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MACHINE A PISTON A GAZ CHAUD.
L'invention concerne une machine à piston à gaz chaud. Par maehi- ne à piston à gaz chaud il y a lieu d'entendre un moteur ou bien une machine frigorifique fonctionnant suivant le principe inverse de celui du moteur à gaz chaud.
Dans les formes de réalisation connues jusqu'à présent, le cy- lindre dans lequel se déplace le piston ou le balayeur, est entouré d'un second cylindre qui limite l'enceinte active de la machine. Dans ce second cylindre, se trouvent en générale des canaux pour le fluide actif.
Ces canaux appartiennent au système de canaux de l'échangeur de- chaleur correspondant à l'enceinte active. Par suite de la pression cyclique assez élevée régnant dans la machine, le second cylindre doit comporter une paroi assez épaisse. La tête de la machine devient donc assez lourde, ce qui. constitue parfois un inconvénient, par exemple pour la réalisation d'un mo- teur léger comme ceux qui sont nécessaires pour la traction et surtout l'a viationo
Dans certaines formes de réalisation, l'échange de chaleur avec le fluide actif de la machine s'effectue à travers la paroi de ce cylindre.
La grande épaisseur de la paroi influence défavorablement cette transmission de chaleur.
En outre dans les moteurs à piston à gaz chaud, la chambre chaude est portée à une température et à une pression assez élevées..De ce fait,.la paroi limitant l'enceinte active est fortement sollicitée. En outre, cette paroi subit de fortes tensions résultant de la dilatation.
Lorsqu'on fixe cette paroi par des points dont la température est assez élevée, à d'autres organes de la machine, il,pourra se produire en ces points de fixation d'assez fortes tensions .thermiques.
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L'invention fournit la possibilité de munir la tête d'une ma- chine à piston à gaz chaud d'une paroi, qui tout en étant mince;, est suffi- samment résistante et dans laquelle les tensions thermiques sont réduites dans la mesure du possible. A cet effet, la machine à piston à gaz chaud conforme à l'invention présente la particularité suivante -. la paroi de la tête de la machine qui est exposée à la pression interne du fluide actif, est réalisée essentiellement sous forme d'une calotte sphérique plus grande qu'une demi-sphère qui entoure au moins partiellement la chambre chaude du moteur, tandis que la fixation de cette paroi à un ou plusieurs organes du moteur s'effectue en un endroit froid de la machine.
De cette manière, même dans le cas de pressionsde cycle assez élevées, la résistance de la paroi sphérique est suffisante, même lorsque cette paroi est très mince. En outre, comme il a déjà été mentionné, cette faible épaisseur de la paroi améliore notablement la transmission de la chaleur à travers cette paroi.
Suivant une forme de réalisation avantageuse de l'invention, l'enceinte limitée par la calotte sphérique contient des canaux pour le fluide actif de la machine, canaux qui appartiennent à un ou à plusieurs é- changeurs de chaleur de la machine.
Dans diverses formes de réalisation de cette machine, l'enceinte ,limitée par la calotte sphérique pourra comporter d'assez grands espaces morts nuisibles. Ces espaces morts réduisent le rendement de la machine. Aus- si faudra-t-il, en général, que, suivant une forme de réalisation de l'in- vention, l'enceinte limitée par la calotte sphérique soit partiellement gar- nie de pièces de remplissage. Il va de soi que ces pièces de remplissage peuvent être massives ou creuses.
Dans une autre forme de réalisation avantageuse de l'invention, la paroi de la calotte sphérique comporte des moyens pour améliorer la trans- mission de chaleur par exemple des saillies ou des tuyauteries pour le chauf= fage indirect. On augmente ainsi la transmission de la chaleur par la paroi.
La paroi peut aussi comporter des tubes dans lesquels circule un fluide in- termédiaire transmettant la chaleur ce qui permet d'obtenir un chauffage indirect du fluide actif.
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.
Les figures montrent schématiquement deux formes de réalisation de la tête d'une machine à piston à gaz chaud, munie d'une paroi conforme à l'invention.
Les figs. 1 et 2 représentent une forme de réalisation dans la- quelle il ne se produit guère d'échange de chaleur à travers la paroi de la calotte sphérique, tandis que la fig. 3 montre une autre forme de réali- sation dans laquelle l'échange de chaleur s'effectue essentiellement à tra- vers la paroi de la calotte sphérique.
Dans les deux formes de réalisation, les organes correspondants portent les mêmes chiffres de référence.
Dans le cylindre 1 des figs. 1 et 2, déplacent un balayeur 2 et un piston 3; ces derniers organes, qui se-déplacent avec un décalage constant, sont accouplés de manière connue à un vilebrequin. L'enceinte formée au-dessus du balayeur'est la chambre chaude tandis que l'enceinte formée entre le balayeur et le piston est la chambre froide. La chambre 'chaude est entourée d'une paroi 4 affectant la forme d'une calotte sphé- rique plus grande qu'une demi-sphère.
Dans l'enceinte limitée par la paroi en forme de calotte sphérique se trouvent les canaux d'un échangeur de cha- leur, formant réchauffeur, à savoir les canaux 5 pour les gaz de combustion et les canaux 6 pour le fluide actif.Dans cet échangeur de chaleur, l'é- change de chaleur entre les gaz de combustion et le fluide actif, s'effec- tue essentiellement à travers la paroi des canaux ménagés dans l'enceinte
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limite par la calotte sphérique les gaz de combustion pénètrent dans le réchauffeur en 7 et quittent celui-ci en 8 Le fluide actif traversekes ca- naux 6 et se dirige alors à travers le récupérateur 9 et le réfrigérant 10 versla chambre froide;
, 1/enceinte dans la calotte sphérique, non occupée par les canaux de l'échangeur de chaleur:, est remplie déléments 11 de sorte que 1''espace mort peut être assez petite
La fig. 2 est une coups par le plan II-II de la fig 1 Cette fi gure est une coupe transversale montrant les canaux du fluide actif et ceux des gaz de combustion,
Dans le moteur représenté sur la fig 3 les gaz de combustion qui pénètrent dans le réchauffeur en 7 et qui le quittent en 8 lèchent la face extérieure de la calotte sphérique et transmettent la chaleur au fluide actif par l'intermédiaire desailettes 20 de la paroi 4 et d'éventuelles ailettes prévues dans les canaux 6 du fluide actif.Ce fluide actif se di- rige à travers les canaux:
6, le récupérateur 9 et le réfrigérant 10, vers la chambre froide.,Dans cette forme de réalisation, l'enceinte qui est li- mitée par la calotte sphérique est aussi partiellement remplie d'éléments 11 de sorte que l'espace nuisible est réduit .au minimumo
Dans les deux formes de réalisa1:.ion, la paroi de la tête de la machine est fixée à l'aide d'une bride 12 en -Lui endroit 3, à savoir à la hau- teur de la surface terminale froide du récupérateur, à d'autres organes de la machine.