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ECHANGEUR DE CHALEUR.
L'invention concerne un échangeur de chaleur comportant une paroi cylindrique à travers laquelle s'effectue l'échangre de chaleur. Dans de tels échangeurs, la paroi cylindrique est léchée intérieurement par un fluide qui, par l'intermédiaire de la paroi, se trouve en contact thermique avec un flui- de qui lèche la surface intérieure de la paroi cylindrique. En général, la paroi d'un tel échangeur de chaleur comporte, tant à l'extérieur qu'à l'inté- rieur, des saillies, par exemple des nervures ou des ailettes. Dans certaines formes de construction connues, on a prévu, sur la face intérieure de la pa- roi, une bande de tôle, par exemple pliée en zig-zag. On obtient ainsi un cer- tain nombre de canaux pour le fluide actif, et de plus, la surface pour l'échan- ge de chaleur augmente notablement.
Cette forme de construction présente ce- pendant un inconvénient il est assez difficile de réaliser des pliures iden- tiques dans la tôle. Dans une autre forme de construction connue, les ailet- tes et la paroi viennent directement de fonderie. Dans cette forme de cons- truction aussi, il est difficile de réaliser un échangeur de chaleur de di- mensions rigoureusement déterminées. Les formes de construction décrites ci- dessus sont fréquemment utilisées dans les machines à piston à gaz chaud. Par "machine à piston à. gaz chaud" il y a lieu d'entendre un moteur à gaz chaud ou une machine frigorifique fonctionnant suivant le principe inverse de celui du moteur à gaz chaud.
L'invention permet de réaliser un échangeur de chaleur dans lequel les canaux utilisés pour le fluide actif ont toujours les dimensions requises et dont la fabrication est très simple.
L'échangeur de chaleur conforme à l'invention présente la particu- larité que, sur toute la périphérie de la surface intérieure de la paroi, sont prévus un certain nombre de segments qui forment ensemble un cylindre, une partie au moins de ces segments comportant des canaux pour un fluide qui est en contact thermique avec la paroi. Les segments décrits ci-dessus peuvent ê- tre réalisés facilement par extrusion, par étirage ou par fraisage..
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Pour obtenir une bonne transmission de la chaleur par la paroi vers les segments, suivant une forme de réalisation de l'invention, il est désira- ble que le cylindre constitué par les segments exerce une certaine pression sur la face intérieure de la paroi du cylindre. Pour obtenir ce résultat, le diamètre extérieur du cylindre constitué par des segments, peut être un peu plus grand que le diamètre intérieur de la paroi cylindrique. De cette maniè-
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.re, ".e, matièrëcdos é.erzts s.e'déom.é .p-endl:1111/.:I:."intll'odi!:tct';.tôtlCtlansJ.ia:pâ.t tt, . cylindrique, ccenquouamssure un bon contact.
Dans une autre forme de réalisation avantageuse de l'invention, les segments sont fixés par soudure à la paroi. Cette soudure peut s'effec- tuer sans outillage spécial et le joint résiste à la corrosion puisque seule une petite surface de ce joint est exposée à l'air.
Dans une autre forme de réalisation de l'invention, les canaux mé- nagés dans les segments suivent une génératrice de ces segments et débouchent dans une surface cylindrique de ces segments.
Pour la préparation de segments, il est avantageux que, conformé- ment à une autre forme de réalisation de l'invention, dans chaque segment les parois latérales des canaux soient parallèles.
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 un exemple de réalisation d'une machine à piston à gaz chaud munie d'un échangeur de chaleur conforme à l'invention.
La fig. 1 est une coupe longitudinale de cette machine.
La fig. 2 est une coupe suivant le plan II-II de la fig. 1.
La machine à piston représentée sur la fige 1 comporte un balayeur 1 et un piston'2 qui se déplacent, avec un certain décalage constant et qui sont accouplés à un mécanisme d'entraînement non représenté sur le dessin.
L'enceinte formée au-dessus du balayeur est la chambre chaude 3, tandis que l'enceinte comprise entre le balayeur et le piston est la chambre froide 4.
Les deux chambres communiquent, par l'intermédiaire d'un réfrigérant 5, d'un récupérateur 6 et d'un réchauffeur 8. Le réchauffeur comporte une paroi cylin- drique 8, dont la surface extérieure est léchée par les gaz de combustion qui sont amenés au réchauffeur par le brûleur 9 et qui quittent ce réchauffeur par le canal 10. Comme le montre aussi la fig. 2, le cylindre 8 comporte extérieu- rement des nervures 11 et, intérieurement, des segments 12 munis de canaux 13 qui sont dirigés suivant des génératrices du segment et qui débouchent sur la surface intérieure de ces segments. Dans chaque segment, les parois latérales de ces canaux sont parallèles entre elles. Pour séparer la chambre chaude de l'enceinte du réchauffeur, on a prévu, à l'intérieur des segments, un cylindre 14.
L'échangeur conforme à l'invention décrit ci-dessus convient non seulement pour les machines à piston à gaz chaud, mais aussi pour diverses au- tres applications.
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HEAT EXCHANGER.
The invention relates to a heat exchanger comprising a cylindrical wall through which the heat exchange takes place. In such exchangers, the cylindrical wall is licked internally by a fluid which, via the wall, is in thermal contact with a fluid which licks the interior surface of the cylindrical wall. In general, the wall of such a heat exchanger comprises, both on the outside and on the inside, projections, for example ribs or fins. In certain known forms of construction, a strip of sheet metal, for example folded in a zig-zag way, is provided on the inner face of the wall. There is thus obtained a certain number of channels for the working fluid, and in addition, the surface for the heat exchange increases considerably.
This form of construction, however, has a drawback: it is quite difficult to make identical bends in the sheet. In another known form of construction, the fins and the wall come directly from the foundry. In this form of construction, too, it is difficult to produce a heat exchanger of strictly determined dimensions. The construction forms described above are frequently used in hot gas piston machines. By "hot gas piston machine" is meant a hot gas engine or a refrigerating machine operating on the reverse principle to that of the hot gas engine.
The invention makes it possible to produce a heat exchanger in which the channels used for the active fluid always have the required dimensions and whose manufacture is very simple.
The heat exchanger according to the invention has the peculiarity that, over the entire periphery of the inner surface of the wall, a number of segments are provided which together form a cylinder, at least part of these segments comprising channels for a fluid which is in thermal contact with the wall. The segments described above can easily be made by extrusion, stretching or milling.
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In order to obtain good transmission of heat through the wall to the segments, according to one embodiment of the invention, it is desirable for the cylinder formed by the segments to exert a certain pressure on the inner face of the wall of the cylinder. . To obtain this result, the outside diameter of the cylinder formed by segments can be a little larger than the inside diameter of the cylindrical wall. In this way
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.re, ".e, matièrëcdos é.erzts s.e'déom.é .p-endl: 1111 / .: I:." intll'odi!: tct ';. EarlylCtlansJ.ia: p.t tt,. cylindrical, ccenquouamssure a good contact.
In another advantageous embodiment of the invention, the segments are fixed by welding to the wall. This weld can be done without special tools and the gasket is corrosion resistant since only a small area of this gasket is exposed to air.
In another embodiment of the invention, the channels formed in the segments follow a generatrix of these segments and open out into a cylindrical surface of these segments.
For the preparation of segments, it is advantageous that, according to another embodiment of the invention, in each segment the side walls of the channels are parallel.
The description which will follow with reference to the appended drawing, given by way of non-limiting example, will make it clear how the invention can be implemented, the particularities which emerge both from the text and from the drawing being, of course, part of said invention.
The figures schematically show an embodiment of a hot gas piston machine provided with a heat exchanger according to the invention.
Fig. 1 is a longitudinal section of this machine.
Fig. 2 is a section taken along the plane II-II of FIG. 1.
The piston machine shown in figure 1 comprises a sweeper 1 and a piston '2 which move, with a certain constant offset and which are coupled to a drive mechanism not shown in the drawing.
The enclosure formed above the sweeper is the hot chamber 3, while the chamber between the sweeper and the piston is the cold chamber 4.
The two chambers communicate, via a refrigerant 5, a recuperator 6 and a heater 8. The heater comprises a cylindrical wall 8, the outer surface of which is washed by the combustion gases which are formed. brought to the heater by burner 9 and which leave this heater through channel 10. As also shown in fig. 2, the cylinder 8 has ribs 11 on the outside and, on the inside, segments 12 provided with channels 13 which are directed along generatrices of the segment and which open onto the inner surface of these segments. In each segment, the side walls of these channels are parallel to each other. To separate the hot chamber from the heater enclosure, a cylinder 14 is provided inside the segments.
The exchanger according to the invention described above is suitable not only for hot gas piston machines, but also for various other applications.