Brevet FR2377600A1 — publié le 19780811

L'invention concerne les régénérateurs rotatifs échangeurs de chaleur. Un tel régénérateur rotatif comporte une masse d'échange de chaleur, constituée par des empilages ou faisceaux de plaques élastiques 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 traversant ce passage. Une fois échauffées, les plaques d'absorption de chaleur passent dans un passage, espacé du premier traversé par de l'air ou autre gaz froid, où elles transmettent la chaleur absorbée au courant gazeux froid. Un tel régénérateur comporte couramment un rotor d'un seul tenant qui est centré sur un arbre de support et contient les plaques élémentaires ayant le meilleur coefficient d'absorption de chaleur. Toutefois, on a récemment mis au point un régénérateur à structure perfectionnée formé d'un assemblage de nacelles en forme de secteur, dans lesquelles les éléments d'échange de chaleur sont portés par des parois latérales rayonnant autour de l'arbre de rotor. Un tel régénérateur présente divers avantages quant à son assemblage et à son fonctionnement. Toutefois, du fait qu'elles sont seulement soutenues par les parois latérales radiales, les nacelles tendent à s'affaisser lorsqu'elles sont exposées à une chaleur excessive pendant un temps prolongé. La présente invention concerne donc une structure de rotor dans laquelle chaque nacelle compartimentée est renforcéeindividuellement par une armature en forme de secteur, de poids faible, qui s'étend radialement à des extrémités opposées du rotor.Chaque armature en forme de secteur comporte des traverses dirigées suivant des cordes et reliées deux à deux par des croisillons diagonaux, les armatures situées de part et d'autre du rotor comportant des croisillons diagonaux d'inclinaisons opposées. On va maintenant décrire à titre d'exemple une réalisation de l'invention en se référant au dessin annexé, sur lequel Fig. 1 est une vue en coupe d'un régénérateur rotatif selon l'invention. Fig. 2 est une vue de dessus d'une armature latérale de nacelle de rotor. Fig. 3 représente en perspective une nacelle de rotor renforcée selon l'invention. Le régénérateur représenté aux dessins à titre d'exemple comprend une enveloppe ou carter 10 qui renferme un rotor 12 contenant une masse 14 de matériau d'échange de chaleur, portée par un arbre de rotor 15 et balayée 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 le matériau d'échange de chaleur contenu dans le compartiment intermédiaire. De l'air ou un autre gaz froid arrive dans l'enveloppe par un conduit d'entrée 22 et en ressort par un conduit de sortie 24, après avoir aussi traversé le matériau d'échange de chaleur contenu dans le compartiment intermédiaire. Pendant que les gaz parcourent les trajets respectifs, le rotor 12 tourne autour de son axe sous l'action d'un moyen moteur 20, afin que chaque partie d'élément d'échange de chaleur qu'il contient soit alternativement balayée par le gaz chaud et par le gaz froid. La masse d'échange de chaleur portée par le rotor est constituée par une série de plaques d'absorption de chaleur 26, ondulées pour ménager entre elles des passages d'écoulement de gaz chaud et de gaz froid. Les plaques 26 sont disposées dans une nacelle métallique, qui les maintient en positions relatives préfixées pour qu'on puisse manipuler toute la masse d'un seul tenant. Chaque nacelle est usuellement formée d'un bati défini par des parois latérales radiales 32 et des parois transversales arquées, concentriques 34a, 34b, 34c et 34d.Plus particulièrement, les plaques transversales sont des feuilles métalliques pré-cintrées, disposées concentriquement pour délimiter des compartiments en forme de secteur dont chacun entoure un empilage ou faisceau de plaques 26 absorbant la chaleur.Ces plaques 26 sont serrées les unes contre les autres par les plaques 34, dont elles épousent la courbure; on les maintient ensuite sous contrainte permanente en soudant les plaques 34 en 35. Les plaques 26 et 34 ainsi déformées exercent constamment les unes sur les autres un effet élastique assez fort pour les maintenir étroitement et les immobiliser. Une nacelle de régénérateur rotatif subit constamment, pendant la rotation, la différence de pression qui existe entre les gaz chaud et froid traversant les conduits respectifs. Elle subit en outre une combinaison de forces engendrées par le poids mort du rotor et par la rotation de ce dernier. En conséquence, chaque élément constitutif du rotor et chaque soudure 35 de raccordement éntre éléments sont continuellement soumis à des efforts répétés qui tendent à déformer les éléments constitutifs et à rompre les soudures les reliant. Pour stabiliser chaque nacelle et lui permettre de résister aux efforts tendant à la démanteler, on soude sur les parois radiales 32, de part et d'autre de chaque nacelle, des croisillons diagonaux 38. Chaque extrémité de croisillon 38 est juxtaposée à une extrémité de paroi cintrée 34, de sorte qu'unie série de croisillons se succèdent du centre vers le pourtour du rotor. Une série de traverses 42, orientées suivant des cordes, relient les parois latérales 32. Les extrémités des traverses 42 sont aussi juxtaposées aux extrémités des parois cintrées 34 afin de contrecarrer par leur résistance à la traction, toute tendance de ces parois à se décintrer. Les armatures formées par les séries d'éléments 38 et 42 de part et d'autre du rotor maintiennent positivement les parois latérales 32 et les parois cintrées 34 pour éviter qu'elles ne se décalent et que les plaques élémentaires juxtaposées ne prennent du jeu. Les croisillons 38 de deux séries qui flanquent le rotor peuvent présenter des inclinaisons opposées, ce qui augmente encore la rigidité du rotor de régénérateur. REVENDI CATIONS 1. Régénérateur rotatif échangeur de chaleur du genre comportant un arbre de rotor central, une série de nacelles en forme de secteur qui présentent des parois latérales rayonnant autour de 11 arbre de rotor et reliées deux à deux par des parois transversales cintrées, définissant entre elles des compartiments concentriques et un empilage ou faisceau de plaques élastiques absorbant la chaleur, serrées les unes contre les autres dans chaque compartiment concentrique du rotor, caractérisé par des moyens renfor çant lesdites nacelles pour conférer de la rigidité à leurs parties, lesdits moyens étant constitués par une armature de soutien, située sur un côté du rotor, comportant une série de traverses qui s'étendent suivant des cordes contre les parois transversales cintrées et relient les parois latérales radiales des nacelles en secteur, et des croisillons qui s'étendent chacun diagonalement entre une extrémité de traverse et l'extrémité opposée d'une traverse radialement voisine, pour accroitre la rigidité de chaque nacelle du rotor. 2. Régénérateur rotatif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque nacelle comporte deux armatures de soutien, situées à des extrémités en vis-à-vis du rotor et qui flanquent les plaques absorbant la chaleur. 3. Régénérateur rotatif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les croisillons situés des deux côtés du rotor ont des inclinaisons opposées.