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quide
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Etre
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Tif
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Cou
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Perd
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Calo
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2522802A1
Family ID 3125821
Probable Assignee Babcock Textilmasch
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title ECHANGEUR THERMIQUE TOURNANT
Abstract
_________________________________________________________________
L'ECHANGEUR THERMIQUE TOURNANT COMPORTE UN ROTOR 13, QUI TOURNE DANS
UN CARTER 10 POURVU D'ORIFICES D'ENTREE 15, 17, ET DE SORTIE 16, 18,
POUR LES DEUX FLUIDES ENTRE LESQUELS S'EFFECTUE L'ECHANGE THERMIQUE.
L'UN DES FLUIDES CALOPORTEURS EST UN LIQUIDE 19, QUI CIRCULE DANS LA
PARTIE INFERIEURE 11 DU CARTER, ET TRAVERSE LA PARTIE 13 DU ROTOR
PLONGEE DANS CE LIQUIDE; L'AUTRE FLUIDE CALOPORTEUR EST UN GAZ, QUI
CIRCULE DANS LA PARTIE SUPERIEURE 12 DU CARTER, ET QUI TRAVERSE LA
PARTIE 13 DU ROTOR SITUEE A CET ENDROIT.
APPLICATION AUX ECHANGEURS THERMIQUES TOURNANTS, POUR EN AMELIORER LE
RENDEMENT ET EN REDUIRE L'ENCOMBREMENT.
Description
_________________________________________________________________
1. La presente invention concerne un echangeur thermique tournant,
comportant un rotor qui tourne dans un carter pourvu d'orifices
d'entree et de sortie pour les fluides
entre lesquels s'effectue l'echange thermique.
On connait des echangeurs thermiques de ce genre qui sont utilises,
par exemple, pour le prechauffage de l'air
frais, grace a une circulation d'air vicie, dans des se-
choirs de l'industrie textile Mais, meme dans d'autres cas
d'utilisation, ces echangeurs n'ont ete mis en oeuvre que
pour un echange thermique gaz/gaz Lorsque dans le cas d'ap-
plication indique ci-dessus des agents d'avivage ou analo-
gues sont contenus dans le courant d'air vicie, il n'est pas possible
de laisser echapper directement a l'atmosphere ce courant d'air vicie
qui sort de l'echangeur thermique, mais il est necessaire auparavant
d'en assurer l'epuration, dans des tours de lavage speciales Cette
operation est
laborieuse et onereuse.
Le principe de l'invention repose sur cette observa-
tion que, dans la plupart des entreprises, il existe tou-
jours un besoin assez important en water; si bien qu'il semble
judicieux d'utiliser l'air vicie qui s'echappe des installations de
rechauffage pour chauffer de l'water d'usage industriel, en utilisant
simultanement l'water a rechauffer
pour purifier l'air vicie qui s'echappe.
Le but de l'invention est donc de realiser un disposi-
tif simple qui permette, non seulement de recuperer de ma-
niere utile la chaleur contenue dans l'air vicie qui s'e-
chappe d'installations industrielles, telles que des sechoirs
de l'industrie textile, mais qui assure en meme temps l'e-
puration de l'air vicie, en le debarrassant des impuretes
qu'il contient.
Selon l'invention, on obtient un tel resultat au moyen d'un echangeur
thermique tournant du genre indique plus
haut, et caracterise en ce que l'un des fluides calopor-
teurs est un liquide, qui circule dans la partie inferieure du carter,
et traverse la partie du rotor plongee dans ce liquide, et que l'autre
fluide caloporteur est un gaz, qui circule dans la partie superieure
du carter, et traverse 2.
la partie du rotor situee a cet endroit.
Pour faciliter l'ecoulement de l'water hors du rotor
lorsque celui-ci emerge de l'water qui remplit le bas du car-
ter, le rotor constitue, de preference, un caisson permeable aux gaz
et aux liquides, et dont le volume interne contient des corpuscules de
remplissage L'experience a montre qu'il
etait interessant de prevoir a l'interieur du rotor des pa-
rois de separation definissant des secteurs et separant l'un de
l'autre les secteurs adjacents Pour ce faire, les cloisons de
separation peuvent etre constituees par des
toles perforees, disposees dans le rotor dans un sens sen-
siblement radial Mais les cloisons de separation peuvent aussi etre
constituees par des plaques d'ecoulement montees obliquement dans le
rotor, et inclinees vers le bas du cote de la face posterieure du
rotor, par rapport a l'ecoulement des gaz qui traversent le rotor
Grace a cette obliquite, l'water peut s'ecouler dans le sens de
l'ecoulement des gaz, par la face avant du rotor, pendant le mouvement
ascendant
du rotor qui tourne en sortant de l'water.
Dans un mode de realisation prefere de l'invention,
une plaque de protection est prevue dans la partie de l'e-
changeur thermique o passent les gaz, cette plaque de pro-
tection etant disposee sur le cote du rotor par o arrivent les gaz,
dans la zone du secteur qui sort du liquide, pour empecher les gaz de
penetrer dans ce secteur du rotor On reduit ainsi considerablement
l'humidification de l'air, car lorsque le courant gazeux peut passer
librement, la plus grande partie de l'water s'est deja egouttee en se
separant
des corpuscules de remplissage.
Les corpuscules de remplissage, pour des vitesses de
rotation importantes du rotor, ont avantageusement une sur-
face importante et une faible masse, tandis que, pour de faibles
vitesses de rotation du rotor, ces corpuscules de remplissage ont
avantageusement une surface relativement plus faible et une masse
relativement plus importante, comme, par exemple, dans le cas de
corpuscules en forme de billes Pour que les corpuscules de remplissage
absorbent peu d'water et se nettoyent facilement d'eux-memes dans
l'water, 3. pour se debarrasser automatiquement des agents d'avivage
contenus dans l'water, les corpuscules de remplissage sont,
de preference, en ceramique.
Comme les coefficients de transfert thermique sont differents dans le
cas des gaz et dans celui des liquides, il est avantageux de compenser
par construction le flux thermique interessant le rotor vis-a-vis des
deux fluides caloporteurs, en ajustant en consequence la partie du
rotor
traversee par le liquide et la partie traversee par le cou-
rant gazeux, pour ne laisser, par exemple, que moins de la moitie du
rotor immergee dans le liquide A cet effet, un anneau-flotteur plonge
dans le liquide est prevu dans la
zone du moyeu du rotor.
Si l'on souhaite conserver la proprete du liquide a
rechauffer, on peut associer a l'echangeur thermique con-
forme a l'invention un echangeur thermique auxiliaire, d'un
genre quelconque au choix, pour assurer le chauffage du li-
quide que l'on veut conserver propre, au moyen d'une circu-
lation d'water provenant de l'echangeur thermique tournant
conforme a l'invention.
D'autres particularites et avantages de l'invention
ressortiront encore de la description d'un mode de realisa-
tion prefere, presente ci-apres a titre d'exemple non limi-
tatif, en reference aux dessins annexes, dans lesquels:
Fig 1 est une coupe verticale d'un echangeur thermi-
que tournant; Fig 2 est une vue laterale du rotor et du carter; et
Fig 3 montre des exemples de corpuscules de remplis-
sage. Dans un carter 10, constitue d'une partie inferieure 11 et d'une
partie superieure 12, est loge un rotor 13,
monte sur un arbre d'entrainement 14 Dans la partie supe-
rieure 12 du carter, se trouvent l'arrivee 15 du gaz et le depart 16
du gaz, tandis que, dans la partie inferieure 11 du carter se trouvent
l'arrivee 17 du liquide, et la sortie 18 du liquide Les sens
d'ecoulement des gaz et du liquide
sont indiques par des fleches La partie inferieure du car-
ter est remplie en permanence d'un liquide 19, jusqu'a la 4.
marque indiquee.
Le rotor 13 est divise en secteurs 20 par des cloi-
sons 22, de maniere a empecher les corpuscules de remplis-
sage 21 de se deplacer a travers tout le rotor, en les maintenant
rassembles dans un volume determine Les cloi- sons de separation 22,
constituees par des t Oles perforees, comme indique a la partie
superieure de la Fig 1, sont dans un meme plan que l'arbre
d'entrainement, et orientees dans le sens de l'axe de rotation Mais
les cloisons de separation, comme indique en traits mixtes sur la Fig
1, peuvent aussi etre constituees par des plaques d'ecoulement
23, orientees obliquement par rapport a l'axe de rotation.
En ce cas, comme on le voit sur la Fig 1, le cote qui se trouve
enfonce le plus profondement doit etre oriente a
l'oppose de l'ecoulement des gaz.
L'experience montre qu'il est commode de prevoir sur le cote du rotor
13 une plaque de protection 24, en regard de l'ecoulement des gaz,
pour proteger contre l'arrivee des gaz sensiblement la zone du premier
secteur qui sort du liquide De cette maniere, la masse du liquide
s'est deja ecoulee hors du rotor avant que les gaz puissent penetrer
dans le rotor Ils en enlevent donc moins d'humidite On peut alors
tirer profit aussi completement que possible de la difference qui
existe entre les temperatures en cause, et on ne perd ainsi qu'une
faible quantite d'energie de la
partie recuperable, du fait de l'humidification des gaz.
Sur la Fig 3, on a represente differents genres de corpuscules de
remplissage Les corpuscules 21 presentent une surface importante pour
une faible masse, tandis que
les corpuscules 25 presentent au contraire une faible sur-
face pour une masse relativement importante, 5.
Claims
_________________________________________________________________
R E V E N D I C A T I O N S
1 Echangeur thermique tournant, comportant un rotor qui tourne dans un
carter pourvu d'orifices d'entree et de sortie pour les fluides entre
lesquels s'effectue l'echange thermique, caracterise en ce que l'un
des fluides calopor-
teurs est un liquide ( 19), qui circule dans la partie infe-
rieure ( 11) du carter, et traverse la partie ( 13) du rotor
plongee dans ce liquide; et en ce que l'autre fluide calo-
porteur est un gaz, qui circule dans la partie superieure ( 12) du
carter, et traverse la partie ( 13) du rotor situee
a cet endroit.
2 Echangeur thermique tournant selon la revendica-
tion 1, caracterise en ce que le rotor ( 13) constitue un
caisson permeable aux gaz et aux liquides, et dont le vo-
lume interne contient des corpuscules de remplissage ( 21
ou 25).
3 Echangeur thermique tournant selon l'une des re-
vendications 1 ou 2, caracterise en ce que le rotor ( 13) est pourvu
interieurement de cloisons de separation ( 22, 23) constituant des
secteurs ( 20), pour separer l'un de l'autre les secteurs adjacents
garnis de corpuscules de
remplissage ( 21 ou 25).
4 Echangeur thermique tournant selon la revendica-
tion 3, caracterise en ce que les cloisons de separation ( 22) sont
constituees par des toles perforees, disposees
dans le rotor ( 13) dans un sens sensiblement radial.
Echangeur thermique tournant selon la revendica- tion 3, caracterise
en ce que les cloisons de separation ( 23) sont constituees par des
plaques d'ecoulement montees obliquement dans le rotor ( 13), et
inclinees vers le bas du cote de la-face posterieure du rotor par
rapport a
l'ecoulement des gaz.
6 Echangeur thermique tournant selon l'une des re-
vendications 1 a 5, caracterise en ce qu'une plaque de pro-
tection ( 24) est prevue dans la partie de l'echangeur ther-
mique o passent les gaz, cette plaque de protection etant disposee sur
le cote du rotor ( 13) par o arrivent les gaz, dans la zone du secteur
qui sort du liquide, pour empecher 6,
les gaz de penetrer dans ce secteur du rotor.
7 Echangeur thermique tournant selon l'une des re-
vendications 1 a 6, caracterise en ce que les corpuscules de
remplissage ( 21) du rotor ( 13) de l'echangeur presentent une surface
importante et une faible masse pour des vites- ses de rotation elevees
du rotor ( 13), les corpuscules de
remplissage ( 25) presentant, au contraire, une surface re-
lativement faible et une masse relativement importante pour
des vitesses de rotation faibles du rotor ( 13).
8 Echangeur thermique tournant selon l'une des re-
vendications 1 a 7, caracterise en ce que les corpuscules de
remplissage ( 21, 25) sont des corpuscules en ceramique ayant un
pouvoir d'absorption faible a l'egard de l'water,
et repoussant les salissures.
9 Echangeur thermique tournant S e 1 o N l'une des
revendications 1 a 8, caracterise en ce que les sollicita-
tions imposees au rotor ( 13) par le flux thermique des fluides
caloporteurs sont compensees par des conditions de
transfert thermique sensiblement identiques.
10 Echangeur thermique tournant selon l'une des re-
vendications 1 a 9, caracterise en ce qu'un anneau-flotteur ( 26)
plonge dans le liquide est prevu dans la zone du moyeu
du rotor.
11 Echangeur selon l'une des revendications 1 a 10,
caracterise en ce que, pour utiliser un liquide sale comme fluide
caloporteur, on lui associe un echangeur thermique
auxiliaire (eau sale/eau propre).
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