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PALES
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DES
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Agita
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2513776A1
Family ID 1938244
Probable Assignee Oxy Metal Ind Corp
Publication Year 1983
Abstract
_________________________________________________________________
L'INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF DE CONTROLE DE LA TEMPERATURE D'UN
FLUIDE, QUI COMPREND UN AGITATEUR 13 PROVOQUANT A LA FOIS L'AGITATION
DU FLUIDE A, B ET SON CHAUFFAGE. LE CHAUFFAGE EST EFFECTUE PAR DES
ELEMENTS CHAUFFANTS SITUES A L'INTERIEUR DES PALES DE L'AGITATEUR. LE
DISPOSITIF CONVIENT PARTICULIEREMENT A UN FOUR A CIRCULATION D'AIR 31.
Description
_________________________________________________________________
La presente invention concerne un dispositif de
controle de la temperature d'un fluide et, plus particulie-
rement un dispositif de controle de la temperature d'un flui-
de qui est maintenu a l'etat d'agitation.
On connait dans l'art anterieur des dispositifs permettant d'agiter ou
d'animer de mouvements des fluides
liquides ou gazeux, dans lesquels on desire proceder au con-
tr 8 le de la temperature du fluide en mouvement ou agite Ty-
piquement, de tels dispositifs comprendront un agitateur ou roue pour
effectuer le mouvement souhaite du fluide, et des elements de
chauffage ou de refroidissement permettant de
controler la temperature desiree.
Dans des fours comportant un ventilateur de circu-
lation d'air,par exemple, la chaleur est fournie par des elements
chauffants classiques montes dans le four, elements qui sont
frequemment places dans ses parois De meme, dans d'autres appareils de
ce type, tels que des reservoirs de liquide equipes d'agitateurs, les
climatiseurs, les sechoirs, les appareils de chauffage et de
refroidissement mobiles et
analogues, on utilise des elements chauffants ou des ele-
ments de refroidissement separes en contact avec le fluide, ces
elements etant frequemment installes dans les parois de l'enceinte ou
de la chambre renfermant le fluide ou que le fluide traverse ' 2. Dans
un appareil de ce type, il est la plupart
du temps difficile d'obtenir un bon transfert de la cha-
leur se dirigeant vers le fluide ou en provenant De plus, il n'est pas
aise d'obtenir une temperature veritablement
uniforme dans la totalite du fluide, ce qui se traduit sou-
vent par la presence de points chauds En outre, la defail-
lance ou le mauvais fonctionnement, soit de l'agitateur,
soit du moyen de chauffage/refroidissement peuvent se tra-
duire par une surchauffe ou un sur-refroidissement du flui-
de a moins que des mecanismes de couplage ou de coupure ap-
propries ne soient prevus entre ces elements Enfin, le moyen
d'agitation et le moyen de chauffage/refroidissement
utilise dans un equipement classique de cette nature provo-
quent souvent une croissance excessive des couts de fabrica-
tion de l'equipement, ainsi que de ses couts d'exploitation.
Un objet de la presente invention est, par conse-
quent, un dispositif permettant le controle de la temperatu-
re d'un fluide dans lequel la chaleur est transferee d'une
maniere plus efficace alors que, simultanement, une reparti-
tion sensiblement uniforme de la temperature est assuree.
Un autre objet de la presente invention est un dispositif de controle
de la temperature d'un fluide, qui est compact et d'une fabrication et
d'un fonctionnement
moins couteux que les appareils actuellement disponibles.
La presente invention sera bien comprise lors de
la description suivante faite en liaison avec les dessins
ci-joints dans lesquels:
La figure 1 est une vue schematique en coupe ver-
ticale de la moitie droite d'un ensemble comportant un ven-
tilateur selon la presente invention; et
La figure 2 est une vue schematique en coupe ver-
ticale d'un four a circulation d'air qui incorpore l'ensem-
ble de ventilation represente en figure 1.
Pour remplir les objets precedents, la presente
invention prevoit un dispositif de contrxle de la temperatu-
re d'un fluide et comprend un agitateur dispose de maniere a agiter le
fluide, agitateur auquel est associe un moyen
de chauffage ou de refroidissement place de maniere a per-
3.
mettre un echange de chaleur avec le fluide par l'interme-
diaire de la surface de l'agitateur, Le fluide dont la tem-
perature est controlee par chauffage, refroidissement ou
maintien a une valeur constante peut etre un gaz, un liqui-
de ou un solide fluidise. L'agitateur qui peut etre un ventilateur
pour la mise en circulation d'un gaz ou, en variante, un rotor ou
autre moyen d'agitation pour liquide, comportera typiquement une
pales, Ces pales comprendront des elements chauffants electriques, ou,
en variante, des canaux dans
lesquels circulera un milieu d'echange de chaleur pour ef-
fectuer le chauffage ou le refroidissement En cas d'utili-
sation d'elements chauffants electriques, ceux-ci peuvent etre relies
a une source exterieure d'energie electrique ou
etre connectes a un generateur entraine par un moteur d'en-
tratnement du ventilateur Dans ce dernier cas, les elements chauffants
ne fonctionneront que lorsque le rotor est mis en rotation, de sorte
que le dispositif sera effectivement
auto-protege ou a securite positive De plus, on peut pre-
voir un moyen contigu aux pales pour comprimer le fluide,
ce qui se traduira par un meilleur transfert de chaleur.
Le dispositif de la presente invention convient
particulierement aux fours Ces fours comprennent de prefe-
rence un logement en combinaison avec l'appareil a agita-
teur tel que decrit,l'agitateur etant situe a l'interieur
du logement et entratne par un moteur se trouvant a l'exte-
rieur de celui-ci De tels fours peuvent comporter une cham-
bre interieure, situee a une certaine distance du logement
exterieur, lavec l'agitateur place dans cet espace *de sepa-
ration L'agitateur sera positionne de facon a aspirer le
gaz de la chambre interieure, a effectuer un echange de cha-
leur avec le gaz, puis a ramener le gaz dans la chambre in-
terieure Des agencements similaires peuvent etre utilises
avec des appareils d'agitation et de controle de temperatu-
re de fluides liquides, Grace au dispositif de la presente invention,
une repartition uniforme de la temperature dans l'ensemble du fluide
-est obtenue avec des taux d'echange de chaleur 4.
particulierement efficace, car il y a une dissipation de cha-
leur plus grande par unite de surface de l'element chauffant.
Ainsi, la zone de rayonnement peut etre reduite et une sour-
ce de chaleur plus petite utilisee De plus, le transfert sensiblement
total de chaleur au fluide en mouvement se tra- duit par une
elimination sensiblement complete des points
chauds et l'absence de rampes d'elements chauffants/refroi-
dissants par une reduction de la chute de pression dans le dispositif
En outre, dans des applications o l'on souhaite un controle
directionnel du fluide, cela est plus facilement obtenu avec le
dispositif de la presente invention En outre, l'utilisation d'un seul
ensemble pour obtenir le mouvement et le controle de la temperature du
fluide permet d'obtenir
un systeme meilleur marche, ainsi que de dimensions plus pe-
tites, d'oi une economie d'espace et une reduction du poids.
En outre, la consommation d'energie est moins grande et la
standardisation simplifiee, ce qui permet de reduire les colts et de
faciliter l'entretien D'autres economies seront
realisees en employant une transformation de puissance in-
corporee dans l'appareil.
Plus specifiquement, dans la presente invention,
l'ensemble represente en-figure 1 comprend un moteur electri-
que 11 equipe d'un arbre d'entratnement creux 12, a l'extre-
mite inferieure duquel est monte un ventilateur 13 Le mo-
teur 11 est alimente par un agencement a collecteur 14 et relie a un
bouchon 15 d'isolation thermique au moyen d'une
plaque 16 qui supporte une poignee de levage 17.
L'arbre 12 tourne dans le moteur 11 sur un palier lisse 18 et supporte
une plaque de dissipation de chaleur 19
qui s'etend radialement entre le moteur 11 et le bouchon 15.
Le ventilateur 13 comprend six ailettes 21, dont une seule est
representee, Chaque ailette 21 porte une pale 22 qui renferme un
element chauffant electrique represente schematiquement par le
pointille 23 Dans le present mode de realisation de l'invention, les
pales 22 sont en materiau dit CHROMALOX, L'element chauffant 23 est
alimente en courant par l'intermediaire des cables 24 resistant a la
chaleur qui
sont connectes a la meme source que le moteur 11 Dans le pre-
5. sent mode de realisation de l'invention, les cables sont en
materiau dit PYROTENEX La quantite de chaleur qui est
transmise au moteur 11 par l'arbre 12 est reduite a un ni-
veau acceptable par la plaque de dissipation 19.
La figure 2 represente l'ensemble de la figure 1, alors qu'il est
incorpore dans un four a circulation d'air
qui dans le cas present est un four de recuit a basse tempe-
rature fonctionnant a une temperature allant jusqu'a 700 WC.
Le four comprend une enceinte exterieure consti-
tuee de deux couches de materiau refractaire pour assurer l'isolation
thermique, et une chambre interieure 32 en acier inoxydable 18/8
L'enceinte 31 comporte une ouverture dans sa paroi superieure qui est
obstruee par le bouchon isolant Le moteur 11 et le ventilateur 13 se
trouvent dans des
positions telles que le moteur 11 est a l'exterieur et au-
dessus de l'enceinte 31 et le ventilateur 13 a l'interieur
du logement 31 mais au-dessus de la chambre 32 Le four re-
pose sur des pieds 33, dont deux seulement sont representes.
La chambre 32 est fixee a l'enceinte 31 et situee a une certaine
distance de tous les cotes de celle-ci, ce qui cree un espace 34, La
chambre 32 comporte une ouverture dans sa surface superieure
immediatement audessous du ventilateur 13, alors que sa base se
presente sous la forme
d'un tamis 36.
En marche, le moteur 11 et les elements chauffants 23 des pales 22
sont alimentes en energie electrique, Par consequent, pendant la
rotation du ventilateur 13, les pales 22 chauffent l'air les entourant
immediatement et provoquent un mouvement de l'air vers l'exterieur et
vers le bas dans le sens des fleches A,dans l'espace 34 separant la
chambre 32 de l'enceinte 31, Pour remplacer cet air chaud, de l'air
est
entratne dans la chambre interieure 32 dans le sens des fle-
ches B, ainsi que dans l'ouverture 35 Ce dernier air est
alors remplac 6 par l'air chauffe precedemment qui se depla-
ce dans l'espace 34 et entre dans la chambre 32 en passant
par le tamis 36, On voit ainsi que l'air du four est chauf-
fe et mis en circulation par le ventilateur 13, chauffant
ainsi le four et le contenu de la chambre 32.
6.
Bien que non represente, il peut y avoir des de-
flecteurs dans l'espace 34 de facon a obtenir une circula-
tion d'air ayant la configuration souhaitee En outre, un systeme de
controle (non represente) est associe au four, qui comprend un certain
nombre de capteurs de temperature en di-
vers endroits du four, ces detecteurs etant relies a un con-
troleur Le controleur regle l'alimentation du moteur il et des
elements chauffants 23 en fonction de la temperature souhaitee et de
la temperature detectee par les capteurs,
de sorte que le degre de circulation et la quantite de cha-
leur fournie peuvent etre augmentes ou diminues dans le but
d'obtenir une repartition uniforme de la temperature au ni-
veau desire.
Bien que l'on prefere que le moyen de chauffage ou de refroidissement
soit situe a l'interieur de l'agitateur,
par exemple dans les pales d'un agitateur du type ventila-
teur, on notera que le moyen de chauffage ou de refroidisse-
ment peut constituer une partie de la surface de l'agitateur.
Le moyen de chauffage et de refroidissement peut, en varian-
te, etre situe sur la surface de l'agitateur, constituant ainsi une
partie de la surface de l'agitateur servant a
l'echange de chaleur.
Les materiaux dits CHRONALOX et PYROTENEX dont il
a ete question ci-dessus sont des marques deposees de mate-
riaux et comprennent un element chauffant a l'interieur d'une gaine
resistant a la chaleur, avec un materiau isolant tel
que le mica place entre.
La presente invention n'est pas limitee aux exem-
ples de realisation qui viennent d'etre decrits, elle est au contraire
susceptible de modifications et de variantes
qui apparaitront a l'homme de l'art.
7.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1 Dispositif de controle de la temperature d'un fluide, caracterise en
ce qu'il comprend un agitateur dis- pose de maniere a agiter le
fluide, cet agitateur compor- tant un moyen de chauffage ou de
refroidissement monte de facon a effectuer un echange de chaleur avec
le fluide par l'intermediaire de sa surface.
2 Dispositif selon la revendication 1, caracte- rise en ce que
l'agitateur est un ventilateur provoquant la circulation d'un gaz.
3 Dispositif selon la revendication 2, caracte- rise en ce que le
ventilateur comporte des pales qui renfer- ment des elements
chauffants electriques.
4 Dispositif selon la revendication 3, caracte- rise en ce que les
elements sont connectes a une source exte- rieure d'energie
electrique.
5 Dispositif selon la revendication 3, caracte- rise en ce que les
elements sont connectes a un generateur solidaire d'un moteur
d'entrainement du ventilateur.
6 Four comprenant une enceinte exterieure en combinaison avec un
agitateur selon les revendications 1, 2, 3,4 ou 5, caracterise en ce
que l'agitateur est situe a l'in- terieur de l'enceinte et est
entraine par un moteur monte a l'exterieur de celle-ci.
7 Four comprenant une enceinte exterieure, une chambre interieure
situee a une certaine distance de l'en- ceinte exterieure,et un
agitateur selon les revendications 1, 2, 3, 4 ou 5, caracterise en ce
qu'il est place dans l'espace separant la chambre de l'enceinte et
dispose de facon a aspirer du gaz dans la chambre interieure de manie-
re a effectuer un echange de chaleur avec le gaz et a rame- ner le gaz
dans la chambre interieure.
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