Brevet FR2492081A1 — publié le 19820416

i La présente invention concerne les éléments transmet- teurs de chaleur pour l'échange thermique par régéné- ration. L'invention procède des échangeurs de chaleur éouirés d'accumulateurs de chaleur ayant la forme connue de structures faites de plaques ou de grilles. Ces échangeurs de chaleur transmettent la chaleur de la zone chaude à la zone froide au moyen d'une accumu- lation indirecte de chaleur dans la masse accumulatri- ce chauffée dans la zone chaude et refroidie dans la zone froide. Les masses accumulatrices de chaleur connues sont constituées par des plaques fixes ou par des éléments rigides de structures diverses. Dans de nombreux cas d'application technique, et en particulier pour l'échange de chaleur entre des gaz à forte teneur en poussier et en suie ou des liquides pollués, il se forme à la surface des échangeurs de chaleur des appareils connus des incrustations très difficiles à éliminer. la présente invention a pour objet de réaliser des - éléments transmetteurs de chaleur permettant un é- change thermique intensif et impeccable et pouvant être nettoyés sans appareillage compliqué Ce but est atteint, conformément à l'invention, par l'emploi d'éléments transmetteurs de chaleur constitués par des corps creux dont la paroi est faite d'une moatière résistant aux influences thermiques et mécaniques et à la corrosion, et dont la cavité interne est remplie d'air ou d'un gaz tel que l'azote (N2) le gaz carbonique (CO2) ou un gaz rare. En outre, les éléments selon l'invention peuvent être utilisés sous forme de couches turbulentes ou de cou- chez simplement amoncelées. Contrairement aux masses accumulatrices de chaleur connues, les éléments selon l'invention se déplacent, au cours du travail, en couches turbulentes ou sim- plement amoncelées La transmission de chaleur d'une zone chaude à une zone froide s'effectue par le transport cyclique des éléments entre les zones chaudes et froides. Dans l'espace chaud, l'accumulation de chaleur dans les éléments s'effectue par chauffage de leur paroi Après transport des éléments dans l'espace froid, la cession de chaleur s'effectue par refroidissement de la paroi. L'avantage décisif de l'invention réside dans le fait que les éléments selon l'invention sont faciles à net- toyer, se nettoyant d'eux-mêmes du fait qu'ils sont utilisés sous forme de couches turbulentes ou simple- ment amoncelées. Les éléments selon l'invention possèdent un coeffi-- *25 oient de transmission thermicue élevé à la limite du gaz et de la surface de l'élément dans une couche turbulente. L'invention est décrite ci-après en détail en se référant à quelques exemples préférés, non limitatifs, de réalisation représentés sur les dessins annexés dans lesquels: -la figure 1 représente une coupe diamétrale d'un élément selon l'invention, en forme de sphère creuse; - les figures 2, 3, 4 et 5 représentent divers modes de disposition des éléments selon l'invention dans un échangeur de chaleur Ljungstrbm; - la figure 6 représente l'emploi des éléments selon l'invention, sous forme de couche turbulente, dansun échangeur de chaleur à colonne, représenté en coupe verticale; et - la figure 7 représente la disposition des éléments selon l'invention, sous forme de couche statique, dans un échangeur de chaleur à colonne, représenté en coupe verticale L'élément selon l'invention, représenté à la figure 1, se présente sous la forme d'une sphère creuse 1 À La paroi 2 de cette sphère peut être faite de matières métalliques ou non métalliques Les figures 2. 3 et 4 représentent le rotor d'un é- changeur de chaleur Ljungstrbm 6 à axe vertical 7 Dans le cas de la figure 2, les éléments selon l'in- vention 1 son-:- placés en dessus de masses accumula- trices classiques 8. Dans le cas de la figure 3, ils sont placés eTi dessous. La figure 4 représente un échangeur de chaleur Ljungstrbm ne renfermant pas de masses accumuLatrices classiques mais seulement les éléments selcu l'invention 1. A Dans les quatre cas des figures 2, 3, 4 et 5, le gaz froid pénètre en 9 et le gaz chaud en 10. Selon le sens dans lequel les éléments sont balayés par les gaz, il se forme une couche statique ou une couche turbu- lente. La couche turbulente ne se forme donc que lors- que le courant gazeux est introduit d'en bas dans l'é- changeur de chaleur. Si, par exemple, l'axe 7 du ro- tor 6 est horizontal (cas de la figure 5) et que les éléments 1 y soient donc disposés en couche statique, le nettoyage des éléments s'effectue par leur révolu- tion dans l'enceinte de chaque secteur, sans nécessi- ter de consommation supplémentaire d'énergie pour ac- tionner une soufflante. La figure 6 représente un é- changeur de chaleur à colonne et couche turbulente dans lequel (comme dans le cas de la figure 7) le gaz chaud pénètre en 11, échauffe les éléments 1, et quit- te la colonne en 12 tandis que le gaz froid pénètre en 13 et sort en 14. Les éléments échauffés descen- dent par un dispositif 15 jusque dans la partie infé- rieure de la colonne et sont ramenés dans la partie supérieure de celleci par un système transporteur pneumatique ou mécanique 16 non représenté en détail. La figure 7 représente une colonne d'échange thermique à couche statique dans laquelle les éléments échauffés 1 parviennent par exemple par une vanne à roue cellu- laire 17, dans la partie inférieure de la colonne par charges séparées, y échauffent le gaz froid et sont ramenés à la partie supérieure de la colonne par le système transporteur 16. REVENDICATIONS 1. Eléments transmetteurs de chaleur pour l'échange thermique par régénération, caractérisés en ce que lesdits éléments (1) sont constitués par des corps creux dont la paroi (2) est faite d'une matière résistant aux influences thermiques et mécaniques et à la corrosion, et dont la cavité interne (3) est remplie d'air ou d'un gaz tel que l'azote (N2), de gaz carbonique (CO 2) ou d'un gaz rare. 2. A titre de procédé industriel nouveau, emploi des éléments transmetteurs de chaleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits éléments sont utilisés sous forme de couche turbulente et/ou de couche statique dans des échangeurs de chaleur par régénération.