BE450224A - - Google Patents

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BE450224A
BE450224A BE450224DA BE450224A BE 450224 A BE450224 A BE 450224A BE 450224D A BE450224D A BE 450224DA BE 450224 A BE450224 A BE 450224A
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Belgium
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gaseous fluids
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Publication of BE450224A publication Critical patent/BE450224A/fr

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D11/00Heat-exchange apparatus employing moving conduits
    • F28D11/02Heat-exchange apparatus employing moving conduits the movement being rotary, e.g. performed by a drum or roller

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Description

       

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    Il   Echangeur de chaleur à récupération pour fluides gazeux " 
L'invention concerne un échangeur de chaleur à ré- cupération pour fluides gazeux, qui se compose d'une enveloppe et d'un rotor, fixé sur un axe de rotation dans cette enveloppe et formant un ou plusieurs canaux de circulation pour chacun des deux fluides gazeux, ltéchange de chaleur s'effectuant entre les deux fluides à travers les parois des canaux et les canaux de circulation de chacun des deux fluides communiquant avec une chambre d'admission spéciale, intérieure, disposée suivant ltaxe et avec une chambre d'échappement spéciale ex- térieure,

   et les deux chambres d'admission étant séparées 

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 d'une manière connue en soi par une cloison participant au mouvement du rotor et les deux chambres d'échappement pou- vant être séparées par une cloison fixe, dirigée dans le sens radial, formant une partie de l'enveloppe ou réunie avec elles. 



   L'invention a pour but de rendre l'échange de cha- leur entre les fluides dans les échangeurs de chaleur du type précité plus efficace qu'antérieurement et de diminuer sensi- blement les dimensions de ces échangeurs de chaleur. 



   L'invention est basée sur les considérations sui- vantes : 
L'échange de chaleur spécifique s'améliore en même temps qu'augmente la vitesse relative entre le rotor et les fluides gazeux, et en même temps que diminue l'épaisseur des couches de ces fluides. Cette vitesse relative se compose d'une composante radiale et d'une composante dirigée tangentiellement par rapport au rotor, la composante radiale déterminant la durée du passage des fluides dans le rotor, c'est-à-dire le temps dont on dispose pour l'échange de chaleur. Une augmentation de la vitesse relative radiale diminuerait la durée de l'échange de chaleur, si on n'augmentait pas en conséquence le diamètre du rotor; mais cette augmentation ne peut être acceptée pour des raisons de construction.

   En conséquence l'invention est basée sur le fait reconnu qu'une amélioration de l'échange de chaleur spécifique ne peut être obtenue au moyen de la composante de vitesse radiale, mais au contraire seulement en augmentant la vitesse tangentielle relative. 



   La preuve que cette possibilité n'était pas connue antérieurement, est donnée par le fait que dans les échangeurs de chaleur du type précité, les fluides gazeux sont forcés par des aubes situées à l'intérieur du rotor ou par des canaux de circulation combinés avec le rotor, de se mouvoir à une vitesse 

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 périphérique sensiblement égale à celle du rotor.

   Les aubes ou ,canaux précités sont complètement supprimés par l'invention, suivant laquelle le rotor se compose d'un ou plusieurs disques métalliques sensiblement lisses, de préférence plans, qui agis- sent   sous   forme d'échangeurs de chaleur et sont disposés per- pendiculairement à l'axe de rotation et forment un ou plusieurs canaux de circulation annulaires, en forme de fentes, alterna- tivement pour l'un et l'autre fluide, de sorte que l'effet   d'avancement   des disques rotatifs exercé sur les fluides gazeux dans le sens tangentiel est dû exclusivement au frottement   entrt   les disques et les fluides, de façon à obtenir, pour une forte vitesse de rotation des disques, une grande vitesse relative dans le sens tangentiel entre les disques et les fluides gazeux, pendant le mouvement des fluides gazeux,

   qui s'effectue dans le sens radial vers l'extérieur. Les espaces qui se trouvent entre le ou les disques et l'enveloppe ne comportent donc pas de pièces en saillie, qui pourraient agir sous forme d'organes devancement des fluides et la seule force qui exerce une ac- tion sur les fluides dans le sens tangentiel est le frottement entre les disques rotatifs et les fluides gazeux, de sorte que la vitesse tangentielle relative entre les disques et les fluides peut prendre la plus grande valeur possible. Il est possible en même temps, en diminuant l'écartement entre les divers disques, de partager les fluides en couches minces, qui favorisent en supplément un échange de chaleur satisfaisant. 



   Etant donné que l'échangeur de chaleur suivant l'in- vention peut tourner à grande vitesse, ses dimensions peuvent être notablement inférieures   à   celles des échangeurs de chaleur actuellement connus du type en question. 



   Le dessin ci-joint représente trois formes de réali- sation de l'échangeur de chaleur à récupération, suivant l'in- vention. Sur ce dessin : 

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La fig. 1 est une coupe longitudinale d'un rotor se composant de plusieurs disques, suivant la ligne I-I de la fig. 



  2. 



   La fig. 2 est une coupe transversale suivant la li- gne II-II de la fig. I. 



   Les fig. 3 et 4, sont des vues en plan développées dans le plan de la périphérie cylindrique du rotor, observées le long des lignes de coupe III-III et IV-IV de la fig. 1. 



   La fig. 5 est une coupe suivant la ligne V-V des fig. 2 et 4. 



   La fig, 6 est une coupe longitudinale d'un rotor se composant d'un seul disque. 



   La fig. 7 représente une partie de la fig. 6 à plus grande échelle. 



   La fig. 8 est une coupe longitudinale d'un échangeur de chaleur se composant de deux rotors, dont chacun consiste en plusieurs disques, cette coupe passant par la ligne VIII- VIII de la fig. 9. 



   La fig. 9 est une coupe transversale suivant la li- gne IX-IX de la fig. 8. 



   Sur les fig. 1 à 5, le rotor 1 se compose de plu- sieurs disques métalliques 2, lisses, de préférence plans, et de forme annulaire, qui sont disposés perpendiculairement à l'arbre de commande 11 du rotor. Entre les disques 2, se trou- vent des canaux de circulation 3,4 annulaires et en forme de fentes. Les plaques de bout 5 et 6 du rotor 1, sont fixées au moyen de rayons 7, 8 et de noyaux 9, 10 sur l'arbre 11.

   L'es- pace qui se trouve entre les disques 2 est partagé par une cloi- son diagonale 12, qui est réunie au rotor 1 et participe à son mouvement de rotation, en deux chambres d'admission 13, 14 sé- parées l'une de l'autre, Le rotor 1 est entouré par une envelop- pe fixe 15, qui comporte un orifice d'admission axial 16 pour 

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 un des fluides gazeux ( par exemple de l'air ) et un orifice d'admission axial 17 communiquant avec une conduite de connexion, non représentée,, pour le second fluide gazeux ( par exemple des gaz brûlés chauds). La chambre d'admission 13 se raccorde à l'admission d'air 16 et la chambre d'admission 14 à l'admission des gaz brûlés 17. 



   La chambre d'admission 13 communique avec chacun des canaux 3 et la chambre d'admission 14 avec chacun des canaux 4, tandis qu'il n'existe aucune communication entre la chambre d'admission 13 et les canaux 4, de même entre la chambre d'ad- mission 14 et les canaux 3. 



   Les canaux 3 et 4 se terminent dans une paroi cylin- drique 18, représentée en plan sur les fig. 3 et 4, par un certain nombre d'orifices d'échappement respectifs 19 et 20, répartis le long de la périphérie du rotor, disposés en séries axiales et de forme allongée dans le sens de la périphérie du rotor, les séries formées par les orifices 19 étant décalées par rapport à celles qui sont formées par les orifices 20 dans le sens de la périphérie du rotor. 



   L'enveloppe 15 est partagée autour du rotor 1, par une cloison fixe 21, dirigée dans le sens radial, en deux chambres d'échappement 22, 23, dont l'une, la chambre 22, commu- nique avec les orifices d'échappement d'air 19, et la chambre 23 avec les orifices d'échappement des gaz brûlés 20, tandis qu'il n'existe aucune communication entre la chambre 22 et les orifices   20,   de même qu'entre la chambre 23 et les orifices 19. 



  A cet effet il existe des capots respectifs 24 et 25, en sail- lie au delà de la cloison cylindrique 18, dont chacun entoure un canal et qui sont disposés en dehors des orifices 19 et 20 qui se trouvent du   coté   opposé aux chambres 23 et 22. Dans ces conditions la cloison 21 et les capots 24 séparent les ori- fices 19 de la chambre 23, tandis que la cloison 21 et les 

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 capots 25 séparent les orifices 20 de la chambre 22. 



   26 désigne une cloison radiale soudée sur la cloi- son cylindrique 18, qui se trouve dans le plan de la cloison 
21, et sur laquelle est soudée une pièce annulaire 28 compor- tant une rainure circulaire 27. Le bord intérieur de la cloi- son 21 pénètre dans la rainure   27   et est rendu étanche par rapportà la pièce annulaire 28, de façon à séparer herméti- quement entre elles les chambres d'échappement 22,23. Les capots 24,25 s'étendent alternativement de la paroi 5 ou 6 vers la paroi 26, dans laquelle sont percées des ouvertures correspondant à la section du canal des capots. Les chambres   l'échappement   22 et 23 ont une section croissante dans le sens périphérique, en forme de spirale vers les orifices de sortie 
29 et se transforment en canaux diffuseurs 30, raccordés aux orifices de sortie séparés 29. 



   Lorsque les deux disques plans-2 tournent à grande vitesse, ils exercent bien un certain effet de ventilation sur les fluides gazeux, mais n'agissent directement sur eux que par frottement, de sorte que l'effet de ventilation exercé par eux ne serait pas suffisant à lui seul pour refouler les flui- des à travers l'échangeur de chaleur. Cette action est exercée par les capots en saillie   24,    25,   qui agissent en même temps sous forme d'aubes de ventilateur. Si les capots 24,25   ne.suf-   fisaient pas à cet effet, on pourrait disposer des aubes de ventilateur spéciales sur le rotor en dehors des canaux du ro- tor. En outre, il est possible de donner aux rayons 7 et 8 une forme hélicoïdale, de façon à favoriser la circulation des   flui-   des gazeux dans les canaux du rotor.

   La plus grande partie de l'énergie cinétique des fluides gazeux se transforme, au moment où ils sortent du rotor en mouvement, en énergie de pression dans les chambres d'échappement 22, 23 en forme de spirales et . dans les canaux diffuseurs 3Q, de façon à utiliser l'énergie 

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 de ventilation de l'échangeur de chaleur pour transporter plue loin les fluides gazeux. 



   Dans l'exemple de réalisation des fig. 6 et 7, le rotor consiste dans un disque lisse, de préférence plan 31, qui est monté perpendiculairement à l'axe de commande 32 et est fixé sur lui. Une enveloppe fixe 33, quicomporte deux pa- rois 34,35, planes, disposées perpendiculairement à l'axe de commande 32, entoure le disque 31, de façon à former des ca- naux de circulation 36, 37 relativement étroits, en forme de fente annulaire , de chaque coté du disque 31. Les parois 34 et 35 comportent des ouvertures d'admission centrales respec- tives 38 et 39. Le fluide chaud peut arriver par un canal d'admission, non représenté, dans l'orifice 38, tandis que le fluide froid, par exemple de l'air, arrive par l'orifice 39. 



   Une paroi radiale, de forme annulaire 40, est dispo- sée par rapport au disque 31, sur la périphérie de l'enveloppe 33, de façon que la paroi 40 et le disque 31 ne soient séparés l'un de l'autre que par une fente étroite, de forme annulaire 41. 



   Lorsque le disque 31 tourne à grande vitesse, les deux fluides sont aspirés sous l'effet de la force centrifuge par les canaux 36,37, vers   l'extérieur   dans des canaux 42, 43, disposés sur les cotés opposés de la paroi 40, qui s'élargissent progressivement vers l'extérieur en forme de spirales, et se transforment en canaux diffuseurs raccordés aux conduites d'é- chappement. 



   Dans cet exemple de réalisation également, le disque 31 n'agit donc sur les fluides gazeux que par frottement et lorsque le disque 31 tourne à grande vitesse, l'effet de ven- tilation qu'il provoque suffit à faire passer les fluides à travers le rotor. Lorsqu'il s'agit de chauffer de l'air par 

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 des gaz brûlés chauds, la pression des gaz est généralement un peu plus faible que celle de l'air, de sorte qu'un peu d'air passe par la fente 41, et arrive dans les gaz, Ce passage de l'air dans les gaz doit évidemment être préféré au passage des gaz dans l'air, cependant il y a lieu de l'empêcher dans la plus large mesure possible.

   A cet effet on donne à la fente 41 la forme de la fig. 7, d'après laquelle la partie de la fente 44 qui se trouve du côté de l'air froid est située sur un plus grand diamètre que la partie de la fente 45 qui se trouve du côté des gaz brûlés chauds. Il en résulte que la force centri- fuge s'oppose à l'écoulement de l'air par la fente 41, et ren- force la résistance des gaz brûlés chauds au passage de l'air. 



  Cette résistance peut encore être augmentée en donnant un an- gle aigu à la partie centrale de la fente entre   lew   parties 44 et 45. 



   L'exemple de réalisation des fig. 8 et 9 comporte deux rotors 46, 47 dont chacun se compose, suivant le premier exemple de réalisation, de plusieurs disques plans 48, ou 49, montés sur un arbre de commande commun 50 et dans une envelop- pe commune 51 qui est partagée en deux parties égalea par une cloison 52 dirigée dans le sens radial, et pénétrant dans une rainure 53 d'une pièce annulaire 54, montée sur la paroi cy- lindrique 55 des deux rotors 46,47. 



   L'air y est échauffé en deux échelons et les gaz brû- lés chauds se refroidissent en deux échelons. Dans le premier échelon, l'air pénètre dans la chambre d'admission axiale 56 du rotor 46 et arrive par les canaux 57, annulaires et en forme de fente du rotor 46, et les canaux 58 dans une chambre 59 axiale du rotor 47, de laquelle il sort déjà chauffé par les canaux 60, annulaires et en forme de fente, du rotor 47, dans le canal d'échappement 61, qui s'élargit en forme de'spirale et dans le diffuseur   62.'   
Les gaz brûlés chauds pénètrent d'abord dans la cham- 

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 bre d'admission axiale 63 du rotor 47, qui est séparée de la chambre 59 par une cloison diagonale 64, qui participe au mou- vement du rotor   47.   Les gaz sortant de la chambre d'admission 63 passent par les canaux 65, du rotor 47,

   et les canaux 66 et arrivent dans une chambre axiale 67 du rotor 46, qui est séparée de la chambre 56 par une cloison diagonale 68, qui participe au mouvement du rotor 46, et en sortant de cette chambre, passent par les canaux 69 du rotor 46, dans le canal d'échappement   70,   qui s'élargit en forme de spirale et de   là   dans un diffuseur 62, séparé du premier diffuseur 62. Dans ces conditions l'air est chauffé en deux échelons par le prin- cipe de la circulation à contre-courant, du fait que dans le rotor 46, il subit un premier chauffage par les gaz brûlés chauds, mais déjà un peu refroidis dans le rotor 47, pour arri- ver à son état de chauffage définitif dans le rotor 47, sous l'action des gaz brûlés les plus chauds. 



   On peut ainsi faire prendre à l'air une température finale plus élevée que celle à laquelle les gaz brûlés chauds sortent de l'échangeur de chaleur.      



   Les rotors 46, 47 sont fixés sous forme d'ensemble par les rayons 71, 72 et les moyeux 73, 74 sur l'arbre de com- mande 50. Dans cet exemple de réalisation, les rayons 71, 72 peuvent aussi avoir une forme hélicoïdale, de façon àfavoriser la circulation des fluides gazeux dans les rotors.



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    It Recuperative heat exchanger for gaseous fluids "
The invention relates to a heat exchanger with recovery for gaseous fluids, which consists of a casing and a rotor, fixed on an axis of rotation in this casing and forming one or more circulation channels for each of the two. gaseous fluids, the heat exchange taking place between the two fluids through the walls of the channels and the circulation channels of each of the two fluids communicating with a special intake chamber, interior, arranged along the axis and with an exhaust chamber special exterior,

   and the two inlet chambers being separated

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 in a manner known per se by a partition participating in the movement of the rotor and the two exhaust chambers being able to be separated by a fixed partition, directed in the radial direction, forming a part of the casing or united with them.



   The object of the invention is to make the heat exchange between the fluids in heat exchangers of the aforementioned type more efficient than previously and to significantly reduce the dimensions of these heat exchangers.



   The invention is based on the following considerations:
The specific heat exchange improves at the same time as the relative speed between the rotor and the gaseous fluids increases, and at the same time as the thickness of the layers of these fluids decreases. This relative speed is made up of a radial component and a component directed tangentially with respect to the rotor, the radial component determining the duration of the passage of fluids in the rotor, that is to say the time available for l heat exchange. An increase in the relative radial speed would decrease the duration of the heat exchange if the rotor diameter was not increased accordingly; but this increase cannot be accepted for construction reasons.

   Accordingly, the invention is based on the recognized fact that an improvement in the specific heat exchange cannot be obtained by means of the radial velocity component, but on the contrary only by increasing the relative tangential velocity.



   The proof that this possibility was not previously known is given by the fact that in heat exchangers of the aforementioned type, the gaseous fluids are forced by vanes located inside the rotor or by circulation channels combined with the rotor, to move at a speed

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 peripheral substantially equal to that of the rotor.

   The aforementioned vanes or channels are completely omitted by the invention, according to which the rotor consists of one or more substantially smooth, preferably flat metal discs, which act as heat exchangers and are arranged per- pendularly to the axis of rotation and form one or more annular circulation channels, in the form of slots, alternately for both fluid, so that the effect of advancement of the rotating discs exerted on the gaseous fluids in the tangential direction is due exclusively to the friction between the discs and the fluids, so as to obtain, for a high rotational speed of the discs, a high relative speed in the tangential direction between the discs and the gaseous fluids, during the movement of gaseous fluids,

   which takes place in the radial outward direction. The spaces which are located between the disc (s) and the casing therefore do not include any projecting parts, which could act in the form of fluid advancement members and the only force which exerts an action on the fluids in the direction tangential is the friction between the rotating disks and the gaseous fluids, so that the relative tangential speed between the disks and the fluids can take the greatest possible value. It is possible at the same time, by reducing the spacing between the various discs, to divide the fluids into thin layers, which additionally promote a satisfactory heat exchange.



   Since the heat exchanger according to the invention can rotate at high speed, its dimensions may be significantly smaller than those of presently known heat exchangers of the type in question.



   The accompanying drawing shows three embodiments of the recovery heat exchanger according to the invention. On this drawing :

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Fig. 1 is a longitudinal section of a rotor consisting of several discs, taken along the line I-I of FIG.



  2.



   Fig. 2 is a cross section taken along line II-II of FIG. I.



   Figs. 3 and 4, are plan views developed in the plane of the cylindrical periphery of the rotor, seen along section lines III-III and IV-IV of FIG. 1.



   Fig. 5 is a section taken along the line V-V of FIGS. 2 and 4.



   Fig, 6 is a longitudinal section of a rotor consisting of a single disc.



   Fig. 7 shows part of FIG. 6 on a larger scale.



   Fig. 8 is a longitudinal section through a heat exchanger consisting of two rotors, each of which consists of several discs, this section passing through the line VIII-VIII of FIG. 9.



   Fig. 9 is a cross section taken along line IX-IX of FIG. 8.



   In fig. 1 to 5, the rotor 1 is composed of several metal discs 2, smooth, preferably planar, and of annular shape, which are arranged perpendicular to the control shaft 11 of the rotor. Between the discs 2, there are annular circulation channels 3, 4 and in the form of slots. The end plates 5 and 6 of the rotor 1, are fixed by means of spokes 7, 8 and cores 9, 10 on the shaft 11.

   The space between the discs 2 is shared by a diagonal partition 12, which is joined to the rotor 1 and participates in its rotational movement, in two inlet chambers 13, 14 separated by one from the other, The rotor 1 is surrounded by a fixed casing 15, which has an axial inlet 16 for

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 one of the gaseous fluids (for example air) and an axial inlet port 17 communicating with a connection pipe, not shown, for the second gaseous fluid (for example hot burnt gases). The intake chamber 13 connects to the air intake 16 and the intake chamber 14 to the burnt gas intake 17.



   The intake chamber 13 communicates with each of the channels 3 and the intake chamber 14 with each of the channels 4, while there is no communication between the intake chamber 13 and the channels 4, likewise between the inlet chamber 14 and channels 3.



   Channels 3 and 4 terminate in a cylindrical wall 18, shown in plan in FIGS. 3 and 4, by a number of respective exhaust ports 19 and 20, distributed along the periphery of the rotor, arranged in axial series and of elongated shape in the direction of the periphery of the rotor, the series formed by the orifices 19 being offset from those formed by the orifices 20 in the direction of the periphery of the rotor.



   The casing 15 is divided around the rotor 1, by a fixed partition 21, directed in the radial direction, into two exhaust chambers 22, 23, one of which, the chamber 22, communicates with the orifices of air exhaust 19, and the chamber 23 with the burnt gas exhaust ports 20, while there is no communication between the chamber 22 and the ports 20, as well as between the chamber 23 and the ports 19.



  For this purpose there are respective covers 24 and 25, protruding beyond the cylindrical partition 18, each of which surrounds a channel and which are arranged outside the orifices 19 and 20 which are located on the side opposite to the chambers 23 and 22. Under these conditions, the partition 21 and the covers 24 separate the orifices 19 from the chamber 23, while the partition 21 and the

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 covers 25 separate the orifices 20 from the chamber 22.



   26 denotes a radial partition welded to the cylindrical partition 18, which lies in the plane of the partition
21, and on which is welded an annular part 28 comprising a circular groove 27. The inner edge of the partition 21 penetrates into the groove 27 and is sealed with respect to the annular part 28, so as to separate hermetically. only between them the exhaust chambers 22,23. The covers 24, 25 extend alternately from the wall 5 or 6 towards the wall 26, in which are pierced openings corresponding to the section of the channel of the covers. The exhaust chambers 22 and 23 have a section increasing in the peripheral direction, in the form of a spiral towards the outlet ports.
29 and turn into diffuser channels 30, connected to the separate outlet ports 29.



   When the two plane-2 discs rotate at high speed, they do exert a certain ventilating effect on gaseous fluids, but only act directly on them by friction, so that the ventilating effect exerted by them would not be sufficient on its own to force the fluids through the heat exchanger. This action is exerted by the protruding cowls 24, 25, which at the same time act as fan blades. If the covers 24,25 were not sufficient for this purpose, special fan blades could be arranged on the rotor outside the rotor channels. In addition, it is possible to give the spokes 7 and 8 a helical shape, so as to promote the circulation of gaseous fluids in the channels of the rotor.

   The greater part of the kinetic energy of the gaseous fluids is transformed, when they leave the moving rotor, into pressure energy in the exhaust chambers 22, 23 in the form of spirals and. in the 3Q broadcast channels, so as to use the energy

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 heat exchanger ventilation to further transport gaseous fluids.



   In the exemplary embodiment of FIGS. 6 and 7, the rotor consists of a smooth, preferably plane disc 31, which is mounted perpendicular to the control axis 32 and is fixed to it. A fixed envelope 33, which comprises two walls 34, 35, plane, arranged perpendicular to the control axis 32, surrounds the disc 31, so as to form circulation channels 36, 37 which are relatively narrow, in the shape of a annular slot, on each side of the disc 31. The walls 34 and 35 have respective central inlet openings 38 and 39. The hot fluid can arrive through an inlet channel, not shown, in the orifice 38, while the cold fluid, for example air, arrives through port 39.



   A radial wall, of annular shape 40, is arranged relative to the disc 31, on the periphery of the casing 33, so that the wall 40 and the disc 31 are only separated from one another by a narrow, annular-shaped slot 41.



   When the disc 31 rotates at high speed, the two fluids are sucked under the effect of centrifugal force by the channels 36,37, outwards in the channels 42, 43, arranged on the opposite sides of the wall 40, which gradually widen outwards in the form of spirals, and are transformed into diffuser channels connected to the exhaust pipes.



   Also in this exemplary embodiment, the disc 31 therefore acts on the gaseous fluids only by friction and when the disc 31 rotates at high speed, the ventilation effect which it causes is sufficient to cause the fluids to pass through. the rotor. When it comes to heating air by

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 hot burnt gases, the pressure of the gases is usually a little lower than that of the air, so that some air passes through the slit 41, and enters the gases, This passage of the air in gases should of course be preferred to the passage of gases through air, however this should be prevented to the greatest extent possible.

   For this purpose, the slot 41 is given the shape of FIG. 7, according to which the part of the slit 44 which is on the cold air side is located on a larger diameter than the part of the slit 45 which is on the hot burnt gas side. As a result, the centrifugal force opposes the flow of air through slit 41, and strengthens the resistance of hot burnt gases to the passage of air.



  This resistance can be further increased by giving a sharp angle to the central part of the slit between parts 44 and 45.



   The exemplary embodiment of FIGS. 8 and 9 comprises two rotors 46, 47 each of which is composed, according to the first embodiment, of several flat discs 48, or 49, mounted on a common control shaft 50 and in a common envelope 51 which is shared in two equal parts by a partition 52 directed in the radial direction, and penetrating into a groove 53 of an annular part 54, mounted on the cylindrical wall 55 of the two rotors 46,47.



   The air is heated there in two stages and the hot burnt gases are cooled in two stages. In the first step, the air enters the axial intake chamber 56 of the rotor 46 and arrives through the annular and slot-shaped channels 57 of the rotor 46, and the channels 58 in an axial chamber 59 of the rotor 47, from which it exits already heated through the annular and slit-shaped channels 60 of the rotor 47, into the exhaust channel 61, which widens in a spiral shape and into the diffuser 62. '
The hot burnt gases first enter the chamber.

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 inlet 63 of the rotor 47, which is separated from the chamber 59 by a diagonal partition 64, which participates in the movement of the rotor 47. The gases leaving the inlet chamber 63 pass through the channels 65, rotor 47,

   and the channels 66 and arrive in an axial chamber 67 of the rotor 46, which is separated from the chamber 56 by a diagonal partition 68, which participates in the movement of the rotor 46, and leaving this chamber, pass through the channels 69 of the rotor 46, in the exhaust channel 70, which widens in the form of a spiral and from there into a diffuser 62, separate from the first diffuser 62. Under these conditions the air is heated in two stages by the principle of counter-current circulation, due to the fact that in the rotor 46, it undergoes a first heating by the hot burnt gases, but already cooled a little in the rotor 47, to reach its final heating state in the rotor 47, under the action of the hottest burnt gases.



   It is thus possible for the air to take on a final temperature higher than that at which the hot burnt gases leave the heat exchanger.



   The rotors 46, 47 are fixed as a whole by the spokes 71, 72 and the hubs 73, 74 on the control shaft 50. In this exemplary embodiment, the spokes 71, 72 can also have a shape helical, so as to promote the circulation of gaseous fluids in the rotors.


    

Claims (1)

RESUME' --------------- Echangeur de chaleur à récupération pour fluides ga- zeux, qui se compose..d'une enveloppe et d'un rotor fixé sur un axe de rotation dans cette enveloppe et formant un ou plusieurs canaux de circulation pour chacun des deux fluides gazeux, l'é- change de chaleur s'effectuant entre les deux fluides à travers <Desc/Clms Page number 10> les parois des canaux et les canaux de circulation de chacun des deux fluides communiquant avec une chambre d'admission spéciale, intérieure, disposée suivant l'axe,, et .avec une chambre d'échappement spéciale, extérieure,-et les deux chambres d'échappement ayant par exemple la forme de canaux diffuseurs en forme de spirale, caractérisé par les points suivants ensemble ou séparément: 1-. ABSTRACT' --------------- Recovery heat exchanger for gaseous fluids, which consists of a casing and a rotor fixed on an axis of rotation in this casing and forming one or more circulation channels for each of the two gaseous fluids, 'heat exchange taking place between the two fluids through <Desc / Clms Page number 10> the walls of the channels and the circulation channels of each of the two fluids communicating with a special intake chamber, interior, arranged along the axis ,, and with a special exhaust chamber, exterior, -and the two chambers of '' exhaust having for example the form of diffusing channels in the shape of a spiral, characterized by the following points together or separately: 1-. Le rotor se compose d'un ou plusieurs disques métalliques sensiblement lisses, de préférence plans, qui sont disposés perpendiculairement à l'axe de rotation et forment un ou plusieurs canaux de circulation annulaires,en forme de fente alternativement pour l'un et l'autre fluide, de sorte que l'ef- fet d'avancement des disques rotatifs exercé sur les fluides gazeux dans le sens tangentiel est dû exclusivement au frotte- ment entre les disques et les fluides, de façon à obtenir, pour une forte vitesse de rotation des disques, une grande vitesse relative dans le sens tangentiel entre les fluides gazeux et les disques, pendant le mouvement des fluides gazeux, qui s'ef- fectue dans le sens radial vers l'extérieur. The rotor consists of one or more substantially smooth, preferably planar metal discs which are arranged perpendicular to the axis of rotation and form one or more annular circulation channels, alternately slot-shaped for one and the other. other fluid, so that the effect of advancement of the rotating disks exerted on the gaseous fluids in the tangential direction is due exclusively to the friction between the disks and the fluids, so as to obtain, for a high speed of rotation of the disks, a high relative speed in the tangential direction between the gaseous fluids and the disks, during the movement of the gaseous fluids, which takes place in the radial direction outward. 2. - L'échangeur de chaleur comportant plusieurs dis- ques, ceux-ci sont de forme annulaire. 2. - The heat exchanger having several disks, these are annular in shape. 3. - Les canaux de circulation de la périphérie exté- rieure des disques sont recouverts par une paroi cylindrique, qui comporte pour chacun des canaux d'échappement un certain nombre d'orifices d'échappement, et pour chacun des canaux de circulation un certain nombre d'orifices d'échappement, dis- posés le long de la périphérie de la cbison cylindrique préci- tée, chaque orifice d'échappement d'un canal de circulation se trouvent en série suivant l'axe avec un orifice d'échappement des autres canaux de circulation et les séries axiales des orifices d'échappement de chacun des canaux de circulation étant décalées entre elles et séparées l'une de l'autre par des pièces qui <Desc/Clms Page number 11> forment les canaux entre les orifices d'échappement et les chambres d'échappement correspondantes. 3. - The circulation channels of the outer periphery of the discs are covered by a cylindrical wall, which has for each of the exhaust channels a certain number of exhaust openings, and for each of the circulation channels a certain number. number of exhaust ports, arranged along the periphery of the aforementioned cylindrical cbison, each exhaust port of a circulation channel are located in series along the axis with an exhaust port of other circulation channels and the axial series of the exhaust ports of each of the circulation channels being offset from one another and separated from each other by parts which <Desc / Clms Page number 11> form the channels between the exhaust ports and the corresponding exhaust chambers. 4. - Les pièces précitées ont la forme de capots ou une forme analogue, qui sont en saillie au delà de la paroi cylindrique et agissent sous forme d'aubes de ventilateur pendant le mouvement de rotation du rotor. 4. - The aforementioned parts have the form of hoods or a similar form, which project beyond the cylindrical wall and act in the form of fan blades during the rotational movement of the rotor. 5.- Le rotor est réuni à l'arbre de commande par des rayons qui sont disposés dans les chambres d'admission axiales des fluides gazeux et qui, pour favoriser l'action d'avancement exercée par les disques sur les fluides, ont une forme hélicö- dale. 5.- The rotor is joined to the control shaft by spokes which are arranged in the axial admission chambers of the gaseous fluids and which, to promote the advancing action exerted by the discs on the fluids, have a helical shape. 6.- Le rotor se composant d'un seul disque plan, l'en- veloppe comporte des parois sensiblement planes, perpendiculai- res à l'axe de commande, dont chacune est percée d'un orifice d'admission central pour chacun des fluides gazeux, ces ori- fices communiquant avec un canal de circulation annulaire, en forme de fente, formé entre le disque et une paroi de l'envelop* pe. 6.- The rotor consisting of a single flat disc, the casing comprises substantially flat walls, perpendicular to the control axis, each of which is pierced with a central inlet orifice for each of the gaseous fluids, these orifices communicating with an annular, slit-shaped circulation channel formed between the disc and a wall of the casing. 7.- La périphérie du disque est réparée de l'envelop- pe ou d'une paroi réunie à cette enveloppe par une fente annu- laire, dont la partie qui se trouve,du coté du fluide le plus froid est située sur le plus grand diamètre, qui diminue vers l'autre coté du disque. 7.- The periphery of the disc is repaired from the envelope or from a wall joined to this envelope by an annular slot, the part of which is located on the side of the coldest fluid is located on the most large diameter, which decreases towards the other side of the disc. 8. - Deux rotors, de la même forme de construction que celui du paragraphe 1, sont fixés sur le même arbre de commande, et sont réunis entre eux par des canaux ou des conduites, de façon à préchauffer le fluide à chauffer dans un des deux rotort au moyen du fluide chaud, qui a déjà. servi dans le second ro- tor, dans lequel le fluide à chauffer est amené dans son état de chauffage définitif par le fluide chaud qui se trouve dans son état le plus chaud possible. 8. - Two rotors, of the same construction form as that of paragraph 1, are fixed on the same drive shaft, and are joined together by channels or conduits, so as to preheat the fluid to be heated in one of the two rotort by means of hot fluid, which already has. served in the second rotor, in which the fluid to be heated is brought into its final heating state by the hot fluid which is in its hottest possible state.
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