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La présente invention a trait aux appareils échangeurs de chaleur et particulièrement à des dispositifs pour l'indi- cation et la mesure des débits de fluides à travers les moyens séparateurs desdits appareils .
Un préchauffeur d'air rotatif à régénération du type dans lequel l'invention est réalisée comporte un rotor cylindrique divisé en compartiments contenant un matériau de transfert de chaleur qui, lorsque le rotor tourne , est d'abord exposé aux gaz de chauffage puis disposé sur le tra- jet d'air pour communiquer de la chaleur à l'air qui y pas- se .Le rotor est entouré par une enveloppe de rotor fermée par des plaques d'extrémités ou des plaques à secteurs com- portant des ouvertures espacées circonférentiellement qui permettent l'écoulement de l'air et du gaz à travers le rotor-.
Afin d'empêcher le passage du gaz et de l'air à travers l'espace compris entre le rotor et l'enveloppe , sans passer à travers le matériau de transfert de cha- leur , il est d'usage de munir le rotor de joints d'étanchéi- té circonférentiels qui s'appliquent contre les plaques à secteurs ou autres pièces fixes .Des joints radiaux , montés sur les cloisons qui forment les compartiments dont la largeur est moindre que celle des ouvertures de gaz et d'air , empêchent un écoulement transversal de fluides par les extrémités du rotor .
Bien que des précautions minutieuses soient prises pour empêcher les fuites de fluides entre les passages espa- cés , une certaine quantité de fuites est toujours consta- tée et diminue l'efficacité de fonctionnement du préchauf- feur proportionnellement au degré desdites fuites .
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Les méthodes de détection dont on disposait jusqu'ici ne fournissaient qu'une indication générale de l'importan ce des fuites dans un préchauffeur de ce genre , et, en co séquence , un but de la présente invention est de procurer des moyens pour donner mne indication précise de l'impor- tance et de l'emplacement des fuites se produisant pen- dant le fonctionnement normal d'un préchauffeur d'air rotatif à régénération .
Afin de permettre une meilleure compréhension de l'ob jet de l'invention et de la façon dont elle atteint son but , on la décrit en détail ci-après en se référant au dessin ci-joint ne comportant qu'une figure .
Cette figure unique est une vue en coupe d'un pré- chauffeur d'air rotatif , à régénération , illustrant la méthode proposée pour la détermination des pertes de fluide .
Dans cette figure , la référence 10 désigne la coquil- le cylindrique d'un rotor divisé en compartiments en forme de secteurs par des cloisons radiales 11 qui relient la coquille à l'arbre central 12 du rotor , lequel tourne len- tement autour de son axe., sous l'action d'une source de puissance non représentée ici . Les compartiments du rotor contiennent un matériau de transfert de chaleur, à régénéra- tion formé par des plaques métalliques 14 qui, d'abord , absorbent de la chaleur à partir des gaz chauds qui'en- trent dans le préchauffeur à travers la conduite d'entrée 15 en provenance d'une chaudière ou autre source de cha- leur .
Après avoir traversé le préchauffeur et être venu d'échange en contact avec la masse des plaques/de chaleur 14 l'air chauffé est envoyé à travers la conduite de sortie d'air 17 à tout point d'utilisation prédéterminé . Les plaques 16 formant l'enveloppe extérieure 13 aux deux extrémités opposées du rotor comportent des ourtures alignées pour
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les courants de gaz chauffants et d'air . Les cloisons ra- diales 11 portent des éléments d'étanchéité 18 qui portent contre les parties non perforées des plaques d'extrémité
16 et agissent pour empêcher l'écoulement transversal de l'air vers le côté gaz ou du gaz vers le côté air du pré- chauffeur .
L'écoulement de gaz et d'air entre les côtés du rotor et l'enveloppe 13 est empêché par des joints cir- conférentiels 22 placés sur le bord ou sur la jante de la coquille du rotor .
Les fuites de gaz et d'air se produisent normalement dans un préchauffeur d'air rotatif à régénération , aux en- droits marqués 1, 2,3a, 3b, 4a, 4b et 5 .On a indiqué en 1 l'emplacement des fuites entre les courants de fluide à travers un joint radial 18 situé à l'extrémité la plus froide du préchauffeur d'air . La référence 2 indique des pertes de fluides à travers un joint radial situé à l'extrémité la plus chaude du préchauffeur d'air . Le chiffre 3a indique une fuite de fluide à l'extrémité froide du préchauffeur par delà la surface du joint circonféren- tiel dans la chambre 24 existant tout autour du rotor entre celui-ci et l'enveloppe extérieure .' En 3b, le fluide de la chambre de refoulement fuit par delà le joint circonférentiel, à l'extrémité froide , dans le fluide à basse pression où il est envoyé dans la conduite de sortie de gaz.
En 4a et en 4b, des pertes additionnelles du fluide à haute pression par delà le joint de l'extrémité chaude ont été indiquées . Le chiffre 5 indique le fluide transféré ou les pertes d'entraî- nement qui comprennent le fluide qui est entraîné d'un cou- rant de fluide à l'autre dans les chambres des compartiments rotatifs du rotor .
Les chiffres de référence 6, 7, 8 et 9 indiquent des instruments sensibles à la radio-activité qui sont placés dans les conduites d'air et de gaz pour déceler et mesurer la
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quantité de radio-activité présents dans les courants de fluides passant dans leurs conduites respectives.
Conformément à l'invention , une certaine quantité de substance radio-actives , de préférence sous la forme gazeu- se ,est injectée dans le courant d'air qui passe dans la conduite d'entrée 27. Le gaz radio-actif peut être fourni à la conduite d'entrée en amont d'un courant forcé de venti- lateur (non représenté ) afin qu'il puisse se diffuser complètement dans l'air qu'on fournit à l'entrée du pré- chauffeur . Lorsque le mélange de gaz radio-actif et d'air passe dans l'instrument 6 une mesure de sa radio-activité est effectuée pour fournir une base destinée à la détermina- tion du degré de fuites à l'intérieur du préchauffeur .
Lorsque l'air du conduit d'entrée 27 entre dans le pré- chauffeur , une partie , indiquée par les chiffres de réfé- rence 1 et 2 fuit directement à travers les joints radiaux 18 dans le passage dès gaz . Une partie de l'air à haute pression fuit également par delà les joints circonférentiels en 3a et 4a, dans la chambre périphérique 24 d'où elle s'é- coule vers le côté gaz du préchauffeur d'air et par delà les joints circonférentiels 22 comme indiqué en 3b et en 4b, dans le passage des gaz conduisant à la sortie 25 et à l'ins- trument de mesure 7.
Des instruments semblables , sensibles à la radio-activité, sont disposés en $ pour mesurer l'im- portance de la radio-activité dans la conduite de sortie d'air 17 et en 9 pour déceler tout passage possible de substance radio-active à travers la conduite d'entrée de gaz 15.
Les instruments sensibles à la radio-activité 6, 7,8 et 9 fournissent des données pour la détermination de la quantité relative de radio-activité présente dans chaque station de mesure . L'instrument 6 indique la quantité -le radio-activité présente dans l'air d'entrée allant au préchauffur tandis que l'instrument $ indique la quantité
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de radio-activité présente dans l'air provenant du pré-chauffeur . Toutes différences entre les quantités de radio-activité mesurées aux points 6 et $ peuvent être attribuées à des fuites hors du passage d'air et dans la plupart des cas , ces différences pourraient être mesurées directement par l'instrument 7 dans la conduite des gaz de sortie 25.
L'instrument 9 est disposé dans la conduite d'entrée de gaz pour déceler et mesurer la substance radim-active allant dans le préchauffeur à travers la conduite d'entrée de gaz 15. La lecture de l'instrument 9 diminuée de la lecture de l'instrument $ fournit une indi- cation directe des fuites du système hors du préchauffeur , car l'air préchauffé pour la combustion qui sort du préchauff feur à travers la conduite de sortie 17 est fourni à un foyer (non représenté ) puis renvoyé à l'entrée de gaz 15 sous la forme de produits gazeux chauds de combustion.
Ainsi qu'on l'a exposé précédemment, les fuites de l'air à haute pression dans le gaz à basse pression sui- vent trois trajets généraux , soit par delà les joints ra- diaux 18comme indiqué par les chiffres 1 et 2 , soit par delà les joints circonférentiels comme indiqué par les chiffres 3a, 3b, 4a et 4b, soit par fuites d'entraîne- ment produites par du liquide qui se trouve emprisonné dans les compartiments du rotor, pendant leur rotation, de la conduite d'air à la conduite de gaz et inversement..
Comme la longueur des trajets d'écoulement pour les particules radio-actives individuelles qui passent dans l'instrument 6 vers la conduite d'entrée 27 et de là à la conduite de sortie des gaz 25 et à l'instrument 7 dépend du trajet d'écoulement particulier suivi , il est possible de déterminer à très peu près la quantité es fuites
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qui peut être attribuée à chaque trajet de fuites en mesurant l'intervalle entre la détection des particules radio-actives à l'instrument 6 et leur détection à l'instrument 7.
En fonctionnement, le fluide qui fuit par delà les joints radiaux 18 le long du parcours indiqué par le chiffre de réfé- rence 1 serait le premier fluide radio-actif provenant de l'en- trée 15 à atteindre la conduite de sortie 25 et l'instrument 7 car il suit le trajet le plus court possible existant entre les instruments 6 et 7. Après un court intervalle , une seconde augmentation brusque de radio-activité serait détectée à l'instrt ment 7 à cause de la radio-activité présente dans le fluide entraîné dans le passage de gaz à basse pression par les compar- timents du rotor comme indiqué par le numéro de référence 5.
La détection de fuites d'entraînement de ce goure est suivie dans l'ordre par de courtes sautes de radio-activité à l'instru- ment 7 par suite des fuites en 2, 3A, 3b, 4A et 4b. En minutant l'introduction de la substance radio-active à l'instrument 6 et en décelant l'intensité des sautes de radio-activité à l'instru- ment 7, les quantités relatives de fluide qui s'échappent dans chacun des trajets de fuites peuvent être déterminées .
Comme la diffusion complète de la substance radio-active dans l'air d'entrée est effectuée avant son admission dans le préchauffeur d'air, les quantités relatives de radio-activité présentes dans les conduites allant vers le préchauffeur.ou, en provenant donnent une indication précise des fuites réelles de fluide entre ces conduites .