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La présente invention est relative aux préchauffeurs rotatifs d'air de régénération de tous genres, présentant un axe de rotation vertical ou horizontal ,ayant leur ex- trémité chaude à leur extrémité supérieure ou à leur extré- mité inférieure vers la droite ou vers la gauche .et présentant,soit des raccords de conduits fixes et une mas- se chauffante rotative , soit, au contraire , une masse chauffante fixe et des raccords de conduits rotatifs .
Dans tous ces préchauffeurs à parties tournantes , l'établisse- ment de joints étanches entre ces partais tournantes et les parties fixes offre certaines difficultés Un joint étanche, aussi efficace que possible , est cependant important, car le passage d'air de combustion dans le gaz de fumée doit être empêché dans toute la mesure possible , la tendance à un tel passage étant forte parce que l'air de combustion se trouve ordinairement à une pression supérieure à la pression atmosphérique , alors qu e le gaz de fumée est à une pression inférieure à la pression atmosphérique .
Tout passage de l'air de combustion dans le gaz de combustion donne lieu à une perte , qui augmente , par exemple, la consommation d'é- nergie du ventilateur pour l'air de combustion . -
Pour expliquer les difficultés provenant du fait qu'il se produit des distorsions dues à des températures différen- tes , on peut se référer aux conditions prévalant dans un préchauffeur LjungstrOn , dans lequel les plaques chauffantes sont disposées dans le rotor de façon qu'il se trouve à des températures différentes sur ses deux faces d'extrémité . Di- verses tentatives ont été faites pour obtenir un joint aussi efficaee que possible. Ainsi -des plaques de couvertures ajustables ont été disposées dans les zones de transition mor-
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tes .
Cependant -, étant donné que le rotor subit un flamba- ge ou gauchissement lors du chauffage , des fuites considé- rables se produisent pendant le fonctionnement à l'état chau : fé , ces fuites s'accompagnant de pertes, même si les plaque: en question ont été soigneusement ajustées à l'état de repos à froid .Il peut cependant être remédié dans une certaine mesure à cet inconvénient , en réajustant les plaques de cou- verture pendant le fonctionnement du préchauffeur .Mais, ceci fait naître d'autres inconvénients . '
L'invention concerne un nouveau mode de scellement per- mettant d'obtenir un joint parfaitement étanche aux deux faces d'extrémité du rotor.
Le préchauffeur rotatif d'air de régénération suivant l'invention , se caractérise essentielle ment en ce qu'il comporte des roto-'s supplémentaires de même section , mais de hauteur moindre que le rotor prin- cipal @ ces rotors supplémentaires étant-disposés à une faible distance à l'avant des deux faces d'extrémité du rotor principal , les parois radiales des rotors supplémentaires étant en correspondance avec celles du rotor principal et y étant reliées par des organes d'étànchéité ( , qui empê- chent le passage d'air et de gaz respectivement , dans l'esp? ce entre le rotor principal et les rotors supplémentaires , d'un secteur à l'autre des secteurs adjacents, tout en permettant cependant une distorsion du rotor principal,
sans que les rotors supplémentaires subissent une distorsion avec ce rotor principal .
Les mêmes considérations sont valables pour les pré- chauffeurs d'air à masse chauffante fixe et raccords de conduis rotatif . L'idée de l'invention peut être adaptée de manière correspondante à ce genre de préchauffeurs .
Pour illustrer l'idée de l'invention, on a représenté
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sur les dessins , en plus de quelques formes d'exécution , un préchauffeur d'air de type connu , avec une masse chauf- fante rotative , de façon à permettre d'expliquer d'abord en détails , à l'aide des figures, les divers problèmes aux- quels l'invention apporte une solution , en faisant usage des deux formes de base , qui présentent de l'intérêt en premier lieu .
Dans ces dessins : - la figure 1 est une coupe axiale d'un préchauffeur d'air vertical de type connu ; - la figure 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la figure 1; - la figure 3 est une coupe horizontale suivant la li- gne III-III de la figure 1 ; - la figure 4 est une vue correspondant à celle de la figure 1 d'un préchauffeur d'air Ljungstrom suivant l'inven- tion , l'enveloppe de ce préchauffeur étant cependant omise, et les figures 5 à 8 montrent quatre formes différentes de joints d'étanchéité .
Dans le type connu de préchauffeur selon les figures 1 à 3., le rotor 1 contenant la masse chauffante est divisé par des cloisons radiales 2 en secteurs . Sur l'enveloppe 3 sont montés les raccords 4 pour l'air frais et les-rac- cords 5 pour le gaz de fumée , ces raccords étant établis de façon que l'air frais s'écoule à travers la partie mon- @ trée en coupe transversale à l'extrémité inférieure de la figure 3', tandis que le gaz de fumée circule dans le canale supérieur,, de cette figure 3.
Ces deux canaux d'écoulement ou de circulation sont séparés ',de manière étanche, l'un de
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l'autre par des plaques de couverture 6 dans les zones des secteurs de transition , ces plaques étant, comme le montrent les figures 1 et 2, disposées aussi près que possible des faces terminales du rotor, afin d'empêcher le passage d'air frais , en direction circonférentielle , dans le gaz de fumée .
Dans un préchauffeur d'air vertical froid , on n'éprouve évidemment aucune difficulté pour amener les plaques de cou- vertures 6 très près des faces terminales du rotor 1, afin d'empêcher en pratique les fuites d'air , à condition que cette disposition soit maintenue pendant le fonctionnement du préchauffeur .Ceci n'est cependant pas- le cas . Aax figures 1 et 2 , on suppose que, comme il est d'usage , le gaz de fumée circule de haut en bas , tandis que l'air frais chauffé dans le passage intermédiaire circule de bas en haut, comme l'indiquent les flèches à la figure 2.
L'extrémité dite "chau- de " du préchauffeur est par conséquent son extrémité supé- rieure , tandis que l'extrémité dite " froide " est son extré- mité inférieure .La différence de température entre les deux faces terminales du rotor , qui peut être de l'ordre de plu- sieurs centaines de degrés, donne lieu à une distorsion du rotor indiquée en traits interrompus à la figure 1.
Si la plaque de couverture 6 ne suit pas ce flambage , des interval- les considérables peuvent se former entre les faces terminales du rotor et les plaques de couverture 6 tant à la partie supérieure qu'à la partie inférieure du rotor, en sorte qu'il se produit un passage indésirable d'air dans les gaz de fumée .En conformant de manière particulière les pla- ques 6 ou en effectuant un ajustement de celles-ci , il a été possible de réduire, dans une mesure considér.le, la largeur de ces intervalles fâcheux, de manière à réduire fortement
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les fuites d'air . Malgré cela, toutes ces solutions ne sont pas satisfaisantes .'Le préchauffeur d'air suivant l'invention apporte encore un perfectionnement à cet égard, car les pertes d'air sont réduites encore davantage .
L'idée de principe de l'invention est illustrée par la forme d'exécution de la figere 4, qui montre l'élément rota- tif et les plaques de couverture d'un préchauffeur , l'enve- loppe de celui-ci étant omise , car elle n'est pas nécessaire pour la compréhension de l'invention .
L'élément rotatif se compose, dans cette forme d'exécution exemplative , de trois rotors . Le rotor principal intermé- diaire 7 correspond au rotor ordinaire 1 des figures 1 à 3.
A une faible distance en avant des deux faces terminales de ce rotor 7 est disposé un rotor supplémentaire 8, qui présente une hauteur très faible , mais présente par ailleurs une forme correspondant à celle du rotor principal 7. Les rotors supplé- mentaires ont le même diamètre que le rotor principal 7.
Ils ont le même nombre de cloisons ou parois radiales et la position de ces parois est la même que dans le rotor principal , en sorte que ces rotors supplémentaires ont le même nombre de secteurs que le rotor principal 7. Ces rotors supplémentai- res peuvent également supporter des plaques chauffantes, mais ceci n'est cependant pas nécessaire .
A cause de la faible hauteur des rotors supplémentaires 8, la chute de température dans la direction axiale de ces rotors est négligeable .Ën conséquence , ces rotors supplémentaires ne se dilateront , lorsqu'ils sont chauffés , que radialement et ne subiront pas de distorsion radiale Pour cette raison, leurs faces d'extrémité planes resteront pratiquement telles.
Etant donné que ces rotors supplémentaires ne sont sujets à aucune distorsion , les plaques de couverture 9 peuvent être placées très près de leurs faces terminales . La fente de passage extrêmement étroite existant entre la plaque de couver-
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ture 9 et la face d'extrémité extérieure des rotors supplé- mentaires 8 reste alors inchangée également pendant le fonctionnement du préchauffeur .
L'établissement d'un joint étanche entre le rotor principal 7 d'un côté et les deux rotors supplémentaires 8 de l'autre côté ne soulève pas de difficultés tech ni- ques . Etant donné que les parois radiales et les envelop- pes ou parois périphériques des rotors sont établiesdans de positions correspondantes, on peut utiliser des élements d'étanchéité , qui empêchent l'air ou le gaz de passer dans les secteurs adjacents par l'espace ménagé entre le rotor principal et les rotors supplémentaires , tout en permettant cependant une distorsion du rotor principal sans que les rotors supplémentaires se déforment en même temps . Quelques formes d'exécution de tels éléments d'étan. nt chéité , qui ne donne/qu'une faible idée des divers élément: d'étanchéité qui peuvent être utilisés , sont représentées aux figures 5 à 8.
Dans ces figures , on a représenté en 10 une paroi radiale d'un rotor supplémentaire 8 et en 11 une paroi radiale du rotor principal 7. L'élément supérieur peut également être considéré comme l'enveloppe 12 du rotor supplémentaire 8 et l'élément inférieur comme l'enveloppe 13 du rotor principal . Des figures 5 à 8, il ressort que l'intervalle entre les éléments 10 (ou 12) et 11 (ou 13) peut aisément être fermé par des éléments d'étanchéité de formes extrêmement variables , de ma- nière à assurer une étanchéité sûre , sans que les distor- sions de l'élément 11 (13) influencent l'élément 10 (12) du rotor supplémentaire .
Dans la forme d'exécution selon la figure 5, l'élément d'étanchéité 14 est.constitué de deux plaquettes élasti- ques planes assujetties à l'élément 10 et entourant l'élément 10 des deux côtés de celui-ci , de façon élas- tiquement étanche. Il est évident qu'un changement de
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la distance entre l'élément supérieur 10 et l'élément infé- rieur 11 est facilement possible .
L'élément d'étanchéité selon la figure 6 est analogue à celui de la figure 5 , si ce n'est que les plaquettes élastiques sont initialement pliées .
Dans la forme d'exécution représentée à la figure 7, les deux plaquettes élastiques sont fixées à leurs bords @ supérieurs et inférieurs . Elles affectent la forme de soufflets , de façon à pouvoir aisément absorber!les modi- fications de la distance entre le rotor principal capable de subir une distorsion et les rotors supplémentaires ne subissent pas de distorsion .
La forme d'exécution représentée à la figure $ est si- milaire à celle* décrite ci-avant , si ce n'est qu'au lieu de plaquettes élastiques en forme de soufflet , on fait usage de nappes élastiques pour ponter l'intervalle entre les éléments 10(ou 12) et 11(ou 13).
Au lieu des plaquettes élastiques représentées.à la figure 5, on peut, selon une autre forme d'exécution , uti- liser des éléments -ou flasques rigides , formant pont sur l'élément 11. Ces éléments latéraux peuvent présenter à leurs bords inférieurs des brosses ou éventuellement des ,éléments d'étanchéité en forme de bande présentant une flexibilité suffisante .
Dans toutes les formes d'exécution mentionnées plus haut, au lieu d'utiliser pour chaque paire d'éléments 10,12,Un élé- ment d'étanchéité double, il est également possible d'assu- rer une étanchéité suffisante à l'aide d'un élément d'étan- chéité simple établi d'un côté de la paire d'éléments en question .