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MÉMOIRE DESCRIPTIF
DÉPOSÉ A L'APPUL D'UNE DEMANDE
DE BREVET D'INVENTION la Société dite : N.V. PEILIPS-' GLOEILAMPENFABRIEKEN Machine multicylindrique à gaz chaud. Demande de brevet hollandais en sa faveur du 27 Octobre 1943.
L'invention concerne une machine à gaz chaud, à plusieurs cylindres et dans laquelle la puissance absorbée ou fournie est répartie sur plusieurs cycles décrits dans des cylindres différents.
A ces machines à gaz chaud appartiennent les moteurs à gaz chaud..
Ce sont des machines thermo-dynamiques, dans lesquelles un cycle thermo-dynamique est décrit par une certaine quantité de gaz enfermé dans une enceinte à volume variable, qui renferme ou communique avec une source chaude, éventuellement un récupérateur, ainsi qu'avec une partie froide qui se trouve en outre dans ou en communication avec une seconde enceinte de volume variable. L'enceinte communiquant avec la source chaude est nommée "chambre chaude", tandis que l'enceinte communiquant avec la source froide est nommée "chambre froide".
Aux machines à gaz chaud appartiennent aussi les machines frigorifiques, dans lesquelles une quantité de gaz absorbe de la chaleur du milieu à refroidir, est ensuite comprimée, cède de la chaleur et se détend. Le gaz décrit donc aussi un cycle thermodynamique, mais de sens inverse à celui d'un moteur à gaz chaud.
Pour décrire ce cycle, la machine absorbe du travail. Ce cycle est décrit dans une enceinte à volume variable, qui renferme ou qui est en communication avec une partie destinée à transmettre la chaleur du milieu à refroidir au gaz dans la machine, éventuellement un récupérateur et une partie destinée à transmettre la chaleur du gaz renfermé dans la machine à un moyen réfrigérant qui assure l'évacuation de la chaleur; cette dernière partie. communique avec une seconde enceinte à volume variable.
Par analogie avec le moteur à gaz chaud 1'enceinte voisine de la partie destinée à transmettre la chaleur du milieu à refroidir au gaz dans la machine, sera nommée "chambre chaude"; l'enceinte voisine de la partie destinéeà transmettre la chaleur du gaz dans la machine au moyen réfrigérant, la "chambre froide", bien que dans une machine frigorifique le gaz renfermé dans la chambre chaude se trouve à une température plus basse que celui renfermé dans la chambre froide.
Les modifications de volume de la chambre chaude et de la chambre froide sont décalées de manière que le gaz soit forcé de décrire le cycle spécifié.
Une partie du gaz renfermé dans les enceintes spécifiées peut éventuellement être admise dans un ou plusieurs canaux ou vases fermés et ensuite être ramenée de ces canaux ou de ces vases dans les enceintes, Dans tous ces cas, le cycle thermo-dynamique est dit fermé.
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La partie refroidissante de la machine à gaz chaud peut éventuellement être supprime et être remplacée par une communication périodique avec l'air extérieur; dans ce cas, une certaine quantité d'air frais est aspir6e à chaque cycle. De telle machines sont dites à cycle ouvert. Tant dans les machines à cycle ouvert que dans celles à cycle ferme, les variations de volume de la chambre chaude sont décalées par rapport à celles de la chambre froide de manière que le gaz soit successivement chauffa détendu, refroidi et comprime.
Chaque cycle peut être décrit soit dans un seul cylindre, soit dans deux cylindres. Dans les deux cas, le circuit comporte un réchauffeur et un radiateur, dans lesquels se produit l'échange de chaleur entre le gaz qui décrit chacun des cycles et le milieu qui transporte la chaleur hors du cylindre. Dans les moteurs à gaz chaud multicylindriques connus, chaque cylindre est muni d'un réchauffeur et d'un radiateur.
L'invention est applicable tant aux machines à cycle ouvert qu'à celles à cycle fermé. Dans le premier cas, les réchauffeurs constituent les seuls organes de transmission de chaleur entre le gaz de la machine et le moyen transportant la chaleur : pour un moteur, ce moyen est constitué par les flammes d'une source chaude ou bien un moyen transporteur entre ces flammes et le réchauffeur ou, dans le cas d'une machine frigorifioue, entre ces flammes et le milieu à refroidir.
Suivant l'invention, on peut simplifier notablement la construction d'unetelle machine à gaz chaud multicylindrique en assemblant au moins les réchauffeurs ou les radiateurs d'un certain nombre de cylindres et en faisant en sorte due la forme de la surface par laquelle s'effectue l'échange de chaleur avec le milieu amenant ou évacuant la chaleur à l'extérieur de la machine soit essentiellement indépendante du nombre de cylindres des réchauffeurs ou des radiateurs.
La forme de construction conforme à l'invention assure l'avantage suivant : non seulement le montage de la machine est plus simple, mais la subdivision du milieu transportant la chaleur vers les divers cylindres est devenue superflue. Ceci élimine en même temps le danger que, par suite d'une répartition inégale de cet agent transporteur, la quantité de chaleur fournie à l'un des cylindres diffère de celle fournie eux autres. Dans le cas d'un moteur multicylindrique, la source chaude peut consister en un seul brûleur, sans qu'il y ait lieu de craindre un chauffage irrégulier des rchauffeurs des divers cylindres.
L'assemblage de plusieurs organes transmetteurs de chaleur analogues, plusieurs réchauffeurs ou plusieurs radiateurs par exemple, n'implique pas nécessairement oue ces réchauffeurs ou ces radiateurs doivent être en une seule pièce. Dans le cas d'organes de forme plus ou moins compliquée, par exemple un réchauffeur muni d'un grand nombre d'ailettes, il est parfois plus efficace de les constituer en plusieurs pièces, dont le nombre correspond ou non à celui des cylindres et d'assembler ces pièces, avant ou pendant le montage de la machine, à l'aide de boulons ou bien, de soudures locales. De cette manière, on obtient malgré tout une surface d'échange de chaleur dont la forme ne dépend pas du nombre de pièces dont est constitué cet organe ou du nombre de cylindres de la machine.
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Dans le cas où les organes transmetteurs de la chaleur ne doivent pas satisfaire à des conditions sévères en ce qui concerne la r'sistance mécanique, comme dans les machines frigorifiques par exemple, ils peuvent être en une seule pièce de métal bon.- conducteur de la chaleur pour tous 'les cylindres ou pour une partie de ceux-ci.
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La description du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de ladite invention.
La fig. 1 est une coupe longitudinale par les axes de deux cylindres d'un moteur à gaz chaud à quatre cylindres.
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La fig. 2 est une vue en plan du radiateur commun à ces quatre cylindres.
Sur les figures, les quatre cylindres du moteur sont indiqués par 10, 11, 12 et 13. Chaque cylindre comporte un réchauffeur 14, traversé par le gaz du cylindre, un récupérateur 15 et un radiateur 16. Les quatre réchauffeurs sont logés, ensemble avec les quatre récupérateurs, dans une tête commune 17 de ces quatre cylindres; cette tête est fixée sur le radiateur à l'aide des boulons 20. Cette tête de cylindre est constitué par quatre pièces initialement non assemblées. Chacune de ces pièces comporte deux faces rigoureusement planes, perpendiculaires l'une à l'autre, qui, lors de l'assemblage des pièces de la tête, sont adossées et qui s'a.daptent alors l'une contre l'autre! pratiquement sans jeu.
Après cet assemblage, les quatre pièces peuvent être fixées l'une à l'autre aux endroits accessibles, à l'aide d'un cordon de soudure 25, de manière qu'elles puissent être montées en bloc dans le moteur.
Pour amener au réchauffeur 14 la quantité de chaleur requise, la tête 17 comporte extérieurement un certain nombre d'ailettes 18, qui augmentent artificiellement de manière connue la surface de transmission de la chaleur. Comme les quatre réchauffeurs forment bloc, il suffit pour ce moteur à quatre cylindres, d'un seul brûleur 19. Les flammes provenant de ce brûleur lèchent les ailettes 18, et réchauffent la tête des quatre cylindres. Comme les quatre parties de cette tête forment bloc, la quantité de chaleur transmise à chacun des cylindres est pratiquement égale, de sorte que chaque cylindre développe le même travail. Ceci favorise une charge uniforme du mécanisme accouplé au-piston et utilisé pour transformer le mouvement rectiligne alternatif en un mouvement de rotation continu et partant, la marche régulière du moteur.
Les radiateurs de ces quatre cylindres sont en une seule pièce 21. Dans un bloc de cuivre, par exemple, sont ménagées quatre ouvertures cylindriques de diamètre égal à l'alésage des cylindres 10, 11, 12 et 13. A proximité de ces ouvertures, on perce dans le cuivre des canaux qui servent à guider le gaz du moteur. Ces canaux 16 sont disposés de manière que le gaz provenant du réchauffeur 14 et du récupérateur 15 puisse traverser ces canaux 16. A sa périphérie, ce bloc de cuivre 21 comporte des moyens d'évacuer vers l'extérieur la chaleur accumulée dans les canaux 16. Pour des moteurs de faible puissance, il suffit de munir la périphérie de ce bloc d'ailettes de refroidissement 22, léchées par de l'air forcé.
Lorsque ce refroidissement par air est insuffisant, on peut utiliser le refroidissement par eau; dans ce cas, le bord de ce bloc sert de canal pour l'eau de refroidissement. Au lieu des quatre radiateurs que nécessiterait un moteur à quatre cylindres dont chaque cylindrecomporte un/re diateur séparé, il suffit, dans le cas envisagé, d'un seul flux d'air de refroidissement ou bien d'un seul canal d'eau de-refroidissement.