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PROCEDE DE FABRICATION D'UN ECHANGEUR DE CHALEUR CYLINDRIQUE CREUX.
L'invention concerne un procédé de fabrication d'un échangeur de chaleur cylindrique creux, muni d'un certain nombre de tubes disposes dans la paroi du cylindre, répartis sur la périphérie de celui-ci et s'éten- dant d9une surface terminale à 1?autre tubes qui sont en contact thermique avec un fluide qui les traverse et qui sont noyés par coulée dans du métal ou dans un alliage métallique.,
Le type d'échangeur de chaleur décrit ci-dessus est connu; il peut être utilisé pour diverses applications, par exemple pour le chauffage de liquides. Dans cet échangeur de chaleur, la transmission de la chaleur du fluide s'effectue à travers le métal coulé et celui de la paroi du tube.
Cette construction offre 1?avantage que la distribution de la température sur chaque tube est pratiquement uniforme sur toute la longueur.
La Demanderesse a cependant constaté que lorsque la transmission de la chaleur doit répondre à des conditions particulièrement sévères et sur- tout lorsque 1?échangeur de chaleur est utilisé comme réchauffeur, cas dans lequel la matière peut être portée à des températures élevées9 même jusqu9à 600 C et plus, ce qui se produit, par exemple, dans les moteurs à gaz chaude ces échangeurs de chaleur connus ne donnent plus entière satisfaction. Ceci est dû au fait que dans les formes de construction connues, la matière coulée n9est pas suffisamment homogène, car la matière coulée contient souvent des pailles ou d9autres impuretés. Ces pailles se trouvent surtout dans le noyau des masses coulées.
La Demanderesse a mis au point un mode de construction d'un é- changeur de chaleur qui satisfait notablement mieux aux conditions à imposer dans ce cas.
Suivant 1?invention, les tubes sont disposés suivant un gabarit
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déterminé, dans un mandrin, après quoi on coule un excès de métal ou d'al- liage métallique liquide autour des tubes, excès qui est au moins égal à une et demi fois la quantité nécessaire pour la paroi du cylindre, cet excès se trouvant essentiellement du côté intérieur de la paroi, après quoi on parachève le corps ainsi formé de façon à obtenir un cylindre creux dont la paroi a l'épaisseur désirée.
De préférences suivant une autre forme de réalisation de l'in- vention, les tubes, avant d'être entourés de matière coulée: sont introduits par une extrémité dans un flasque.
La Demanderesse a en outre constaté que, pour des raisons d'or- dre thermodynamique, il est préférable, suivant une autre forme de réalisa- tion de 1?invention, que la section transversale des tubes s'écarte de la forme ronde et qu'elle soit plutôt oblongue, tandis que, pour des raisons de fonderie, il est désirable que le plus long axe des sections transversales soit dirigé suivant des rayons du cylindre.
Pour obtenir une bonne transmission de la chaleur, suivant une autre forme de réalisation de 1?invention, il est désirable que les tubes soient réalisés en une matière qui résiste bien à la chaleur, par exemple, en acier au nickel-chrome, tandis que le métal coulé sera, de préférence, du bronze d9aluminium.
L'échangeur de chaleur conforme à 1-'invention s'utilise, de pré- férence, dans les moteurs à piston à gaz chaud. Surtout pour ces moteurs, il est désirable que la distribution de la température soit uniforme tant sur la périphérie de l'échangeur de chaleur, que sur sa hauteur. Une dis- tribution irrégulière de la température peut souvent affecter le rendement du moteur.
Lorsque l'échangeur de chaleur décrit ci-dessus est utilisé dans un moteur à piston à gaz chaud, suivant une autre particularité de l'inven- tion, il est désirable de prévoir une douille ou chemise sur une partie de la hauteur de la paroi intérieure du cylindre creux. Cette chemise peut être utilisée comme guide pour les pistons. - ,-
La description du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limi- tatif, fera bien comprendre comment 1?invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien en- tendu, partie de 19 invention.
La figo 1 représente un moteur à piston à gaz chaud muni d'un échangeur de chaleur conforme à l'invention.
La fige 2 représente, à une autre échelle, un tel échangeur de chaleur avant le parachèvement de celui-ci.
Les figs. 3 et 4 montrent 19 échangeur de chaleur fini.
Le moteur à piston à gaz chaud de la fige 1 comporte un cylindre'' 1 dans lequel se déplacent un balayeur 2 et un piston 3. Le balayeur 2 est accouplé par un mécanisme de bielles 4 à la manivelle 5 du vilebrequin 6, tandis que le piston 3 est accouplé par une bielle 7 à la manivelle 8 dudit vilebrequin. Les manivelles 5 et 8 sont décalées entre elles d'un angle de 900. L9enceinte 9, formée au-dessus du balayeur 2, est la chambre chaude de la machine et celle-ci communique, par 19 intermédiaire du réchauffeur 10, du récupérateur 11 et du réfrigérant 12, avec l'enceinte 13 formée entre le balayeur et le piston. Cette enceinte est la chambre froide du moteur à gaz chaud. Le réchauffeur 10 comporte, sur sa périphérie, des ailettes 14, qui sont léchées par les gaz de combustion du brûleur 15.
Les gaz de com- bustion quittent la machine en 16.
L'échangeur de chaleur réalisé suivant le procédé décrit ci-des- sus, sera décrit en détail à 1-'aide des figs. 3 et 4.
La fige 2 représente 1-"échangeur de chaleur avant son parachè-
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vement. Dans les flasques annulaires 20 et 21, qui peuvent faire office de mandrins, on a disposé un certain nombre de tubes 22. Ensuite', on a coulé autour de ces tubes, qui sont, par exemple, en acier V2A, du bronze d9alu- minium, en excès la matière en excès étant au moins égale à 1,5 fois la quantité requise. La matière coulée est indiquée par 23. Comme le montre la fige 2, le noyau de la matière contient beaucoup de poches 24.
Suivant l'invention, on enlève l'intérieur de la matière coulée, par exemple par tournage. On peut également tourner quelque peu le côté ex- térieur de la matière coulée, puis y fraiser les ailettes.
Les figs. 3 et 4 montrent 1?échangeur de chaleur tel quil peut être utilisé dans la machine représentée sur la fige 1. La fig 3 est une coupe par le plan III-III de la fige 4, alors que la fige 4 est une coupe par le plan IV-IV de la fige 3. Sur ces figures, on a utilisé les mêmes chiffres de référence que sur la fige 2. Léchangeur comporte, à sa péri- phérie, des ailettes 30, tandis qu'à 1?intérieur du cylindre creux se trou- ve une douille cylindrique 31 qui fait office de surface de portée pour un piston de balayage.
Comme le montre la fige 5, les sections des tubes 2 sont oblon- gues, 12axe le plus long étant dirigé suivant les rayons du cylindre.
Dans l'exemple de réalisation décrits 1?échangeur de chaleur est utilisé comme réchauffeur dans un moteur à piston de balayage. Il va de soi que 19 échangeur de chaleur convient également pour d'autres types de moteur, par exemple les moteurs polycylindriques à double effet.