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Humidificateur.
La présente invention concerne das humidificateurs d'air du type dans lequel un rotor est entraîné à une vitesse relativement lente avec une partie de sa périphérie passant dans une masse d'eau, et amène de l'eau de la masse dans le trajet de l'air à humidifier.
L'invention a pour but principal de procurer un nouvel humidificateur dans lequel le rotor comp enne une couche de captage d'eau ou une zone de mousse à pores.ouverts flockée, comme de la mousse de polyuréthane.
L'invention a aussi pour but de procurer un nouvel humidi ficateur dans lequel le rotor porte une masse annulaire de matière plastique à pores ouverts telle que d@ polyuréthane expansé, de pré-
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térence flocké, cete masse ayant principalement la forme d'un disque éventuellement bonite.
L'invention a encore pour but de procurer un nouvel humidificateur comprenant un rotor portant une masse annulaire de matière capable de capter ou de prélever de l'eau dans un bain relativement peu profond dans lequel la partie inférieure de sa périphérie passe pendant la rotation, et comprenant de nouveaux arrangements pour augmenter l'efficacité de la masse de matière en présentant uniformément un maximum d'eau à évaporer sur le trajet d'un courant d'air à humidifier.
Cette lusse peut avoir la forme d'une masse flockée de polyuréthane expansé @ pores ouverts ou d'une matière analogue, ou môme, dans certains cas où la masse est en une matière non flockée à pores ouverts, elle peut avoir la forme de godets sur le rotor servant à prélever ou capter des charges d'eau dans la masse et les déposer successivement sur la section de la masse de matière située dans le chemin de l'air.
D'autres buts encore de l'invention ressortiront plus clai- rement de la description donnée ci-après avec référence aux dessins annexer, dans lesquels:'
La Fig.l @st une vue en élévation d'extrémité, en partie arrachée et en coupe, d'un humidificateur suivant une forme d'exécution préférée de l'invention;
La Fig.2 est une vue en élévation de coté, en partie arrachée et en coupe en substance suivant la ligne 2-2 de la Fig.l;
La Fig. 3 est une coupe fragmentaire, à plus grande échelle, de la structure expansée, flockée, à pores ouverts, de l'élément capteur d'eau du rotor de l'humidificateur.; .
La Fig.4 est une vue en élévation d'extrémité, analogue à celle de la Fig.l, arrachée et en coupe, d'une autre forme d'exécution de l'invention utilisant un élément capteur d'eau ayant la forme d'un disque plat;
La Fig.5 est une vue en élévation de coté, en partie arrachée et en coupe suivant la ligne 5-5 de la Fig.4, montrant d'autres détails de l'appareil;
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La Fig.6 est une coupe fragmentaire, à plus grande échelle, montrait des détails de la construction du rotor;
La Fig.7 est une vue en élévation d'extrémité, en partie arrachée et en coupe, d'une autre forme d'exécution de l'humidifica- teur suivant l'invention;
La Fig.8 est une coupe fragmentaire, à plus grande échelle, d'un détail du godet capteur d'eau de la Fig.7;
La Fig.9 est une vue en élévation de côté d'un disque d'hu- midificateur construit suivant une autre forme d'exécution de l'invention;
La Fig.lO est une coupe suivant la ligne 10-10 de la 'il.9,
La Fig.ll est une vue en élévation de côté d'un autre disque humidificateur;
et
La Fig.12 est une coupe suivant la ligne 12-12 de la Fig.11.
Dans toutes les formes d'exécution de l'invention, un rotor tourne lentement autour d'un axe en substance horizontal, la par- .tie inférieure de sa périphérie étant immergée dans de l'eau ou un liquide analogue à évaporer dans l'air.. humidifier, et le rotor est construit et agencé spécialement pour assurer que sa partie principale disposée dans le trajet de l'air à humidifier contienne toujours une quantité d'eau suffisamment répartie pour assurer une évaporation en substance dans toute la zone qui se meut sur le trajet de l'air, ce qui permet d'obtenir un effet optimum d'humidification uniforme et efficace.
Dans certaines formes d'exécution, oncbtient; cet effet en utilisant une matière plastique flockée expansée, à poras ouverts, qui sert d'élément capteur et distributeur dans l'appareil, et dans une autre forme d'exécution, on obtient ce même effet en incorporant des godets.extérieurs au rotor.
L'humidificateur comprend un boîtier 11 comportant des parois, notamment un devant 12, un dos 13, un dessus 14, un fond 15 et des côtés opposés 16 et 17.
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Le devant 12 est venu d'une pièce avec une tubulure 18 qui s'étend vers l'avant et qui encercle une ouverture d'entrée . d'air 19. Le côte 17 est pourvu d'une tubulure d'une pièce qui s'é- tend complètement vers l'extérieur 21 et qui entoure une ouverture de sortie d'air 22.
Les tubulures 18 et 21 s'emboîtent dans des con- duites raccordées à un appareil de conditionnement d'air, à un four ou dans d'autres conduites analogues, l'air étant humidifié dans la système par passage forcé dans le bottier 11 dans lequel il absorbe de l'eau par évaporation, et comme ni le four ni les détails des conduites ne font partie de l'invention, on ne les décrira pas.Bien que les ouvertures 19 et 22 soient indicuées comme entrée et sortie pour les besoins de la description, on'peut inverser la circulation de l'air dans 1$humidificateur 11.
A l' intérieur du bottier 11 est monté un arbre 23 qui por- te un rotor 24, et qui est de préférence coaxial à l'ouverture circu- laire 19. L'extrémité avant de l'arbre 23 tourillonna dans une encoche appropriée 25 formant palier, ouverte vers le haut et ménagée dans un bloc 26 fixé sur une barre rigide, étroite 27 qui s'étend en travers de l'ouverture 19 sans entraver notablement le passage de l'air et qui est fixée à ses extrémités opposées sur la face intérieure du devant 12, par exemple au moyen d'organes de fixation 28.
Le dessus de l'encoche 25 du palier est forcé par une éclisse 29 qui pivote sur le bloc 26 par exemple en 31, et qui comprend une extrémité re- courbée qui s'accroche à un rivet 32 en position verrouillée.
L'extrémité arrière de l'arbre 23 coulisse coaxialeraent @ dans un manchon 33 fixé sur l'extrémité de l'arbre 34. d'un moteur @ électrique lent 35, l'arbre 34 traversant une ouverture 36 ménagée @ dans le dos 13. Un ergot 37 coulisse dans une encoche axiale 38 de manchon 33 pour accoupler les deux arbres tout en permettant un dés- accouple.sent rapide à une fin décrite ci-après. Le moteur 35 est fixé d'une façon 6tanche aux fluides sur l'ouverture 36 du dos 13 du boîtier..
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La partie inférieur du boîtier 11 forme un réservoir con- tenant une masse d'eau 39 naintenue à un niveau constant par sine valve à flotteur appropriée* La conduite d'alimentation d'eau 41 se termine dans un ajutage 42, et un flotteur 43 presse, par l'in- termédiaire d'une tringle 44, un obturateur 45 contre l'ajutage, lorsque le niveau d'eau désiré est atteint, et démasque l'ajutage pour permettre à l'eau de reconstituer la masse d'eau 39 lorsque le niveau est descendu. Cette valve à flotteur est de préférence celle décrite dans le brevet américain n 3.099.286 accordé le 30 juillet 1963.
Dans. cette forme d'exécution de l'invention, le rotor 24 comporte une carcasse bombée en fil métallique 46 qui comprend plusieurs rayons équiangulairement espacés 47 dont les extrémités intérieures sont fixées dans un moyeu 48 calé sur l'arbre'23 par exemple au moyen d'une clavette 49. La carcasse 46 est concave vers l'ouverture d'entrée d'air 19, et sert de support pour une masse flexible 51 de matière plastique synthétique expansée présentant une ouverture centrale 52 pour l'arbre 23.
La masse 51 est de préférence une galette normalement plate, flexible, circulaire d'épaisseur appropriée uniforme qui épouse la forme de la.carcasse bombée lorsqu'on la presse, de droite à gauche sur la Fig.2, en contact avec la canasse 46. Chaque rayon 46 est plié à son extrémité extérieure radialement ver3 l'intérieur à angle droit en 53 pour surplomber le bord périphérique extérieur 50 de la masse 51, puis il est plié axialement vers l'intérieur à angle droit en 54 pour s'étendre sur la surface adjacente de la masse 51. La masse 51 est ainsi fixée sous u@e forme bombée ou incurvée sur l'arbre 23. et, comme le montre la Fig.2, la partie inférieure de sa périphérie trempe dans l'eau du réservoir 39 uniquement sur une distance égale à son épaisseur.
La masse 51 est de préférence une galette en matière plastique à pores ouverts et de dimensions prédéterminées, qui n'absorbe pas l'eau, de préférence du polyuréthane expansé à cellules ou-
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vertes. D'autres entières plastiques expansées à pores ouverts sont également disponibles, par exemple de l'acétate de cellulose, du chlorure de polyvir.yle, du polystyrène, du polyéthylène, des résines phénoliques en mousse, des silicones en mousse et des résines époxy- des en mousse.
On préfère la mousse de polyuréthane parce qu'elle est habituellement ininflammable, aisément flexible, et qu'elle ne s'af- faisse pas lorsque ses pores sont remplis d'eau.
Il est préférable d'utiliser une mousse de polyuréthane du genre décrit dans @l demande de brevet américain n 181.567. Il s'agit d'une mousse à pores ouverts contenant de 10 à 30 pores par pouce courant (2,5 cm),de préférence-environ 20 pores par pouce (2,5 cm). Les caractéristiques précitées de la mousse de polyuré- thane fin,! que d'autres encore qui la rendent avantageuse pont) l'invention, sont décrites dans la demande de brevet précitée à laquelle on se peut référer pour obtenir d'autres détails.
Dans la présente invention, la mousse de polyuréthane à pores ouverts est flockée, c'est-à-dire qu'on la trempe dans un adhésif léger qui recouvre essentiellement toutes les surfaces y compris les parois intérieures des pores, et qu'on y souffle du flock comprenant des fibres très courtes. Ce flock se fixe en substance uniformément sur toutes les surfaces recouvertes d'adhésif lorsque l'adhésif durcit, certaines fibres se plantant debout sur .leurs extrémités, et ce flockage est indiqué en 60 sur la Fig.3, les pores ouverts étant représentés en 61. Le flockage 60 comprend de préférence du coton ou une autre matière absorbant de l'eau,et il peut être rendu ininflammable.
Le flock de coton comprend habituellement des fibres d'environ un dixième de pouce ou moins de longueur (0,25 cm).
Le boîtier 11 se compose de préférence de deux moitiés supérieure et inférieure 62 et 63 séparées par un joint à emboîtement médian horizontal 64 (Fig.1). Chaque moitié est moulée d'une pièce en -matière plastique, la matière plastique contenant suffisamment d'amiante ou d'une autre matière réfractaire pour résister à des tem-
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pératures de 300 F (249 C) sans se déformer ou se ramollir. La moi- tié supérieure 62 du bottier est facilement amovible pour découvrir le rotor, la valve et d'autres organes pour l'entretien . Lorsque les pores du rotor sont engorgés de calcaire ou d'autres dépôts, on peut facilement enlever tout le rotor pour le nettoyer, en détachant l'arbre 23 du manchon 33 et du palier 26.
Pendant le fonctionnement, l'air à humidifier entre par l'ouverture 19 dans la face concave du rotor et traverse la masse l avant de sortirpar l'ouverture 22. Comme le montre la Fig2, la majeure partie de la masse 51 de mousse de polyuréthane qui est. directement traversée par l'air, n'est jamais immergée dans le ré- servoir d'eau) une petite partie seulement de sa périphérie 'tant immergée dans l'eau en 39. On a constaté que la masse 51 qui tourne lentement, à environ un demi-tour par minute, entraîne une quantité d'eau en excès assez considérable, hors du réservoir 39, toute cette eau étant transférée vers le haut dans les pores ouverts 61 autour. de la périphérie, lorsque le rotor tourne.
Par excès d'eau, on enbond que la partie immergés entrain plus d'eau qu'il ne peut s'en évaporer. Lorsque les pores remplis d'eau atteignent une position située environ à mi-chemin, dans le quadrant supérieur droit de la Fig.l, en supposant qu'ils tournent dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, l'eau en excès dans les pores ruisselle par gravite, dans et sur la structure à pores ouverts, ce qui assure une répartition uniforme de l'eau sur toute la surface de la masse expansée 51 au-dessus du réservoir.
Comme le rotor 24 ne tourne qu'à une vitesse réduite, pratiquement aucune force centrifuge ne s'oppose à cette alimentation d'eau par gravité, et on peut choisir la dimension des pores ainsi que d'autres facteurs de façon que toute lapartie principale de la masse expansée 51 qui se trouve dans le , chemin de l'air en circulation soit maintenue assez humide pour assurer un taux d'évaporation désiré.
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Le flotteur 43 et la valve qui y est associée maintiennent le niveau du réservoir 39 suffisamment haut pour alimenter la réserve d'eau nécessaire.
Lorsqu'on utilise de la mousse flockée en 51, on constate que la capacité de captage et d'évaporation d'eau de la masse 51 est fortement augmentée, du fait que la capillarité du flock ab- sorbant retient l'eau sur le rotor dans le chemin de l'air 'assez longtemps pour assurer une exposition prolongée en vue d'une évaporation optimum. Le flock a non seulement pour effet d'absorber, et ainsi de capter et de transporter un excès d'eau supplémentaire du réservoir vers un point plus élevé d'où elle ruisselle sur toute la surface non submergée, mais encore il prolonge la durée d'humidi- fiaation et augmente l'effet d'humidification de tout le rotor sur l'air à humidifier.
On a constaté que, grâce au flockage de la mousse, on peut utiliser des pores de plus grandes dimensions offrant une plus grande capacité de captage de l'eau. Cela étant, l'inven-.
'ion proure un neuvel husidificateur relatif dans lequel une petit* partie seulement de la surface de l'élément de captage et d'évapora'- tion en matière plastique cellulaire, est immergée de façon répétée dans le réservoir d'eau, un moyen étant prévu pour assurer le captage d'une quantité d'eau suffisante pour que toute la surface de l'élément traversée par air à humidifier soit constamment Maintenue humide, Il n'en va pas de même dans les humidificateurs connus qui exigent que toute la surface de la matière de captage d'eau du rotor soit immergés de façon répétée.
Un avantage de l'invention.est qu'il faut moins de force motrice pour entraîner le rotor et le maintenir humide.
Dans un humidificateur fonctionnant avec succès, construit suivant les Figs. 1 à 3, dans lequel la masse de mousse de polyuréthane flockée 51 a un diamètre extérieur d'environ 11 pouces (28 cm) et une épaisseur périphérique 50 d'un pouce (2,5 cm), le rotor tournant à une vitesse d'un demi-tour par minute, l'évaporation dans de l'air à 165 F (71 C) atteint trois @vres (1,36 kg)d'eau par heure.
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flock radicalement dans les pores du disque et/ou sur ses côtés, aussi loin vers 'le centre qu'on le désire, on forme une zone annu- laire périphérique lockée sur le disque 95. La pression d'air du pistolet à flocker 97 assure là pénétration profonde du flock pour procurer des zones de captage d'eau adéquates en mousse flockée.
En fonctionnement, si le disque 95 est monté sur un arbre 23 comme sur la Fig.5, il fonctionne comme le disque 70 de la Fig.5 et le disque 90 des Figs.9 et 10.
Dans les formes d'exécution envisagées de l'invention, l'humidificateur peut être du type portable, avec un support qu'on peut transporter'ou faire rouler d'un endroit à l'autre, le réser- voir étant rempli à la main périodiquement lorsqu'il le faut. Le réservoir peut par exemple comprendre un récipient genre plateau à parois flexibles en matière plastique ouvert à sa partie supé- rieure, les parois étant empochées de se déformer ou de s'affaisser par des parois de support rigide.
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