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"PERFECTIONNEMENTS AU MODE DE REFROIDISSEMENT DES MOTEURS A
EXPLOSION OU A COMBUSTION ."
Le présent brevet a pour objet des perfectionnements au mode de refroidissement des moteurs à explosion ou à combustion même des compresseurs à air ou à gaz.
On sait que le dispositif universellement employé consiste à augmenter la surface du moteur en contact avec l'air de re- froidissement ou l'ambiance en munissant cette surface d'ailettes, comme cela est représenté à la fig.I du dessin annexé qui représente une coupe en élévation dans la partie supérieure d'un moteur.
En se reportant à la fig.I, et en considérant la région de la culasse délimitée par le trait en pointillé 1, cette partie du moteur reçoit des gazd'échappement, par suite de la tempéra- ture extrêmement élevée de'ceux-ci , de leur grande vitesse, de leur écoulement forcément tourbillonnaire ( du moins en cet endroit), et du grand volume de ces gaz, une quantité de chaleur énorme.
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Afin d'évacuer cette'chaleur, on provoque le passage sur le moteur d'un courant d'air extérieur, (air soufflé par un ventilateur ou air immobile si le moteur se déplace ou même 1 air ambiant ) et on augmente la surface de contact du moteur en munissant d'ailettes les parties du moteur que l'on cherche à refroidir.
Dans le cas considéré actuellement, la chaleur reçue par la zone 1 représentée en pointillé est transmise aux ailettes 2 qui elles-mêmes la cèdent à l'air de refroidissement. En consi- dérant le fonctionnement d'une ailette de refroidissement chaque élément 3 du corps de l'ailette ,voir fig.2 qui représente une coupe dans l'ailette 2 , reçoit une quantité (ql) de chaleur qui lui est communiquée par la partie de l'ailette reliant cet élément , la paroi du moteur. Par sa surface extérieure , cet élément transmet à l'air environnant une quantité (q3) de chaleur.
La différence q2 = ql - q3, non transmise à l'air passe aux éléments suivants de l'ailette 2.
Cette quantité q2 de chaleur est transmise non seulement à l'élément de l'ailette 2 se trouvant au'dessus de l'élément 2, considéré, mais aussi aux éléments voisins de la même ailette si toutefois la température de ceux-ci est inférieure à la température de l'élément 3 considéré primitivement.
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Il s'ensuit que la chaleur dégagée par l'élément/sera transmise:
1 ) à l'air de refroidissement.
2 ) à la partie supérieure de l'ailette.
30' à la Dartie gauche 4 ou droite 5 de l'ailette, ainsi que le montre schématiquement la fig.I.
Dans ces conditions , on constate qu'une partie seulement de la chaleur évacuée par l'élément 1 fig.I sera enlevée par l'air de refroidissement. L'autre partie de la chaleur cheminera par conductibilité vers lesparties plus froides de la culasse, c'est-à- dire entre autres, la région voisine de la tubulure d'admission 6 maintenue froide par le contact avec les gaz d'admission.
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Cette quantité de chaleur, souvent considérable, échappe donc complètement à l'air de refroidissement.
Ses effets sont nuisibles au plus haut point, car ;
1 ) elle provoque la dilatation des gaz d'admission et une diminution notable du poids de la charge thermique aspirée, donc de la puissance du moteur.
20) elle provoque une élévation dangereuse de la température .de combustion de la masse gazeuse.
Ces calories apportées par conductibilité ont donc un effet nuisible considérable et leur absence non seulement permettrait d'augmenter la charge thermique mais permettrait d'augmenter le "taux de compression " sans provoquer l'auto-allumage, la détona- tion, etc..
Ces considérations exposées montrent l'impossibilité de re- froidir mieux le moteur en augmentant la hauteur des ailettes telles que 2 .
En effet, la température des points I,II,III,IV, (voir fig.I) d'une ailette telle que 2 diminue très rapidement, non seulement à cause de la quantité de chaleur cédée à l'air de refroidissement, mais aussi parce que la chaleur se dirige par conductibilité, à tra- vers les ailettes vers les zones du moteur plus froides, ainsi que déjà signalé précédemment.
On voit donc l'avantage que présente une disposition des "surfaces refroidissantes" propre à faire en sorte que la chaleur "extraite" des régions chaudes de la culasse soit toute entière transmise àl'air de refroidissement et ne puisse, comme autrefois, échapper par conductibilité en fuyant vers les régions plus froides pour rentrer dans le cycle thermique du moteur, en par- courant un "cercle vicieux " .
En vue de remédier aux effets nuisibles de cette chaleur qui n'est pas suffisamment soustraite des parois de la culasse ou du cylindre du moteur,, le présent brevet consiste en principe à disposer.dans les parois.du moteur-quelles qu'elles soient et même, ou même dans les ailettes, des barrages calorifuges qui s'opposent à la transmission de la chaleur et obligent celle-ci
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à prendre un chemin imposé.
Ces barrages calorifuges peuvent être simplement de l'air ou un fluide renouvelable ou non.
A cet effet la fig. 3 analogue à la fig.I représente à titre d'exemple une disposition s'inspirant du brevet. L'auteur du présent brevet a créé soit mécaniquement, soit lors du moulage à . la fonderie, des solutions de continuité dans les ailettes galles que 2 et placé des barrages calorifuges 7 et même en 8 et 9 dans la culasse proprement dite dont l'effet apparait clairement, en comparant les trajets parcourus par les calories, indiqués dans les figures 1 et 3 par des traits interrompus et des flèches.
Une autre disposition, représentée fig.4 analogue à la fig.I et qui représente une coupe en élévation suivant AB fig.5 solution- ne le problème de façon avantageuse, la fig. 5 représentant schéma- tiquement une vue en plan de la fig.4.
Les " marceaux d'ailettes " sont remplacés par des petits cônes 10 auxquels on donnera des profils, soit calculés scientifi- quement ou expérimentalement, soit donnant toutes facilités pour la fonderie.
Ces petits cônes 10 qu'on pourrait appeler des piquants ou des aiguilles, neuvent venir ou ne pas venir de fonderie avec la partie du moteur à laquelle ils s'appliquent.
Ils peuvent être rapportés par tout moyen approprié quelcon- que par exemple par soudure ( électrique, oxhydrique ou autre ) ou vissés, ou sertis.
On peut aussi les piquer dans les parois du moule de fonderie et dans ce cas lors de la coulée, ils seront emnrisonnés par leur extrémité dans le métal de la plèbe coulée.
Ilsseront faits du même métal ou d'un métal différent de ce- lui dont est faite la partie du moteur sur laquelle ils s'appliquent.
De même ces aiguilles II voir fig.6, peuvent être pliées de façon à se présenter au contact de l'air de refroidissement d'u- ne façon plus favorable.
Ces aiguilles peuvent être de forme conique 10, ainsi que déjà signalé ,voir fig. 4, ou tronconique 12, voir fig.7', ou cylin-
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drique 13, voir fig.8. Elles peuvent être creuses 14, voir fig.9, et présenter diverses particularités par exemple des fentes 15, voir fig.IO, dont le but est d'augmenter soit la surface offerte au contact de l'air, soit l'action tourbillonnaire de l'air à l'extérieur et, éventuellement, 4 l'intérieur d'elles-mêmes, voir fig. 10.
Elles peuvent être remplies de liquides 16 ou de soliaes à forte conductibilité thermique voir fig.II.
Leur disposition d'ensemble sur la partie du moteur à re- froidir sera celle adoptée généralement dans les faisceaux tubu- laires des radiateurs d'automobiles, c'est-à-dire qu'elles seront placées de façon à ce que toutes soient frappées par l'air de re- froidissement ( disposition en quinconce (voir fig.4 et 5), et la fig.12 qui représente schématiquement une vue totale en plan d'une culasse disposée conformément à l'objet de l'invention.
Il est évident que dans tous les cas signalés ci-dessus, il est tout indiqué d'employer où cela sera jugé --utile des barrages calorifuges supplémentaires entous les endroits au moteur où ceux- ci seront jugésfavorables.Voir à titre d'exemple la fig.12 ou les barrages calorifuges sont représentés par 17 et la fig.13 où sont représentés plusieurs barrages 18.
Il est à remarquer que la disposition des aiguilles donnant à la surface à refroidir un aspect ae brosse ou de hérisson à déjà été appliquée dans des appareils thermiques ( foyers, réchauf- feurs, etc),
Le principe appliqué dans le présent brevet est entièrement différent.
En effet, le but était dans tous les cas anciens d'augmenter la surface réservée au passage de la chaleur et d'augmenter le coefficient de transmission de la chaleur ( en évitant la produc- tion de"couches limites de.gaz " au voisinage des surfaoesà re- froidir ou à réchauffer' ,)...
Le but poursuivi par l'auteur 'du présent brevet est indiqué clairement dans la description précédente : " canaliser l'écou- lement de la chaleur se dégageant des différentes zones du moteur
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en donnant à chacune de ces zones son propre appareil de refroi- dissement, et , éventuellement en'interposant entre des zones voisines, des couches calorifuges appropriées "
Il est à remarquer que cette conception du refroidissement des moteurs est en contradiction avec la conception généralement, universellement, admise aujourd'hui et qui consiste à faire les cylindres et culasses des moteurs en métal très conducteurs de la chaleur et à'ménager partout de fortes sections afin de faciliter l'écoulement des calories des zones chaudes vers les zones froides.
REVENDICATIONS
I) Perfectionnements au refroidissement des moteurs à explosion ou à combustion éventuellement des compresseurs à air ou à gaz caractérisé en ce que des solutions de continuité- dans les parties de la culasse et / ou du cylindre du moteur dis-. sipant la chaleur par conductibilité et/ ou rayonnement dont le but est de rendre indépendants les refroidissements des différentes parties de la culasse ou du cylindre sont créées en des endroits de la culasse ou du cylindre du moteur.