FR 2085853 A1 19711231 FR 7105399 A 19710217 * 71 05399 i 2085853 L'invention concerne des échangeurs de chaleur et plus particulièrement, des échangeurs de chaleur rotatifs comportant une disposition d'ailettes à travers laquelle un fluide de refroidissement ou de chauffage est entraîné et accéléré par des 5 forces de cisaillement dues à la viscosité jusqu'à une vitesse prédéterminée, assurant un échange de chaleur total maximal entre ledit fluide et un autre fluide qui est en contact theimique avec les ailettes. Dans la technique on connait des échangeurs de chaleur 10 rotatifs comportant une série d'ailettes,pour l'échange de la chaleur. Toutefois, avant l'invention, ces échangeurs employaient habituellement des forces élévatrices usuelles pour transporter un fluide à travers la série d'ailettes d'échange de chaleur. L'utilisation de forces élévatrices cause une cavitation, de 15 sorte que le fonctionnement de ces échangeurs de chaleur est bruyant. D'autre part, ces échangeurs sont inefficaces par nature et sont nécessairement encombrants et lourds, de sorte qu'il faut une puissance notable pour entraîner l'échangeur en rotation à la vitesse désirée. Pour ces raisons, ces échangeurs de 20 chaleur rotatifs n'ont pas été largement adoptés et n'ont pas * connu un succès commercial notable. Compte tenu de ce qui précède, l'un des butB de l'invention est de fournir un appareil rotatif d '•échange de chaleur du type défini présentant des caractéristiques de rendement éle-25 vé qui assurent l'échange total maximal entre deux fluides choisis. Un autre but de l'invention est de fournir un appareil rotatif d'échange de chaleur du type indiqué, qui soit de construction relativement peu encombrante et légère et nécessite 30 une faible consommation d'énergie pour entraîner l'appareil en rotation à la vitesse désirée. Un autre "but de l'invention est de fournir un appareil rotatif d'échange de chaleur du type défini, qui soit exempt de cavitation et d'un fonctionnement relativement peu "bruyant. 35 Plus particulièrement, l'invention a pour but de four nir un appareil rotatif d'échange de chaleur à rendement élevé, comprenant une série d'ailettes annulaires parallèles peu espacées pouvant être actionnées par des forces de cisaillement dues à la viscosité, de manière à entraîner radialement vers l'exté- 71 05399 2 2085853 rieur un fluide d'échange de chaleur entre les ailettes «t à accélérer ce fluide jusqu'à la vitesse qui assure un échange total maximal de chaleur entre ce fluide et un autre fluide en relation de conduction theimique avec le premier. 5. Un autre but de l'invention est de fournir tm appareil rotatif d'échange de chaleur pouvant servir de condenseur et particulièrement propre à constituer un condenseur pour les vapeurs d'échappement d'un détendeur d'un système moteur à rendement élevé à cycle Hankine qui comporte une chaudière rotative 10 à laquelle le condenseur peut être directement assemblé en position coaxLale, de manière à pouvoir tourner d'un seul bloc avec la chaudière. La description qui va suivre, en regard d«B dessina annexé,donnéi à titre d' exemple non limitatif, fera biein coupren-15 dre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortant tant cfce dessiiB que du texte faisant bien entendu partie de ladite invention. La figure 1 est une coupe diamétrale d'un condenseur rotatif d'échange de chaleur selon l'invention; 20 la figure 2 est une vue partiellement en coupe suivant la ligne 2-2 de la figure 1; la figure 3 est une vue fragmentaire agrandie partiellement en coupe suivant la ligne 3-3 de la figure 1 ; la figure 4 est une coupe* fragmentaire agrandie sui-25 vant la ligne 4-4 de la figure 3» la figure 5 est une vue similaire à la figure 1, montrant une foime modifiée d'échangeur de chaleur rotatif; la figure 6 est une vue fragmentaire détachée, sous foime amplifiée ou exagérée, de la disposition continue hélicoï-30 dale d'ailettes incluse dans la variante de la figure 5; la figure 7 est une élévation axiale de la disposition d'ailettes représentée sur la figure 6; la figure 8 est une coupe à échelle réduite suivant la ligne 8-8 de la figure 5} 35 la figure 9 est urne coupe' similaire à la figure 1, montrant une autre forme ou disposition modifiée d'appareil selon l'invention; la figure 10 est une coupe suivant la ligne 10-10 "de la figure 9» et 71 05399 3 2085853 la figure 11 est une vue détachée montrant l'un des tubes d'échange de chaleur en U inclus dans le condenseur de la figure 9. On considère maintenant plus particulièrement la figu-5 re 1 ; le mode d'exécution d'un condenseur rotatif selon l'invention qui est représenté comprend un corps cylindrique 1 de diamètre choisi et de longueur axiale relativement courte qui pré- -sente une paroi continue dirigée circonférentiellement 2 et des parois latérales espacées axialement 3 et 4. A la paroi latéra-10 le 3 du corps est fixé un arbre tubulaire 5 qui se dirige vers l'extérieur coaxialement à cette paroi et qui communique avec l'intérieur du corps 1 par une ouverture axiale de la paroi latérale 3. L'arbre 5 est monté de manière àpouvoir tourner dans les paliers 6 et 7 et l'arbre 5 et le corps 1 sont entraînés 15 en rotation à la vitesse désirée par un moteur électrique M entraînant un engrenage 8 qui entraîne à son tour un engrenage 9 fixe à l'arbre 5» Auprès de la paroi latérale opposée 4 du corps 1 et à l'extérieur de celle-ci est montée, de manière à pouvoir tour-20 ner avec le corps, une série d'ailettes annulaires 10 disposées coaxialement au corps 1 et parallèlement entre elles, avec un espacement égal et prédéterminé. Les ailettes 10 sont formées de disques annulaires séparés ou indépendants supportés et fixés parallèlement avec un faible espacement, de la façon dési-25 rée, entre eux et relativement au corps 1, grâce à de multiples tubes ou tuyaux d'échange de chaleur 11 qui. traversent longitudinal ement les ailettes 10, parallèlement à leur axe de rotation. Les ailettes 10 et les tubes 11 sont fabriqués en métal de grande conductivité thermique, par exemple en cuivre ou en aluminium 30 et les ailettes sont de préférence assemblées aux tubes d'échange.de chaleur 11 par brasage, soudage, etc. de manière à assurer entre eux une conductivité thermique maximale. Les tubes ou tuyaux 11 sont disposés, avec espacement uniforme et radialement en quinconce, dans la direction circon-35 férentielle des ailettes 10 et du corps 1, comme le. montre la figure 2. Les extrémités intérieures des tubes 11 sont montées et fixées dans des ouvertures correspondantes 12 prévues dans la paroi latérale 4 du corps, de sorte que l'intérieur des tubes 11 communique avec l'intérieur du corps 1. Les extrémités 71 05399 ♦ 2085853 extérieures des tubes 11 sont montées et fixées dans des évidemment s 13 prévus dans un anneau terminal 14- disposé coaxialement à l'appareil auprès de l'ailette 10 située le plus à l'extérieur. L'anneau terminal 14 feime efficacement les extrémités extérieures 5 des tubes 11 et les supporte aussi dans la position relative désirée. Comme le montre la figure 1, le rayon extérieur de toutes les ailettes 10 est le même et correspond pratiquement au rayon du corps 1. Le rayon intérieur de toutes les ailettes 10 annulaires est aussi uniforme, sauf certaines exceptions exposées ci-après. Les bords périphériques intérieurs des ailettes 10 définissent intérieurement une chambre coaxiale d'entrée C pour le fluide d'échange de chaleur destiné à être évacué vers l'extérieur par les.multiples ailettes tournantes 10 et entre 15 celles-ci, comme indiqué ci-afcrès. Le diamètre extérieur de l'anneau terminal 14 est pratiquement égal au diamètre extérieur des ailettes 10 et le diamètre intérieur de l'anneau est prar-tiquement égal au diamètre intérieur du groupe d'ailettes adjacent, de manière à ne pas restreindre l'afflux de fluide dans 20 la chambre C. Un élément d'admission de fluide 15» évasé vers 1 * extérieur ou en forme de pavillon^ est monté de façon fixe sur un socle ou support fixe 16 et disposé coaxialement auprès de la face extérieure de l'anneau terminal 14. Le petit bout de l'élément d'admission 15, voisin de l'anneau 14, a un diamètre 25 pratiquement égal au diamètre intérieur de l'anneau 14, de manière à assurer l'écoulement régulier et ininterrompu du fluide vers l'intérieur et la chambre 0, à travers l'élément 15 et l'anneau 14. Comme le montre la figure 1, certaines ailettes choi-30 sies 10 de la série ont des rayons intérieurs plus petits que le reste des ailettes 10, de sorte que lesdites ailettes choisies s'avancent davantage dans la chambre à fluide C, au-delà des bords intérieurs des autres ailettes 10 comme indiqué en 17. Les rayons intérieurs de ces ailettes prolongées 17 sont 35 échelonnés, de telle sorte que la grandeur de leur saillie à l'intérieur de la chambre C augmente progressivement en direction axiale vers l'intérieur de la chambre C comme on l'a représenté. La portion marginale périphérique intérieure de chacune des ailettes prolongées 17 est courbée axialement vers l'exté 71 05399 5 2085853 rieur comme représenté en 18; l'espacement axial entre les ailettes 17 et leurs rayons intérieurs sont déterminés et prévus de manière à assurer une distribution pratiquement uniforme du fluide de refroidissement venant de la chambre 0 dans les espa-5 cements entre les ailettes espacées 10. Dans le mode d'exécution de condenseur qui est représenté sur la figure 1, la vapeur à condenser entre dans le corps 1 à travers l'arbre tubulaire 5» puis arrive dans les tubes 11 où. la vapeur se condense par échange de chaleur avec un fluide 10 de refroidissement tel que l'air ambiant, évacué vers l'extérieur entre les ailettes espacées 10 commè on l'expliquera. Le condensât ainsi formé dans les tubes reflue dans le corps 1» d'où, il est évacué radialement par la force centrifuge engendrée par la rotation du condenseur. Dans la disposition repré-15 sentée, le condensât est évacué du corps 1 par des tubes multiples en ïï 19 qui forment des pièges à liquide, empêchant la vapeur de sortir directement du corps et la détournant vers les tubes d'échange de chaleur 11. A la sortie des tubes en U 19» le condensât est déchargé radialement vers l'extérieur contre 20 la surface intérieure de la paroi périphérique cylindrique 20 d'une enveloppe annulaire fixe 21 qui entoure le corps rotatif 1 et qui présente des portions de paroi latérale espacées 22 et 23 situées tout près des portions périphériques des parois latérales respectives 3 et 4 du corps. Le condensât qui se ras-25 semble dans l'enveloppe 21 en est évacué par une vidange 24. Une variante de structure des ailettes est représentée sur les figures 5» 6 et 7 des dessins oh les ailettes 10a sont formées par des spires adjacentes d'une disposition hélicoïdale continue de bande plate de matière très conductrice de 30 la chaleur. Comme dans le cas des ailettes 10 du premier mode d'exécution, les ailettes adjacentes 10a sont disposées coaxialement au corps 1 et parallèlement entre elles avec un espacement uniforme et sont supportées et fixées dans la position relative désirée, entre elles et vis-à-vis du corps 1, de manière 35 à tourner d'un bloc avec celui-ci, grâce à des tubes ou tuyaux d'échange de chaleur 11a qui passent au travers et qui sont disposés et fixés dans la paroi 4 du corps et l'anneau terminal 14»' comme on l'a expliqué plus haut pour les tubes 11 de la figure 1. 71 05399 6 2085853 Dans ce mode d'exécution de l'invention, il est désirable aussi de prévoir dans la chambre 0 des moyens propres à assurer une distribution pratiquement uniforme du fluide venant de la chambre dans les espacements entre les ailettes adjacen-5 tes 10a. Toutefois, dans la structure continue d'ailettes représentée par la figure 5» il n'est pas pratique de munir de prolongements intérieurs 17» comme sur la figure 1, des spires choisies des ailettes hélicoïdales 10a. En conséquence, dans le mode d'exécution de la figure 5, une série d'ailettes séparées 10 ou indépendantes 17a sont disposées coaxialement à l'intérieur de la chambre 0 et supportées, écartées les unes des autres au moyen de tigeB 25 qui les traversent longitudinalement et qui sont disposées, régulièrement écartées, dans la direction cir-conférentielle autour de l'axe de rotation. Les extrémités des 15 tiges 25 sont fixées respectivement dans la paroi 4 du corps 1 et dans des oreilles correspondantes 26, espacées circonféren-tiellement, qui font saillie radialement vers l'intérieur en partant d'un anneau auxiliaire 27 monté extérieurement contre l'anneau terminal 14» Les rayons intérieurs des ailettes 17a 20 sont échelonnés de telle sorte que la grandeur de leur saillie vers l'intérieur augmente progressivement en direction axiale vers l'intérieur de la chambre 0 et la portion marginale périphérique intérieure de chacune de ces ailettes 17a est courbée axialement vers l'extérieur comme indiqué en 18a. L'espacement 25 axial entre les ailettes adjacentes 17a et leurs rayons intérieurs sont déterminés et prévus de manière à assurer une distribution pratiquement uniforme du fluide venant de la chambre C dans les espacements entre les ailettes adjacentes 10a. • Au lieu des ailettes de distribution de fluide 17 et 30 17a, on peut utiliser, tout aussi efficacement, d'autres moyens de distributioh, par exemple un élément aérodynamique de structure et de contour appropriés, disposé coaxialement à l'intérieur de la chambre à fluide 0, plus à l'intérieur que les ailettes 10 ou 10a. 35 L'espacement ou distance axial entre les ailettes adjacentes 10 et 10a est déterminé en fonction de la vitesse de rotation à laquelle les ailettes sont entraînées et des rayons intérieur et extérieur des ailettes, de manière à tirer parti des propriétés visqueuses du fluide et des forces de cisaillement 71 05399 7 2085853 exercées sur celui-ci par les ailettes tournantes 10 et 10a pour pomper le fluide radialement vers l'extérieur, entre les ailettes. Ainsi, quand les ailettes 10 et 10a tournent à la vitesse prédéterminée liée à l'espacement des ailettes 10 et 10a et à 5 leur rayon, le fluide est amené à s'écouler vers l'intérieur à travers l'élément d'admission 15 et l'anneau H jusqu'à la chambre 0 et à pénétrer radialement dans les espacements entre les ailettes 10 ou 10a, où. il est accéléré par les forces de cisaillement engendrées par la différence de vitesse ou le glissement 10 entre les ailettes et le fluide. A mesure que le fluide est accéléré et poussé vers l'extérieur entre les ailettes, le fluide est mis sous pression et finalement déchargé au bord extérieur des ailettes. Pendant le passage entre les ailettes, les particules de fluide suivent une trajectoire en spirale. Pour obte-15 nir un résultat optimal, on établit entre l'espacement axial des ailettes, leur vitesse de rotation et leurs rayons intérieur et extérieur une relation telle que le fluide qui passe entre les ailettes soit accéléré à une vitesse notablement inférieure à la vitesse périphérique extérieure des ailettes, de manière à 20 retenir le fluide entre les ailettes 10 et 10a pendant un temps plus long, nécessaire pour assurer le flux theimique total maximal ou l'échange thermique total entre le fluide qui passe entre les ailettes et un autre fluide qui se trouve dans les tubes ou tuyaux 11 et 11a. 25 L'espacement axial entre les ailettes 10 et 10a et le rapport entre le rayon intérieur des ailettes et leur rayon extérieur peuvent varier dans des gammes ou entre des limites prédéterminées pour toute gamme de vitesses de rotation du condenseur. La nature de l'écoulement pour des appareils rotatifs à 30 forces de cisaillement est complètement définie par le nombre de Taylor, ÏL, donné par la relation : ïïTa = d2v/v dans laquelle ï d = distance entre ailettes 35 v — vitesse angulaire v = viscosité cinématique. On a trouvé que le pompage le plus efficace est obtenu quand Ng,a = 3 1/4. Toutefois, un pompage efficace du fluide n'aboutit pas à un échangeur de chaleur efficace. Il se produit 71 05399 8 2085853 un pompage efficace quand le transfert d'énergie au fluide est rendu maximal. Un échange de chaleur efficace dépend à la fois de l'aire des ailettes et de la différence de vitesse entre les ailettes et le fluide qui s'écoule entre elles. Ainsi, pour 5 le transfert de chaleur, le nombre de Taylor ne suffit pas par lui-même à définir complètement une configuration optimale. On a trouvé que pour diverses combinaisons de rayon intérieur (Ri) et de rayon extérieur (Eo) des ailettes, le nombre de Taylor pour un échangeur de chaleur efficace sera toujours plus grand 10 que 4. On a découvert que pour l'air, la combinaison de nombre de Taylor et de facteurs géométriques, donnée par STa(B±/Bo)2 est comprise entre 2 et 4 pour uh échangeur de chaleur efficace. Par exemple, dans le cas d'un condenseur refroidi par air com-15 prenant des ailettes d'un ra/on extérieur de 152 mm entraînées à une vitesse de 2400 t/mn, on obtient des résultats optimaux quand le rayon intérieur des ailettee 10 et 10a est de 102 mm et quand 1* espacement entre ailettes adjacentes 10 et 10a est de 0,76 mm. Le nombre total d'ailettes 10 ou 10a utilisées est 20 directement proportionnel à la chaxge thermique d'une installation donnée. Quand on augmente le nombre et/ou le diamètre des tubes d'échange de chaleur qui passent à travers les ailettes parallèlement à l'axe de rotation, on obtient une plus grande surface d'échange de chaleur pour le fluide situé à l'intérieur 25 des tubes, mais cette aire accrue est obtenue au prix d'une diminution du débit du fluide entre les ailettes. Autrement dit, la présence des tubes tend à entraver légèrement l'écoulement d'air entre les ailettes. Des formes de tube autres que circulaires sont possibles. Un tube de forme aérodynamique dans lequel 30 la corde du profil aérodynamique coïncide avec le filet d'air qui s'écoule entre les ailettes assure une résistance minimale à 1* écoulement du fluide entre les ailettes. Un condenseur rotatif fabriqué selon l'invention est caractérisé par sa grandeur relativement faible et sa construc-35 tion légère et par la puissance minimale qui est nécessaire pour entraîner en rotation l'échangeur de chaleur à la vitesse désirée. D'autre part, l'usage de forces de cisaillement dues à la viscosité pour transporter le fluide entre les ailettes espacées 10 ou 10a, avec l'absence inhérente de séparation d'écoulement, 71 05399 9 2085853 produit en service un bruit de fond très faible sans cavitation comme il se produit fréquemment quand on utilise des forces élévatrices usuelles pour accélérer un fluide. Etant donné ces caractéristiques et avantages, un con- 5 denseur rotatif selon l'invention convient particulièrement aux moteurs .grôupea/ à rendement élevé à cycle Rankine comportant une chaudière rotative à laquelle le condenseur peut être directement accouplé coaxialement, de manière à tourner d'un seul bloc avec la chaudière. Dans un tel moteur 'comportant un condenseur 10 rotatif selon l'invention, la vapeur provenant d'un générateur d'énergie, par exemple d'une turbine, entre dans le condenseur à travers l'arbre 5 et se condense dans les tubes 11 ou 11a par échange de chaleur avec l'air de refroidissement qui se meut vers l'extérieur entre les ailettes 10 ou 10a et est alors dé-15 chargée dans l'enveloppe 21 d'où le condenseur est directement renvoyé à la chaudière rotative pour retransfonnation en vapeur, et le cycle se répète continuellement. Une structure de chaudière rotative et un motëur propres à servir avec un condenseur de 1 'invention sont décrits dans la demande de brevet français 20 de la Demanderesse, déposée ce même jour, pour "Chaudière rotative" . l'échangeur de chaleur rotatif selon l'invention n'est pas limité à l'utilisation comme condenseur pour vapeurs de chaudière comme indiqué plus haut. Par exemple, les figures 9» 25 10 et 11 représentent un autre mode d'exécution de l'invention qui peut servir à assurer un échange de chaleur à rendement élevé entre un fluide de refroidissement ou de chauffage et un au-, tre fluide. L'échangeur de chaleur représenté sur la figure 9 .est essentiellement similaire par sa structure et son fonction-30 nement au premier mode d'exécution de l'invention, décrit plus haut. En conséquence, il n'est pas nécessaire de répéter la description détaillée de l'échangeur de chaleur et les parties de celui-ci qui sont similaires aux parties représentées et décrites à propos des figures 1, 2, 3 et 4 portent des références 35 correspondantes avec le suffixe b. la principale différence entre les deux modes d'exécution de l'invention qui sont représentés par les dessins réside dans la structure du corps 1b et des tubes d'échange de chaleur 11b. Ainsi, comme le montre la figure 9» le corps 1b est subdivisé 71 05399 10 2085853 par une cloison 28 en une chambre d'entrée I et une chambre de sortie 0 et les tubes d'échange de chaleur 11b ont une forme en U allongé présentant des branches longues et courtes, respectivement 11c et 11d. Les extrémités des branches courtes 11d 5 des tubes en U 11b sont montées et fixées dans des ouvertures 12b prévues dans la paroi latérale 4b du corps, de sorte que ces tubes communiquent avec l'intérieur de la chambre d'entrée I du corps 1b. De même, les extrémités des branche s^fYc*sont montées et fixées dans des ouvertures 28b prévues dans la cloi-10 son 28 du corps, de sorte que ces tubes communiquent avec l'intérieur de la chambre de sortie 0 du corps 1b. Les tubes 11b passent à travers un anneau terminal 14b, leurs extrémités en U dépassant hors de l'anneau comme on l'a représenté. L'arbre tabulaire 5b est monté dans des paliers 6b 15 et 7b et communique avec l'inférieur de la chambre de sortie 0 du corps 1b pour constituer le passage de sortie des vapeurs ou liquides des tubes d'échange de chaleur 11b. Le passage d'entrée dés vapeurs ou liquides est formé par un arbre tubulaire plus petit 29 disposé coaxialement à l'intérieur de l'arbre 20 5b et l'extrémité intérieure de l'arbre 29 communique avec l'intérieur de la chambre d'entrée I du corps 1b d'où, la vapeur ou le liquide qui arrive entre dans les branches courtes 11d des tubes 11b. Dans le mode d'exécution représenté par la figure 9» 1'échangeur de chaleur est entraîné à la vitesse de rotation 25 désirée par un moteur M' par l'intermédiaire d'une transmission à courroies multiples comprenant la poulie 30, les courroies 31 et la poulie 32 fixée à l'arbre 5b. Le fonctionnement du mode d'exécution de l'invention qui est représenté par les figures 9» 10 et 11 est pratiquement 30 semblable à ce que l'on a décrit précédemment à propos1du premier mode d'exécution. Ainsi, la vapeur ou le liquide à refroidir ou à chauffer entre dans 1'échangeur de chaleur à travers l'arbre 29 et arrive dans là chambre d'entrée I d'où le fluide entre dans les tubes 11b en passant d'abord par les branches 35 courtes 11d, puis par les branches longues 11c pendant que le fluide se refroidit ou s'échauffe,, selon les cas, par échange de chaleur avec un fluide de refroidissement ou de chauffage venant de la chambre C et sortant vers l'extérieur, entre les ailettes espacées 10b et 17b de la façon décrite plus haut. Le 71 05399 11 2085853 fluide, refroidi ou chauffé dans les tubes 11b, entre dans la chambre de sortie 0 du corps 1b par où il est évacué à travers l'arbre tubulaire 5b. On peut utiliser l'invention pour tout échange de cha-5 leur, y compris d'autres applications comme condenseur, aussi bien que le refroidissement ou le chauffage de liquides, de gaz et de vapeurs lorsqu'on désire un échange total maximal de chaleur avec un rendement élevé en même temps que des avantages accessoires comme une construction légère et ramassée, une con-10 sommation de puissance minimale et un fonctionnement pratiquement silencieux. les échangeurs de chaleur rotatifs de l'invention peuvent servir de condenseurs pour les moteurs à cycle Bankine de véhicules à usage terrestre comme les automobiles, auquel cas l'air est le fluide extérieur préférentiel. D'autre 15 part, les moteurs à refroidissement par air utilisant l'invention sont utiles dans les systèmes à éneigie totale dans lesquels la chaleur rejetée par le condenseur sous forme d'air chaud pourrait servir à chauffer des habitations, des magasins et d'autres bâtiments et l'énergie de-l'arbre peut être simultanément 20 convertie en énergie électrique au moyen d'une génératrice. Dans - le cas d'un système à énergie totale dans lequel l'eau chaude est le moyen préféré pour évacuer la -chaleur, l'échangeur de chaleur rotatif de l'invention peut être optimalisé en vue du silence, d'un rendement élevé et d'une faible consommation d'énergie et 25 peut ainsi servir à utiliser au mieux toute l'énergie sur terre et à bord de bateaux. D'autres applications de l'invention cour-sistent à favoriser le refroidissement d'autres types de moteurs tels que les moteurs à combustion interne ou encore à utiliser les appareils comme condenseurs et évap orateur s à cycle de re-50 fraidissement et pour le refroidissement dans les traitements chimiques. Il va de soi que les formes de réalisation décrites ne sont que des exemples et qu'il serait possible de les modifier, notamment par substitution d'équivalents techniques, sans 35 sortir pour cela du cadre de l'invention. 71 05399 12 2085853 EEVBtDIOATIOHS 1. Echangeur de chaleur rotatif qui comprend : de multiples ailettes annulaires ayant chacune des rayons intérieur et extérieur prédéterminés, disposées coaxialement et parallèle-5 ment avec un espacement prédéterminé de manière à tourner d'un seul bloc autour de leur axe commun, ces ailettes annulaires définissant intérieurement une chambre à fluide qui présente une entrée à au moins une extrémité axiale; de multiples tubes d'échange de chaleur traversant chacun les multiples ailettes 10 et disposés avec espacement, parallèlement à l'axe commun et cireonférentiellement autour de celui-ci; des moyens permettant d'introduire un premier fluide dans les tubes d'échange de chaleur et de l'en retirer et des moyens permettant d'entraîner en rotation les multiples ailettes à une vitesse prédétermi-15 née autour de l'axe commun, l'espacement axial entre les ailettes et leurs rayons intérieur et extérieur ayant une relation telle, entre eux et avec la vitesse de rotation des ailettes, qu'un deuxième fluide situé dans la chamhre soit transporté et accéléré essentiellement par des forces de cisaillement dues 20 à la viscosité, en direction radiale vers l'extérieur, entre les ailettes adjacentes, pratiquement jusqu'à la vitesse prédéterminée, ce qui assure un échange total de chaleur maximal entre le deuxième fluide et le premier fluide situé dans les tubes d'échange de chaleur. 25 2. Echangeur selon la revendication 1, dans lequel les ailettes annulaires constituent de multiples éléments annulaires séparés. 3. Echangeur selon la revendication 1, dans lequel les ailettes annulaires constituent les spires adjacentes d'une 30 hélice en matière conductrice de la chaleur ayant une largeur prédéterminée et un rayon intérieur prédéterminé. 4. ' Echangeur selon la revendication 1, dans lequel la chambre à fluide est munie, à l'intérieur des ailettes annulaires, de moyens pouvant être actionnés de manière à distribuer 35 uniformément le deuxième fluide venant de la chambre dans les espacements entre ailettes adjacentes. 5. Echangeur selon la revendication 4» dans lequel les moyens servant à distribuer uniformément le deuxième fluide dans les espacements entre les ailettes comprennent de multiples 71 05399 13 2085853 ailettes de prolongement radial disposées coaxialement avec un espacement prédéterminé à l'intérieur de la chambre à fluide et des rayons échelonnés, de sorte que l'importance de la saillie des ailettes de prolongement dans l'intérieur dans la chambre 5 à fluide augmente progressivement vers l'intérieur en direction axiale, depuis l'extrémité d'entrée de la chambre. 6. Echangeur selon la revendication 5» dans lequel la portion marginale périphérique intérieure de chacune des ailettes de prolongement est incurvée axialement en direction de 10 l'extrémité d'entrée de la chambre. 7. Echangeur de chaleur rotatif qui comprend : un corps définissant une première chambre à fluide; des moyens de montage du corps lui permettant de tourner autour de son axe; de multiples ailettes annulaires ayant chacune des rayons inté- 15 rieur et extérieur prédéterminés, montées coaxialement et parallèlement avec un espacement prédéterminé d'un côté du corps de manière à tourner avec lui d'un seul bloc, ces ailettes annulaires définissant intérieurement une deuxième chambre à fluide qui présente une entrée à l'extrémité des ailettes qui est 20 opposée au corps; de multiples tubes d'échange de chaleur traversant chacun les multiples ailettes et disposés avec espacement, parallèlement à leur axe de rotation, les tubes étant uniformément espacés circonférentiellement autour de l'axe de rotation des ailettes et communiquant par au moins une de leurs 25 extrémités avec la première chambre à fluide du corps; des moyens permettant d'introduire un premier fluide dans la première chambre à fluide et les tubes d'échange de chaleur et de l'en retirer, et des moyens permettant d'entraîner en rotation le corps et les ailettes à une vitesse prédéterminée autour de l'axe, 30 l'espacement axial entre les ailettes et leurs rayons intérieur et extérieur ayant une relation telle, entre eux et avec la vitesse de rotation des ailettes, qu'un deuxième fluide entrant dans la deuxième chambre à fluide soit transporté et accéléré essentiellement par des forces de cisaillement dues à la visco-35 sité, en direction radiale vers l'extérieur entre les ailettes adjacentes, pratiquement jusqu'à la vitesse prédéterminée, ce qui assure un échange total de chaleur maximal entre le deuxième fluide et un premier fluide situé dans les tubes d'échange de chaleur. 71 05399 14 2085853 8. Echangeur selon la revendication 7, dans lequel les ailettes annulaires constituent de multiples éléments annulaires séparés. 9. Echangeur selon la revendication 7» dans lequel 5 les ailettes annulaires constituent les spires adjacentes d'une hélice continue en matière conductrice de la chaleur, de largeur prédéterminée et de rayon intérieur prédéterminé. 10. Echangeur selon la revendication 7» dans lequel la deuxième chambre à fluide est munie, à l'intérieur des ailet- 10 tes annulaires, de moyens pouvant être actionnés de manière à distribuer uniformément le deuxième fluide venant de la chambre dans les espacements entre ailettes adjacentes. 11. Echangeur selon la revendication 10, dans lequel les moyens servant à distribuer uniformément le deuxième fluide 15 dana l es espacements entre les ailettes comprennent de multiples ailettes de prolongement radial disposées coaxialement avec un espacement prédéterminé à l'intérieur de la chambre à fluide et des rayons échelonnés, de sorte que l'importance de la saillie des ailettes de prolongement vers l'intérieur dans la cham- 20 bre à fluide augmente progressivement vers l'intérieur en direction axiale, depuis l'extrémité d'entrée de la chambre. 12. Echangeur selon la revendication 11, dans lequel la portion périphérique intérieure de chacune des ailettes de prolongement est incurvée axialement en direction de l'extrémité 25 d'entrée de la chamhre. 13. Echangeur selon la revendication 7, dans lequel une cloison est disposée à l'intérieur du corps, transversalement à l'axe de rotation, de manière à subdiviser le corps en chambres d'entrée et de sortie du premier fluide, et les i!ubes 30 d'échange de chaleur ont une forme en U allongé présentant des branches dont l'une est en communication avec la chambre intérieure et dont l'autre est en communication avec la chambre de sortie. 14. Condenseur rotatif comprenant : un corps définis- 35 sant une première chambre destinée à un fluide chaud à l'état de vapeur; des moyens de montage du corps lui peimettant de tourner autour de son axe; de multiples ailettes annulaires ayant chacune les mêmes rayons intérieur et extérieur prédéterminés, disposées parallèlement avec un espacement égal et prédéterminé 71 05399 15 2085853 et montées coaxialement d'un côté du corps de manière à tourner avec lui d'un seul bloc, les ailettes annulaires définissant intérieurement une deuxième chambre destinée à un fluide de refroidissement; de multiples tubes d'échange de chaleur traver-5 sant chacun les multiples ailettes avec espacement prédéterminé, parallèlement à leur axe de rotation, les tubes étant uniformément espacés circonférentiellement autour de l'axe de rotation des ailettes et une au moins de leurs extrémités étant en communication avec la première chambre de l'enveloppe; des 10 moyens permettant d'introduire un fluide chaud à l'état de vapeur dans la première chambre et les tubes d'échange de chaleur; des moyens permettant d'entraîner le corps et les ailettes à une vitesse de rotation prédéterminée autour de l'axe, l'espacement axial entre les ailettes et leurs rayons intérieur et extérieur 15 ayant une relation telle, entre eux et avec la vitesse de rotation des ailettes, qu'un fluide de refroidissement entrant dans la deuxième chambre soit transporté et accéléré, essentiellement par des forces de cisaillement dues à la viscosité, radialement vers l'extérieur entre les ailettes adjacentes, pratiquement 20 jusqu'à la vitesse prédéterminée, assurant un échange total de • chaleur maximal entre le fluide de refroidissement et le fluide chaud à l'état de vapeur situé dans les tubes d'échange de chaleur pour condenser ce dernier, et des moyens permettant de recueillir périphériquement dans la première chambre du corps le 25 condensât venant des tubes et de le décharger radialement vers l'extérieur de la chambre. 15. Echangeur selon la revendication 14» dans lequel les ailettes annulaires constituent de multiples éléments annulaires séparés. 30 16. Echangeur selon la revendication 14, dans lequel les ailettes annulaires constituent les spires adjacentes d'une hélice continue en matière conductrice de la chaleur, de largeur prédéterminée et de rayon intérieur prédéterminé. 17. Echangeur selon la revendication 14, dans lequel 35 la chambre à fluide est munie, à l'intérieur des ailettes annulaires, de moyens pouvant être actionnés de manière à distribuer uniformément le deuxième fluide venant de la chambre dans les espacements entre ailettes adjacentes. 18. Echangeur selon la revendication 17» dans lequel 71 05399 16 2085853 les moyens servant à distribuer uniformément le deuxième fluide dans les espacements entre les ailettes comprennent de multiples ailettes de prolongement radial disposées coaxialement, avec un espacement prédéterminé l'intérieur de la chambre à 5 fluide et des rayons échelonnés de sorte que l'importance de la saillie des ailettes de prolongement dans l'intérieur dans la chambre à fluide augmente progressivement vers l'intérieur en direction axiale, depuis l'extrémité d'entrée de la chambre. 19. Echangeur selon la revendication 6, dans lequel 10 la portion marginale périphérique intérieure de chacune des ailettes de prolongement est incurvée axialement en direction de l'extrémité d'entrée de la chambre. 20. Echangeur selon la revendication 1, dans lequel le deuxième fluide est l'air et la combinaison du nombre de 15 Taylor et des rayons intérieur et extérieur des ailettes, déter- A minée par la formule FTa(Ri/fio) , est comprise entre 2 et 4.