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BREVET D'INVENTION Harry Stewart W H E L L E R. Dispositif de distribution d'air chaud.
La.présente invention se rapporte aux dispositifs de chauffage désignés conventionnellement par le terme "réohauffeurs" et, plus particulièrement, à ceux du type auquel l'air est appliqué sous pression par un ventilateur. Après réchauffage, l'air est éjecté à travers des orifices de sortie dans la pièce ou dans l'espace où est situé le dispositif de chauffage ou vers un lieu de travail auquel estanené l'air réchauffé. Des réchauffeurs de ce type ont été décrits dans le brevet américain Numéro 2.000.112, déposé le 7 mai 1935.
Les réchauffeurs décrits dans le brevet sus-indiqué et dont la présente invention envisage un perfectionnement,sont munis d'un tambour éjecteur d'air rotatif comportant de préfé-
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rance plusieurs orifices de sortie, à travers lesquels l'air chauffé est projets vers le lieu de travail.
Pour diriger le courant' d'air projeta par chaque orifice successivement vers tous les points de la pièce ou du lieu de travail où est situé le réchauffeur, le tambour éjecteur est monté sur l'appareil de manière telle au' il puisse tourner autour de son axe. Le fonctionnement est tel que l'air réchauffe est projeté successivement et de façon continue vers toutes les parties de la, pièce ou du lieu de travail autour du réchauffeur. L'air chaud est ainsi reparti uniformément, dans toute cette pièce ou ce lieu de travail.
Etant donné que la quantité d'air ainsi distribué est la même pour toutes les parties de la, pièce ou du lieu de travail autour de la circonférence de l'éjecteur rotatif, les réchauffeurs à éjecteur rotatifs de construction ancienne décrits dans le brevet ejtéci-dessus, fonctionnent théoriquement avec un meilleur rendement dans une pièce symétrique, par exemple carrée, que dans une pièce asymétrique, par exemple oblongue.
Toutefois, lorsque de tels réchauffeurs fonctionnent dans une pièce ou au-dessus d'un ]Jeu de travail non uniformément répartis autour de l'axe de révolution du ta bour éjecteur, telle qu'une pièce ou un lieu de travail oblong.,toutes les parties de cette pièce ne sont par chauffées uniformément. Par exemple, si le réchauffeur est au centre d'une pièce oblongue, la même quantité d'air est projetée/vers les régions les plus étroites,
sur les cotés .le la pièce et vers les réglons les plus larges, vers les extré- mités. Par suite, les régions étrojtes latérales sont davantage chauffées que les régions larges, de sorte que toutes les parties de la pièce ne s ont pas cha ffées uniformément.
En conséquence, l'invention envisage l'obtention d'un réchauffeur comportant un éjecteur tournant,conçu et disposé de manière telle qu'il fonctionne dans un espace asymétrique tel qu'une pièce oblongueavec le même rendement que dans un espace
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symétrique, tel qu'une pièce carrée.
Par suite, l'invention prévoit, dans un réchauffeur à éjecteur rotatif, des organes tels qu'un déflecteur ou un registre s'opposant à la distribution de l'air chaud vers une région déterminée nécessitant moins de chauffage, en obturant la sortie d'air au moment où par suite de sa rotation autour de l'axe du réchauffeur, l'orifice de sortie correspond à cette direction, par exemple celle d'une région étroite de la pièce ou de l'espace oblong. Ces organes permettent de supprimer automatiquement la distribution d'air chaud par l'éjecteur rotatif vers les régions de la pièce ou de l'espace qui ne nécessitent pas cette distribution.
L'invention prévoit d'autre part, des organes tels qu'un déflecteur ou un registre, dont la position à la périphérie de révolution du tambour éjecteur d'un réchauffeur du type décrit ci-dessus peut être modifiée de façon sélective autour de l'axe de révolution du réchauffeur par rapport au lieu de travail au-dessus duquel il est situé, de façon que la distribution de l'air à travers un orifice de sortie soit supprimée dans une direction déterminée lorsque cet orifice vient lors de la rotation dans le prolongement du déflecteur ou du registre, dans la position adoptée.
Une telle disposition permet l'application de réchauffeurs de conception générale à des lieux de travail ou à des pièces de toute configuration, quelles que soient les caractéristiques de chauffage nécessaires sans qu'il soit indispensable de prévoir un réchauffeur spécial pour la forme particulière de l'espace de la pièce ou du lieu de travail où il doit être disposé.
L'invention envisage encore des organes, tels qu'un registre ou un déflecteur, dont les dimensions ou la superficie peuvent être modifiées de manière sélective en plus de leur position dans le réohauffeur, pour augmenter ou diminuer à volonté la quantité d'air chaud distribué vers une zone déterminée du lieu
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de travail ou ,le la pièceo
L'invention sera, mieux comprise de la description détaillée qui va suivre et à l'examen des dessins joints qui représen- tent, à titre d'exemple non limitatif, une de ses réalisations.
La fig. 1 est une vue en élévation d'un réchauffeur conforme à l'invention.
La fige 2 est une vue en plan de dessous de ce réchauffeur, avec arrachement partiel de la paroi inférieurepour montrer les organes déflecteurs associés au réchauffeur.
La fig. 3 est une vue en coupe du tambour éjecteur, par la, ligne 3 - 3 de la fig. 2, sur la.quelle on a, représenté le réchauffeur sans le moteur et le ventilateur.
La, fig. 4 est une vue en plan du registre utilisé dans la réalisation pratique de l'invention.
Les fig3 5 et 6 sont respectivement des vues de profil et en élévation de ce registre, la, dernière avec parties arrachées pour montrer l'ensemble des plaques extensibles,,
La, fige 7 est une représentation schématique détaillée du palier du tambour éjecteur rotatif et d'un support de défecteur ou de registre.
La fig. 8 est une vue en plan schématique du réchauffeur disposé au-dessus d'un lieu de travail ou dans un espace oblong.
Etant donné que l'invention s'applique à. des réchauffeurs comportant un tambour éjecteur rotatif dont les exemples ont été décrits dans le brevet déjà cité, les détails de construction du ta bour, la manière dont il est monté et les organes assurant sa rotation ne sont pas indiquas ici, étant donné qu'on peut se reporter à ce brevet. Dans la présente demande, ces détails ne sont indiqués en général que schématiquement, dans la, mesure où ils sont nécessaires à. la compréhension de l'invention.
On considérera plus particulièrement les figures 1 à 3 des dessins, qui représentent à titre d'exemple une réalisation pratique de l'invention. L'enveloppe 10 du réchauffeur est de pré-
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férence suspendue dans une position élevée, par exemple au plafond d'une pièce, d'une manière oonvenable queloonque bien connue des techniciens et que par conséquent il n'est pas néces- saire de décrire ici. Il va de soi que l'invention peut être éga- lement appliquée à des types de réchauffeurs quelconques compor- tant un éjecteur rotatif, tels que par exemple les types muraux ou les types sur soole. En conséquence, l'invention n'est nul- lement limitée à la construction particulière représenté sur les figures.
L'enveloppe 10 du réchauffeur contient des tubes de chauffage à ailettes classiques, reliés à un système de chauffage à vapeur (aucun de ces systèmes n'a été représenté ici, étant donné qu'ils sont tous bien oonnus). L'air à réchauffer est dirigé à travers l'enveloppe 10 vers les tubes de chauffage par le ventilateur 12 et distribué par le tambour éjecteur rotatif
14 à travers les orifices de sortie d'air 16 prévus sur ce tam- bour.
Le moteur 18 entraîne le ventilateur 12 monté coaxiale- ment avec lui. Il peut être porté par l'enveloppe 10 du réchauf- feur, par exemple à l'aide des bras 20 fixés à cette enveloppe d'une manière convenable quelconque.
On comprendra qu'on peut à volonté, soit appliquer de l'air extérieur frais à l'enveloppe 10 du réchauffeur, par l'intermédiaire d'un conduit qui lui est relié, soit appliquer directement de l'air déjà réchauffé à un éjecteur rotatif par l'intermédiaire d'un conduit sur lequel l'éjecteur est monté, de manière à pouvoir tourner par rapport à l'espace à réchauffer.
Bien que le tambour éjecteur 14 ait été représenté avec quatre orifices de sortie d'air 16 disposés circulairement sur le tambour à des écartements de 90 . à raison d'un orifice de sortie dans chaque secteur, on comprendra qu'on peut prévoir désiré aussi bien une, deux ou un nombre/quelconque d'orifices de sortie d'air. En outre, ces orifices de sortie peuvent prendre une autre
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forme quelconque et peuvent être inclinés suivant un angle désiré quelconque.
Le tambour éjecteur 14 est monté sur l' enveloppe 10 du réchauffeur, de manière à effectuer une rotation continue, comme exposé plus loin, et de façon que les orifices de sortie d'air 16 communiquent avec l'intérieur de l'enveloppe 10, afin que l'air chaud soit distribué par les orifices dE/sortie dans l'espace ou le lieu de travail au-dessus duquel le réchauffeur est disposé et, plus particulièrement vers la. région de cette pièce vers laquelle la sortie d'air est dirigée dans son mouvement de rotation.
Pour dévier l'air réchauffé a,u moment où il sort de chaque orifice 16, ces orifices comportant de préférence des auvents ou chicanes 22, qui pivotent sur les côtés 24, par exemple à l'aide des boulons 26 qui permettent un réglage de ces auvents ou chicanes suivant un angle désiré quelconque.
Comme souligné dans le brevet déjà. cité, pour élimer certains inconvénients des réchauffeurs dont les orifices de sortie d'air sont fixes, tels que la production de colonnes en des couches adjacentes et alternées d'air chaud et d'air plus frais dans tout l'espace ou dans toutle lieu de travail où le réchauffeur est disposé, le tambour éjecteur est monté sur le réchauffeur de manière à pouvoir tourner, et différents organes d'entraînement de ce tambour sont prévus.
Les orifices de sortie d'air chaud sont déplacés de façon continue et dirigés successivement vers les différentes parties duieu de travail, de manière à. projeter des courants d'air chand par intermittence vers chaque zone du lieu de tra- va.il et de façon que certaines régions seulement de ce lieu reçoivent de façon continue un courant d'air chaud, comme dans le cas des réchauffeurs à éjecteursfixes.
Dans le réchauffeur représenté à titre d'exemple de réalisation de l'invention, le tambour éjecteur 14 est entraîné
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par un moteur indépendant 28 porte sur la plateforme ou tablier
30 d'une console de support sur l'enveloppe du réchauffeur, par l'intermédiaire de la poulie 32 coaxiale à l'arbre du moteur
28 et au moyen de la courroie 34 passant dans la rainure 35 de la paroi annulaire verticale 36 du tambour éjeoteur.
Il n'y à lieu de représenter les organes d'accouple- ment ou de support prévus 'entre la paroi annulaire 36 de l'é- jeoteur tournant 14 et un flasque ou collier correspondant (non représenté) dont la forme dépend de celle de l'enveloppe 10 du réchauffeur, ni les organes de rattrapage de jeu latéral du tambour tournant, étant donné que tous ces organes ont déjà été décrits dans le brevet déjà cité ou constituent une autre cons- truction assurant un joint hermétique entre l'enveloppe du ré- chauffeur et le tambour éjeoteur rotatif, cette construction étant décrite dans le brevet américain N* 2.252.954 déposé le
13 avril 1938, auquel il convient également de se reporter le cas échéant.
Dans l'exemple représenté sur les dessins annexés, un palier 38 représenté schématiquement, étant donné que les diffé- rentes formes de paliers sont bien connues) est prévu pour le tambour rotatif 14 et peut être porté par exemple par l'arbre 40 fixé aux bras de support fixes 42 sur l'enveloppe 10 du réchauffeur.
La cage (ou chemin de roulement) extérieure 44 du palier 38, qui est de préférence un roulement à billes ou un palier à rouleaux, est fixée de manière à pouvoir tourner sur les bras de support 46 du tambour éjecteur rotatif 14.
On remarquera que la même quantité d'air est distribuée par chaque orifice de sortie 16 lorsque le tambour tourne autour de son axe de rotation, successivement vers les différentes parties contiguës du lieu de travail ou de la pièce dans laquelle le réchauffeur est disposé. En conséquence, un éjecteur rotatif fonctionne théoriquement avec un meilleur rendement dans un espace symétrique, par exemple carré, au centre duquel il peut être
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disposé, étant donné que toutes les régions qu'i entourent alors 1'éjecteur ( en raison du fait que cet espace de travail estuniréparti autour du réchauffeur) doivent recevoir la, mê- ;=ce quantité de courant d'air chaud provenant d'un orifice de sortie de l'éjecteur rota.tif.
Au contraire, lorsqu'un réchauffeur de ce type fonctionne dans un espace non uniforme autour du point de suspension du comme par exemple dans la pièce oblongue représentée schématiquement sur la figure 8, les régions adjacentes aux parois latérales 48 et 50 sont relativement surchauffées,étant donné que chaque orifice de sortie d'air projette la même quantité d'air chaud vers ces régions que vers celles plus larges, qui sont voisines des parois extrêmes 2 et 54 du lieu de travail.
En conséquence, l'invention prévoit las déflecteurs ou registres qui peuvent être fixés dans une position déterminée autour de 1'axe de rotation 56 du tambour 14 et à sa, périphérie, de sorte que chaque orifice de sortie d'air 16 est automatique-
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ment fermé (entièrement ou partiellement) lors..J.;'" 1 il est ,a,1;;=jj 15Ii-1,C2àw:1=é avec le "..',..â.â,,^.. W.;r ou le registre, de manière à réduire la projection d'air chaud vers la région du lieu ou de l'espace où 1'application d'air chaud doit être limitée.
Lorsqu'un tambour éjecteur du type à quatre directions est utilisé , on emploie deux registres diamétralement opposés 58 et 60 disposés à. la. périphérie de rotation du tambour éjecteur.
Les registres .Sa et 60 sont fixés de manière à pouvoir être démontés sur la tige 62, qui pénètre dans l'oeil 64 du bras de support inférieur 66 et dans l'oeil 68 du bras de support supé- rieur 70 par des boulons de blocage ou des vis de serrage 70 et 72, qui s'engagent sur les méplats 71 et 73 de la tige 62.
La tige de support 62 du déflecteur est maintenue au centre du tambour éjecteur sur l'arbre 40, auquel elle est fixée par la goupille 67 et l'éorou de blocage 69 à l'intérieur de la cage 76 du palier 38. Cette cage intérieure 76 peut être vissée
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sur l'arbre 40.
Pour fixer un registre sur son bras de support, l'un des éléments 75 d'une-pince d'attaché est de préférence soudé par point au registre, l'autre élément 77 de cette pince d'attache étant fixé au bras de support, par exemple à l'aile des boulons 79.
On comprendra qu'il est facile de supprimer les deux registres ou un seul d'entre eux ou encore d'utiliser un, deux ou plus de deux registres, en faisant varier de façon sélective ou en réglant leur position autour de l'axe de rotation 56, de manière qu'on obtienne un réchauffeur tel qu'envisagé ci-dessus qui puisse être adapté universellement à une pièce de toute forme ou configuration.
Si l'on se reporte maintenant à la figure 8, lorsque le tambour éjecteur prend au cours de sa rotation la position représentée sur cette figure, la quantité d'air distribuée par les orifices de sortie non obturés A et B est maximum et la quantité d'air chaud projetée à partir des orifices de sortie C et D obturés ou fermés par les registres 58 et 60 est minimum ou même nulle.
Lorsque le tambour 16 tourne dans le sens des flèches 78, les orifices de sortie d'air C et D sont graduellement ouverts, de sorte qu'une quantité d'air chaud graduellement croissante (entre le minimum et le maximum) soit distribuée par ces orifices de sortie.
Inversement, à mesure que les orifices de sortie d'air A et B se rapproohent de la position dans laquelle ils sont en coincidence ou dans le prolongement des registres 58 et 60, ces orifices de sortie sont graduellement obturés,- de sorte qu'une quantité d'air chaud graduellement décroissante (du maximum au minimum) est distribué à travers ces orifices.
De cette manière, une pièce longue et étroite ou un espace non uniforme peuvent bénéficier des avantages de la distribution d'air chaud par rotation sans que le rendement en souffre, grâce à la réduction ou à la suppression de la distribution d'air dans la
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direction où cette distribution doit être limitée ou n'est pas ncessaire.
Lorsque la forme ou la, configuration de l'espace ou de la pièce ou encore d'autres conditions le rendent désirable, il est prévu un registre dont les dimensions ou la superficie peuvent être augmentées, de manière à obturer l'orifice de projection de l'air chaud suivant une section plus gnande autour de l'axe de rotation dans la direction déterminée.
Pour y parvenir, d'après les figures 4,5 et 6, les bords d'un registre peuvent être incurvés pour former les rebords supérieurs 80 et inférieurs 82 qui constituent des rainures en forme de rails dans lesquelles l'ensemble de plaques extensibles 84 et 86 peuvent coulisser.
Si l'on rapproche ces plaques l'une de l'autre de façon que leurs bords inférieurs 88 et 90 soient en contact, on obtient la dimension minimum du registre et, si l'on sépare an contraire les plaques complètement, de manière que leurs bords intérieurs soient voisins des bords extérieurs 92 et 94 du registre, on obtient la dimension maximum. En conséquence, en disposant convenablement les plaques dans la rainure du registre, comme indiqué par les li- gnes en pointillé des figures 4 et 6, la dimension du registre peut âtre réglée de façon sélective entre le minimum et le maximum,
de manière à réduire la sortie de l'air chaud dans une dimension désirée quelconque de l'espace.
Il est évident, d'après la description qui précède, que l'invention permet d'obtenir un réchauffeur à éjecteur rotatif qui peut fonctionner avec un rendement améliorédans un espace de forme ou de configuration non uniforme ou au-dessus d'un lieu de travail dont certaines régions nécessitent un chauffage différent de celui des autres régions, avec la même efficacité que s'il était disposé dans un espace symétrique ou dans un lieu de travail dont toutes les régions doivent être chauffées de la même façon.
Il est en outre évident que l'invention permet d'obtenir
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un réchauffeur dans lequel des organes sont prévus pour la ré- duction ou la suppression automatique de l'air distribua dans une direction déterminée quelconque, le réglage de cette distri - bution étant séleotif et permettant d'adapter le réchauffeur à des espaces de différentes formes ou configurations ou nécessi- tant des conditions de chauffage diverses.
Il va de soi que, sans sortir du cadre de l'invention, l'on peut apporter des modifications évidentes pour les techni- ciens aux réalisations décrites, suivant les applications envisagées.