<Desc/Clms Page number 1>
RECUPERATEUR ET SON PROCEDE DE FABRICATION.
L'invention concerne un récupérateur constitué par un fil à diamètre hydraulique inférieur à 200 . Par "diamètre hydraulique" il y a lieu d'entendre le quotient du quadruple de la surface et du périmètre d'une section transversale. Les récupérateurs à fils sont connus: on sait, par exemple, que l'on peut fabriquer des récupérateurs en enroulant en bobine, du fil métallique tortillé ou non.
De plus, il est connu que l'on peut augmenter le rendement d'un tel récupérateur en réduisant le diamètre du fil. Cette disposition est prise dans les récupérateurs connus, ce qui explique que ceux-ci comportent souvent du fil à diamètre hydraulique inférieur à 50 .
La Demanderesse a constaté qu'outre l'épaisseur du fil, le degré d'inhomogénéité du récupérateur exerce également une grande influence sur le rendement.
L'inhomogénéité des récupérateurs connus jusqu'à présent est assez grande; il peut se produire des différences locales de 20% voire plus. L'inhomogénéité peut se déterminer en réalisant une image radiographique d'une couche d'épaisseur uniforme de la matière du récupérateur.
La Demanderesse a constaté que l'homogénéité du récupérateur qu'elle a réalisé, est notablement meilleure que celle des récupérateurs connus. C'est ainsi que le facteur de remplissage local du récupérateur conforme à l'invention différera au maximum de 5% de la valeur moyenne du facteur de remplissage. Par "facteur de remplissage", il y a lieu d'entendre le rapport du volume du fil au volume du récupérateur.
<Desc/Clms Page number 2>
Le récupérateur conforme à l'invention, en fil à diamètre hydraulique inférieur à 200 , présente la particularité qu'il est constitué par un grand nombre de tronçons de fil métallique, essentiellement de même profil, tronçons dont la longueur est au maximum de 10cm et au mi- nimum de 2 mm, et le récupérateur a une structure pratiquement homogène ressemblant à celle du feutre. Par "structure ressemblant à celle du feu- tre" on entend ici une structure qui, macroscopiquement, ressemble à celle du feutre mais dans laquelle les tronçons de fil ne doivent pas adhérer l'un à l'autre comme c'est généralement le cas pour le feutre. Comme fil pour le récupérateur conforme à l'invention, on peut utiliser de la matière de section transversale quelconque, ronde, rectangulaire etc...
Les récupérateurs conformes à l'invention sont utilisés, de préférence, dans les machines à piston à gaz chaud. Par "machine à piston à gaz chaud il y a lieu d'entendre tant un,moteur à piston à gaz chaud, qu'une machine frigorifique et une pompe thermique, ces deux dernières fonc- tionnant suivant le principe inverse de celui du moteur à gaz chaud.
Dans une forme de réalisation de l'invention, les tronçons de fil sont fixés l'un à l'autre. L'assemblage des tronçons de fil peut s'obtenir, par exemple, par frittage de la masse de fil. On peut également recouvrir les tronçons de fil d'une couche de métal qui, chauffée, provoque l'adhérence des tronçons de fil. Toutefois, l'assemblage des tronçons de fil ne modifie pas la structure de la masse de remplissage.
Suivant une autre forme de réalisation de l'invention, le récupérateur présente la particularité que la section transversale des tronçons de fil a un diamètre hydraulique maximum de 50 , tandis que le facteur de remplissage du récupérateur est compris entre 3% et 30% et de préférence entre 5% et 20%.
Le récupérateur conforme à l'invention peut présenter une structure stratifiée telle que les couches soient disposées perpendiculai- rement à la direction de passage principale du gaz dans le récupérateur.
Dans certains cas, il peut être avantageux que, suivant une autre forme de réalisation de l'invention, les tronçons de fil soient ondulés ou tortillés. Par "tortillé" il y a lieu d'entendre que le fil présente une déformation périodique, par exemple en zig-zag.
Le récupérateur conforme à l'invention peut être réalisé de façon très simple. C'est ainsi que l'on peut répandre les tronçons de fil dans une enceinte de façon à former sur le fond de cette enceinte une cou- che d'épaisseur pratiquement uniforme, après quoi on comprime cette couche pour obtenir le facteur de remplissage requis.
De préférence, les tronçons de fil sont transportés vers l'en- ceinte à l'aide d'un courant d'air turbulent. Par suite de la turbulence de ce courant d'air, la distribution des tronçons de fil présente un carac- tère chaotique, ce qui favorise l'homogénéité du récupérateur.
Le dispositif utilisé pour la fabrication du récupérateur conforme à l'invention comporte une enceinte dont la section transversale a une forme et des dimensions correspondant essentiellement à celles de la section transversale du récupérateur à fabriquer, un canal d'alimentation qui est raccordé à cette enceinte et des moyens pour amener les tronçons de fil à ce canal.
Suivant une autre particularité de l'invention, le disposi- tif comporte au moins un éjecteur pour amener le fil et une enceinte dont la section transversale a une forme et des dimensions correspondant essen- tiellement à celles de la section transversale du récupérateur à fabriquer, enceinte qui, d'un côté comporte une paroi perméable au gaz, alors que l'é- jecteur communique avec l'enceinte par un canal d'amenée.
Dans une forme de construction particulièrement simple, le
<Desc/Clms Page number 3>
dispositif comporte un organe de découpage qui permet de découper d'une tôle ou d'un fil des tronçons de fil, qui sont amenés dans l'enceinte.
De préférence, l'éjecteur et l'enceinte tournent l'un par rapport à l'autre.
La description 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 l'invention.
Les figures représentant un récupérateur conforme à l'invention, un moteur à pis ton à gaz chaud équipé d'un tel récupérateur et un dispositif pour la fabrication d'un tel récupérateur.
La fig. 1 est une vue en plan d'un récupérateur conforme à l'invention.
La fig. 2 est une coupe de ce récupérateur suivant le plan II-II de la fig. 1.
La fig. 3 est un moteur à piston à gaz chaud équipé d'un tel récupérateur.
La fig. 4 représente un dispositif qui permet de fabriquer le récupérateur conforme à l'invention.
Les figs. 1 et 2 représentent un récupérateur conforme à l'invention. Ce récupérateur est constitué par du fil l, à diamètre hydrau- lique inférieur à 200 . Il est formé par un grand nombre de tronçons de fil métallique, pratiquement de même profil, d'une longueur maximum de 10cm et d'une longueur minimum de 2 mm. Dans le récupérateur représenté, cette longueur est de, par exemple, 3 cm, tandis que le diamètre hydraulique est de 60 . Le récupérateur présente une structure ressemblant à celle du feutre. Le récupérateur représenté peut être fritté de sorte que les tron- çons de fil adhèrent l'un à l'autre; Toutefois, la structure ne varie pas de sorte que ce frittage ou une métallisation n'affecte pas la porosité du récupérateur.
Comme le représente le dessin, le récupérateur peut être entouré de deux parois cylindriques 2 et 3 et peut comporter un certain nombre de couches 4. Les tronçons de fil du récupérateur représenté se trouvent tous pratiquement perpendiculaires à la direction de passage principal du gaz, direction qui est indiquée par la double flèche 5. Lorsque le gaz circule dans un sens par exemple du haut vers le bas, il cède de la chaleur au fil, tandis que, lorsqu'il circule dans l'autre sens, cette chaleur est récupérée du moins partiellement par le gaz.
La fig. 3 représente un moteur à piston à gaz chaud, équipé d'un récupérateur conforme à l'invention.
Le moteur à piston est du type à balayeur; il comporte un balayeur 10 et un piston 11, qui se déplacent avec un décalage constant.
Le balayeur 10 est accouplé, par l'intermédiaire d'un système de bielles 12, à une manivelle du vilebrequin 13. De même, le piston Il est accomplé, par l'intermédiaire d'un système de bielles 14, à une manivelle du même vilebrequin. L'enceinte 15 est la chambre chaude d'un moteur à gaz chaud et cette enceinte communique, par l'intermédiaire d'un réchauffeur 16, d'un récupérateur 17 et d'un réfrigérant 18, avec l'enceinte 19 formée entre le balayeur 10 et le piston 11. Le récupérateur 17 est du type décrit ci-dessous; son facteur de remplissage est compris entre 3 et 30%, par exem- ple égal à 13%.
La fig. 4 représente un dispositif qui permet de fabriquer le récupérateur conforme à l'invention. Ce dispositif est constitué par une enceinte comportant une paroi extérieure 20, et un noyau 21. La section transversale de l'enceinte 22 comprise entre la paroi extérieure 20 et le noyau 21, a une forme et des dimensions qui, dans les grandes lignes, correspondent à celles de la section transversale du récupérateur à fabri-
<Desc/Clms Page number 4>
quer. Cette enceinte 22 comporte, à sa partie inférieure, une paroi 23, perméable au gaz. La paroi 20 comporte, sur sa périphérie extérieure, une couronne dentée 24 qui engrène avec l'engrenage hélicoidal 25 d'un moteur électrique 26. La paroi 20 et le noyau 21 sont montés sur un pivot verti- cal fixé sur un socle 27.
A la partie supérieure, se trouve un couvercle 28, que traverse une tuyauterie d'amenée 29, par rapport à laquelle la paroi 20 peut tourner. La tuyauterie 29 est raccordée à une canalisation 30, qui, à son tour est reliée à un dispositif 31, dans lequel le fil dont il y a lieu de remplir l'enceinte22, est découpé en tronçons pratiquement de même longueur. Le dispositif 31 est constitué par un boîtier 32, dans le- quel peut tourner un corps 33, muni de couteaux 34, que des ressorts 35 ap- pliquent contre la paroi 36 du boîtier. Le corps 33 comporte un axe 37, portant une poulie 38, de sorte que le moteur 40 peut faire tourner, à l'ai- de de la courroie 39, le corps 33. La paroi 36 est percée d'une ouverture 41, sur laquelle se raccorde une étroite canalisation 42.
Cette canalisa- tion 42 se raccorde à son tour à une canalisation 43 de section transver- sale notablement plus grande, et qui comporte, dans la parai'disposée en regard de la canalisation 42, une petite ouverture 44. Dans cette ouverture 44 on peut introduire un fil 45 jusque dans la canalisation 42. Le fil 45 est guidé, par le galet 46, et est enroulé sur le tambour 47. La canalisa- tion 43 se raccorde à la canalisation 48 d'un compresseur qui est entrai- né par un moteur électrique 50.
Le boîtier 32 comporte une ouverture 51 qui est raccordée par une canalisation d'air 48 au compresseur 49.
Le dispositif fonctionne de la manière suivante.
L'air amenépar la canalisation 43, par exemple à une pres- sion de 4 atmosphères, transporte le fil 45 à travers la canalisation 42 ; le fil est ainsi amené dans l'ouverture 41 jusqu'au delà. dè la paroi 36.
Le corps rotatif 32 découpe périodiquement des tronçons de ce fil et l'air turbulent amené par la- canalisation 48, transporte des tronçons de fil à travers la canalisation: 30, vers l'enceinte 22. Pendant le transport dans la canalisation 29, les tronçons de fil sont portés à turbulence. Comme la quantité d'air amené par la canalisation 48 est assez petite, cette quan- tité d'air n'influencera pas ou guère le mouvement des tronçons de fil dans l'enceinte 22 qui est beaucoup plus grande. Les tronçons de fil sont épar- pillés à partir du tube 29 dans l'enceinte tournante 12, de sorte que, sur la paroi perméable 23 de cette enceinte, se forme une couche uniforme res- semblant à du feutre.
La longueur des tronçons de fil est ici au maximum de 10 cm et au minimum de 2 mm, tandis que le diamètre hydraulique du fil est inférieur à 200 et peut être, par exemple, de 30 . Lorsque l'enceinte 22 est remplie d'une couche suffisamment épaisse de matière, on peut enlever le côté supérieur de l'enceinte et comprimer la couche de façon à obtenir le facteur de remplissage désiré qui est compris entre 3 et 33% et de préférence, entre 10 et 25%.
Le dispositif représenté ci-dessus comporte trois moteurs, qui entraînent respectivement le compresseur, l'appareil de découpage et l'enceinte 20. Il va de soi qu'au besoin, ces trois organes peuvent être commandés par un seul moteur.
Le dispositif représenté sur la fig. 4 permet de fabriquer des récupérateurs de section transversale annulaire tels que représentée sur les figs. 1 et 2. Toutefois, on peut fabriquer de manière analogue, des récupérateurs présentant une autre section transversale, par exemple une section circulaire. Dans ce cas, l'enceinte 22 ne comporte pas de noyau 21.