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AMELIORATION AU TRANSFERT DE LA CHALEUR.
La présente invention est relative au transfert de la chaleur et se rapporte, dans ses aspects les plus larges, au transfert de la chaleur en- tre un corps solide et un milieu fluide. Plus spécialement, l'invention est relative au transfert de la chaleur entre un corps solide et un agent fluide gazeux, et encore plus particulièrement, l'invention se rapporte à 1?échange de chaleur indirect entre deux fluides différents dont l'un ou l'autre ou les deux peuvent être liquides ou gazeux,, par transfert de chaleur aux et des différents fluides et à ou d'un corps solide avec lequel les fluides sont sé- parément en contact superficiel.
L'objet général de l'invention est de procurer un échange de cha- leur à de grands taux de transmission par unité de surface de la surface d'é- change de chaleur, pour produire ce transfert avec une dépense minima de puis- sance pour réaliser le mouvement relatif entre les corps qui échangent la cha- leur,et dans certains de ses aspects pour utiliser le mouvement du corps so- lide échangeur de chaleur pour créer en tout ou en partie l'écoulement néces- saire du fluide ou des fluides avec lesquels le corps solide est en relation d'échange de chaleur.
Pour atteindre les buts généralement indiqués ci-dessus et d'autres buts plus détaillés apparaissant ci-après, l'invention présente un corps soli- de tournant sous forme d'un rotor ayant plusieurs ailettes ou nervures circu- laires avec des-canaux intercalaires sous forme de rainures concentriques à l'axe de rotation du rotor, à quoi est associée une construction fixe au point de vue rotation ayant des éléments déflecteurs qui s'étendent dans les rainu- res et des moyens de couverture pour les rainures, cette construction étant en outre combinée avec des moyens assurant des passages de transfert pour le flui- de conducteur vers des et à partir de différentes rainures suivant des princi- pes décrits plus en détails ci-après,,
avec pour conséquence un nouveau carac-
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tère découlement qui produit les résultats perfectionnés recherchés par 1' intention.
L'invention est particulièrement adaptée à l'échange de chaleur entre deux fluides gazeux pour des buts tels que le préchauffage d'air uti- lisé pour la combustion., dans les cas de chaleur à récupérer extraite de gaz de combustion provenant dappareils tels que des chaudières d'installations productrices de puissance et de moteurs à combustion interne et de turbines à gaz.
L'invention sera par conséquent décrite ci-après à titre d'exemple mais sans limitation, comme appliquée à une construction de préchauffage d'air, mais il sera entendu que les principes de l'invention sont susceptibles d'è- tre employés dans beaucoup d'autres applications et que pour certaines de ces applications,, les principes de l'invention dans ses aspects les plus larges peuvent être mis en oeuvre avec seulement certaines particularités de la cons- truction décrite ci-après au sujet d'un appareillage de préchauffage d'air choi- si à titre d'exemple
Pour une meilleure compréhension de la nature plus détaillée de l'invention, la manière dont elle peut être mise en pratique et les avantages qu'on peut retirer de son emploi,
on se reportera pour le mieux à la partie subséquente de cette description, considérée avec les dessins ci-annexés qui en font partie,dans lesquels : - la figure 1 est une coupe longitudinale plus ou moins schémati- que suivant la ligne 1-1 de la figure 2, d'un appareil de préchauffage d'air réalisant les principes de l'inventiono - la figure 2 est une coupe transversale fragmentée faite suivant la ligne 2-2 de la figure 1; - la figure 3 est une vue en plan fragmentée prise suivant la ligne 3-3 de la figure 2 et avec certains éléments indiqués en traits inter- rompus dans un but de clarté; - la figure 4 est une vue perspective fragmentée d'une partie de la construction montrée aux figures précédentes et avec certains éléments omis dans un but de clarté;
- la figure 5 est une vue semblable à la figure 3 montrant un a- gencement structural différent de certaines parties polir produire un caractère modifié de 1?écoulement du fluide; - la figure 6 est une coupe transversale fragmentée, suivant la ligne 6-6 de la figure 5; - la figure 7 est une perspective fragmentée semblable à la figure 4,de 1?agencement montré à la figure 5; - la figure 8 est une vue semblable aux figures 3 et 5 montrant un autre agencement de la construction pour produire un écoulement de fluide de caractère différent de celui montré aux figures 3 et 5; - la figure 9 est une coupe transversale fragmentée suivant la lig- ne 9-9 de la figure 8; - la figure 10 est une coupe longitudinale fragmentée suivant la ligne 10-10 de la figure 8;
- la figure 11 est une vue semblable à la figure 8. montrant une construction présentant un caractère découlement du fluide modifié par rap- port à celui de la figure 8; - la figure 12 est une coupe longitudinale semblable à la figure 1 montrant un appareil réalisant 11invention et ayant une forme de rotor dif- férente de celui de la figure 1, et - la figure 13 est une coupe transversale fragmentée faite suivant la;ligne 13-13 de la figure 12.
En se reportant maintenant plus particulièrement aux figures 1 à
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4, l'appareil comprend un rotor indiqué généralement par 10, ayant un arbre
12 et un tambour creux défini par une paroi terminale radiale 16, une paroi- cylindrique 18 et une seconde paroi radiale 20. La paroi cylindrique 18 por- te un grand nombre d9ailettes ou nervures radiales 22 extérieures espacées axialement, laissant entre elles un grand nombre de canaux ou rainures annu- laires extérieures 24. Le tambour porte en outre de nombreuses nervures in-- térieures similaires 26 donnant lieu. à un grand nombre de rainures intérieu- res annulaires 28.
Au rotor est associée une construction qui ne tourne pas, compre- nant un élément de carter interne creux du genre d'un tambour indiqué géné- ralement par 30. La pièce 30 est montée coaxialement au rotor et a une paroi enveloppe cylindrique 32 écartée radialement des bords intérieurs des nervu- res intérieures 26. En outre elle est pourvue d'une entrée 34 à une extrémité et de sorties 36 à l'autre extrémité.
La construction immobile comprend encore une paroi enveloppe exté- rieure du genre d'un tambour 38 entourant le rotor et écartée radialement des nervures extérieures 32. La construction immobile a encore en outre des parois d'extrémités 40 et 42, la première s'étendant vers 1?intérieur au delà de la paroi d'extrémité 16 du rotor jusqu'à l'arbre 12 du rotor où une garniture d' étanchéité 41 peut tre employée, et la dernière s'étendant vers l'intérieur jusqu'à la partie d'entrée 34 de la pièce 30. Un conduit d'entrée 44 pour le fluide communique au moyen d'une ouverture 46 à une extrémité du rotor avec l'espace 48 entre la paroi de rotor 18 et l'enveloppe extérieure 38.
Cet es- pace communique à l'autre extrémité du rotor,par une ouverture 49,avec les sorties 50 et 52. La paroi 54 s'étend vers l'intérieur jusqu'à une fermeture ou garniture étanche indiquée par 56 et avec la paroi 42 présentant un conduit de sortie 58 qui communique avec l'espace 60 entre la paroi de rotor 18 et la paroi 32 de la pièce 300
Dans la forme de réalisation de l'appareil illustré, l'un des flui- des, par exemple de l'air à chauffer, pénètre dans la pièce 30 par l'entrée 34 et coule dans la direction des flèches 62 à travers la pièce 30. De cet es- pace l'air s'écoule généralement de la droite à la gauche comme on le voit à la figure 1 et d'une manière décrite ci-après en détail, par l'espace 60 entre le tambour de rotor 18 et la paroi 32 de la pièce 30, et de cet espace au con- duit de sortie 58.
Du fluide chaud,tel que des gaz de combustion usés, entre dans la direction indiquée par la flèche 64 par le conduit d'entrée 44 et l'ouver- ture 46, dans l'espace 48 entre le tambour de rotor 18 et la paroi envelop- pe extérieure 38. Le gaz s'écoule généralement de la gauche vers la droite comme on le voit à la figure 1 à travers cet espace d'une manière qui sera dé- crite ci-après et par l'ouverture 50 au conduit de sortie 52.
La paroi 32 de la pièce 30 porte plusieurs pièces déflectrices
66 s'étendant suivant l'axe du rotor et réparties périphériquement autour de la circonférence de la paroi 32. Ces pièces ont une forme de peigne ayant plusieurs doigts 68 s'étendant dans les et remplissant sensiblement les sections transversales des rainures 28. Des pièces déflectrices similaires en forme de peignes 70 s'étendent vers l'intérieur depuis la paroi d'enveloppe extérieure
38 et sont pourvues de doigts 72 remplissant sensiblement les sections trans- versales des rainures 24 du rotor.
A l'extérieur des nervures 22 et situées périphériquement à dis- tance les unes des autres entre les pièces déflectrices 70, un certain nombre d'éléments de couverture 74 s'étendent axialement en rapport étroit avec les crêtes des nervures 22. Ces pièces de couverture sont portées par des plaques de division ou de guidage 76 portées par la paroi d'enveloppe 38, corame on le verra plus clairement de la figure 2. Ces divisions s'étendent périphériquement d'un des déflecteurs 70 au voisin et comprennent des parties centrales obli- ques 78 recouvrant les éléments de couverture 74 et des parties terminales d'extrémités 80.
Les parties terminales 80 de ces divisions s'étendent au delà des bords des pièces de couverture jusqu'aux déflecteurs voisins et divisent
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les espaces entre les bords des plaques de couverture et les défiée-' . teurs en deux séries de passages alignés axialement entre chaque fois deux
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déflecteurs voisins. Une série de tels passages est indiquée par 84g 84a.', 81,.b et 84cy aux figures 3 et 4.
Ces passages donnent communication entre les sec- teurs des rainures 24 entre les déflecteurs voisins et l'espace entre les dé- flecteurs qui se trouve radialement à l'extérieur des pièces en plaques de
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couverture bzz,., ce dernier espace étant partagé par les divisions en une sé- rie de passages de transfert obliques comme indiqué en 86, 86a, 86b et 86c aux figures 3 et 4, ces passages étant définis par la plaque de couverture 74, les parties radialement extérieures des déflecteurs 70, la paroi d'en- veloppe extérieure 38 et les divisions 76.
Radialement à l'intérieur du tambour de rotor 18, est prévue une
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aonstraction semblable comprenant des plaques de couverture 88 disposées au voisinage des crêtes des nervures intérieures 26 et une série de plaques de division ou de guidage 90 pour soutenir les plaques de couverture et formant une série de passages 92 et 94, et en même temps que les plaques de couver- ture 88,la paroi intérieure denveloppe 32 et les déflecteurs voisins inté- rieurs 66,donnant des passages de transfert obliques 96 similaires aux passa- ges 86.
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Les passages de transfert 86 et 96 diffèrent en ce quails sont obliques en directions opposées par rapport à l'axe du rotor.
Le fonctionnement de l'appareil décrit est le suivant.
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Considérant daabord le gaz entrant par le conduit 44 et l'ouver- ture 46, ce gaz pénètre radialement dans un groupe de rainures 22 par les lu- mières d9admissian 82 distribuées tout autour de la périphérie de la construc- tion. On supposera que le rotor tourne dans le sens des flèches 98 de la fi- gure 4,le frottement entre les gaz et la surface des nervures mobiles fera
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que les gaz s9écouleront dans les rainures pour se déplacer périphériquement dans le sens de rotation du rotor sous la plaque de couverture 74 jusqu'à ce que les gaz soient forcés de s'écouler radialement hors des rainures par les doigts 72 des pièces déflectrices 70, qui font dans les rainures l'effet d'ar- rêts ou de barrages.
Si on considère maintenant l'action des courants de gaz dans la partie de 1-'appareil montrée à la figure 3, il sera évident que les courants entrant dans les rainures par la lumière 82 et rejetés des rainures par la lu- mière 84 s'écoulent obliquement par le passage de transfert 86a et la lumière 82a vers un jeu voisin de rainures au travers desquelles le courant s'écoule-
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ra jusqu9à ce qu'il soit rejeté par la lumière 84a dans le passage de trans- fert 86c qui véhicule les gaz vers la lumière d'entrée 82b d'un jeu suivant de rainures.
Cet effet est répété jusqu9à ce que le gaz atteigne l'extrémité de décharge du rotor et il sera évident diaprés la figure 4 que la colonne de gaz entrant par la lumière 82, qui est divisée en courants individuels dans les rainures, voyage suivant ce que l'on peut appeler un trajet hélicoïdal pour s'éoouler le long du rotor entre deux déflecteurs voisins.
De la descrip- tion qui précède, il sera évident que périphériquement au rotor il y aura une série de telles colonnes de gaz, chacune confinée entre deux déflecteurs voi- sins et se déplaçant en général suivant des voies hélicoïdales le long du ro- toro
L'effet concernant l'écoulement par les rainures entre les flas- ques intérieurs 26 est le même que décrit aussi pour l'appareil supposé, l'air
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entre par le conduit 34 et est divisé en un certain nombre de colonnes d9air, chacune s9écoulant entre les déflecteurs voisins suivant un trajet générale- ment hélicoïdal le long du rotor du conduit de sortie 580
Alors que les gaz et l'air s'écoulent tous deux périphériquement dans la direction du rotor, pendant qu'ils sont dans les rainures,
il sera évident diaprés la figure 1 que la relation générale d'écoulement entre les deux fluides est 1'écoulement à contre-courant, le gaz le plus chaud étant
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en relation d'éehange de chaleur avec la partie du rotor en contact avec l'air
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le plus chaud et le gaz le plus froid étant en relation d'échange de chaleur avec la partie du rotor à laquelle est admis l'air entrant le plus froid.
L'effet de l'appareil a été décrit ci-dessus comme appliqué au préchauffage de l'air de combustion par des gaz brûlés et dans une telle ap- plication il est généralement préférable de faire passer les gaz par les rai- nures extérieures des tambours et 1-'air par les rainures internes puisque le' volume de gaz passant par l'appareil dans de telles applications est générale- ment plus grand que le volume d'air.
La construction des nervures extérieures est aussi plus facile à nettoyer des matières solides telles que la suie et les cendres déposés par les gaz de combustion relativement saleso Pour ce qui concerne le fonctionnement de base, toutefois,il est évident que si on le désira le milieu chaud peut passer par les rainures intérieures, et le milieu à chauffer par les rainures extérieures, le choix étant dirigé par la nature et les caractéristiques des milieux employés et l'échange de chaleur désiré entre eux.
Comme il est bien connu, le taux de transmission de chaleur entre un fluide et un corps solide est, entre autres, une fonction de la vitesse re- lative entre les deux, et par le présent-agencement une grande vitesse relati- ve entre le rotor et les fluides gazeux peut être facilement maintenue.
Egale- ment en limitant l'écoulement ininterrompu des fluides dans les rainures in- dividuelles à des secteurs de longueur prédéterminée,le caractère de l'écou- lement peut être contrôlé de manière à produire un taux élevé de transmission de chaleur non seulement à cause de la grande vitesse relativemais aussi à cause du fait que la vitesse absolue du fluide peut être maintenue à une va- leur suffisamment basse pour empêcher une turbulence de nature non désirée, Si la vitesse est assez basse,
un écoulement généralement laminaire peut être maintenu sauf aux couches superficielles ou se produisent de petits tourbil- lons secondaires tournant autour daxes normaux à la ligne générale découle- mente Ces tourbillons sont désirables du point de vue de l'échange de chaleur et ne créent pas beaucoup de résistance à l'écoulement, et puisque les rainu- res sont de préférence en général relativement profondes et étroites, la tur- bulence à tourbillons des couches superficielles est suffisante pour amener la majeure partie du courant fluide en contact d9échange de chaleur avec la sur- face solide.
Si le courant dans une rainure déterminée peut être accéléré jus- qu'à prendre une vitesse absolue trop grande,, en sorte que sa vitesse relati- ve par rapport à celle-des parois de la rainure est faible,en lui permet- tant de voyager suivant un trajet trop long dans une rainure déterminée;, non seulement est réduite en conséquence la différence de températures et le taux de transmission de chaleur, mais il peut se produire aussi une turbulence ro- tative dans le plan de rotation, qui est indésirable. En outre, en éjectant le fluide des rainures après un voyage de longueur déterminée et en transférant le fluide à un autre jeu de rainures,on assure que tout le fluide dans un courant ou une colonne donnés est mis en relation intime d'échange de chaleur avec la surface de transfert de chaleur.
Le nombre, l'écartement, la forme en section et Paire d'écoule- ment des rainures peuvent varier largement suivant la nature des conditions déchange de chaleur à satisfaire, le caractère du fluide ou des fluides con- sidérés;, les températures entrée et les températures désirées à la sortie, les volumes à traiter, les pressions et d'autres facteurs spécifiques. Ces facteurs affecteront aussi la longueur des trajets d9écoulement des courants dans les rainures individuelles, le groupement des rainures, qui peut, par ex- emple, être tel dans un cas extrême que chaque "groupe" peut comprendre une seule rainure.
Dans la forme de réalisation décrite les rainures ont, dans un but de simplicité, été montrées de sections transversales égales, entre des nervures à l'écartement uniforme. Il est évident cependant que dans des cas ou un gaz est refroidi de façon importante et se contracte beaucoup pendant son écoulement dans 1'appareil, et qu'on désire maintenir une vitesse d'écou- lement relative constante, les nervures peuvent être plus rapprochées à l'ex- trémité plus froide qu'à l'extrémité plus chaude pour compenser la contrac- tion.
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Egalement, dans un appareil ou le trajet d9écoulement est relati- vement long et se fait par un grand nombre de secteurs de rainures l'effet cumulatif du frottement peut avoir pour conséquence une vitesse plus grande que désirée à travers 1?appareil quand une colonne fluide voyage dans tous les cas par les nervures dans le sens du mouvement du rotor, comme illustré par exemple à la figure 4. Cette condition peut être facilement évitée par 1?appareil fonctionnant pour inverser le sens d9écoulement dans un certain nombre choisi de secteurs en sorte que dans ces secteurs le fluide qui s'écou- le dans les rainures progresse en sens contraire du mouvement du rotor, et aux figures 5 à 7 on a illustré une forme de réalisation de 1?appareil conve- nant pour- réaliser cela.
Dans sensiblement toutes les particularités l'agence- ment est le même que décrit ci-avant et les parties correspondantes sont dé- signées par les mêmes références. La différence entre les constructions est qu'en tout espace ou tous espaces choisis, comme on le voit plus particuliè- rement aux figures 5 et 7, le sens de pente de la partie oblique 78 des piè- ces de division 76 est inversé comme indiqué en 78a en sorte que si on com- pare les figures 3 et 5et les figures 4 et 7 respectivement, on verra que le fluide s'écoulant des rainures par la lumière de sortie 84a, s'écoule axia- lement dans l'agencement des figures 5 et 7 vers la lumière d'entrée 82b qui est en fait une suite axiale de la lumière de sortie 84a.
De la lumière de sortie 82ble fluide s'écoule par les rainures en sens contraire au sens du mouvement du rotor vers la lumière de sortie 84b qui dans cette forme de réalisation est du même côté de l'élément de couverture 74 que les lumières d'entrée 82 et 82a. Dans la forme de réalisation illustrée, le courant en sens contraire est porté à travers un certain nombre de groupes de rainures, mais il est évident que cet agencement spécifique peut être modifié à volon- té en ce qui concerne le nombre et 1-'agencement des passages par les rainu- res dans lesquelles le fluide s'écoule en sens contraire à celui de la rota- tion du rotors, comparativement aux passages dans lesquels 1-,écoulement se fait dans le même sens.
En tout cas, il sera visible que dans les passages où le courant est en sens contraire au sens de rotation du rotorg le frottement pro- duira un effet de décélération, etpar un choix convenable, pour un modèle don- né,le taux d'écoulement de fluide â travers l'appareil comme un tout peut e- tre facilement dirigé pour convenir aux conditions du cas d'espèce.
Comme remarqué plus haut, les rainures sont de préférence relati- vement profondes et étroites et le rapport de la profondeur à la largeur des rainures peut dans beaucoup de cas être jusqu9à 1 0 à 1, ou morne beaucoup plus grand. Avec de telles rainures relativement profondes et étroites., le taux de transfert de chaleur dans les rainures est augmenté en prévoyant des doigts de guidage auxiliaires montrés en 102 et 104 à la figure 2, lesquels doigts s'étendent seulement partiellement sur la pleine profondeur des rai- nures et sont situés de telle façon qu'ils servent à diviser et à guider le fluide entrant dans les secteurs de rainures et en sortant par les lumières respectives dentrée et de sortie.
Ces doigts peuvent être des pièces du gen- re de peignes similaires aux éléments déflecteurs 70 et portés de toute fa- gon convenable comme des parties de la construction immobile, en remarquant que dans la présente forme de réalisation ces pièces de guidage doivent être écartés radialement des parois cylindriques 32 et 38 respectivement de la construction fixe puisque le fluide doit s'écouler sur les sommets de ces élé- ments de guidage dans son écoulement entre les différentes lumières et les passages de transfert. Dans un but de clarté, ces éléments de guidage ont été représentés en pointillés à la figure 3 et ont été omis de la représentation de la figure 4.
Le nombre et les agencements spécifiques des doigts de gui- dage à toute lumière particulière ou série de lumières peuvent être modifiés pour s'adapter aux conditions individuelles nécessaires dans le but d'obtenir une distribution plus avantageuse de l'écoulement du fluide dans la profon- deur de la rainure.
Il peut aussi dans certains cas être désirable de prévoir des lu- mières dentrée de plus grande étendue périphérique que celle des lumières de sortie y plutôt que des lumières d9aire égale comme montrées sur 1?appareil illustré.
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Il sera évident en outre que d'après la nature de 11' appareil dé- critoutre qu'il agit comme échangeur de chaleur l'appareil peut aussi four- nir la puissance nécessaire pour créer l'écoulement des milieux fluides et par exemple lorsqu'il est employé comme préchauffeur d'air, il peut consti- tuer les seuls moyens nécessaires pour produire le tirage forcé nécessaire de 1?air de combustion et également la force nécessaire pour aspirer les gaz brûlés. Ainsi l'appareil permet d9éliminer entièrement les ventilateurs sé- parés de tirage forcé et d'aspiration ou de diminuer de manière importante les besoins en puissance nécessaires pour ces ventilateurs en agissant comme ventilateur combiné dans les deux buts.
Dans les deux formes de réalisation décrites plus haut,la cons- truction immobile est agencée de telle sorte que les colonnes fluides s'écou- lent en direction généralement axiale de bout en bout des rotorso Cet agen- cement,cependantg peut être modifié et aux figures 8 à 10, on a illustré une autre forme de réalisation dans laquelle on a prévu un trajet différent d'é- coulement pour les colonnes d'air. Dans cet exemple, l'agencement général du rotor et de la construction immobile sont comme montrés à la figure 1 et les parties correspondantes sont indiquées de même façon.
Dans la présente cons- truction, les éléments déflecteurs présentant les doigts qui s'étendent dans les rainures ne s'étendent pas de bout en bout du rotor mais sont décalés en périphérie comme indiqué en 70a, 70b, SI 700, 70d et 70e à la figure 8.Chacun de ces déflecteurs décalés coexiste avec un groupe de rainures dont le nombre peut être choisi à volonté, coexistant axialement avec les déflecteurs.
Une série de jeux de pièces de couverture du genre de boites 106 et 108, dont les fonds procurent respectivement les éléments de couverture 74 et 88 situés res- pectivement au-dessus des rainures de rotor intérieures et extérieures., Les parois terminales 110 et 112 de ces éléments du genre de boites définissent périphériquement les limites des lumières d'entrée et de sortie communiquant avec les secteurs de rainures tandis que les parois latérales 114 et 116 défi- nissent l'étendue axiale des lumières.
Du fait du rapport de décalage en péri- phérie de séries voisines de ces différentes séries d'éléments en bottes,, les lumières de sortie communiquent avec un groupe de rainures qui sont axiale- ment en communication avec les lumières d9entrée du groupe de rainures immé- diatement voisin au moyen de passages de transfert s'étendant axialement, 118, chacun défini par une pièce déflectrice., les parois latérales de deux éléments en boites voisins et la paroi d'enveloppe intérieure ou extérieure 32 ou 38 suivant le caso
A la figure 8, la nature de l'écoulement des colonnes de fluide est indiqué par des flèches 120, dont on verra que les diverses colonnes pro- gressent successivement par des secteurs périphériques décalés de groupes suc- cessifs de rainures, la direction générale du trajet d'écoulement étant,
cel- le d'une hélice autour du tambour de rotor;,plutôt que généralement progres- sant suivant l'axe du rotor comme dans 1?agencement de la figure 1.
Dans le présent agencement,des doigts de guidage auxiliaires 102 et 104 sont montrés,, et on remarquera que dans la présente construction ces doigts de guidage peuvent tre prolongés pour être portés par les parties d' enveloppe 38 et 32, respectivement puisque l'écoulement pour le passage de transfert se fait dans le sens de la longueur de ces éléments de guidage plu- tôt qu'en travers de leurs sommets, comme dans les formes de réalisation dé- crites auparavant
Dans 1?agencement montré à la figure 8, le courant fluide dans les ranures est toujours dans le sens du mouvement du rotor et pour les raisons expliquées ci-avant il peut être désirable de prévoir un courant de fluide en sens contraire dans un ou plusieurs groupes de rainures.
Un agencement pour réaliser ceci est montré à la figure 11, où certaines des pièces déflectrices 70 et des éléments de boîtes 106 sont montrés en décalage tel que le sens d' écoulement des colonnes de fluide est renversé périphériquement comme indiqué par les flèches 12.
Aux figures 12 et 13,19 invention est montrée réalisée dans un ro-
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tor de forme différente de celle qui a été montrée dans les formes de réali- sation décrites précédemment.
Dans cette forme d'appareil 19arbre de rotor 200 porte un pla- teau 202 s'étendant radialement qui à son tour supporte un certain nombre de nervures cylindriques concentriques à distance l'une de l'autre 204 et 206 aux côtés opposés du plateau respectivement, et présentant plusieurs canaux cylindriques annulaires en forme de rainures;, 208 et 210 respectivement. La construction immobile indiquée par 212 comprend une coque cylindrique exté- rieure 214 entre laquelle et le plateau 202 une garniture d'étanchéité indi- quée schématiquement en 216 a été prévue,et des parois terminales 218 et 220. La construction forme un conduit d'entrée 222 pour le fluide tel que de l'air à chauffer,lequel communique avec l'espace annulaire 224 immédia- tement autour de l'arbre du rotor d'un côté du plateau 202.
La construction présente encore un autre conduit de sortie 226 ayant une partie annulaire 228 s'étendant autour de la périphérie de l'enveloppe au voisinage de la paroi d'extrémité 220 et l'écoulement d9air du conduit 222 à 226 est généra- lement vers 1-'extérieur depuis l'espace d'entrée intérieure 224 vers la péri- phérie du conduit de rotor et du conduit annulaire 228.
La paroi terminale 220 porte plusieurs jeux d'éléments déflecteurs 230 qui présentent des doigts 232 s'étendant dans les rainures 208 et y faisant sensiblement barrages,les jeux de déflecteurs de même rayon étant décalés périphériquement par rapport aux jeux voisins de déflecteurs de plus grand rayon, comme on le voit claire- ment à la figure 13, et entre des déflecteurs voisins de chaque jeu il y a des éléments de couverture tels que des bottes 234 qui sont également par jeux, avec des jeux voisins de rayons différents décalés périphériquement 1'un par rapport à l'autre.
Ces éléments de couverture 234 sont semblables de forme et de fonc- tion aux éléments en forme de boites illustrés à la figure 8, et ont des parois latérales définissant des lumières dentrée et de sortie 236 et 238 communiquant avec les secteurs des rainures entre les déflecteurs voisins du même jeu.
Com- me on le verra en outre diaprés la figure 13, la situation périphérique rela- tive des éléments de couverture des jeux voisins est tel que les lumières d' entrée conduisant à un groupe de rainures est radialement en correspondance avec un groupe de lumière de sortie conduisant d'un jeu radialement voisin de rainures, pour fournir des passages de transfert s'étendant radialement 240 pour amener du fluide déchargé par les secteurs de l'un des groupes de rainu- res vers des secteurs décalés périphériquement du groupe voisin de rainures se trouvant radialement à l'extérieur du groupe dont le fluide est déchargé.
Par comparaison des figures 13 et 8, il sera évident que 1-'agence- ment est en principe le même dans les deux, la différence étant que les diver- ses colonnes de fluide dans l'agencement de la figure 13 s'écoulent en direc- tion générale d'une spirale radiale du rotor, comme indiqué par les flèches 242, au lieu de suivre la direction générale d'une hélice de la longueur du rotor comme dans la construction de la figure 8.
Dans la présente forme de réalisation la construction prévoit un conduit d'entrée 244 pour le fluidetel que des gaz de combustion., ce conduit ayant une partie annulaire 246 pour distribuer le gaz aux rainures radialement plus extérieures. La paroi d'enveloppe 218 porte des déflecteurs 248 prévues avec des doigts 250 s'étendant dans des rainures 210 et des éléments du genre de boite 252, semblables aux éléments de couverture 234 portés par la paroi terminale 2200 l'agencement de ces déflecteurs et de ces éléments de couvertu- re est semblable à celui de la construction montrée à la figure 13 et n'a pas besoin d'être décrit en détail,
la différence entre l'agencement des deux cô- tés du plateau 202 étant que dans un cas le fluide s'écoulant a généralement le sens vers l'extérieur tandis que dans l'autre cas le courant a généralement la direction d'une spirale allant vers l'intérieur vers le conduit de sortie 254. Gomme dans les formes de réalisation précédentes, cet agencement produit le contre--courant. De préférence, comme décrit, le fluide à chauffer qui se di- late, coule vers 1?extérieur, tandis que le fluide chauffant qui se contracte
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du fait de son refroidissement, s'écoule vers l'intérieur.
Il sera évident que dans la forme de réalisation qui vient juste- ment d'être décrite,l'agencement des déflecteurs et des éléments de couver- ture peut être fait tel qu'il donne lieu à l'écoulement du fluide en sens contraire au sens de rotation du rotor dans autant de secteurs qu'on le dé- sire dans le but de procurer le taux d9écoulement désirée Des changements dans la section relative des lumières dentrée et de sortie et le fait de prévoir des doigts de guidage auxiliaires sontg dans un but de clarté, omis des figures. D'autres particularités de modèles décrits précédemment peuvent également bien être appliquées à la forme de réalisation suivant 1-'invention.
Dans toutes les formes de réalisation décrites précédemment, le mouvement du corps tournant est utilisé pour produire 1-'écoulement du fluide ou des fluides, et les mouvements de rotation du fluide et des corps solides concourent
Cependant les principes de base de 1?invention sont également applicables avec des résultats améliorés dans des cas où, en vue d'assurer un taux encore plus élevé d'échange de chaleur entre les corps fluides et solide, le fluide est forcé par des moyens mécaniques tels qu'un ventilateur à 13.9 écouler en sens contraire au sens de rotation du corps solide.
Pour un tel mode de fonctionnement, il est évident que les constructions décrites ci- avant,, sauf pour les modifications illustrées a aux figures 5, 7 et 11, con- viennent sans changement:, étant entendu qu'il faut seulement qu'un ventila- teur approprié ou des moyens équivalents de tout genre habituel désiré soient prévus pour produire l'écoulement nécessaire du fluide dans le sens opposé à celui qui est indiqué par les flèches sur les différentes figures.
Même les variantes des figures 5, 7 et 11 fonctionneraient avec un écoulement forcé en sens contraire à celui de la rotation du corps solide mais dans ces cas le renversement du courant en des points intennédiaires réalisé par ces constructions n'aurait aucun but utile et serait en fait désa- vantageux.
Superficiellement, il peut sembler qu'un courant forcé en sens con- traire au sens de rotation du corps solide est un changement par rapport aux principes de base de 1?invention telle qu'ici décrite, mais cela n'est pas le caspuisque de grandes vitesses relatives entre les corps échangeurs de cha- leur peuvent être assurées avec des vitesses absolues relativement faibles des corps fluides. Une vitesse absolue faible du fluide évite de créer l'indésira- ble écoulement turbulent rotatif du fluide dans le plan de rotation:, discuté ci-avant, même si la vitesse relative entre les corps solide et fluide est élevée. Cecien même temps que le fait qu'il ne faut engendrer qu'une vitesse absolue relativement faible du fluide:, assure une consommation de puissance re- lativement très faible pour le taux d'échange de chaleur obtenu.
Alors que, dans le but d'exposer 1-'invention,, un-appareil a été montré pour l'échange de chaleur entre deux fluides gazeux qui sont tous deux amenés à s'écouler suivant les principes de l'invention, il est entendu que ces principes sont également applicables à l'échange de chaleur entre des fluides gazeux et liquides:, entre différents liquides, et pour le transfert de cha- leur entre un fluide et un corps solide.En outreil sera visible quasi on le désire l'un des deux fluides entre lesquels de la chaleur est échangée peut s'écouler de manière habituelle en rapport d'échange de chaleur avec le corps solide qui peut avoir une surface plane ou prolongée du genre connu pour les échanges de chaleur avec ce fluide.
En conséquence il est entendu que dans le cadre de !S'invention bien des changements,.de modèle et d9agencement, sont possibles et que certai- nes particularités ici décrites peuvent être employées à l'exclusion d'autres, l'invention étant définie par et comprenant toutes les formes d'appareils com- prises dans le champ des revendications ci-après, REVENDICATIONS.
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