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La présente invention concerne les appareils fournisseurs d'air chaud ou d'un autre fluide, notamment un appareil du type comprenant un é- changeur de chaleur avec une chambre de combustion contenant une source de chaleur, par exemple une tête de brûleur recevant un combustible liquide, les gaz de combustion étant dirigés pour passer de la chambre de combustion dans une chambre extérieure séparée de la paroi de la chambre de combustion par un espace ou couloir intermédiaire destiné au passage de l'air ou d'un autre fluide à chauffer refoulé par un ventilateur, par exemple, de façon que cét air soit chauffé par la paroi chaude de la chambre de combustion et par la paroi de la chambre extérieure.
Le but de la présente invention est de créer un chauffeur d'air ou d'un autre fluide du type précité, d'un agencement nouveau et perfection- né, facile à construire, et présentant une grande surface de chauffage dans un espace relativement restreint.
Selon la présente invention, un appareil générateur d'air chaud ou un autre fluide comporte une chambre de combustion agencée pour recevoir des gaz de combustion chauds, une chambre extérieure dans laquelle passent les gaz de combustion et qui est séparée de la chambre de combustion par un espace intermédiaire ou couloir dans lequel passe l'air ou le fluide à chauffer, et plusieurs tubes à une extrémité de la chambre de combustion et communiquant avec l'espace intermédiaire de l'air ou d'un autre fluide de façon que cet air ou ce fluide passe dans ces tubes, l'agencement étant tel que les gaz de combustion puissent pénétrer dans la chambre extérieure en partant de la chambre de combustion en passant dans les tubes.
De préférence, les tubes sont agencés sous la forme d'une cage à l'extrémité de sortie et dans le prolongement de la chambre de combustion, cette extrémité étant ouverte de façon que les gaz de combustion puissent traverser la cage en passant entre les tubes vers la chambre extérieure, ensuite le long de celle-ci en direction d'un conduit d'évacuation.
Si le fluide à chauffer est l'air, la chambre de combustion peut être équipée à son extrémité d'entrée d'une tête de brûleur destinée à la combustion d'un mélange d'air et de combustible liquide, cette tête de brûleur étant logée dans une tubulure d'entrée de l'air à chauffer par laquelle cet air pénètre dans l'espace intermédiaire, la tête du brûleur présentant des orifices communiquant avec la tubulure d'entrée de façon qu'une partie de l'air circulant dans la tubulure d'entrée puisse passer dans la tête de brûleur pour servir d'air de combustion, la tubulure d'entrée étant constituée et agencée de façon que l'air à chauffer puisse passer axialement et en ligne droite le long de la tête de brûleur et dans l'espace ou le couloir intermédiaire.
La fig. 1 du dessin annexé représente en coupe verticale un appareil constitué selon la présente invention et agencé pour fournir de l'air chaud, par exemple pour le chauffage de locaux, cet appareil étant équipé à son extrémité d'entrée d'une tête de brûleur destinée- à la cmbustion d'un mélange d'air et de combustible liquide.
La fig. 2 est une vue en bout sur 1-'extrémité de sortie de l'appareil que montre la fig. 1.
La fig. 3 est une vue en coupe horizontale à plus grande échelle suivant la ligne III-III de la fig. 1.
La fig. 4 est une vue en coupe verticale à l'échelle de la fig.3 suivant la ligne IV-IV de la fig. 1.
La fig. 5 est une vue développée en coupe suivant la ligne incurvée V-V de la fig. 4.
Les fig. 6 à 9 montrent schématiquement divers.agencements de l'appareil de chauffage équipé du dispositif de chauffage que montrent les fig. 1 à 5.
On voit sur les fig. 1 à 5 que l'appareil 1 générateur d'air
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chaud comporte un conduit cylindrique allongé 2 à l'intérieur duquel sont logés une chambre de combustion 3 et une tête de brûleur 4. Une extrémité du conduit 2, qu'on appellera extrémité postérieure ou extrémité @ d'entrée, forme une tubulure 2a destinée à recevoir l'air à chauffer. L'air chaud quitte le conduit 2 par l'extrémité antérieure ou extrémité de sortie indiquée en 2b.
La chambre de combustion 3 présente une section circulaire et elle est agencée coaxialement dans le conduit 2. La tête de brûleur 4 est portée par l'extrémité postérieure de la chambre de combus tion 3, et cette chambre converge en direction de son extrémité antérieure. Cette extrémité antérieure ou réduite de la chambre 3 est ouverte et porte une bride périphérique extérieure 6 percée d'une rangée circulaire d'orifices espacés 7 dans lesquels sont encastrées les extrémités postérieures d'une série de tubes 8 de section circulaire, ouverts aux deux extrémités, et dont les extrémités antérieures sont encastrées dans des orifices similaires 9 d'un disque métallique 10.
Les tubes 8 sont ainsi portés et maintenus espacés par la bride 6 et le disque 10, et forment une cage cylindrique 11 dans laquelle les axes des tubes 3 sont parallèles entre eux. La cage 11 et la chambre de combus tion 3 sont coaxiales,et la cage Il, fermée à l'extrémité antérieure par le disque porte-tubes 10, forme en fait un prolongement de la chambre de combustion 3.
La chambre de combustion 3 est entourée à une certaine distance d'une cloison sensiblement cylindrique 13 formant ainsi un couloir annulaire 12, et qui est raccordée par l'extrémité antérieure au pourtour extérieur de la bride 6 portant l'extrémité postérieure des tubes 8 formant la cage.
L'air peut ainsi entrer dans le couloir annulaire 12 par l'extrémité postérieure ouverte, ensuite dans les tubes 8 de la cage 11. La cloison 13 du couloir annulaire 12 destiné au passage de l'air à chauffer est entourée d'une paroi cylindrique 14 d'un diamètre plus grand, et cette paroi 14 est prolongée jusqu'au pourtour extérieur du disque 10 portant les extrémités antérieures des tubes 8 de la cage. Elle forme une chambre annulaire extérieure 15 pour le passage des gaz de combustion. Cette chambre 15 est fermée à l'extrémité antérieure par le dique porte-tubes 10 et communique librement avec la partie antérieure de la chambre de combustion 3 par les intervalles entre les -tubes 8.
L'extrémité postérieure de cette chambre annulaire 15 pour le passage des gaz est fermée en 16, mais elle communique à proximité de cette extrémité et sur un côté avec une tubulure d'évacuation 17. La chambre extérieure 15 destinée au passage des gaz est à son tour entourée de la paroi du conduit 2, qui forme avec la paroi 14 de la chambre 15 un deuxième couloir annulaire 18 pour l'air à chauffer.
L'agencement est tel que la majeure partie de l'air à chauffer passe de la tubulure d'entrée 2a dans le couloir annulaire intermédiaire 12 séparant la chambre extérieure 15 des gaz de la chambre de combustion 3, ensuite dans les tubes 8 vers l'extrémité de sortie 2b du conduit 2. Une partie plus faible de l'air à chauffer passe de la tubulure d'entrée 2a dans le couloir annulaire extérieur 18, ouvert aux deux extrémités, etsuit ce couloir en direction de l'extrémité de sortie 2b où ce courant d'air se réunit avec celui qui provient des tubes 8. Les gaz de combustion passent à l'extrémité antérieure de la chambre de combustion 3 dans la cage 11, ensuite entre les tubes 8 dans la chambre annulaire extérieure 15, le long de laquelle ils circulent vers l'arrière jusqu'à la tubulure latérale 17.
Pour empêcher les gaz chauds de suivre un parcours hélicoïdal en direction de la tubulure 17, en prenant le chemin le plus court, la chambre annulaire extérieure 15 peut être divisée par des ailettes longitudinales telles qu'elles sont indiquées en 19, uniformément espacées sur le pourtour de façon que la totalité des gaz soit dirigée vers l'extrémité postérieure de la chambre annulaire 15. Des ailettes longitudinales 20 peuvent être fixées sur le pourtour extérieur de la chambre de combustion 3, de la manière indiquée sur le dessin, pour s'étendre dans le couloi r annulaire à air 12, et pour
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favoriser le rayonnement de la chaleur. Des ailettes longitudinales 21, portées par la paroi 14, peuvent être prévues dans le couloir 18.
La tête de brûleur 4 portée par l'extrémité postérieure de la chambre de combustion 3 est montée dans la tubulure 2a du conduit 2 et pla- cée un peu en avant de l'extrémité postérieure de la tubulure 2a. Cette tête de brûleur 4 est sensiblement cylindrique et agencée coaxialement avec la tubulure et la chambre de combustion. Son diamètre est sensiblement in- férieur à celui de la tubulure, de façon qu'elle soit séparée de la paroi de la tubulure 2a par un large espace annulaire 22 par lequel l'air entrant passe en direction des couloirs de chauffage 12 ; 18 le long de la chambre de combustion.
La tête de brûleur 4 comprend une chambre antérieure cylindri- que 23 qui communique avec la chambre de combustion 3 par l'extrémité anté- rieure, et qui est fermée par une paroi postérieure 24 (fig. 3) dans laquel- le est pratiquée une large ouverture centrale 25 destinée à recevoir une' boîte cylindrique 26 contenant le brûleur. La partie antérieure de cette boîte 26 s'étend dans la chambre antérieure 23 de la tête de brûleur et est ouverte à l'extrémité antérieure, tandis que la partie postérieure de laboî- te 26 fait saillie vers l'arrière de la paroi 24. Le brûleur proprement dit est du type à pulvérisation et tourbillonnement sous haute pression, et comporte une tuyère 27 encastrée dans une embase sensiblement conique 28 montée coaxialement dans la partie postérieure de la boîte de brûleur 26.
Des électrodes d'allumage appropriées 29 sont également montées dans la boïte, tandis qu'un conduit latéral adducteur de combustible 30 partant d'un raccord 31 à l'arrière de l'embase conique 28 aboutit à un autre raccord.32 traversant la paroi incurvée de la tubulure 2a contenant la tête de brûleur de sorte que le brûleur peut être relié à une source extérieure appropriée de combustible liquide. Les électrodes d'allumage 29 sont alimentées par des câbles électriques latéraux 33 qui sortent de la tubulure par une douille appropriée ou une virole 34 encastrée dans un trou percé dans la paroi de la tubulure.
L'appareil est agencé de façon que l'air destiné à la combustion dans la tête de brûleur et dans la chambre de combustion soit uniquement prélevé dans la tubulure d'entrée, ce qui rend inutile l'utilisation de conduits séparés pour l'air de combustion et pour l'air à chauffer. 9, cet effet, la paroi périphérique de la partie postérieure en saillie de la boîte de brûleur 26 est percée d'orifices 35 distribués sur le pourtour et débouchant dans l'espace entre la tête de brûleur 4 et la paroi de la tubulure 2a. L'air primaire nécessaire à la combustion peut donc pénétrer dans la boîte 26 peut être dévié en direction de la tuyère 27 par l'embase conique 28 du brûleur. Pour l'admission de l'air secondaire dans la tête de brûleur 4, la paroi postérieure 24 de la chambre 23 est découpée en 36 (fig.
1,4, 5) en deux points, et chaque fente s'étend dans la paroi latérale de la chambre 23. En regard de chaque fente 36 et devant la paroi 24 est placé un volet 37, dont une extrémité 37a est incurvée vers l'arrière pour se raccorder à la paroi 24 sur un bord de la fente 36, tandis que l'autre extrémité est orientée parallèlement à la paroi 24. Chaque volet 37 est incurvé dans son plan, de la manière indiquée sur la fig. 4, et la partie 37b de chaque volet forme avec la paroi incurvée de la chambre 23 et de la boîte 26 et avec la paroi postérieure 24 un couloir incurvé 38 par lequel l'air secondaire peut entrer dans la chambre 23 en partant de la tubulure 2a. Cet air secondaire passe ensuite sur la partie antérieure en saillie de la boîte du brûleur 26 avant d'arriver dans la zone de combustion.
Un écran perforé de stabilisation 39 masque l'entrée de chaque couloir 38.
Pour permettre la fixation de la tête de brûleur 4 à la chambre de combustion 3,la chambre antérieure 23 de la tâte de brûleur porte une bride périphérique 40 qui est 'fixée par des boulons ou d'une autre manière à une bride périphérique postérieure 41 de la chambre de combustion. Dans
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le mode de réalisation représenté, cette bride 40 présente une rangée circulaire d'orifices 42 par lesquels l'air tertiaire peut passer de la tubulure 2a directement dans la chambre de combustion 3.
La tête de brûleur 4, la chambre de combustion 3 avec sa cage de prolongement 11 et les parois 13, 14 forment un bloc qui est fixé au conduit 2 uniquement au point de départ du conduit d'évacuation 17. Le dispositif de fixation comporte des boulons filetés 43 passant dans des trous de la bride annulaire 44 du conduit 17 et dans des trous de la paroi du conduit. Ces boulons 43 sont visses dans des trous taraudés d'une bride annulaire 45 portée par la paroi 14. Une liaison rigide est ainsi obtenue entre le bloc et le conduit, tandis que la chambre de combustion 3, la cage 11 et les parois 13, 14 peuvent se dilater librement sous l'action de la chaleur. Les boulons 43 utilisés pour la fixation du bloc au conduit servent également au serrage d'une garniture d'étanchéité appropriée empêchant les fuites à la base du conduit 17.
Des cales d'espacement élastiques 46 sont prévues dans l'espace entre la partie antérieure de la paroi 14 et la paroi du conduit.
Le disque 10 qui porte les extrémités antérieures des tubes 8 est recouvert sur la face antérieure d'une cuvette métallique 47 qui déborde légèrement sur les extrémité antérieures des tubes. Une certaine partie de l'air sortant des tubes 8 est ainsi déviée vers l'intérieur de la cuvette et sert au refroidissement du disque 10. Cet air s'échappe par l'ouverture centrale 47a de la cuvette 47.
Une ouverture normalement fermée par une porte 48 est pratiquée dans la paroi de la tubulure d'entrée 2a. Cette porte 48 est articulée en 49, et on peut l'ouvrir pour visiter ou pour retirer la tête de brûleur 4 à travers l'ouverture. La porte est maintenue dans la position normale ou position de fermeture par des verrous à crochet 50.
Pendant le fonctionnement de l'appareil, l'air est refoulé dans la tubulure d'entrée 2a par un ventilateur approprié. Une partie de cet air passe dans la tête de brûleur 4 par les orifices à air primaire 35 et par les orifices à air secondaire 38, et dans la chambre de combustion par les orifices à air tertiaire 42, pour servir d'air de combustion.
La partie restante de l'air entrant dans la tubulure 2a passe en ligne droite à côté de la tête de brûleur 4, et entre dans le couloir de chauffage 12 (ensuite dans les tubes 3) et dans le couloir de chauffage 18.
Cet air est rapidement et efficacement chauffé dans les couloirs et les tubes. L'air chaud sort par les extrémités antérieures des tubes 8 et du couloir 18, et par 1'extrémité correspondante du conduit. Etant donné que l'air est obligé de passer sur toutes les surfaces chauffées de l'appareil, celui-ci est très efficace, et aucune partie de l'appareil ne risque d'être surchauffée.
Les tubes formant la cage peuvent être relativement courts par rapport à la longueur de la chambre de combustion, ainsi que le montre le dessin. On peut également les prolonger vers l'arrière jusqu'à proximité de la tubulure d'évacuation de l'appareil, ce qui donne une chambre de combustion relativement courte.
Si l'air introduit dans la tubulure d'entrée doit se présenter sous une forte pression, la tubulure d'évacuation des gaz de combustion peut recevoir une section convenablement réduite afin que l'air de combustion entrant dans la tête de brûleur puisse être maintenu à la pression correcte pour l'air de combustion.
L'appareil de chauffage décrit en regard des fig. 1 à 5 est d'un aspect net, simple et compact, étant donné que les tuyauteries séparées pour l'air à chauffer et pour l'air de combustion sont évitées de la manière indiquée.
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Les fig. 6 à 9 monirent schématiquement et à titre d'exemples divers agencements de l'appareil destiné au chauffage de l'air et compre- nant le dispositif de chauffage 1 précédemment décrit. La fig. 6 représen- te un agencement pour le chauffage des locaux d'une fabrique. On voit que le conduit 2 du dispositif 1 est raccordé bout-à-bout respectivement par les extrémités d'entrée et de sortie 2a, 2b à un conduit d'entrée d'air
51 et à un conduit de distribution 52. Le conduit d'entrée d'air 51 passe à l'intérieur du bâtiment à travers un mur 53 en partant d'un ventilateur
54 placé à l'extérieur de ce mur, tandis que le conduit de distribution 52 présente des tuyères de distribution 55 disposées aux endroits appropriés à l'intérieur du bâtiment. Les gaz de combustion sont évacués'par le con- duit 56.
Si on le désire, on peut installer un deuxième appareil de chauf- fage 1 (indiqué en traits mixtes) qui fonctionne alors en parallèle avec le premier appreil de chauffage, les deux étant alimentés par un ventila- teur commun. On peut également installer trois appareils de chauffage 1 ou plus en parallèle selon les conditions imposées. appareils chauffage
La fig. 7 montre l'appareil de chauffage 1 combiné avec un ven- tilateur à refoulement axial 57 pour former un bloc compact, le carter du ventilateur étant raccordé bout-à-bout avec la tubulure d'entrée 2a du conduit 2 de l'appareil 1. Ce bloc est suspendu verticalement au toit 58 du bâtiment. Les gaz de combustion sont évacués par une cheminée 59 traver- sant le toit 58.
La fig. 8 montre une installation de chauffage convenant aux bâtiments tels que les salles de cinéma, pour lesquels un courant d'air relativement important doit être injecté dans la salle pour l'aération, tandis qu'il est inutile ou non souhaitable que la totalité de l'air injecté passe par l'appareil de chauffage. Cette installation comporte un conduit principal 60 sur lequel une installation de chauffage (comprenant l'appareil de chauffage 1 et un ventilateur 61) est branchée en parallèle.
L'air est refoulé dans le conduit 60 par un ventilateur principal 62. La majeure partie de l'air passe à côté de l'appareil de chauffage 1, et l'autre partie de cet air est refoulée par le ventilateur 61 à travers l'appareil 1 pour revenir en 63 et après son chauffage dans le conduit et le courant principal.
La fig. 9 montre une installation de chauffage dans laquelle l'appareil de chauffage 1 est monté verticalement dans un coffre 64. L'appareil 1 est alimenté en air par un ventilateur 65 monté dans la partie inférieure du coffre 64, et cet air est aspiré dans le coffre par un conduit d'entrée 66. L'air chaud est éjecté par des orifices au sommet 67 du coffre, tandis que les gaz de combustion sont évacués par un conduit 68. Le coffre peut être monté sur des roues ou des rouleaux pivotants. On peut également le monter dans un bâtiment à proximité d'un mur extérieur de fa- çon que le conduit 66 puisse passer à l'extérieur à travers le mur.
Quoique les installations décrites en regard des fig. 6 à 9 soient destinées au chauffage de bâtiments, on peut naturellement utiliser l'appareil de chauffage perfectionné dans d'autres installations de chauffage, par exemple dans les bateaux ou les avions, si on le désire.
REVENDICATIONS.
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