Eehangeur thermique rotatif. La présente invention a pour objet un échangeur thermique rotatif comportant une apacité tournante plongée dans un fluide qui doit enlever de la chaleur ou en céder au contenu de ladite capacité.
Le but de la présente invention est d'augmenter la surface servant aux échanges calorifiques, sans augmenter l'encombre ment extérieur, ni la dimension de l'échan geur.
A cet effet, au moins un élément tubu laire est disposé à l'intérieur de la capacité tournante sans communication avec cette ca pacité, mais débouchant par ses deux extré mités @à l'extérieur et destiné à recevoir du fluide extérieur, mis en circulation par le mouvement de rotation de ladite capacité.
La circulation du fluide extérieur dans le ou les éléments tubulaires -est de préfé rence assurée par la force centrifuge résul- 1-ant de la rotation de la capacité tournante.
Dans ce but, on peut, par exemple, faire en sorte que les deux extrémités du ou des éléments tubulaires soient inégalement dis tantes de l'axe de rotation.
On peut aussi, quand le fluide exté rieur est un liquide, créer vers une des ex trémités du ou des tubes une réserve cons tamment renouvelée de liquide extérieur, mise sous pression par l'effet de la force cen trifuge. Ce moyen peut d'ailleurs être con jugué au précédent.
L'invention est en particulier applicable aux .machines frigorifiques rotatives du type bien connu à rotor clos. C'est cette applica tion qui est représentée, à titre d'exemple, au dessin annexé, dans lequel: La fig. 1 est une coupe longitudinale d'une des capacités, tournantes (condenseur ou vaporisateur) d'une telle machine; La fig. 2 est une coupe similaire d'une variante de capacité tournante; La fig. 3 est une coupe verticale d'une autre variante où l'axe de rotation est ver tical;
Les fig. 4 et 5 montrent une variante respectivement en coupe transversale et en coupe longitudinale.
Bien entendu, on n'a pas représenté sur ces figures les organes qui n'ont pas d'inté rêt pour ce qui concerne la présente inven tion.
D'après la fig. 1, le -corps 1 de l'échan geur fermé par un fond bombé 2, renferme un serpentin 10, appliqué contre la paroi in terne dudit corps. Par l'une de ses -extrémi tés 11, ce serpentin communique avec une ri gole -ou chenal circulaire tournant 3, formé par le fond 2 .et un diaphragme annulaire 3' solidaire de ce fond. L'autre extrémité 12 du même serpentin est plus éloignée de l'axe de rotation que la première. Elle dé bouche, plus ou moins transversalement à l'axe de rotation 8, dans la .cuve 5 renfer mant le liquide 6 qui doit refroidir le con tenu du corps 1 ou être refroidi par lui.
La largeur du diaphragme annulaire 3' est telle que le bord interne de ce diaphragme est notablement plus rapproché de l'axe 8 que l'extrémité correspondante 11 du serpen tin 10.
D'après les fig. 1. et 2, le niveau du li quide dans la cuve 5 où plonge le corps 1 dépasse largement le point le plus bas du bord interne du diaphragme, pour que ledit liquide puisse alimenter directement la Ti- gole 3.
Toutefois, si la capacité 1. tourne à une vitesse de régime élevée, cette disposition peut provoquer, par une agitation exagérée, le débordement. du liquide de la cuve 5. Dans de tels cas, on peut éviter tout inconvénient de ce genre, en faisant arriver le bord in terne du diaphragme 3' au-dessus du niveau supérieur du liquide 6 (fig. 4 .et 5).
Pour alimenter le chenal 3, on peut alors recourir .à. un moyen consistant à recueillir dans -une poche créée dans le couvercle 7 au moyen d'une cloison 7', le liquide 6 projeté à la périphérie de la capacité tournante 1. Le liquide ainsi mis en charge dans cette po che est a :mené au chenal 3 par un tube 13' qui passe par l'ouverture centrale du dia phragme 3'.
Pendant la rotation de l'échangeur et, par suite de la force centrifuge qui en ré sulte, le serpentin 10 se trouve noyé dans la couche annulaire 13 que ferme, sur le pour tour interne du corps 1, le liquide renfermé dans celui-ci sous une pression ou une dé pression quelconques.
Sous l'action de cette même force, la gouttière circulaire 3 est constamment maintenue pleine de liquide extérieur 5, dont l'entraînement dans le mouvement de rota tion du rotor peut être .favorisé par une ou plusieurs ailettes telles que 4.
C'est aussi cette force qui, en s'exerçant sur le liquide de la rigole ou chenal 3, pro pulse le liquide dans le serpentin 10, tout en provoquant une aspiration à son autre extré mité 12. Il résulte de tout cela que le li quide 6 .circule dans le serpentin, alimenté constamment par la. rigole 3.
En définitive, le serpentin étant noyé dans le liquide que renferme le corps 1 et se trouvant toujours plein @de liquide 6 en cir culation, sa surfac est utilisée intégralement dans de bonnes conditions, pour les échanges thermiques entre ces deux liquides. Le cou vercle 7 arrête les projections du liquide de la cuve 5.
D'après la fig. 2, le serpentin est rem placé par des tubes 10, parallèles à l'axe 8. Ils pourraient aussi être plus ou moins in clinés sur cet axe. Ces tubes débouchent, tout. comme le serpentin, d'une part en 11 dans la rigole 3 et, d'autre part, en 12, à la périphé rie du corps 1. Toutefois, les tubes 10 peu vent aussi traverser le fond opposé au fond 2, comme représenté en traits mixtes sur la fig. 2. Dans ce cas, leurs deux extrémités sont à égale distance de l'axe de rotation.
La circulation du liquide dans les tubes est toutefois assurée par l'existence d'une réserve de liquide, constamment renouvelée, à l'a mont des tubes 10, dans la rigole 3, cette ré serve étant mise en pression par l'effet de la force centrifuge. Le corps 1 -de la fig. 3 peut tourner autour d'un axe vertical. Dans ce cas, le ou les. serpentins 10 (ou l'équivalent) .débou chent, d'une part, dans une chambre centrale tournante<B>3,û</B> ailettes -d'entraînement 4, com muniquant librement avec la cuve 5, et, d'autre part, dans cette même cuve, à la péri phérie de la. capacité tournante. La circula tion est toujours assurée -et activée par la force centrifuge.
L'utilisation de l'échangeur thermique rotatif suivant l'invention dans les machines frigorifiques à rotor clos permet d'augmen ter leur puissance pour un encombrement donné. Elle met le constructeur à même de dépasser notablement. la puissance qui ast généralement considérée comme la limite su périeure pour ces machines.
Il est bien évident :que l'invention peut être exécuté sous. -des formes différentes de celles qui sont décrites et représentées et qu'elle est applicable non seulement aux ma chines frigorifiques à rotor clos, mais à tous les échangeurs à capacité tournante où peut règner éventuellement une pression ou une dépression quelconques, et dans lesquels on traite toute matière fluide.
L'invention est notamment applicable aux échangeurs thermiques rotatifs dans les quels le contenu d'une capacité tournante close doit céder ou emprunter -de la chaleur à un fluide gazeux.
Là encore, on peut utiliser la .force cen trifuge pour faire circuler dans les éléments tubulaires le fluide gazeux qui doit refroi dir ou échauffer le contenu de la capacité tournante.
Toutefois, la masse spécifique du fluide gazeux étant moindre que celle d'un liquide, on se trouve alors amené pour accroître la force centrifuge qui doit faire circuler le fluide gazeux, à augmenter les autres fac teurs de cette force.
Dans cet ordre -d'idées, on peut notam ment accentuer la différence entre les dis tances respectives des orifices d'entrée -et de sortie des éléments tubulaires par rapport à l'axe de rotation. Une -disposition particulièrement prati que, établie dans cet esprit, consiste à fixer sur un des fonds .de la. capacité tournante, une chambre pourvue d'aubages. qui divergent depuis une ouïe entourant l'arbre -de rota tion, jusque vers les orifices d'entrée des élé ments tubulaires, de manière à former une sorte de ventilateur centrifuge débitant dans lesdits éléments. L'axe de rotation de la ca pacité tournante peut occuper, le cas échéant, une position intermédiaire entre la verticale et l'horizontale.