration qui constitue un des graves inconvénients du chauffage au gaz).
Dans le mode de réalisation représenté, la cham- bre 5 communique par une ouverture 18' avec la région de la boîte 1 située entre le ventilateur 9 et les éléments 4. Une partie du courant d'air fourni par le ventilateur 9 est donc dérivée par cette ouverture 18' dans la chambre 5 en appoint à l'air comburant, qui entre directement dans cette chambre par les orifices 18.
On remarquera que le moteur 10 est monté pivotant autour d'un axe 19, ce qui permet d'incliner plus ou moins le ventilateur 9 et de diriger ainsi le courant d'air fourni par ce ventilateur dans la direction voulue dans le plan vertical.
Le fonctionnement de l'appareil qui vient d'être décrit résulte suffisamment clairement des explications qui pré- cèdent pour qu'il soit inutile d'en donner un exposé supplémen- taire.
Il va de soi que ce mode de réalisation n'a été donné qu'à titre d'exemple et qu'il pourrait subir des modifica- -tions sans sortir du cadre de l'inventi on.
En particulier, le courant d'air destiné à être chauffé peut être obtenu de toute manière quelconque. On peut, par exemple, suivant l'invention, intercaler une batterie com- posée des chambres 5,4 et 6 dans une installation de condi- tionnement d'air fournissant le courant d'air en question.
De même, la rampe à gaz 8 n'a été donnée qu'à titre d'exemple. On pourrait se servir de n'importe quelle source 'de chaleur capable de donner un courant de gaz chauds à travers le circuit5-4-6.
De plus, comme on l'a dit, il doit être bien enten- du que l'invention s'applique, non seulement au chauffage des
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locaux, mais également à leur refroidissement. Il suffirait, pour cela, de remplacer la source de chauff ge 8 par une source de froid convenable pour obtenir le résultat voulu.
On peut également combiner ces deux dispositions dans le même appareil, par exemple, comme on l'a représente sur les dessins, les fenêtres 2 et 2' peuvent être munies de dispo- sitifs 30 d'evaporation d'un liquide (plaques poreuses, mèches, etc., qui assurent soit un rafraichissement de l'air lorsque l'appareil est utilise sans allumer le. rampe à gaz (par exemple par temps cheud), soit une humidification de l'air quand l'ap- pareil sert au chauffage.
L'appareil conforme à l'invention est d'un rendement très élevé, en particulier dans le cus du chauffage au gaz . On a, en effet, constaté que, tout en obtenant un excellent ti- rage, les gûz qui sortent à travers le conduit d'évacuation 7 sont à une très basse température.
Dans l'apparoil qui vient d'être décrit, il est im- portant, lorsqu*on utilise le chauffage au gaz, d.'obtenir des flammes aussi plates que possible, afin qu'elles se logent bien à l'intérieur des chambres 4 sans risquer de toucher les parois de ces chambres. Ce résultat peut être obtenu avec des brû- leurs de type connu, par exemple des brûleurs Bray. Nais il est particulièrement avantageux. suivant l'invention, de se servir de rampes du type décrit dans la demande de brevet déposée le 24 Juillet 1943 par le Demandeur pour "Brûleur à gaz".
Ces rampes, dont un exemple est visible sur la fig 5, sont constituées par une série de brûleurs tels que 20 mon- tés sur une conduite à gaz commune et dont chacun possède deux ajutages de sortie divergents. De la sorte, les jets de gaz tels que 22 sortant d'un des ajutages d'un des brûleurs et 25 lui , sortant de l'ajutage qui/fait face sur le brûleur adjacent
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se rencontrent en 24 en se brisant l'un sur l'autre de manière à donner la flamme plate 25 désirée . De plus, il suffit que es orifices de sortie des deux ajutages de chaque brûleur soient situés à une distance convenable l'un de l'autre pour que l'al- lumage d'un jet de gaz en n'importe quel point de la rampe se transmette instantanément d'un bout à l'autre de celle-ci.