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Pièces de machine et procédé pour régler leur température
Dans la construction des machines motrices ou réceptrices, telles que les moteurs d'automobile par exemple, on a l'habitude, ainsi qu'il est connu, de con- stituer le cylindre et la culasse par des pièces en fonte séparées l'une de l'autre par un joint. Cela entraîne, avec l'emploi du refroidissement par eau, les dfficultés connues occasionnées par les joints, étant donné que le joint doit être,étanche à la fois à l'eau et à la pression élevée des gaz, même avec des variations importantes de pression et de température.
Les chambres d'eau, obtenues par des procédés de fonderie difficile, ne peuvent être usinées et occasionnent
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souvent des poches de vapeur, des zones faibles dans leurs parois, et d'autres inconvénients. A cela il faut ajouter la fragilité des pièces moulées, l'utilisation, sans mesures spéciales, de matériaux à haute résistance étant jusqu'à maintenant impossible.
Conformément à l'invention, dans les pièces de machine des genres les plus divers, pour les refroidir ou pour les réchauffer, c'est-à-dire pour régler leur tempé- rature en particulier pour refroidir les culasses et (ou) les cylindres des machines motrices et réceptrices, on ménage des canaux à section transversale au moins sensible- ment constante qui sont parcourus par l'agent de refroidis- sement ou de rechauffage, c'est-à-dire, par exemple, par de l'eau, par de la saumure, par de l'air, etc. L'équi- librage de température s'effectue ainsi, à travers le matériau constitutif de la machine qui peut être consti- tué par exemple par du métal léger moulé ou forgé, par du laiton, par de la fonte, par du fer malléable etc.
Il est préférable que les canaux réglant la tem- pérature soient disposés de telle manière qu'ils puissent être réalisés par usinage ou encore qu'ils soient consti- tués par des tubulures en métal à point de fusion élevé, noyées dans la pièce lors de la coulée même. Suivant une solution qui s'avère comme éant particulièrement avanta- geuse dans bon nombre de cas, les canaux sont constitués par des rainures ouvertes vers l'extérieur, de sorte qu'el- les peuvent être usinées facilement, et qui sont fermées ensuite par des feuilles de tôles.
Quand l'agent régulateur de température est un agent liquide, les canaux sont dispo- sés en direction ascendante soit continue, soit par gra- dins et, dans ce cas, on peut, en plus, aménager extérieure- ment des nervures de refroidissement.- Pour augmenter la sur- face assurant la transmission de la chaleur et pour déve- lopper la turbulence qui favorise cette transmission, on peut aussi munir les parois intérieures des canaux d'ondu- lations ou d'inégalités de surface de tout autre genre.
Il convient de procéder à un refroidissement mé- thodique, c'est-à-dire d'introduire l'agent de refroidisse- ment dans les canaux au point le plus froid et de le faire sortir au point le plus chaud car, de cette manière, la dépense en agent de refroidissement est aussi réduite que
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possible.
Dans le cas de refroidissement par un liquide, il est avantageux de constituer les raccors prévus pour le liquide par des pièces séparées indépendantes du joint de manière que ce joint n'ait à remplir que son office normal.
Par l'adoption de vitesses élevées par la circu- lation de l'agent de transmission de la chaleur, liquide ou gazeux dans les canaux, on obtient des résultats parti- culièrement favorables, au point de vue de la quantité et du rendement du fluide refroidisseur, et en meme temps on obtient un meilleur effet dû à l'augmentation de la tur- bulence*
En appliquant l'invention au refroidissement par l'air des moteurs à combustion interne, on obtient un effet secondaire très intéressant en ce que le moteur devient plus silencieux que ne le sont, dans la pratique, les mo- teurs ordinaires à refroidissement par air avec cylindres à parois minces munies d'ailettes.
Toutefois, l'applica- tion de l'invention n'est pas limitée aux moteurs à com- bustion interne et peut s'étendre avantageusement a bien d'autres utilisations du refroidissement ou du réchauffage*
Le dessin représente deux exemples de réalisation de l'invention.
La fig. 1 représente une coupe verticale d'une culas- se et du cylindre correspondant.
La fig. 2 représente une vue en plan, suivant la direction de la flèche A de la fig. 1.
La fig. 3 représente une vue en élévation suivant la direction de la flèche B de la fig. 1.
La fig. 4 représente une coupe horizontale, faite suivant la ligne C-D de la ligne 3. le cylindre 1 du moteur à combustion interne faisant l'objet de cet exemple est pourvu d'une culasse qui, con- formément à l'invention, est munie de canaux 3 à travers lesquels est refoulé de liquide refroidisseur qui est amené à la culasse 2 à travers l'orifice 4 . La sortie du liquide refroidisseur se fait par l'orifice 5. Le repère 6 désigne
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les soupapes qui, dans l'exemple représenté, sont des sou- papes renversées, mais qui pourraient aussi bien être dis- posées verticalement dans la culasse 2 de la manière connue en soi, avec ouverture de bas en haut.
Le cylindre 1 est refroidi, d'une manière connue en soi, par un liquide re- froidisseur qui, à sa sortie de ce cylindre, peut être amené à la culasse 2 pour la refroidir.
Au lieu des culasses on peut aussi, de manière analo- gue, munir-de canaux de ce genre les chemises afin de les refroidir. A cet effet, les chemises peuvent, par exemple, être entourées d'une enveloppe concentrique dans laquelle sont disposés des évidements (canaux), à travers lesquels le liquide refroidisseur circule autour des chemises en suivant, par exemple, un trajet hélicoïdal. Hais on peut aussi exécuter à la fois, les chemises et les culasses con- formément à l'invention. Les fig. 5 et 6 du dessin représent- ent une forme de réalisation de l'invention correspondant cette dernière hypothèse.
La fig. 5 représente une coupe verticale de la culasse et du cylindre.
La fig. 6 représente une coupe horizontale faite suivant la ligne E - F de la fige 5.
La chemise 7 est entourée par l'enveloppe 8 qui lui est concentrique et dans laquelle sont ménagés des évide- ments (canaux 9). Le liquide refroidisseur, qui entre dans ces canaux par l'orifice 10, est conduit autour de la chemise 7 suivant untrajet qui est, par exemple, hélicoïdal, La sortie du liquide refroidisseur a lieu par l'orifice 11.
Le liquide refroidisseur peut alors être évacué mais il peut aussi être amené à la culasse par l'interm édiaire du raccord 12.'On peut aussi faire en sorte que le liquide re- froidisseur soit amené d'abord à la culasse et ensuite à l'enveloppe de la chemise. Le refroidissement de la culasse et du cylindre peut donc être fait soit en série, et dans ce cas le liquide refroidisseur refroidit d'abord la chemise et ensuite la culasse, soit en parallèle.