<Desc/Clms Page number 1>
MOTEUR A PISTON A GAZ CHAUD
L'invention concerne un moteur à piston à gaz chaud comportant un récupérateur et un réfrigérant. Comme on le sait, pendant son passage dans le récupérateur, dans un sens de passage, le fluide actif de la machine cède de la chaleur de sorte que la température du fluide baisse, et pendant le passage en sens inverse ce fluide absorbe de nouveau de la chaleur, de sorte que sa température augmente. La matière de remplissage du récupérateur subit donc d'assez grandes variations de température. C'est ainsi que la surface terminale chaude du remplissage du récupérateur peut se trouver à 600 alors que sa surface terminale froide est à 100 C par exemple.
Le récupérateur est logé dans une enceinte entourée d'une en- veloppe. En général, cette enveloppe est fixée, au niveau de la surface li- mite de l'extrémité froide du remplissage du récupérateur, à un ou plusieurs organes du moteur. Le grand écart de température qui règne dans le récupé- rateur porte cette enveloppe à des températures très différentes. C'est ainsi qu'au niveau de l'extrémité chaude du remplissage du récupérateur, la température de la paroi peut atteindre environ 600 C, tandis qu'au ni- veau de l'extrémité froide du remplissage du récupérateur, la température est approximativement celle du réfrigérant.
Comme, en général, la hauteur optimum du remplissage du récu- pérateur est assez petite, l'écart de température dans l'enveloppe se mani- feste sur une assez courte distance. Cependant, du côté de la température la plus élevée, la dilitation de l'enveloppe est beaucoup plus grande que du côté où la température est la plus basse. Ceci provoque dans l'enveloppe de grandes contraintes mécaniques. En outre, si l'enveloppe entourant l'en- ceinte du récupérateur est fixée au réfrigérant, par suite de la petite hauteur de l'enveloppe, les pertes de chaleur vers le réfrigérant sont assez grandes.
Pour obvier aux inconvénients précités, le moteur à piston à gaz chaud conforme à l'invention, présente la particularité suivante l'en- ceinte du récupérateur est entourée d'une enveloppe pratiquement cylindrique
<Desc/Clms Page number 2>
dont la hauteur est telle que partant de la surface terminale chaude du remplissage du récupérateur, elle dépasse la surface froide de ce remplis- sage; cette enveloppe est fixée en ce dernier endroit à un ou plusieurs organes du moteur.
Dans cette forme de réalisation, la hauteur de l'enveloppe sur laquelle se produit la chute de température, est plus grande que dans la forme de réalisation connue, et les variations de contrainte mécanique dans l'enveloppe sont notablement moins dangereuses.
Dans une forme de réalisation de l'invention, le réfrigérant s'applique contre l'extrémité froide du récupérateur, ce qui assure une con- struction simple et compacte.
Dans une autre forme de réalisation, la hauteur de la partie de l'enveloppe dépassant l'extrémité froide du récupérateur, est au moins égale à 0,3 fois la hauteur du remplissage du récupérateur. 'Par hauteur du remplissage du récupérateur, il y a lieu d'entendre la distance entre la surface terminale froide et la surface terminale chaude de ce remplissage.
Pour réduire la rigidité de l'enveloppe et obtenir en même temps une dilatation uniforme, dans une forme de réalisation avantageuse de l'in- vention, l'épaisseur de la paroi de l'enveloppe diminue de l'extrémitéchau- de du récupérateur vers la surface terminale froide.
La section du remplissage du récupérateur devant être aussi uniforme que possible sur toute la hauteur, en régime la surface extérieure du récupérateur, donc la paroi intérieure de l'enveloppe doivent se rap- procher autant que possible de la forme cylindrique. Dans une forme de réa- lisation avantageuse de l'invention, ce résultat s'obtient en donnant à la surface intérieure de l'enveloppe une forme telle qu'elle soit conique à l'état froid.
La partie supérieure de l'enveloppe étant plus épaisse, sa di- latation est moindre en cet endroit.
En général, tant du côté de la surface terminale chaude du ré- cupérateur que du côté de la surface terminale froide, l'enveloppe du récu- pérateur se raccorde à une paroi notablement plus épaisse. Pour éviter une trop grande rigidité de l'enveloppe à l'endroit où celle-ci se raccorde à la paroi plus épaisse, il est recommandable, suivant une forme de réalisa- tion de l'invention, de prévoir une rainure dans la paroi à l'endroit où l'en- veloppe se raccorde à une partie de paroi annulaire perpendiculaire à l'axe de l'enveloppe.
Cette partie de paroi peut être, par exemple, une bride par laquelle l'enveloppe est fixée à un ou plusieurs organes du moteur ou une partie de paroi qui limite l'une des surfaces terminales de l'enceinte du récupérateur.
Pour réduire les fuites de chaleur à travers l'enveloppe vers le réfrigérant, dans une forme de réalisation avantageuse de l'invention, la partie de l'enveloppe qui dépasse la surface terminale froide, entoure le réfrigérant pratiquement sur toute la longueur de ce dépassement avec un certain jeu.
La hauteur de l'enveloppe du récupératuer comprise entre la surface terminale chaude du remplissage du récupérateur et l'endroit de fixation au réfrigérant étant plus grande que dans les formes de construc- tion connues jusqu'à présent, les fuites de chaleur à travers l'enveloppe sont notablement plus petites.
La description qui va suivre en regard 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 montre un moteur à gaz chaud muni d'une enveloppe de récupérateur conforme à l'invention.
<Desc/Clms Page number 3>
La fige 2 montre cette enveloppe à échelle plus grande.
Sur la figo 1, la chambre chaude 1 est influencée par un ba- layeur 2. Le fluide actif circule de cette chambre chaude à travers le ré- chauffeur 3, le récupérateur 4 et le réfrigérant 5, vers la chambres froide 60 Le volume de la chambre froide 6 est influencé par le balayeur 2 et par - le piston 7. Le balayeur comme le piston qui se déplacent avec'un certain décalage sont accouplés, par des mécanismes de bielles, à un vilebrequin non représenté sur le dessin. Au réchauffeur, constitué par deux paires de faisceaux de tuyaux repliés disposés autour de la chambre de combustion 8, on amené de l'énergie calorifique du brûleur 9.
Les gaz de combustion quittent le réchauffeur par l'échappement 10. L'air de combustion nécessaire est amené au brûleur par le canal annu- laire 11. Le réfrigérant est refroidi à l'aide d'un fluide qui est amené et évacué par les lumières 12.
Le récupérateur 4 est entouré d'une enveloppe cylindrique 13 qui entoure aussi le réfrigérant sur une partie de la hauteur de ce dernier.
Cette enveloppe est fixée par la bride 14 au réfrigérant et au socle de la machine. La hauteur de l'enveloppe est suffisamment grande pour qu'il ne s'y produise pas de trop grandes variations de tension mécanique.
La fig. 2 représente, à plus grande échelle, l'enveloppe cy- lindrique. Les.parties de cette figure, correspondant à celles de la fig. 1, portent les mêmes chiffres de référence que sur cette dernière.
L'enveloppe 13 entoure l'enceinte 15 du récupérateur et contrai- rement à celle représentée sur la fig. 1, elle ne contient pas de remplissa- ge. A sa partie supérieure, l'enveloppe 13 se raccorde à une paroi plus épais- se 16 dans laquelle sont disposés les tuyaux du réchauffeur tandis qu'à sa partie inférieure, elle se raccorde à la bride 14. Comme le montre cette figure, à l'état froid, la paroi intérieure de l'enveloppe est conique, de sorte qu'à l'endroit de la surface terminale chaude du récupérateur l'épais- seur de la paroi est plus grande qu'à l'endroit de la surface terminale froide. Pour assurer une bonne dilatation de l'enveloppe, la paroi 16 com- porte à l'endroit où elle se raccorde à l'enveloppe une gorge 17. De la même manière, à l'endroit où la bride 14 se raccordé à l'enveloppe, elle comporte une gorge 18.
Pratiquement sur toute la hauteur de la partie dont elle dépasse la surface terminale froide du récupérateur, l'enveloppe 13 entoure le réfrigérant 5 avec un certain jeu, ce qui crée l'intervalle 19.
Comme la distance entre le côté chaud de l'enveloppe et l'endroit du contact avec le réfrigérant est ainsi devenue plus grande, il en résulte une notable diminution de la fuite de chaleur vers le réfrigérant.
Il va de soi que l'enveloppe prolongée qui entoure l'enceinte du récupérateur peut s'utiliser avec diverses formes de construction du réchauffeur.