Brevet FR2377599A1 — publié le 19780811

L'invention concerne des régénérateurs rotatifs échangeurs de chaleur. Un tel régénérateur rotatif comporte couramment une masse d'échange de chaleur, formée d'empilages ou faisceaux serrés de plaques absorbant la chaleur, qui s interposent d'abord dans un passage de gaz chaud pour prélever de la chaleur sur un courant de gaz chaud. Une fois échauffées,les plaques passent dans un passage espacé du premier, traversé par de l'air ou autre gaz froid, où elles transmettent leur chaleur au gaz froid, Un tel régénérateur rotatif échangeur de chaleur est usuellement disposé auteur d'un arbre de rotor vertical, ce qui confère à chaque plaque élémentaire une rigidité notable. Les plaques élémentaires d'absorption de chaleur ne subissent de déplacements ou oscillations nuisibles que lorsqu'on souffle dans les interstices les séparant un courant d'air ou de vapeur de nettoyage sous haute pression pour les débarrasser des dépots qui les encrassent. Par contre, sigle régénérateur tourne autour d'un axe horizontal, chaque petit mouvement angulaire qutil décrit confère aux plaques élémentaires des secousses plus ou moins accusées selon que les plaques sont plus ou moins serrées les unes contre les autres dags l'appareil. En fait, initialement, les plaques sont étroitement serrées, mais elles sont exposées à des gaz corrosifs qui les érodent fortement, de sorte qutultérieurement elles prennent du jéu et se détériorent. I1 en résulte de graves perturbations dues à ce que les plaques élémentaires cèdent par suite de la fatigue provoquée par le mouvement continu, la corrosion et l'érosion.Pour pallier ces difficultés, il est fréquent de serrer étroitement les uns contre les autres des faisceaux de plaques, juxtaposés- en empilages ouverts aux extrémités, au moyen d'un ressort bandé contre les plaques juxtaposées. Toutefois, bien que les plaques soient étroitement serrées lors de leur assemblage, la corrosion et l'érosion qu'elles subissent en service leur font prendre du jeu jusqu'à ce que la rotation normale du rotor leur imprime des secousses suffisantes pour les détériorer et, finalement, les détruire. Le brevet US 3 314 472 décrit une structure dans laquelle on maintient des plaques élémentaires d'absorption de chaleur étroitement juxtaposées en entourant ltempilage ou faisceau d'une ou plus d'une frette. La ou chaque frette est maintenue tendue par un ressort qui lui est incorporé. Toutefois, étant continuellement soumis à une chaleur intense et à une forte compression, ce ressort tend à staffaiblir et toute la frette se relâche jusqu'à ce que les plaques qu'elle maintient subissent des secousses suffisantes pour engendrer de la fatigue au métal et une usure par frottement de plus en plus accusée. L'invention a donc pour objet an agencement permettant d'augmenter nettement le temps d'acitivté d'un moyen de maintien élastique entourant, sous tension, un empilage ou faisceau de plaques élémentaires. Plus particulièrement, elle concerne un agencement permettant d'augmenter nettement le temps d'activité d'une plaque élastique cintrée servant à appliquer une compression constante à un empilage ou faisceau de plaques élémentaires pour maintenir constamment les plaques étroitement serrées. On va maintenant décrire plus en détail, à titre d'exemple, une réalisation préférée de l'invention en se référant aux dessins annexés, sur lesquels fig. 1 est une vue en coupe d'un régénérateur rotatif selon l'invention; fig. 2 est une vue en coupe suivant la ligne 2-2 de la figure 1; fig. 3 montre en perspective une nacelle de régénérateur selon l'invention; fig. 4 est une vue en coupe à grande échelle montrant certains détails de structure de la plaque-ressort. Le régénérateur rotatif représenté aux dessins à titre d'exemple comprend essentiellement une enveloppe ou carter 10 renfermant un rotor 12 qui contient une masse 14 de matériau d'échange de chaleur, portée autour d'un arbre de rotor central 15. Le rotor est balayé par un courant de gaz chauds, qui pénètre dans l'enveloppe par un conduit d'entrée 16 et s'en échappe par un conduit de sortie 18, après avoir traversé la masse d'échange de chaleur située dans les compartimènts intermédiaires. De l'air ou autre gaz froid arrive dans l'enveloppe par un conduit d'entrée 22 et s'en échappe par un conduit 24, après avoir aussi traversé la masse d'échange située dans les compartiments intermédiaires.Pendant que les gaz parcourD:nt leurs trajets respectifs, le rotor 12 tourne autour de son axe sous l'action d'un moyen moteur 20, afin que chaque partie de la masse d'échange de chaleur qu'il contient soit alternativement balayée par les gaz chauds et froid La masse d'échange portée par le rotor est usuellement constituée par des empilages ou faisceaux de plaques métalliques 26 cannelées ou ondulées, juxtaposées de manière à offrir aux gaz chauds et froid une multiplicité de passages intérieurs. Chaque empilage est assemblé dans un bâti 27 à section de forme générale trapézoidale ou en secteur, qui immobilise les plaques les.unes par rapport aux autres afin qu'on puisse manipuler l'ensemble d'un seul tenant pour l'incorporer au rotor d'un régénérateur tel que réchauffeur d'air. Chaque bâti ou nacelle 2t comprend deux plaques-ressorts 28 et 29 cintrées et flanquées de rebords de fixation 30. 0n.ap- plique, normalement à leurs plans, une compression aux plaques 28 et 29 entre lesquelles on a interposé une série de plaques élémentaires 26, puis on soude des entretoises latérales 32 sur les rebords 30 pendant que l'ensemble demeure sous compression. Une fois ces entretoises soudées aux rebords 30, on supprime la compression, afin que l'effet de rappel automatiquement subi par les plaques 26 et les plaques d'extrémité cintrées 28 et 29 maintienne les plaques 26 serrées en permanence les unes contre les autres. Etant donné que les rebords 30 qui flanquent la plaque d'extrémité 28 sont coudés à angle aigu sur celle-ci, il existe au sommet de chaque coude une concentration d'efforts suffisante pour provoquer une détérioration rapide de l'effet élastique exercé par la plaque-ressort. En conséquence, on soude une tige raidisseuse cylindrique 36 dans l'angle aigu fait entre la plaque 28 et chacun de ses rebords d'extrémité. Cette tige augmente le rayon de courbure efficace du coude formé entre la plaque 28 et le rebord incliné 30, ce qui répartit les contraintes sur une aire plus grande et réduit ainsi la tendance du coude à céder. Pour augmenter l'effet élastique exercé par la plaqueressort cintrée 2R, on fixe de part et d'autre de cette plaque un tirant 33 s1 étendant suivant une corde qui sous-tend sur la plaque 28 un arc dont la flèche H est inférieure au diamètre des tiges raidisseuses 36. Ainsi, quand les plaques à ressort cintrées 28 29 sont rapprochées l'une de l'autre sous compression pour serrer les plaques 26 interposées entre elles, la plaque 26 d'extrSmité est positivement pressée sur ses bords par les tiges raidisseuses 36 avant d'être rencontrée par le milieu de l'arc de.flèch8 H, ce qui imprime à force aux plaques 26 une courbure sensiblement centrée sur l'arbre de rotor. REVENDICATIONS 1. Appareil régénérateur rotatif échangeur de chaleur du genre comportant un rotor tournant autour d'un arbre central, une coque de rotor concentrique à cet arbre, présentant une série de cloisons radiales qui la divisent en une série de compartiments en secteur, une enveloppe ou carter qui entoure le rotor et présente, près de côtés opposés du rotor, des orifices d'entrée et de sortie aptes à envoyer simultanément un fluide chauffant et un fluide à chauffer à travers des compartiments espacés du rotor, un moyen propre à faire tourner le rotor autour de son axe et des empilages ou faisceaux de plaques d'absorption de chaleur garnissant les compartiments du rotor, formés de séries de plaques élémentaires juxtaposées définissant entre elles des passages d'écoulement du fluide chauffant et du fluide à chauffer, caractérisé en ce qu'il comporte, à chaque extrémité de chaque empilage de plaques, une plaque-ressort cintrée flanquée de rebords disposés à ses extrémités et coudés radialement à angle aigu sur la plaque-ressort, un tirant s'étendant suivant une corde de chaque plaque-ressort cin- trée et délimitant un espace d'expansion en forme de segment circulaire, des entretoises plates reliant deux à deux des rebords de plaques cintrées radialement alignés pour constituer avec les plaques cintrées une frette élastique entourant complètement les plaques élémentaires, ex'une tige raidisseuse dans l'angle aigu défini par chaque rebord de plaque à ressort pour augmenter la courbure efficace du coude et améliorer ainsi l'effet élastique de la plaque à ressort. 2. Régénérateur rotatif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les tiges raidisseuses sont cylindriques. 3. Régénérateur rotatif selon la revendication 2, carac- térisé en ce que les tiges raidisseuses cylindriques ont un diamètre supérieur à la flèche de l'arc délimitant l'espace d'expan- sion, de sorte que les plaques élémentaires d'absorption de chaleur disposées dans chaque compartiment du rotor prennent une courbure sensiblement centrée sur l'arbre de rotor.