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BREVET D'INTENTION
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Perfectionnements aux tayéresdb gazogènes
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Mons1tlr .,.A-lert, A+e:xndre, -Augustin 1} ARp RYE 2q5 n@ xoq11à'yaiiiqnt à Bondy (Sethet
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CONVENTION lNi,,îOiI:Priarf. dq la 4enian<e de brevet eu 3banae %µ '486,,456 39. eé enb9 19,
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Pour éviter la détérioration, panwéohaaffecent, des uyè- res de, gazogène, on petit cherher à lés",refràid1r, soi% par liai> même travers'-1 tuyère, soit par une a3.,roulatibn ean, ¯ Dans le cas des gazogènes pour vébiaules automobiles, et dans la Fut *,éviter la sujétion d'ân è:1ronlat1on à'eau,, tout en bénéficiant de la ogngeotion en%,te une paroi métallique et on ligUi- ee. on utilise 4ne aaba'6ace fusible, introduite par un orifice o'b:t\1.rable, dans 'âne oapaoité fl1éjQeÀeà aatre la tuyère et âne double enveloppe-- cze ¯ à sa tempérrtl;1rEl- d f'usi9n;
f pi.a maintenue om. gaz. fat d'agitation par ls "seaotsss que produit la marche, cette sl1b tance transfëBe de la chaleur de tagon continue, de la face interne de la double enveloppe à la face externe du tube central, dans loguipl circule l'air admis au gazogène. t '\ Pour améliorer le résultat, on petit envisager- de-rétroidir,, extérieurement ou gazogène, la substance fusible uti11sêeZ Es foretioipner.ett, il existe" pour la do-t'1Dle enveloppe, des différences très élevées de température entre la partie eveuts, intérieure ag ga2fogn;e et fortement eauffée-2 et la partie'arrière, extérieure et refroidie ' '
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La substance fusible doit avoir un point décision peu élevé, de manière à prendre rapidement l'état liquide à la partie arrière, extérieure, de la double enveloppe.
Mais il se produit alors, à la,partie avant, des poches de vapeur empêchant ,tout con- tact entre le liquide formé et les parois, lesquelles ne sont. plus refroidies.
Si le point de fusion de la substance utilisée se rappro- che des températures atteintes à l'avant de la double enveloppe, la substance nedfond plus à l'arrière et l'on perd le bénéfice du re- froiffnsement pouvant âtre obtenu extérieurement au gazogène.
Selon l'invention, on transmet le plus de chaleur possidble, de l'avant vers l'arrière, en coulant, dans la double enveloppe, une substance à haute conductibilité thermique.
On peut combiner ce procédé : avec l'intensification du refroidissement à la partie arrière, l'emploie à cette partie, d'une substance fusible distincte, à très bas point de fusion, et l'emploi, vers l'avant, d'une autre substance fusible, à point de fusion plus élevé. Dans le cas d'emploi simultané de deux substances fusibles, la substance à haute conductibilité thermique, intercalée entre les deux substances remplit, àe l'une à 1'autre, le rôl,e d'agent de trans- mission de la chaleur.
La substance intermédiaire peut, si son point de fusion est approprié servir à la fois : de substance séparatrice, conductrice de la chaleur et, par sa partie antérieure, de substance fusible,
En raison de la décroissance rapide de la température, de l'avant vers l'arrière, la partie'fondue restera assez limitée, avec un métal bon conducteur de la chaleur.
Dans le cas ordinaire d'utilisation d'une substance fusi- ble, si l'on considère la transmission'de la chaleur, à travers la double enveloppe, de son tube périphérique chauffé, vers son tu- be central refroidi, il y a, à travers chaque tube, écoulement par conductibilité, et d'un tube à l'autre, transmission par convection.
C'est également surtout par convection que le tuyère est chauffée, par son tube périphérique, et refroidie par son tube inté- rieur, dans lequel circule l'air admis augezogàne. les coefficients de convection sont : #, entre les gaz extérieurs chauds et la face externe du tube ¯périphérique de le double envelopDe ; . #entre la face interne de ce même tube et la substance fondue centre la substance fondue et la face externe du tube central ; 0(*entre la face interne de ce tube central et l'air y cir- calent,;
En désigna les coefficients de conductibilité par :
# à travers le tube périphérique, d'épaisseur
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/r à travers le tube central, ,d'épaisseur U'l ,: ' ' le coefficient général de transmission de la chaleur, dans le cas de parois de longueur infinie, o'ast-idire avec un écoulement uni- quement transversale serait tel que: ..,1 " ,. + . , + Z... (1) %T ë5t"! ' ? en posant: z 1 +.1:... '+ rI + 1 ¯ (2) T++-y-5 p Si l'on substitue, à la substance fusible, une épaisseur d'un métal dont le coefficient de critdüctitilité est on obtient la nouvelle relation : 1;: A- + ± l te
En comparant les expressions (1) et (3) ,on. voit que pour obtenir, dans le second cas, un résultat au moins équivalent, il faut avoir:.
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-<-4 (4) \iia# <4> jll ,
Cette condition sera remplie avec une épaisseur rédui- te, ce qui sera toujours le cas, et un coefficient /\ ayant une valeur élevée, ce qui sera obtenu par le choix du métal.
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,\\11 En admettant, pour simplifier, il qz>e m 3 , on trouve avec m 1 centimètre et yr= 12000 qu il rendrait, pour qu'il y ait égalité entre les deux manières d'opérer, que la valeur du clef- fiaient de oonvaetion oC,, entre métal et substanaq fondue, soit au mons égale à Z4.000.
En réalité, ce coefficient sera 1{eallooup moins élevé,,et la substitution, à la substance fusible, d'un métal bon conducteur, améliorera le coefficient général .de transmission k.
Comme les faces parallèles limitent le fluide chaud, les trois épaisseurs de métal et le fluide froid ne sont pas de longueurs infinies, mais, en-réalité, assez courtes., la transmission de cha- leur ne se fera pas,seulement selon une direction transversale.
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Le flux calo-ri-fique sera dirigé perpendiculairement aux lignes iso- thermes, lesquelles seront plus ou moins Inclinées par rapport à l'axe longitudinal de la tuyère.
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Il y aura donc, d'avant en arrière, un écoulement de cha- leur d'autant plus important que sera plus élevée la conductibilité thermique du métal intermédiaire.
Pour faciliter l'écoulement général de la chaleur, on pourra recourir à l'emploi d'un métal très bon conducteur, par ,exemple, le cuivre, le magnésium, l'aluminium, ou leurs alliages.
On sait, que l'aluminium a non seulement un coefficient de - valeur élevée, mais encore que cette valeur augmente avec la tem- pérature.
En chauffant, à une température convenable, la double enveloppe, au moment de la coulée du métal bon conducteur, on.pour- ra obtenir, entre le retrait de solidification de celui-ci, et les différences de dilatation du métal coulé, et de celui de la double enveloppe, la compensation nécessaire pour qu'aux tempérances de fonctionnement, il y ait, sans tensions internes anormales, un bon contact, assurant une efficace transmission de la chaleur.
Parmi-les alliages d'aluminium, pouvant être utilisés, on peut citer l'alliage à 13 % de,silicium, dit *alpax* dont la diffi- culté d'usinage ne présentera,/en ce cas, aucun inconvénient, puis- qu'il sera simplement coulé dans la double enveloppe de la tuyère.
Son point de fusion n'étant que de 575 , l'alpax pourra, à la partie avant de la tuyère, jouer le rôle de substance fusible, si la température s'élève trop.
On conçoit, d'après ce qui a été indiqué, que l'on puisse obtenir une tuyère ayant un bon refroidissement simplement en cou- lant, dans une double enveloppe infusible, une substance ayant un coefficient élevé de conductibilité thermique, par exemple le cui- vre, léamagnésinm, l'aluminium, ou leurs alliages.
La double enveloppe sera, s'il y a lieu, protégée intérieu- rement contre l'action de la substance coulée..
On peut d'ailleurs, tout à fait à l'avant de la double en- veloppe, prévoir l'emploi combiné d'une substance fusible, telle que le plomb par exemple.
Il est connu d'utiliser le plomb comme substance fusible.
Il ne peut jouer, à la fois, le rôle de substance bonne conductri- ce de la chaleur. Son point de fusion n'étant que de 326 , le plomb se trouve assez rapidement fondu en totalité. La partie arrière, qui n'est pas encore fondue, n'a que de très faibles qualités de transmission calorifique. Le coefficient # de conductibilité ther- mique est, pour le plomb, 4 à 6 fois inférieur à celui de l'alu- minium et de ses alliages.
Selon l'invention, pour accroître le refroidissement de le substance intermédiaire, bonne conductrice de la chaleur, cette substance pourra, dans tous les cas, s'élargir à l'arrière de la tuyère et former, par exemple, une couronne d'épaisseur décrois- santé.
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L'invention sera mieux comprise en se référant au dessin annexé dans lequel il est montré schématiquement et à titre d'exem- ple seulement, plusieurs modes de réalisation.
Les figs. 1 à 4 représentent.chacune, en coupe longitudi- nale, une tuyère selon l'invention.
Sur la fig. 1, la tuyère, montée sur la paroi 6 d'un ga- zogène, est formée d'un tube central ln infusible aux températures de fonctionnement, constituant la tuyère proprement dite, et dans lequel circule l'air admis au gazogène.
Un,tube concentrique 2, également infusible, forme double enveloppe.
Dans la capacité close 7, ménagée entre les tubas concen- triques 1 et 2, et munis d'orifices de remplissage, fermés, par des bouchons 8, on a coulé: vers l'avant, une substance fusible 3, cette substance pouvant, par exemple, être du plomb; puis, occupant une importante partie du volume intérieur de la double enveloppe, une seconde substance 4, à point de fusion plus élevé, laquelle, µgrès refroidissement, forme, en.. fonctionne- ment, une séparation métallique, -bonne-conductrice, entr la sub- stance fusible S, et une seconde substance fusible 5, introduite dans la partie de la double enveloppe qui est extérieure au ga- zogène.
Le point de fusion de cette seconde substance 5 est in- férieur à celui de la.substance fusible 3, introduite à l'avant , de la double enveloppe. '
Les substances fusibles, 3 et¯5, sont choisies de. manière que leur température respective de fusion soit en rapport avec la température moyénne de la tuyère, à sa partie avant, très chaude, et à sa partie extérieure dont la température est beaucoup moins élevée.'
La substance intermédiaire 4, séparant les substances fu- sibles 3 et 5, étant bonne conductrice de la chaleur en permet- l'écoulement rapide, à la fais de la périphérie vers le centre, et de l'avant vers l'arrière. La température du tube périphérique-0- se trouve fortement diminuée.
Sur la fige 2, la substance intermédiaire 4 remplit égale- ment le rôle de substance fusible par sa partie,avant 4' laquelle -portée à une température plus élevée, fond quand son point de fusion est dépassé.
Avec des points de fusion voisins de 600 à 625 , des alliages d'aluminium, utilisés.comme substance 4, peuvent jouer, à la fois, -le rôle de substance fusible à levant, et de substance bonne conductrice sur le reste de, leur longueur, Cette bonne conductibilité contribuera, d'ailleurs, à,limiter le volume pouvant
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être fondu à 1'avant.
La double enveloppe, dont les dimensions sont augmentées à sa partie arrière, forme alors une capacité 7', par exemple cy-
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lindrique, à 1,'intérienr de laquelle la substance bonne conductrice 4 s'étale sous la forme, par exemple, d'une couronne 4", d'épais- seur décroissante. De cette manière, on accroît la surface de con- tact entre la substance conductrice 4 et la substance fusible 5.
La fig. 3 montre une forme simplifiée dans laquelle la tuyè, re se réduit à une double enveloppe, avec tube périphérique 2 et tube central 1, cette double enveloppe ouverte vers l'arrière,
Une substance métallique 4, bonne conductrice de la chaleur, coulée dans la double enveloppe, forme vers l'arrière de la tuyè- re, une large couronne 4" se refroidissant directement au con- tact de l'air.
La substance 4, bonne conductrice, peut être choisie de manière à former elle-même,.si nécessaire, substance fusible à sa partie avant.
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On pourrait égitl¯entttù-til:i:àe:b:tmt,èenaJt6.lll'felume d'une substance fusible distincte, le plomb, par exemple.
La fig. 4 est une variante de la disposition de la fig. 3.
Pour accroître la convection au contact de la couronne 4", l'air ne pénètre plus dans la tuyère, à l'arrière de celle--ci, mais circule, radialement, entre la couronne 4" et un disque nervu 9 qui lui est parallèle. L'air pénètre ensuite dans la tuyère par les ouvertures'10, ménagées dans le tube central 1. Le fond 11 peut etre amovible, pour permettre l'allumage par le tube centrale.
La convection, par laquelle se refroidit la couronne 4", devenant à peu près indépendante du déplacement du.véhicule, la disposition de la fig. 4 peut être utilisée également pour des ga- zogènes fixes et, généralement, pour toutes les tuyères, quelle' que soit leur utilisation.
On peut remarquer que les dispositions des fig. 3 et 4 permettent de résoudre complètement, et de façon extrêmement simple, le problème du refroidissement des tuyères. L'utilisation des al- liages d'aluminium permet à la substance coulée 4 d'être un élément bon conducteur, transmettant rapidement la chaleur transversalement, et d'avant en arrière, et de remplir également, à sa partie avant, le rôle de substance fusible, si la ,température s'élève trop.
La disposition de la fig. 4 est également efficace contre les retours de flamme,
Selon les cas et applications, on pourra, out en restant dans les limites de l'invention, lui-apporter les modifications qui n'en altèrent pas le principe.