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DISPOSITIF POUR REFROIDIR DE L'AIR OU CONDENSER DE LA VAPEUR OU D'AUTRES
MILIEUX.
La présente invention concerne un dispositif pour refroidir de l'air ou condenser de la vapeur ou d'autres milieux quelconques, par exemple un dispositif pour refroidir des condenseurs par l'air d'une soufflerie.
On a essayé différentes manières de refroidir des condenseurs par l'air d'une soufflerie. Les problèmes les plus importants à résoudre à cet effet sont : la consommation d'énergie, le bruit et les dimensions.
La consommation d'énergie doit être maintenue la plus faible possible. Les bruits désagréables doivent être réduits au minimum. Les dimensions extérieures jouent un rôle prépondérant lorsqu'un tel condenseur doit par exemple équi- per des véhicules.
On n'a pas trouvé jusqu'ici des constructions satisfaisante Du fait de leurs grandes dimensions, les condenseurs refroidis par air n ont pu être adoptés pour les véhicules.
La présente invention vise à procurer un dispositif de refroi- dissement ou un condenseur refroidi par air, dont la consommation d'énergie se rapproche le plus possible de celle d'une soufflerie, qui soit aussi peu bruyant que possible et dont les dimensions soient assez faibles pour que le montage dans des véhicules par exemple, ne présente aucune difficulté,
Pour réaliser de pareils dispositifs, il fallait trouver de nouvel-. les aubes de @entilateur qui en coopération avec l'échangeur de refroidisse- ment qui les entoure ou leur fait suite, répondent aux conditions nécessaires à une consommation d'énergie minimum et une réduction maximum du bruit.
Pour résoudre ces problèmes on a utilisé entre autres un disposi- tif dans lequel les éléments de refroidissement sont montés autour d'une roue
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de rotor radiale.
On s'est basé sur les principes suivants pour la solution de ces problèmes :
Si, comme éléments de refroidissement, on utilise des tubes réfrigérants dont la surface de réfrigération est par exemple constituée par des ailettes annulaires, la perte de pression de l'air passant entre ces tubes est donnée approximativement pour un rendement de réfrigération donné. On peut d'après cela calculer le volume de la soufflerie et la pression totale nécessaire. Ceci donne toutefois la grandeur de la surface intérieure de l'enveloppe de réfrigération qui correspond à la section transversale méridienne extérieure de la soufflerie. Celle-ci se calcule suivant la formule Ò. d2.b2. Dans cette formule, d2 est le diamètre extérieur et b2 la largeur extérieure du rotor de la soufflerie.
S'il faut réduire le plus possible le diamètre extérieur du réfrigérateur ou du condenseur et par conséquent celui du rotor, il faut que Ò.d2. b2 étant constants et d2 devenant plus petit, la largeur b2 devienne plus grande, c'est-à-dire que le rendement du réfrigérateur ou du condenseur devienne d'autant plus grand et la consommation d'énergie et l'encombrement d'autant plus petits que la roue à aubes peut être construite plus large.La problème est le même dans des cas particuliers, pour la largeur maximum b2 que peut avoir le rotor.
Il fallait donc trouver un ventilateur aussi large que possible.
Lors des essais on a constaté qu'en utilisant des ventilateurs d'un type connu à grande largeur comme par exemple les rotors à tambour à aubes cintrées vers l'avant, mais aussi des ventilateurs à aubes cintrées vers l'arrière et à angles d'entrée habituels, l'air sortait de l'enveloppe de refroidissement irrégulièrement réparti. Les filets d'écoulement de 1' air venant du voisinage du flasque de fermeture accusaient une faiblesse de passage considérable. De ce fait, on obtenait un effet thermique encore moins bon en ce sens que les caractéristiques thermiques variaient pour les différents éléments de réfrigération, ou étaient exprimées autrement, et le réfrigérateur était frappé irrégulièrement par le courant d'air. Indépendamment de cela, de tels ventilateurs ont un mauvais rendement à cause de l'impact irrégulier de l'air sur les aubes.
La totalité des pertes d'énergie provoquées par le mauvais rendement du ventilateur et le mauvais guidage de l'air, et en outre par les résistances de frottement, est transformée en chaleur à l'intérieur du dispositif de réfrigération. Cet effet, nuisible doit être compensé en augmentant la quan- tité d'agent réfrigérant utilisé. Ces pertes ont donc un double effet nuisible, d'une part une plus forte consommation d'énergie et, d'autre part une utilis ation accrue d'agent réfrigérant.
Pour réduire au maximum la consommation d'énergie, on envisagera les considérations suivantes :
Le degré d'efficacité du rotor du dispositif dépend en premier lieu de la largeur de l'entrée et de l'angle d'entrée des aubes. On choisit dans les rotors connus une largeur d'ouverture b1 = d1 c'est-à-dire un quart
4 du diamètre de l'entrée, pour éviter de freiner la vitesse méridienne. Avec un courant dévié de 90 dans des aubes de grande largeur et de ce fait freiné, un décollement le long de la courbure semblait inévitable.
Pendant des années on a tenté par des essais de trouver un rotor a grande efficacité dans lequel on pourrait dévier de 90 et fortement freiner un courant, en agrandissant la largeur d'entrée des aubes. On a ainsi découvert
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que même en freinant fortement la vitesse méridienne on pouvait éviter en- tièrement un décollement, en choisissant des aubages convenables et plus précisément des aubages à très petit angle d'inclinaison.
Tous ces travaux ont finalement conduit à constater que la valeur la plus avantageuse pour l'angle d'entrée des aubes se situe entre 10 et 20 et ce pour un guidage méridien fortement freiné, la largeur d'entrée étant alors égale à b1, soit 1/2 à 1/3 du diamètre d'entrée d1. On peut ainsi pra- tiquement dévier le courant sans le décoller.
En supprimant le décollement on a pu réaliser un rotor d'une largeur et d'une capacité d'aspiration sensiblement doubles de celles d'un rotor normal.Ces résultats ont également été obtenus en utilisant des aubes torses.
On a aussi trouvé comme avantage particulier que grâce à la grande largeur d'entrée et à la suppression du décollement, on peut réduire très fortement les pertes jusqu'ici inévitables.
Les essais ont permis de découvrir que d'autres choses encore avaient une grande influence pour obtenir un degré d'efficacité maximum avec les valeurs trouvées pour la largeur d'entrée et l'angle des aubes. Le dia- mètre de courbure des aubes influence essentiellement l'accroissement d'effi- cacité. La valeur la plus avantageuse se trouve entre 0,8 d1 à 1,2 dl, tandis que pour le rayon de courbure aux flasques de fermeture, la valeur la plus avantageuse se situe entre 1/8 d1 à 1/9 d1.
L'effet a encore été amélioré en veillant à obtenir un rapport déterminé entre les diamètres d'entrée et de sortie. La valeur la plus avan- tageuse était donnée par le rapport F1 :F2 = 0,8 à 1,2. Le nombre d'aubes est également déterminant. La meilleure efficacité a été trouvée avec des aubes au nombre de 4 à 7.
L'efficacité est aussi améliorée lorsqu'à l'entrée de l'enveloppe l'étanchéité est réalisée par une collerette bombée vers l'intérieur.
Le dessin annexé montre deux formes de réalisation de l'invention.
La Fig. 1 montre un dispositif dans lequel les éléments réfrigé- rateurs sont montés autour du rotor radiale la Fig. 2 est une coupe de la Fig, 1. la Figo 3 montre un dispositif dans lequel les éléments réfri- gérateurs se trouvent dans la tubulure de sortie d'une enveloppe hélicoïdale.
La Fig. 1 montre les tubes réfrigérateurs 1 à ailettes 2, disposés autour du rotor radial 3. La vapeur pénètre en 4 dans le sens de la flèche dans les tubes 1 et le condensat sort en 5. Le diamètre de l'entrée d'air du rotor 3 est désigné par d1' et le diamètre de sortie par d2' la largeur d'entrée par ble et celle de sortie par b2. Le joint étanche aux gaz du carter est désigné par 8.
Sur la Fige 2, le rayon de courbure est désigné par R.
Sur la Fig. 3 les éléments réfrigérateurs 6 ne sont pas annulai- res, mais montés dans la tubulure de sortie d'un carter hélicoïdale dont le rotor est conforme à l'invention.
On obtient ici entre autres,, le grand avantage de pouvoir grâce à un diffuseur 7 faisant suite aux éléments réfrigérateurs, utiliser encore l'énergie de l'air sortant d'entre les éléments réfrigérateurs 6.
L'avantage de l'invention consiste en ce que les réfrigérants ou les condenseurs refroidis à l'air peuvent avoir de très faibles dimensions pour un rendement d'échange thermique élevé, consommer peu d'énergie et ne produire qu'un minimum de bruit. On peut ainsi dans de nombreux cas, utiliser
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des réfrigérants pour véhicules, ainsi que des condenseurs refroidis à l'air, ce qui dans la technique de la vapeur permet de résoudre souvent des problèmes techniques pour lesquels il fallait jusqu'ici trouver d'autres solutions.
Un autre avantage de la construction suivant l'invention consiste encore en ce que le ventilateur de la soufflerie peut être construit en tôle et éventuellement aussi avec des aubes torses.
L'utilisation de la soufflerie suivant l'invention n'est pas limitée au refroidissement de l'air ou au refroidissement par air de condenseurs, mais s'étend à n'importe quel autre domaine.
REVENDICATIONS
1.- Dispositif pour refroidir de l'air ou pour condenser de la vapeur ou d'autres milieux, caractérisé en ce que la largeur d'entrée du rotor de la soufflerie est environ 1/2 à 1/3 du diamètre d'entrée, tandis que l'angle des aubes est de 10 à 20 .