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Appareil comportant des conduits branchés en parallèle.
Dans un appareil comportant des conduits branchés en parallèle ainsi qu'une chambre d'amenée et d'évacuation commune pour un fluide liquide ou gazeux, chambre commune dans laquelle la direction de circulation principale du fluide forme un angle avec les conduits ou canaux branchés en parallèle, il y a lieu de faire passer par unité de temps dans chacun des canaux pra.- tiquement la même quantité de fluide dans un sens de circulation que dans l'autre.
C'est ainsi que, lorsque l'ensemble des canaux branchés en parallèle constitue l'échangeur de chaleur ou le ré- cupérateur d'une machine à piston à gaz chaud, par exemple un moteur à gaz chaud ou une machine frigorifique fonctionnant suivant le principe inverse du moteur à gaz chaud, il importe que la charge de chacun des éléments dont l'ensemble constitue l'échangeur de chaleur, soit la même dans les deux sens de cir- culation du fluide.
D'une façon générale, dans un tel appareil, à moins de dispositions spéciales, cette condition n'est pas
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satisfaite; comme la direction de circulation principale du fluide dans la chambre d'amenée et d'évacuation commune forme un angle avec les canaux branchés en parallèle, en général, la quantité de fluide qui, par unité de temps, traverse les divers canaux, n'est pas, pour un canal donné, la merle dans un sens que dans l'autre.
La présente invention résout ce problème.
Dans une forme d'exécution de l'invention, on a prévu, dans un ou plusieurs des conduits ou canaux branches en paral- lèle, des résistances de charge telles que la quantité de fluide traversant chacun des canaux soit pratiquement la même dans les deux sens. Cette forme d'exécution de l'invention est basée sur le fait que l'on s'efforce de corriger localement dans les canaux mêmes les différences dans les quantités de fluide qui y passe. A cet effet, on peut prévoir dans un ou plusieurs canaux des pertes de charge à coefficient de résis- tance aérodynamique différent pour les deux sens de circula- tion.
Dans une autre forme d'exécution de l'invention, on va plus loin encore et on prend le mal à sa racine. A cet effet, on monte dans la chambre d'amende et d'évacuation commune, à proximité d'un ou de plusieurs des endroits où les canaux branchés en parallèle débouchent dans les chambres communes, un ou plusieurs organes de guidage du fluide, par exemple des aubes. La, Demanderesse a constaté que cette disposition permet d'atteindre le but poursuivi.
Il s'est en effet avéré que l'inconvénient précité est provoqué par le f?it que, lors de la sortie du fluide des canaux branchés en parallèle dans la chambre d'amenée et d'évacuation commune, les flux les plus rapprochés de l'ouverture d'évacuation de cette chambre consti- tuent, pour ainsi dire, une entrave pour les flux de fluide oui sortent des autres canaux, plus éloignés de l'ouverture d'éva-
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cuation, ce qui en l'absence de dispositions spéciales, fait que, par unité de temps, la quantité de fluide traversant certains des canaux branchés en parallèle est plus grande dans . un sens que dans l'autre.
Il est recommandable de réaliser la chambre d'amenée et d'évacuation commune de manière que le fond de la chambre soit incliné d'un angle égal à l'angle que forment les aubes avec le plan dans lequel débouchent les canaux branchés en parallèle.
La présente invention est particulièrement intéres- ,sante dans le cas où la chambre d'amenée et d'évacuation commune se raccorde, éventuellement par l'intermédiaire des canaux branchés en parallèle, à un récupérateur tel qu'utilisé fré- quemment dans les machines à piston à gaz chauds précitées. En effet pour assurer à un tel récupérateur un rendement maximum, il importe qu'en chaque endroit, la résistance offerte au pas- sage du fluide soit la même dans les deux sens. Si cette ré- sistance est autre dans une partie déterminée du récupérateur, il se produit dans la matière du récupérateur un transport de chaleur perpendiculaire à la direction de passage du fluide et ce transport affecte le rendement de ces récupérateurs.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'in- vention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de la dite invention.
Les figures 1 et 2 montrent, la première en coupe longitudinale et l'autre en plan, une première forme d'exécu- tion de l'appareil conforme à l'invention.
L'appareil comporte une chambre toroidale 1, dans laquelle débouche tangentiellement la conduite 2. Dans la par- tie supérieure de la chambre 1, sont prévues, disposées en couronne, un certain nombre d'ouvertures 3 dans lesquelles sont
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fixés les tubes 4. A leur autre extraite, ces tubes se raccor- dent à une plaque annulaire 5, aui comporte un nombre d'ouver- tures égal au nombre de tubes. Sur la plaque 5 est monté le récupérateur 6, réalisé en fil métalliques ce récupérateur affecte, lui aussi, la forme toroldale et est fermée tant à sa surface intérieure au'à sa surface extérieure par les parois cylindriques 7 et 8.
Le dispositif dessiné constitue une partie d'un moteur à gaz chaud; l'ensemble des tubes 4 constitue le ré- frigérant de ce moteur tandis que l'organe 6 fait, de manière usuelle, office de récupérateur. Le fluide actif dans le moteur est amené et évacué par la conduite 2; au-dessus du récupérateur se trouve, de la manière usuelle dans les moteurs à gaz chaud, le réchauffeur du moteur; ce réchauffeur, non représenté sur le dessin, se raccorde à son tour à la chambre chaude du moteur.
La conduite 2 se raccorde à la chambre froide du moteur.
En l'absence de dispositions spéciales, lorsque le fluide traversant la conduite 2 est chassé à travers la chambre 1, les tubes 4 et le récupérateur 6, on constate que les divers tubes laissent passer, par unité de temps, une plus grande quan- tité de fluide dans un sens que dans l'autre. La Demanderesse a trouvé que ceci est attribu?.ble au fait que dans la. chambre d'amenée et d'évacuation, commune aux tubes 4 et constituée par la chambre 1, la direction de circulation principale du fluide forme un certain angle avec les tubes 4, branchés en parallèle.
Dans cette forme d'exécution de l'invention, on obvie à cet in- convénient en insérant dans un ou plusieurs des conduits ou canaux 4 branchés en parallèle, des résistances aérodynamiques indiquées ici par 9, 10 et 11. Ces résistances ont des dimen- sioris telles qu'elles fournissent, au moins approximativement, l'effet désiré. Sur la fig.l, ces résistances aérodynamiques sont représentées schématiquement; en général, elles seront consti- tuées par un rétrécissement local de ces tubes. Eventuellement, @
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grâce à une conformation appropriée, elles peuvent fonctionner de manière à constituer pour l'un des sens de circulation, une perte de charge autre que pour l'autre sens.
La forme d'exécu- tion de l'appareil conforme à l'invention est donc basée sur le principe que l'on apporte dans les divers canaux branchés en parallèle des corrections suivant les besoins.
Dans les formes d'exécution montrées sur les figs.3, 4, 5, 6, 7, 8 et 9, on obvie à l'inconvénient précité par un effet de compensation. Ceci sera expliqué en détail à l'aide des figs. 3 et 4.
La fig.3 est une coupe longitudinale de l'appareil, tahdis que la fig. 4 est une coupe transversale, par le plan IV-IV de l'appareil montré sur la fig.3..
Ce dispositif comporte une chambre d'amenée et d'évacua- tion communel 21, constituée par un creux ménagé dans la chambre 22. Dans la chambre 22 se trouve une pièce de fond 23; à l'ou- verture 24 ménagée dans la chambre 22 se raccorde la conduite 25. La partie supérieure de la chambre 22 est fermée par la .plaque 26. Dans celle-ci débouchent un grand nombre de tubes 27, branchés en parallèle. Dans ce dispositif aussi on s'effor- ce de faire en sorte que chacun des tubes 27 soit traversé, par unité de temps, par la même quantité de fluide (gazeux ou liquide) dans les deux sens.
Dans ce dispositif, ce résultat s'obtient en disposant dans la chambre d'amenée et d'évacuation commune 21, à proximité des endroits où les tubes 27 débouchent dans la chambre 21, les organes de guidage 28, affectant la forme d'aubes, dont chacun est fixé, par une partie repliée 28a, contre la partie inférieure de la plaque 26, par exemple par soudure. De préférence, l'angle a que forme la partie en saillie des aubes 28 avec la partie inférieure de la plaque 26 est choisi égal à l'angle b que forme la pièce de fond 23 avec la partie inférieure de la plaque 26.
Le fonctionnement de ce
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dispositif est bas sur le fait que l'entrée et la sortie du
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fluide dans et hors de la eliaibre à'*u1enÀe et d'év8cuption comune 21 à travers les tubes 27 les plus écartés de la con- duite 25 ne sont pas entravées par l'entrée et la sortie à tra- vers les tubes disposas plus près de la conduite 25. Eventuel- lement, on peut supprimer, suivant les besoins, une ou plusieurs des aubes 28. En général, ces aubes existeront en tout cas à proximité des endroits où les tubes 27 débouchent le plus près de la. conduite 25.
En ce aui concerne son effet, la forme d'excution montrée sur les figs.5, 6 et 7, est en principe analogue à celle des figs.3 et 4, mais elle en diffère par le fait que la chambre d'amenée et d'évacuation commune est toroïdale au lieu d'être prismatique.
La fig.5 est une coupe longitudinale du dispositif, la fig. 6 est une coupe suivant le plan VI-VI et la fig.7 montre le cercle d'aubes utilisé dans ce dispositif.
La chambre d'amenée et d'évacuation commune 30 se trouve dans le boîtier 31 où débouche la conduite 32. L'écran cylindriaue 33 crée dans le boîtier 31 une chambre toroldale 30. Le fond 34 est constitué par la partie supérieure d'une bague cylindrique 34 à surface supérieure oblique 35. Dans la plaque 36, qui ferme la chambre à sa partie supérieure, débou- chent les tubes 37 qui constituent les canaux branches en pa- rallèle. La figure montre que, dans la chambre 30, la direc- tion de circulation principale forme un certain angle avec les tubes 37.
Dans cette forme d'exécution, pour que, par unité de temps, chacun des tubes 57 soit travers par la même quantité de fluide dans les deux sens, on a prévu, tout comme dans le dispositif montré sur les figs. 3 et 4, dans la chambre 30 à proximité de l'endroit où débouchent les tubes 37, des aubes de guidage. Tout comme le montre la fig.7, ces aubes sont obtenues @
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en découpant sur trois côtés des languettes dans une bague à section transversale en forme de U, en pliant ces languettes dans la position requise par rapport à la surface de fond de cette bague et en fixant ensuite, par' exemple par soudure, les côtés latéraux de ces languettes aux bords relevés de la bague.
Sur la fig.7, les côtés découpés sont indiqués par 38, 39 et 40; les c8tés 38 et 40 sont soudés aux bords relevés 41 et 42 (fig. 7) de la bague ce qui donne une aube telle que re- présentée sur la fig. 5 sous le tube 37a. Cette figure montre en même temps la position des bords relevés 41 et 42 de la bague dont sont constituées les aubes.
Enfin les figs. 8 et 9 montrent une forme d'exécution, du dispositif conforme à l'invention, dans laquelle le récupé- rateur est raccordé directement à la chambre qui contient la chambre d'amenée et d'évacuation commune du fluide. La fig.8 est une coupe de l'appareil tandis que la fig.9 est une vue en plan de cette chambre avec la plaque métallique 'dont sont constituées les aubes de guidage.
La paroi de la chambre 47, dans laquelle se trouve la. chambre d'amenée et d'évacuation commune est indiquée par 45.
Le fluide est amené dans cette chambre et en est évacué à tra- vers le tube 46. Le fond de la chambre 47 est constitué par la surface supérieure 48 d'une pièce prismatique 49. A sa partie supérieure, la chambre 47 est ferméepar la plaque métallique 50, dans laquelle'sont formées, par incision, un certain nom- bre d'aubes 51 qui, comme le montre la fig.8 sont pliées vers le bas hors du plan de la plaque 50. Cette plaque est-coincée entre les parois latérales de la chambre et une cloison 52 dans laquelle se trouve la matière 53 du récupérateur.
Dans ce cas, lescanaux branchés en parallèle qui doivent laisser passer,, autant que possible, la 'même quantité de fluide dans les deux sens, sont formés'par les canaux qui se trouvent dans
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la matière de récupérateur qui est constitué par exemple par du fil métallique enchevêtré,. Les aubes de guidage 51 font en sorte que le but poursuivi soit atteint.