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L'invention est relative aux procédés et moyens pour empêcher l'éclatement, par suite de gelées, des ré- cipients à poche d'air supérieure soit ouverts à leur par- tie supérieure pour communiquer librement avec l'atmosphè- re formant "poche d'air", soit hermétiquement fermés, mais non entièrement remplis d'eau, donc présentant un niveau d'eau supérieur libre; et elle concerne plus particulière- ment (parce que c*est dans leur cas que son application semble devoir offrir le plus d'intérêt), mais non exclusi- vement, les récipients d'eau faisant partie des installa- tions de moteurs à combustion interne.
Les procédés et moyens du genre en questionjus- qu'ici imaginés, ne présentent point le caractère d'une sû- " Perfectionnements apportés aux procédés et moyens pour empêcher l'éclatement, par suite de gelées, des récipients à poche d'air supérieure ".
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rets de fonctionnement et exigent, en outre, 2 "lnt'erYen- tion de l'usager après leur fonctionnement lors de cha,o.uG,"! jetée.
Ainsi les plaques ou parois faibles,prévues sur 11 récipient et appelées à éclater lors de la gelée, doivent être remplacées; les bouchons mobiles, appelés à être re-
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j3tés lors de la gelée par la pression de l'eau, doivent
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être remis en place et, en outre, le réservoir,se vidant fa.?:,arai,ex.aen- lors du début de la prise deféo,lc,cedoit être rempli d'eau après chaque gelée; les cloches d'air, 1 ;;:"ce3 sous le niveau d'eau et a limiter la près sion de l'eau à une valeur anodine, peuvent'perdre leur c menu d'air ou être, à la ,lonue<soit percées'par la '<m rouille, soit brisées par la pression inégale d+-glace1.
L'invention a pour but, surtout, de rendre tels lez procédés et les moyens du genre en question, qu'ils
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puissent servir indéfiniment sans intervention de l*usager et être, de ce fait, nettement en progrès sur ce qui est connu. j,::S;lU 'ici les concernant.
3.1e consiste, principalement, d'une part, . dé- ter:.:iner d'une fcçon telle, l'arrivée moyenne des frigories eu contenu du récipient 8. protéger contre le relée.ojxe la
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n crise éxet.Vl.ce soit favorisée dans la partie la plus é-
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.ci,ne du niveau d'eau libre dudit récipient et rendue de moins en poins facile dans les sections allant, de préfé- rence en s7élevc.nt/vera ledit niveau d'eau libre, et d'au- tre pcrt, à agencer de telle sorte, lesdites sections du récipient, eu égard à l'arrivée déjà déterminée des frigo- rics, que la phase liquide de l'eau tende à être progressi-
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yff veinent repoussée vers le niveau libre par la.
prise depagla- ce$ aux points les plus éloignés du niveau libre, et puisse
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toujours stéchapper vers ledit niveau libre du récipient, sans que cette issue lui soit fermée par un 'bouchon ou une voûte de glace importante, capable de résister à une pres- sion dangereuse pour le récipient;
autrement dit, l'inven-
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tion consiste à organiser d'une façon telle,simultanément et concurremment les conditions du refroidissement graduel du contenu du récipient et ies sections de l'eau prévues dans ce récipient, que la. formation de la glace,rendue a- bondante par des moyens appropriés, surtout aux points é- loignés du niveau libre et étant rendue moins importante 'par des moyens également appropriés vers le niveau libre du récipient, pour que la veine de phase liquide subsistant lors du début dune forte gelée,
puisse s'étendre jusqu'à la poche d'air du récipient ou de n'en être séparée au ni- veau d'eau ou de glace limitant ladite poche d'air que par une couche de glace assez faible pour qu'une pression hy- drostatique nullement dangereuse pour le récipient puisse rompre cette couche et permettre ainsi le libre dégagement de l'eau de phase liquide et une congélation à bloc sans danger pour le récipient.
L'invention consiste, mise à part cette disposi- tion principale, en certaines autres dispositions.qui s'u- tilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement paxlé ci-après.
Elle'vise plus particulièrement un certain mode d'application (celui où on l'applique aux récipients d'eau des. moteurs à combustion interne) ainsi que certains modes de réalisation (ceux qui seront indiqués ci-après) desdi- tes dispositions; et elle vise plus particulièrement enco- re, et ce à titre de produits industriels nouveaux, les ré- cipients du genre en question comportant application de ces mêmes dispositions, les éléments spéciaux propres à leur é- tablissement, ainsi que les installations comprenant de semblables récipients.
Et elle pourra, de toute façon, être bien com- prise à l'aide du complément de description qui suit, ain- si que des dessins ci-annexés, lesquels complément et des-
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sins sont, bien entendu, donnés surtout à titre dindica- QJJJ
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tion.
Les fig. 1, 2 et 3 de ces.dessins montrent, en coupe verticale, trois exemples schématiques de récipients établis et agencés conformément à l'invention.
La fig. 4 montre, de la même façon, un récipient formant système de refroidissement et de radiation pour un. petit moteur à combustion interne, établi conformément à l'invention.
Les fig. 5 et 6 montrent, respectivement en cou- pe suivant 5-5 fig. 6, et avec sa culasse, et en plan, cu- lasse enlevée, et avec une portion en coupe horizontale se- lon 6-6 fig. 5, un cylindre moteur préexistant muni, après coup, des moyens de protection contre la gelée établis con- formément à l'invention.
Les fig. 7 et 8, enfin, montrent, à une plus grande échelle, respectivement en élévation et en plan, un tube d'eau de radiateur établi conformément à l'inven- tion.
Selon l'invention, et plus particulièrement se- lon celui des modes d'application, ainsi que ceux de ses modes de réalisation, auxquels il semble qu'il y ait lien d'accorder la préférence, à supposer qu'il s'agisse d'une série de récipienta divers tels, par exemple, que repré- sentés dans les dessins, et qu'on veuille garantir ces ré- cipients, remplis d'eau, contre tout risque d'éclatement par la gelée, sans jamais exiger la moindre intervention de l'usager, on s'y prend comme suit, ou de façon analo- gue.
A supposer, en premier lieu,* qu'il 8$agisse de protéger un réservoir métallique I quelconque et auquel on est libre de donner toute forme préférée, on peut,' selen un exemple schématique des modes de réalisation de i'in- @ vention l'établir de façon qu'il ressemble à un verrece-
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nique (pointa en bas), et on prend soin de le recouvrir, à sa. partie supérieure, par un couvercle mauvais. conducteur de la chaleur 2.
Le fonctionnement du dispositif est le suivant:
Les frigories arrivent en abondance par le bas du réservoir 1, où, il y a peu 'd'eau par rapport à la sur- face de refroidissement; il en résulte une première prise (le glaces plus abondante en bas qu'en haut, s'effectuant, par exemple* approximativement selon une première couche de glace terminée intérieurement par la surface de révolu- tion a de la fig. 1.
Le refroidissement continuant à agir, les nouvelles couches de glace seront limitées vers le haut par les surfaces b, c,d et les dernières parcelles d'eau epourront geler en se détendant librement vers le haut où le couvercle 2 rend difficile l'arrivée des frigo- ries. Le résultat est donc que le niveau supérieur final du glaçon (phase solide) remplissant le récipient sera tout simplement plus haut que le niveau d'eau à la phase liquide,, mais sans qu'il y ait formation d'une voûte de glace importante et éclatement consécutif du récipient.
A supposer-, en deuxième lieu (fig. 2), que la forme du récipient donnée soit celle d'une amphore métal- lique 3 à col rétréci 3a, on munit, d'une part, ce col 3a d'une sorte de cravate 4 en matière mauvaise conductrice de la chaleur, on ferme le dessus de l'amphore par un couver- cle 5,et on munit la partie inférieure du récipient 3 d'ai- lettes (ou d'aiguilles) 3b destinées à favoriser la prise de glace, en bas du récipient.
Dans ces conditions, les sur- faces intérieures a, 0,. ± et d des couches successives pousseront leau devant elles vers le niveau supérieur et le dernier volume d'eau e pourra geler jusqu'au bout sans . qu'il y ait. à craindre de pression dangereuse même s'il y avaitlégère prise de glace à la surface du volume d'eau e.
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A supposer ..en troisième lieu (fig. 3).qu'un ré- cipient u présente une forme plus compliquée du genre d'un r symétrique, il suffira de rendre plus difficile le re- :.:l'oidi3Genent vers le sommet de la seule branche plus é- puisse 0S sens s'occuper de l'autre branche 6 , supposée jlus étroite, r condition de permettre son refroidissement nét'rel plus rapide par suite de ses sections moindres, ou nênie d'aider ce refroidissement par des moyens appropriés tels que des ailettes 6c;
la partie supérieure de la branche plus épaisse du récipient étant préservée contre la
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prise de, glacer â sa partie supérieure, par exemple, au moyen d'un bouchon épais 7. On peut, en outre, protéger contre le froid certaines parois et sections du récipient.
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Dans le cas représenté sur la fig. 3, les sections stava- sent continuellement du point le plus éloigné du niveau libre (sommet de 6b) jusqu*au niveau libre, mais il pour- rait en être autrement si l'arrivée des frigories était
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r-od4L-L'iéepar endroits au moyen de couches isolantes d'ailet- tes, eu égard, cependant, à la conductibilité des parois.
A supposer,en quatrième lieu (fig. 4).qu*'il s*a- gisse d'établir un cylindre 8 (avec culasse raj>s rtée5 ponts moteur a combustion interne refroidi â l'eau, cylindre 8 4 dont on peut façonner, â son gré .la chemise t*esa. et que cette chemise soit -## immédiate avec ra- cette chemise soit en communication immédiate avec diateur 9,composé, à la partie supérieure, d'une nourrie*
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Sa, au milieu, d'un système de deux faisceaux de tubes 9 et, 1- sa partie inférieure, d'un collecteur pour l'eau re- , froidie ?0. Pour rendre inéciittaible la capacité ainsi 00....
I postée par un cylindre, une culasse et un radiateur, on prendra, conformément à l'invention, par exemple, les cinq mesures suivantes:
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le On couvrira le dessus de la nourrice gaz par un 'corps mauvais conducteur, par exemple -- conformément à u-
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ne disposition supplémentaire de l'invcntionYet pour des raisons de double utilisation, par le réservoir de combus-
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tible liquide 10, destine a alimenter le'moteur; 2 On pourrai t ne pas s'occuper de la protection particulière des tubes du faisceau 9 b la glace se prenant vers le milieu de ces tubes et refoulant l'eau restée li- quide en partie vers le haut (dans la nourrice 9a) et en partie vers le bas, dans le collecteur 9c;
cependant -- conformément aune disposition supplémentaire de l'inven-
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tion -- on utilisera, de préférence des tubes a section moindre vers. leur milieu qul'à leurs deux extrémités, par exemple des tubes rappelant la réunion de deux cônes tron- qués réunia a ..ezipetite base, ou on utilisera simple- ment des. tubes cylindriques, aplatis de plus en plus en al- lant des deux- extrémités vers le milieu.ainsi que le mon- traies fig. 7 et 8;
3 On empêchera que l'eau sous forme liquide soit
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enfermée par 1 glacer dans le collecteur 9 en y favori- sant la prise deglacel par en bas surtout en les points dudit collecteur'9 éloignés de la chemise d'eau du cylin- dre 8, ce qui peut être obtenu, par exemple, en augmentant la section du collecteur 9c dans la direction de la circu-
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lation cL'eau vers la chemise' d'eau (ce' qui agit sur la dis- tribution de l'eau formant réservoir de calories).
L'effet visé par ces sections CrQïS6te6 peut encore être augmen- té en munissant le bas du collecteur d'ailettes verticales 9c dont la'hauteur diminue , de préférence, dans une direc- tion allant de l'extrémité. dudit collecteur vers la cherni- se d'eau;
4 On agence les parois 11 de la chemise d'eau, par exemple,, de façon que les. sections horizontales de ladite chemise augmentent de bas en haut, ce qui déterminera (mê-
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me sans le secours d*ailettes extérieures qui seraient des nids. à poussière) un dégagement libre de l'eau sous forme
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de liquide vers le haut de la gelée, et ce d'autant plus lacilement que l'arrivée des frigories par l'intériéur du cylindre 8 est négligeable;
5 Finalement, de préférence, on préservera contre. le froid (en outre de la nourrice 9a dont il a été parlé sous 1 ) égalément la culasse 12 (supposée rapportée au sorbet du cylindre 8) et ce,par exemple, au moyen du cou- vercle 13, agencé pour couvrir le mécanisme de la commande des soupapes, dont cette culasse est munie dans les mo- leurs a , quatre temps.,
L'exemple de réalisation (fig. 4) qui Tient d'ê- tre décrit démontre que le procédé selon l'invention permet une réalisation dans toutes sortes de récipients utilisés dans la pratique. qu'il soit supposé maintenant en cinquième lieu. qu'il s'agisse d'un cylindre moteur avec radiateur, sem- blable à celui représenté sur la fig. 4, mais qui serait déjà construit de façon qu'on ne puisse pas.
donner à sa chemise d'eau la forme d'entonnoir que montre ladite figure 4, l'orne qui,d'ailleurs, n'est pas d'un joli aspect. Qu'il soit donc supposé, qu'il s'agisse de rendre inéclatable un cylindre moteur 14 (fig. 5 et 6) comportant une chemise d'eau à section horizontale approximativement carrée sur toute sa hauteur, ladite chemise d'eau se prêtant à l'uti- lisation de quatre forts boulons 15, 16, 17, 18 (fig. 6) destinés à serrer le cylindre moteur entre le bâti du mo- teur (non représenté) et la culasse (représentée sur la fig. 5, mais supposée enlevée sur la fig. 7).
Une chemise d'eau de ce genre présente générale- ment, à l'endroit du joint étanche entre le cylindre et la culasse, des sections horizontales légèrement rétrécies telles que 14 (fig. 6) qui deviennent, tout naturellement, l'endroit où tend à se former un tampon de glace, l'eau sous forme liquide restant alors enfermée en dessous de ce
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tampon et provoquant l'éclatement pendant la continuation de la formation des glaces., On pourrait essayer d'empêcher l'arrivée des frigories à cet endroit, mais la conductibi- lité du métal est telle que ce serait difficile.
Conformément à un mode de réalisation de l'inven- tion, on empêche la formation de 'bouchons de glace, au ni- veau des ouvertures telles que 14 , au moyen de corps soli- des tels que 19, 20, 21, placés dans la chemise d'eau, corps solides dont la forme est telle qu'ils rétrécissent l'épaisseur de la chemise d'eau de son côté externe, en di- minuant la section d'eau de cette chemise en dessous du sommet du cylindre, de façon que les sections en dessous des ouvertures 14 ne dépassent guère ces sections rétré- cies.
De préférence, selon une disposition supplémen- taire de l'invention, on donne aux solides ainsi intro- duits par les ouvertures 14 , dans la chemise d'eau, des sections diminuant de haut en bas (fig. 5 et 6) pour ob- tenir,d'une façon approchée, largement suffisante dans la pratique, des sections d'eau augmentant de bas en haut ainsi que l'ontprouvé des expériences répétées concernant la présente invention, quelques écarts. locaux n'étant d'ailleurs pas suffisants pour provoquer l'éclatement.
De préférence encore, selon une autre disposition supplémentaire de l'invention, on ne se contente pas de simplement introduire lesdits solides dans la chemise à'eau
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étales repousser vers le dehors par les 4>tdorw 15, 16 et 17, mais on les fixe sur la paroi externe de la chemise d'eau par tout moyen approprié, ce qui fait qu'il n'y aura qu'une couche de glace très mince, et par endroits seule- ment entre cette paroi et les solides 19, 20 et SI.
Parmi les moyens de fixation, on choisit, con- formément à une disposition' supplémentaire de l'inven-
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tion, non pas de simples vis représentées sur les fig. 5
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et 6, mais des moyens de fixation non susceptibles de dé- ontage (tels que rivets, tiges filetées matées, soudure autogène, etc.).donc des moyens de fixation qui rendent impossible le démontage des masses et éloignent tout dan- ger de d'oubli de leur remise en place, oubli qui, évi- demment, serait suivi de l'éclatement de la paroi de la chemise d'eau lors d'une gelée consécutive*
Le nombre dea solides pourra varier selon la construction.
Il arrive que certains cotés de la. chemise d'eau exposés différemment au froid peuvent se passer de masses rétrécissant les sections d'eau, chost qui a. élté supposée pour le coin supérieur droit de la fig. 6, qui n'a pas été muni d'une masse restrictive des sections en dessous de l'orifice 14 .
On exécute les solides (tels que 19, 20, 21) coformément à l'invention, de préférence en-métal, ce qui fait qu'ils agiront non seulement sur la section, mais en- core favoriseront 1 'arrivée des frigories à partir du côté externe de la chemise d'eau vers l'eau de cette chemise, la conduction calorique s'exerçant en tout sens (en long et en travers.) dans les masses métalliques 19, 20 et 21, la
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prise d glace s'exercera régulièrement le long de la sur. face interne (évasée de bas en haut) desdites masses, l'eau restant plutôt à la phase liquide le long du cylindre 8, dont le refroidissement est plutôt lent.
Le fonctionnement du dispositif pare-gel du cy- lindre 14 ainsi protège ressemble en tout point à celui des autres exemples. En effet, les masses métalliques 19, 20 et 21, dont les sections augmentent vers le bas, con- duisent le froid dans l'intérieur de la masse d'eau et fa- vorisent la formation de la glace, surtout par en bas de la chemise d'eau, continuant ainsi à déterminer le refou- leuent successif de la veine d'eau (restée à l'état.liqui-
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de) vers le hc.ut.. L'invention permet donc de protéger cer É
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tains moteurs déjà existants sans exiger le renouvelle- ment des modèles et sans imposer un aspect extérieur se différenciant de l'aspect auquel le public est habitué.
Il est à remarquer que le phénomène de refoule- ment de la veine liquide vers le niveau libre du récipient dépend non seulement de l'arrangement des.. sections d'eau de* etde conditions de refroidissement par l'extérieur, mais en- core des calories emmagasinées dans l'eau et dans les Lias- ses bolides telles que 19, 20, 21, que l'on pourra choisir, comme déjà dit-, par exemple métalliques. On remarque que ce déplacement d'un volume d'eau par les masses métalliques (telles que 19., 20, 21) aide encore le fonctionnement dési- ré de, la disposition devant empêcher l'éclatement.
En effet, le métal emmagasine, par unité de vo- lume, moins de calories que l'eau; il en résulte que les masses métalliques (telles que 19, 20 et 21 ) qui, selon les. fig. 5 et 6,sont plus épaisses en bas de la chemise d'eau que vers son sommet, emmagasineront moins de calo- ries que n'aurati emmagasiné l'eau que ces masses ont dé- placée* On aura donc, à ce point de vue, intérêt de choisir conformément à l'invention, un métal qui emmagasine peu de calories; par wuité de volume et, à ce sujet, le fer, par exemple,est préférable à l'aluminium..
La grande conductibilité pour les calories ou frigories que présente.une masse métallique par rapport la conductibilité négligeable de l'eau ou de la glace de- vient, à son tour, un facteur favorable pour.le bon fonc- tionnement du dispositif, en se sens que la glace qui se formera à la partie inférieure des masses (19, 20 ou 21), suivra la surface interne'de cette masse, or celle-ci, présentant, de préférence, une allure évasée du 'bas vers le haut, ladite conductibilité contribuera au refoulement de la veine liquide vers le haut. A ce sujet, l'aluminum serait supérieur au fer.
Les. essais pratiques, répétés
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des dizaines de fois, ont montré que, dans la pmtîqda4 1. ne peuépas déceler les effets, de ces facteurs secondairr et que n'importe quel métal exerce une protection qui ne laisse jamais à désirer.
Des expériences méthodiques et prolongées de gels et dégels successifs, obtenus dans des chambres frigorifi- ques, attestent en effet le succès pratique; parfait des diverses mesures de protection, prises conformément à l'in- vention.
Comme il va de soi, et comme il ressort d'ail- leurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite au- cunement à celui de ses modes d'application, non plus qu'à ceux de ses modes de réalisation.ayant plus spécialement é- té indiqués; elle en embrasse, au contraire, toutes les va- riantes.