FR2542440A1 - Rotor pour echangeur de chaleur a recuperation - Google Patents

Abstract

LA PRESENTE INVENTION CONCERNE UN ROTOR POUR ECHANGEUR DE CHALEUR A RECUPERATION. ROTOR CARACTERISE EN CE QUE LA PAROI LATERALE 4 EST FORMEE D'UNE OU PLUSIEURS COUCHES, D'UN RUBAN 1 ORIENTE DE CHANT EN DIRECTION RADIALE ET ENROULE EN HELICE. L'INVENTION EST PLUS PARTICULIEREMENT APPLICABLE A LA RECUPERATION DE CHALEUR.

Description

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L'invention concerne un rotor cylindrique creux pour échangeur de chaleur à récupération Les échangeurs de chaleur de ce genre assurent un transfert de chaleur entre deux courants de fluide, qui traversent le rotor dans des régions séparées l'une de l'autre Le rotor est formé d'une matière conductrice de la chaleur, qui est chauffée par le premier courant de fluide, plus chaud, et est refroidie par le deuxième courant de fluide, plus froid Les zones de

chauffage et de refroidissement du rotor sont séparées phy-

siquement l'une de l'autre et le rotor effectue dans le corps de l'échangeur de chaleur un mouvement de rotation, qui'met alternativement la matière conductrice de la chaleur en

contact avec les courants de fluide plus chaud et plus froid.

Les rotors connus dans la pratique ont la forme d'un rouleau cylindrique creux, qui est traversé, transversalement à son axe longitudinal, par deux courants de fluide de préférence de sens opposé Les courants de fluide traversent tout d'abord la paroi latérale du rotor de l'extérieur vers l'intérieur et ensuite de l'intérieur vers l'extérieur et la parcourent à peu près radialement L'intérieur du rotor est divisé de façon appropriée pour éviter un mélange des

courants de fluide.

Le deuxième passage des courants de fluide à travers la paroi du rotor assure un échange de chaleur particulièrement efficace et par le mouvement en sens opposé

des courants de fluide, on obtient un chauffage constant.

Ainsi, un échangeur de chaleur constitué sous cette forme fonctionne de façon particulièrement efficace; il peut en

particulier servir à récupérer la chaleur de l'air d'échap-

pement des locaux d'habitation ou de travail Toutefois, selon la technique antérieure, on connaît encore d'autres

formes de construction d'échangeurs de chaleur dans lesquel-

les des rotors, c'est-à-dire tout à fait généralement des masses tournant périodiquement, décrivant une trajectoire, servent au transfert de chaleur Des corps creux tournants peuvent à cet effet être traversé par des courants de

fluide, par exemple aussi en direction axiale ou en direc-

tion partiellement axiale et partiellement radiale.

Pour la constitution de rotors et en particulier

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de rouleaux creux d'échangeur de chaleur, on a déjà proposé les matériaux les plus divers Il est possible de donner une structure homogène à la paroi du rotor, par exemple en utilisant de la céramique ou des matières synthétiques poreuses, par exemple une matière alvéolaire à alvéoles ouverts En outre, on connaît des rouleaux d'échangeur de chaleur qui sont formés d'un réseau de fil métallique plus ou moins dense On a déjà proposé aussi de donner aux rotors

la forme de corps composites; les rotors de ce genre peu-

vent, par exemple, être formés d'anneaux de tôle alignés ou

de multiples bandes de tôle disposées en direction circonfé-

rentielle parallèle à l'axe de rotation.

L'inconvénient de ces dispositions connues est que le rendement de transfert de chaleur est faible et/ou que la résistance opposée au fluide est très grande En outre,

dans le cas de rotors de constitution homogène, la perméabi-

lité de la matière conductrice de la chaleur n'existe pas seulement sur le passage chaque fois désiré du fluide, mais

dans n'importe quelle direction Si l'on utilise, par exem-

ple, un tel rotor dans un échangeur de chaleur, qui est parcouru deux fois en direction radiale par des courants de fluide de sens opposé, on ne peut pas éviter qu'il ne se produise aussi, au sein de la matière conductrice de la chaleur, un écoulement dans la direction circonférentielle du rotor Dans ce cas, il se produit un mélange des deux courants de fluide, ce qui est extrêmement indésirable Des rotors conçus sous forme de corps composites conviennent mieux, en principe, pour séparer l'un de l'autre les courants de fluide Toutefois, l'inconvénient des dispositions selon la technique antérieure est qu'à cause de leur constitution compliquée, elles ne peuvent être fabriquées qu'avec des moyens appréciables et de grandes dépenses Ainsi, par exemple, il est connu d'assembler des rouleaux d'échangeur de chaleur en rivetant ou en soudant différents disques métalliques; en outre, on a déjà proposé de réunir de

minces plaquettes métalliques appliquées l'une contre l'au-

tre pour former des structures plus grandes, par exemple sous la forme de paniers entourés de fil métallique et de

constituer alors, avec ces paniers, une paroi de rotor.

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Toutes ces constructions exigent un temps de travail qui

n'est pas acceptable pour les applications industrielles.

C'est pourquoi les rotors sous forme de corps composites ne se sont pas répandus largement dans la pratique jusqu' ici.

Le but de l'invention -est de remédier à ces incon-

vénients Il s'agit de fournir un rotor cylindrique creux pour échangeur de chaleur à récupération, comportant une paroi latérale formée d'une matière absorbant et cédant efficacement de la chaleur et convenant en particulier au passage radial de courant de fluide; il s'agit, avec une très faible résistance d'écoulement, d'obtenir un bon rendement et une grande densité de puissance et de-diminuer le taux de mélange entre les courants de fluide dans une mesure telle qu'il soit pratiquement négligeable; il s'agit

aussi de permettre de fabriquer de façon simple et économi-

que ce rotor, avantageux à tous égards.

Ce problème est résolu par un rotor caractérisé en ce que la paroi latérale est formée d'une ou de plusieurs couches d'un ruban orienté de chant en direction radiale et

enroulé en hélice Des développements avantageux de l'inven-

tion seront exposés plus loin.

Ainsi, selon l'invention, la paroi latérale du rotor est formée d'une ou de plusieurs couches d'un ruban

orienté de chant en direction radiale et enroulé en hélice.

En donnant à ce ruban un profil approprié, on prédétermine

des canaux passant en direction radiale par la paroi latéra-

le du rotor et destinés au fluide; d'autre part, des enrou-

lements voisins du ruban peuvent être si serrés qu'il ne se

produise pratiquement pas d'écoulement transversal en direc-

tion axiale On constitue le rotor en enroulant un ruban de façon continue, de sorte qu'il est possible de former la

surface intérieure active du rotor avec un seul outil sim-

ple Les dépenses de fabrication sont donc aussi réduites

que possible et il est possible de travailler continuelle-

ment, ainsi qu'il est désirable pour la fabrication en

grandes séries De préférence, on utilise un ruban métalli-

que, qui assure un bon transfert de chaleur des fluides ainsi qu'une grande capacité thermique du rotor On forme

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de façon simple la structure superficielle sur le ruban mé-

tallique, ce qui laisse une grande marge de liberté quant à la forme et permet d'adapter le rotor aux conditions

d'écoulement les plus diverses.

D'autres avantages de l'invention apparaîtront dans

la description suivante d'exemples d'exécution, se référant

aux dessins, dans lesquels la figure 1 montre un rotor selon l'invention, en tant que -partie d'un échangeur de chaleur à récupération; la figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'un rotor présentant un ruban enroulé en deux couches; la figure 3 représente une structure d'enroulement du rotor selon la figure 2; la figure 4 est une vue en plan du ruban formant la paroi latérale du rotor; la figure 5 est une vue en coupe du ruban suivant la ligne V-V de la figure 4 la figure 6 est une vue en coupe du ruban suivant la ligne VI-VI de la figure 4; la figure 7 est une vue en coupe du ruban suivant la ligne VII-VII de la figure 4; la figure 8 montre un appareil pour la fabrication du rotor

la figure 9 représente, en demi-coupe, un exemple d'exécu-

tion pratique de rotor, et

la figure 10 montre un détail "X" de la figure 9.

On se réfère tout d'abord à la figure 1; elle

montre la position d'installation du rotor 1 selon l'inven-

tion, dans un échangeur de chaleur désigné dans son ensem-

ble par 2 Le corps de l'échangeur de chaleur 2 est arraché.

Le rotor 1 est traversé, dans le sens des flèches 3, par deux courants de fluide Chacun des deux courants de fluide passe deux fois, en direction approximativement radiale, à travers la paroi latérale 4 du rotor 1 L'intérieur du

rotor 1 est divisé en deux chambres 6 par une paroi inter-

médiaire 5; chacune des deux chambres 6 est affectée à l'un des courants de fluide La paroi intérieure 5 est disposée en position fixe à l'intérieur du rotor 1 Elle forme une partie du corps dans lequel le rotor 1 tourne autour de son

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axe longitudinal; le sens de mouvement du rotor 1 est indi-

qué par la flèche 7 Le corps de l'échangeur de chaleur 2 comporte des cloisons 8, qui confinent à la paroi latérale extérieure du rotor 1 Les cloisons 8 séparent les régions d'entrée 9 et les régions de sortie 10 des deux courants de fluide Les régions d'entrée et de sortie affectées chacune à un courant de fluide sont placées sur la circonférence du rotor 1 avec un décalage de 900 entre elles et les régions d'entrée et de sortie correspondant aux différents courants de fluide sont opposées entre elles sur la circonférence du rotor Avec cette disposition, les courants de fluide traversent le rotor l en sens opposé, ce qui est avantageux pour un échange de chaleur efficace Dans la région d'entrée 9, il s'effectue chaque fois un écoulement à travers la paroi latérale 4, de l'extérieur vers l'intérieur et dans la région de sortie 10, un écoulement de l'intérieur vers

l'extérieur Le rotor 1 est chauffé dans la région de passa-

ge de l'un des deux courants de fluide et de la chaleur est

soustraite au fluide correspondant, primitivement plus chaud.

Alors, par suite de la rotation du rotor 1 dans le sens de la flèche 7, la partie chauffée du rotor 1 se déplace vers la région de passage de l'autre fluide, primitivement plus

froid, qui y absorbe de la chaleur et en même temps, refroi-

dit le rotor Par la suite de la rotation, la partie re-

froidie de la paroi latérale 4 du rotor arrive à nouveau dans la région du courant de fluide chaud et le processus

de transfert de chaleur se répète de façon correspondante.

Le rotor 1 a la forme d'un rouleau cylindrique cir-

culaire d'échange de chaleur, creux intérieurement Selon l'invention, sa paroi latérale 4 est formée d'une ou

plusieurs couches d'un ruban 11, orienté de chant en direc-

tion radiale et enroulé en hélice Sur la figure 2, on a représenté un rotor 1 comportant deux couches de ce genre, 12, 13 On reconnaît une couche intérieur 12, qui est entourée concentriquement par une couche extérieure 13 Les deux couches 12, 13 sont enroulées directement l'une sur l'autre et coaxialement à l'axe longitudinal du rouleau d'échange de chaleur Les spires adjacentes d'une même couche 13 sont représentées en 14 Le rotor 1 présente un

noyau 15, qui sert de support aux enroulements du ruban 11.

Le noyau 15 présente une structure perméable aux courantsde fluide Il peut, en particulier, être formé d'un cylindre métallique perforé présentant une grande aire de section libre; dans ce cas, les courants de fluide passent à travers les perforations de la paroi du noyau 15 La

constitution du noyau en partant d'un tronçon de tube perfo-

ré a pour avantage qu'il existe une surface de roulement lisse pour la paroi intermédiaire 5, de sorte que celle-ci peut être disposée à une très petite distance de la surface

latérale intérieure du noyau 15 En outre, un noyau tubu-

laire 15 convenablement rigide peut en même temps servir de soutien au rotor 1 dans le corps de l'échangeur de chaleur 2 Selon des variantes de l'invention, le noyau 15

est constitué en partant d'un treillis rigide de fil métal-

lique En outre, il est possible de donner au noyau 15 une structure en cage dans laquelle un grand nombre de tiges sont disposées parallèlement entre elles sur la surface latérale d'un cylindre et sont appuyées les unes contre les

autres à leurs extrémités Les mailles du treillis métalli-

que ou les interstices entre les tiges forment un passage pour les courants de fluide, qui le traversent avec une

faible résistance d'écoulement.

La figure 3 montre schématiquement l'enroulement des couches 12, 13 autour-du noyau 15 On pose tout d'abord le ruban 11 directement sur le noyau 15, avec un parcours hélicoïdal, les spires adjacentes 16 venant s'appliquer à plat l'une contre l'autre et se soutenant mutuellement Le ruban 11 est un élément plat; il est posé par une arête sur le noyau 15 et s'en écarte plus ou moins en direction radiale Pour le début de l'enroulement, on peut fixer l'extrémité du ruban 11 de façon appropriée au noyau 15 en particulier, il est possible de munir le noyau 15, dans la région de ses côtés frontaux 17, de deux couvercles 18, qui dépassent la surface extérieure 19 du noyau 15 et

reçoivent le ruban 11 entre elles Dans un mode d'exécu-

tion préférentiel, on tend le ruban 11 entre de tels cou-

vercles 18 et en particulier, on l'enroule entre les cou-

vercles de façon tellement tassée qu'en vertu de son élas-

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ticité interne, il se maintient entre eux Quand on a enrou-

lé de cette manière une couche intérieure 12 du ruban 11 sur le noyau 15, on peut appliquer éventuellement ensuite, de façon correspondante, une couche extérieure 13 pour laquelle la couche intérieure 12 forme la base d'enroulement Comme

on l'expliquera encore plus précisément, pour beaucoup d'ap-

plications pratiques, une seule couche du ruban 11 suffit, mais on peut aussi enrouler deux ou plusieurs couches 12,

13 sur le noyau 15.

Un exemple d'exécution du ruban 11 utilisé pour l'enroulement est représenté par les figures 4 à 7 Dans l'état initial avant l'enroulement, le ruban 11 a une forme rectangulaire dans le plan On trouve dans le commerce

des rubans correspondants en tôle métallique, en de nombreu-

ses longueurs, largeurs et épaisseurs; ils sont habituelle-

ment fournis à l'état enroulé sur des bobines ou des tam-

bours Pour le glisser sur le noyau cylindrique 15, on serre

le ruban 11 à son bord intérieur radial 20 qui vient s'ap-

pliquer au noyau 15 Pour effectuer le serrage, on pratique dans le ruban I 1, sur au moins une partie de sa largeur, des enfoncements en forme de coin 21 On forme de façon simple

des enfoncements 21 sur le ruban 11 La base 22 des enfon-

cements en forme de coin 21 est orientée intérieurement sur le bord intérieur radial 20, tandis que leur pointe 23 est tournée vers le bord extérieur radial 24 Comme on le voit facilement par la figure 4, par cette forme de serrage, le

bord intérieur radial 20 est raccourci, en projection verti-

cale, relativement au bord extérieur radial 24 et ainsi le ruban 11 est cintré; le rayon de cintrage est adapté au noyau 15 En même temps, le ruban prend à sa surface une structure à plis qui conduit à la formation de canaux 25 entre spires voisines 14, 16 du ruban 11 Par ces canaux 25 peut s'effectuer le passage des courants de fluide à travers la paroi latérale 4 du rotor 1 et plus précisément,

pratiquement en direction radiale Le courant de fluide in-

désirable en direction circonférentielle est par contre empêché par des tronçons appliqués l'un contre l'autre de spires adjacentes 14, 16 du ruban 11, qui se trouvent entre les enfoncements 21 et sont pratiquement plans Si l'on

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assure un alignement approprié des spires adjacentes 14, 16 du ruban 11 et une pression d'application appropriée, on peut réaliser un contact approximativement étanche aux gaz et empêcher dans une large mesure un écoulement de fluide en direction circonférentielle.

Pour la plupart des cas d'application, il est possi-

ble de constituer une paroi latérale de rotor 4 en partant

d'une seule couche 12 du ruban 11 serré de la façon décrite.

Seulement dans des cas d'applications o l'on exige une extension radiale extrêmement grande de la paroi latérale 4 du rotor en même temps qu'un diamètre relativement petit du rotor 1, il faudrait que le serrage, au bord intérieur radial 20 d'une seule couche 12 du ruban 11, soit si fort que le passage des-courants, de fluide serait entravé Dans ces cas, il est avantageux de prévoir deux ou plusieurs

couches 12, 13 du ruban 11, avec la disposition concentri-

que décrite Chacune des couches 12, 13 est serrée de la façon indiquée, à son bord intérieur radial; le serrage

de la couche 13 chaque fois située immédiatement à l'exté-

rieur est harmonisé avec le rayon de courbure qui résulte du diamètre extérieur de la couche intérieure précédente

12 En outre, on peut donner au serrage de la couche exté-

rieure 13 une forme telle qu'il se forme des canaux 25

s'étendant sur toute la profondeur de la paroi latérale 4.

Différentes couches 12, 13 du ruban 1 h peuvent être serrées

de façon concordante, de sorte qu'il se constitue une dis-

position plutôt statistique des canaux 25 dans la paroi latérale 4; toutefois, le serrage peut aussi être chaque fois différent et être conçu en vue de la constitution de

canaux 25 alignés.

Le serrage du ruban 11 peut être à lui seul suffi-

sant pour réaliser la perméabilité désirée du rotor 1 aux courants de fluide Toutefois, selon un mode d'exécution préférentiel, le ruban 11 est, en outre, profilé de façon ondulée Par suite, entre les structures ondulées de spires adjacentes 14, 16 du ruban 11, il se crée des passages par lesquels les courants de fluide peuvent passer Les figures et 6 montrent chacune deux spires adjacentes 16 d'un ruban profilé 11, appliquées l'une contre l'autre et dont

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la structure ondulée a une allure en gradins.

Les dos d'ondulation présentent des parties d'ap-

plication planes 28 par lesquelles les enroulements 16 s'appliquent de façon étanche l'un contre l'autre Entre ces parties d'application 28, il existe entre les demi- ondulations les passages mentionnés 27, de sorte que la paroi latérale 4 du rotor 1 présente dans son ensemble

une structure en nid d'abeilles Dans l'exemple d'exécu-

tion représenté, les demi-ondulations de la structure ondu-

lée ont une section trapézoïdale; les surfaces d'applica-

tion planes 28 sont reliées entre elles par des flancs inclinés 29 Toutefois, il est possible aussi de donner à la structure ondulée une forme en gradins rectangulaires, de sorte que les flancs 29 sont pratiquement orientés en

direction radiale (voir figures 9 et 10) Une structure on-

dulée à gradins présentant des parties d'application planes 28 est avantageuse pour l'étanchéité de spires 16 adjacentes et appliquées l'une contre l'autre; toutefois, il est

possible aussi de donner aux demi-ondulations de la structu-

re ondulée une section semi-circulaire et ainsi, d'utiliser une tôle ondulée classique pour l'enroulement du rotor 1

(de façon non représentée).

Pour le serrage du ruban profilé 11, il est prévu que chacune des demiondulations porte un enfoncement en forme de coin 21 et les enfoncements de demi-ondulations

adjacentes sont situés sur des côtés différents du ruban 11.

Par suite, on obtient la structure de passage particulière-

ment avantageuse représentée par la figure 6 Le profilage et le serrage du ruban 11 s'effectuent, de préférence, en

une seule opération avec un même outil Pour une applica-

tion bien étanche entre spires adjacentes 16, il est impor-

tant que la hauteur des dos d'ondulation soit constante

avec une bonne précision sur toute la surface du ruban 11.

Par suite, une application satisfaisante des spires adja-

centes 16 est assurée En outre, pour une bonne étanchéité,

le nombre des parties d'application 28 sur la circonféren-

ce du rotor 1 doit être aussi grand que possible A cet effet, on donne au profil un très petit pas, c'est-à-dire une très petite longueur d'ondulation de sorte qu'il se forme seulement des canaux 25 très étroits Pour des

grandeurs commerciales de rotor, des longueurs d'ondula-

tion de 0,5 à 3 cm ont donné satisfaction Le profilage a

d'ailleurs pour but de causer un agrandissement de la sur-

face de transmission de chaleur et d'augmenter la densité de puissance du rotor 1; d'autre part, la largeur libre des canaux profilés 25 a une influence décisive sur la

résistance d'écoulement du rotor 1 qui serait rendue désa-

vantageuse par le choix d'une trop petite longueur d'ondula-

tion Celle-ci doit, en outre, être harmonisée avec la circonférence du rotor 1 de façon que les spires adjacentes 16 du ruban 11 soient chaque fois décalées entre elles d'une demi-ondulation, comme on l'a représenté sur les figures 5

et 6 Cette disposition, dans laquelle les sommets d'ondu-

lation d'une spire 16 touchent les creux d'ondulation de la spire 16 adjacente, empêche de façon optimale le ruban 11 de se tasser lorsqu'on l'enroule sur le noyau 15 Si l'on enroule plusieurs couches du ruban 11 l'une par dessus l'autre, il faut, de façon correspondante, adapter la longueur d'ondulation de la couche extérieure 13 au diamètre

extérieur de la couche intérieure 12 D'une façon qui cor-

respond tout à fait au serrage déjà décrit, on peut aussi assurer une disposition alignée des passages profilés 27 de couches successives 11, 13; toutefois, il est possible aussi d'enrouler l'une par dessus l'autre des couches d'un ruban profilé 11 sans tenir compte de considérations de ce genre et de créer ainsi une disposition statistique de

passages 27.

Outre le profilage et le serrage décrits, on peut munir le ruban 11 de structures qui servent à maintenir

espacées des spires adjacentes 14, 16 et/ou à faire tour-

billonner les courants de fluide passant à travers le rotor 1 A titre d'exemple, on a représenté sur les figures

4 et 7 un enfoncement 31 qui est situé à la périphérie exté-

rieure du ruban 11 La-hauteur de l'enfoncement 31 corres-

pond à la profondeur de la structure profilée Par suite,

des spires adjacentes 14, 16 du ruban 11 viennent s'appli-

quer l'une contre l'autre non seulement par les parties

d'application 28 mais encore par le sommet 32 de leurs en-

il 2542440 foncements 31 Par suite, on obtient un espacement amélioré

des spires adjacentes 14, 16 En même temps, les enfonce-

ments 31 se trouvent dans le parcours d'écoulement des courants de fluide o ils assurent une turbulence et par suite, améliorent le transfert de chaleur à la paroi laté- rale 4 du rotor Des enfoncements 31 de l'espèce indiquée peuvent être situés dans tous les passages 27 formés par le profilage ou seulement dans une partie de ceux-ci Dans une disposition préférentielle, un passage 27 sur deux ou

trois est muni d'un enfoncement correspondant 31 Cette dis-

position est très simple à réaliser et assure un espace-

ment amélioré sans nuire notablement à la résistance d'écou-

lement. Le contournage du ruban 11 sous la forme décrite s'effectue, de préférence, en un processus d'empreinte Le ruban 11 est formé d'une matière qui peut être facilement travaillée par empreinte et en particulier en tôle Une tôle de métal léger est préférable, par exemple une feuille d'aluminium ou une tôle d'un alliage d'aluminium Cette

matière a l'avantage d'un poids réduit et, en outre, l'alu-

minium a une grande résistance à la corrosion Pour une application préférentielle dans un échangeur de chaleur 2 situé dans le courant d'air d'admission et d'échappement d'un local climatisé, il est prévu, en outre, de fabriquer le ruban d'aluminium 11 avec une surface préparée, de sorte

que l'humidité contenue dans l'air est transmise aussi.

Dans cette disposition, l'humidité contenue dans l'air d'échappement du local se dépose, en passant à travers la paroi latérale 4 du rotor, sur la surface absorbante du ruban 11 et lorsque la paroi latérale du rotor entre ensuite dans le courant d'air d'admission, l'humidité est à nouveau ramenée dans le local par celui-ci Ainsi, en même temps que l'échange de chaleur, il s'effectue un échange d'eau entre les courants de fluide, ce qui empêche

la sécheresse désagréable de l'air dans les locaux climati-

sés En outre, un tel échange d'humidité constitue prati-

quement un échange de chaleur latente, de sorte que le ren-

dement d'enthalpie du rotor est augmenté.

La figure 8 illustre schématiquement le procédé de

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fabrication d'un rotor 1 selon l'invention La feuille d'aluminium enroulée sur un tambour 33 ou une bobine est amenée à passer entredeux rouleaux d'empreinte 34 et elle est ainsi estampée Les rouleaux d'empreinte 34 présentent des surfaces latérales complémentaires 35, qui constituent

un négatif de la forme de la surface serrée et éventuelle-

ment ondulée du ruban 11, qu'il s'agit de réaliser La structure d'empreinte se répète sur la circonférence des

surfaces latérales 35; si l'on désire constituer des en-

foncements 31 assurant l'espacement et/ou causant une tur-

bulence, on peut munir de boutons ou de becs appropriés

certaines des structures d'empreinte Les rouleaux d'emprein-

te 34 tournent en sens opposé et sont en coopération entre eux dans la zone d'empreinte 36 Après avoir parcouru cette

zone d'empreinte, le ruban 11 présente la structure super-

ficielle désirée, comme on peut le voir par le détail 37 Le ruban 11 s'enroule alors continuellement sur un noyau 15 qui est glissé sur un mandrin 38 Le noyau 15 tourne, en même

temps que le mandrin 38, autour d'un axe orienté transversa-

lement à l'axe de rotation des rouleaux d'empreinte 34 En même temps qu'il tourne; le mandrin 38 coulisse le long de cet axe de sorte que le ruban 11 s'enroule en hélice sur le noyau 15 Comme limitation latérale des spires 16, un couvercle 18 est prévu sur le noyau 15 On voit que par le procédé décrit, il est possible de fabriquer des rotors 1 de façon continue; un point particulièrement avantageux est que l'on réalise toute la surface active de la paroi latérale 4 du rotor avec un seul outil Celui-ci est, en outre, de constitution extrêmement simple; en particulier,

dans l'appareil selon la figure 8, l'entraînement des rou-

leaux d'empreinte 34 et du mandrin 38 est dérivé, par une transmission, d'un seul entraînement principal Par suite, le rotor selon l'invention peut être fabriqué simplement et économiquement Le profilage de la paroi latérale 4 peut être modifié rapidement et avec souplesse par un changement

des rouleaux d'empreinte, de sorte qu'une adaptation opti-

male aux grandeurs de construction et aux conditions d'écou-

lement les plus diverses est possible Pour chaque cas d'ap-

plication, on réalise ainsi un rotor 1 ayant un bon rende-

ment, une grande densité de puissance et une faible résis-

tance d'écoulement Au lieu d'estamper le ruban 11 avec une paire derouleaux, on peut aussi, bien entendu, le faire

d'une autre façon; par exemple, l'empreinte peut s'effec-

tuer en un procédé rythmé, le ruban 11 étant amené à passer, par tronçons, entre des poinçons d'estampage qui s'ouvrent et se ferment Il est possible aussi de combiner les deux

procédés en utilisant plusieurs postes d'estampage.

La fabrication d'un rotor à plusieurs couches 12, 13 peut s'effectuer, comme décrit, par enroulement direct les unes sur les autres Selon un procédé plus simple, on enroule aussi tout d'abord la couche extérieure 13 sur un

noyau 15 et on la pose, avec ou sans ce noyau 15 éventuel-

lement perméable aux fluides sur la couche intérieure 12.

Si les diamètres sont convenablement échelonnés, on obtient ainsi un système d'éléments de rotor en forme de jeu de construction et on peut les combiner entre eux de la façon la plus diverse selon le diamètre et l'épaisseur de paroi du rotor à fabriquer Lorsqu'on pousse l'une dans l'autre

des couches successives 12, 13, de même que dans la disposi-

tion de spires adjacentes d'une couche, on réalise, déjà

par un processus statistique, un échangeur de chaleur effi-

cace, simple à fabriquer.

Les figures 9 et 10 montrent un exemple d'exécution pratique d'un rotor muni d'une couche d'enroulement Le

ruban 11 a un profil à gradins rectangulaires et les ondu-

lations de profil de spires adjacentes se succèdent statis-

tiquement On voit, dans la moitié de rotor qui n'est pas en coupe sur la figure 9, les canaux d'écoulement dirigés

radialement, ainsi formés en grand nombre et l'agrandisse-

ment selon la figure 10 illustre cette structure de canaux

selon l'invention.

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Claims (16)

-R E V E N D I C A T I O N S-

1 Rotor cylindrique creux pour échangeur de chaleur à récupération, comportant une paroi latérale formée d'une matière absorbant et cédant efficacement de la chaleur et convenant au passage radial de courants de fluide, caracté- risé en ce que la paroi latérale ( 4) est formée d'une ou plusieurs couches ( 12; 13) d'un ruban ( 1) orienté de chant

en direction radiale et enroulé en hélice.

2 Rotor selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ruban ( 11) est serré dans la région de son bord

intérieur radial ( 20).

3 Rotor selon la revendication 2, caractérisé en ce que le ruban ( 11) est muni, sur au moins une partie de

sa largeur, d'enfoncements en forme de coin ( 21).

4 Rotor selon l'une quelconque des revendications

1 à 3, caractérisé en ce que le ruban ( 11) est profilé de façon ondulée, la structure ondulée pouvant avoir, par exemple, une allure en gradins, et les dos d'ondulation ( 30) peuvent présenter des parties d'application plane ( 28), avantageusement-en ce sens que les demi-ondulations de la structure ondulée présentent une section rectangulaire ou trapézoïdale. Rotor selon la revendication 4, caractérisé en

ce que les demi-ondulations présentent une section semi-

circulaire.

6 Rotor selon l'une quelconque des revendications

4 et 5, caractérisé en ce que chacune des demi-ondulations

porte un enfoncement en forme de coin ( 21), et les enfon-

cements ( 21) de demi-ondulations adjacentes sont disposés

sur des côtés différents du ruban ( 11).

7 Rotor selon l'une quelconque des revendications

4 à 6, caractérisé en ce que la longueur d'ondulation de la structure ondulée est petite, en particulier de 0,5 à 3 cm, et la hauteur du dos d'ondulation ( 30) est constante avec

une bonne précision sur la surface du ruban ( 11).

8 Rotor selon l'une quelconque des revendications

1 à 7, caractérisé en ce que le ruban ( 11) est enroulé sur un noyau ( 15) qui présente une structure perméable aux courants de fluide, des spires adjacentes ( 14, 16) du ruban ( 11) pouvant, par exemple, être décalées entre elles d'une demi-ondulation et le ruban ( 11) pouvant être tendu sur le noyau ( 15) entre deux couvercles ( 18) montés dessus latéralement.

9 Rotor selon l'une quelconque des revendications

1 à 8, caractérisé en ce que le ruban ( 11) est muni d'enfon-

cements ( 31) qui servent d'éléments d'espacement et/ou

assurent une turbulence des courants de fluide.

Rotor selon la revendication 8, caractérisé en

ce que plusieurs couches ( 12, 13) du ruban ( 11) sont enrou-

lées sur le noyau ( 15) en direction radiale l'une par dessus l'autre, et dans chaque couche ( 12, 13), le côté serré du

ruban ( 11) est dirigé radialement vers l'intérieur.

11 Rotor selon l'une quelconque des revendications

1 à 10, caractérisé en ce que le serrage et/ou le profilage

du ruban ( 11) s'effectuent par estampage.

12 Procédé de fabrication d'un rotor selon l'une

quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que

l'on fait passer le ruban ( 11), enroulé sur un tambour ( 33),

entre deux rouleaux d'empreinte ( 34) présentant des surfa-

ces latérales complémentaires ( 35), qui sont en coopération entre elles dans une zone d'empreinte ( 36), et tournent en

sens opposé, et l'on enroule continuellement le ruban estam-

pé ( 11) sur un noyau ( 15), qui est glissé sur un mandrin

( 38) tournant autour d'un axe transversal à l'axe de rota-

tion des rouleaux d'empreinte ( 34) et coulissant le long

de cet axe.