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Perfectionnements aux échangeurs de chaleur récupérateurs.
Cette invention est relative à une disposition ou système de distribution à valves et concerne particulière- ment bien que non exclusivement l'application d'une telle distribution à un échangeur de chaleur de récupération du genre où des fluides présentant les conditions voulues pour l'échange de chaleur cèdent de la chaleur à un'.accumulateur ou matrice et en absorbent al'ternativement sous le contrôle de la distribution à valves.
Suivant l'invention, le ,système de distribution à valves'qui commande l'écoulement de l'un'des fluides au moins comprend une enveloppe présentant au moins deux par- ties de sections transversales de grandeurs différentes, chaque partie possédant des lumières pour l'écoulement du fluide, un élément'de valve tubulaire mobile placé à l'in-
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'trieur de l'enveloppe et présentant des ouvertures à cha- cune de ses extrémités, et des parties disposées longitudi- nalement, de section transversale appropriée, coulissant pour coopérer avec les parties de'1''enveloppe de manière à ouvrir et fermer les lumières qui y,sont ménagées.
Dans'une forme d'exécution préférée du système de distribution, l'enveloppe et l'élément devalve présentent chacun deux parties de plus faible section transversale et une partie'intermédiaire de plus grande section transversa- le. Les éléments de valve mobiles peuvent être agencées de façon à exécuter un mouvement de va-et-vient.
Dans une autre forme d'exécution préférée de l'inven- tion, deux éléments de valve disposes chacun dans leur en- veloppe ou boîtier propre sont reliés entre.eux pour un fonctionnement simultané.
Comme il a été dit précédemment, la distribution à valves suivant l'invention trouve une application particu- lière dans les échangeurs de chaleur récupérateurs dont une forme d'exécution est décrite dans la demande de brevet anglais de .la demanderesse n 18919/52 où l'échangeur de chaleur comprend une matrice accumulatrice ou accumulateur de chaleur et un manchon-valve destiné à commander l'écou- lement dans l'accumulateur du fluide chaud et 4u fluide froid entre lesquels l'échange de la chaleur doit se faire, l'accumulateur étant construit en deux sections espacées l'une de l'autre à l'intérieur d'une enveloppe,' de part et d'autre de se;
ligne centrale-, la disposition étant telle que le fluide chaud est admis entre les sections de l'accu- mulateur et que-pratiquement la totalité du fluide chaud est amenée à s'écouler par.l'une'au moins des sections de l'accmulateur à l'extérieur de l'enveloppe pour se rendre dans une sortie d'extrémité de celui-ci, tandis que le fluide froid est admis dans l'une au moins des sections d'accumulateur à une extrémité d'entrée de l'enveloppe
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et que pratiquement la totalité du fluide.
froid est amenée à s'écouler à l'intérieur'de l'enveloppe par les sections d'accumulateur pour se rendre tans une sortie' située entre les sections de l'accumulateur, les.sections d'accumulateurs étant'parcourues, sous le contrôle'du manchon-valve, alter- o nativement par le -fluide chaud et le fluide froid.
L'échangeur de chaleur décrit dans'cette demande de brevet consiste enun manchon unique 'qui se déplace de ma- nière à commander les entrées et les sorties de telle fa- çon que lorsqu'une section de l'accumulateur de chaleur ou matrice est soumise au fluide chaud l'autre section est soumise au fluide froid. Dans une autre disposition, les deux sections d'accumulateur sont soumises simultanément à un fluide et ensuite à 7.' autre fluide.
On y a aussi décrit des formes d'exécution où les sections d'accumulateur se: déplacent en même temps que le manchon, ou sont fixes.
Lorsque ces échangeurs de chaleur sont appelés à traiter de grandes masses, l'emploi d'un manchon pour com- mander les deux sections d'accumulateurs de chaleur, impli- que la similitude des dimensions des aires de lumières, les dimensions étant basées sur le volume maximum de fluide qui y circule et il s'ensuit'qu'on se trouve devant le pro- blême de maintenir dans des limites réduites les dimensions du récupérateur, spécialement des parties mobiles, et de maintenir la déformation à un minimum.
Un but de l'invention est de procurer un échangeur de chaleur de récupération commandé par un manchon-valve pouvant.être utilisé pour une large gamme de débits et ten- dant'-a supprimer ces difficultés.
'Suivant une forme d'exécution de l'invention, l'é- changeur de chaleur de récupération comprend un accumula-' teur de chaleur et une distribution à manchons-valves pour commander la circulation dans l'accumulateur,.de fluides .
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relativement chauds et de fluides relativement froids entre lesquels l'échange de chaleur doit se faire, l'accumula- teur de chaleur, d'une part, étant construit de manière à former deux sections espacées ¯l'une, de l'autre )
l'intérieur d'une enveloppe et pourvues d'entrées et de sorties dispo- sées de telle façon que le fluide chaud est admis au moins dans l'une des sections d'accumulateurs par une entrée pla- cée entre celles-ci et que' pratiquement la totalité du fluide chaud est forcée de s'écouler par la section d'accu- mulateur à l'intérieur de l'enveloppe dans'un orifice de sortie à l'extrémité de celle-ci, tandis que le fluide froi est admis au moins dans une des sections de l'accumulateur de chaleur par une entrée située à une extrémité de l'enve- loppe et que pratiquement la;
totalité du fluide froid est forcée de s'écouler à l'intérieur de l'enveloppe par la section d'accumulateur dans une sortié située entre les sections d'accumulateur, et la distribution.à manchons- valves, d'autre part, comprenant deux manchons-valves're- liés entre eux pour un fonctionnement simultané, l'un des manchons-valves commandant l'entrée et la sortie d'une section d'accumulateur de chaleur tandis que l'autre man- chon-valve commande l'entrée du fluide à refroidir à l'au- tre section d'accumulateur et sa sertie de'celle-ci,
cha- que manchon-valve comprenant un manchon tubulaire creux présentant des parties d'extrémité et une partie centrale de plus grand diamètre que les parties d'extrémite et coo- pérant avec une enveloppe de conformation similaire pour- vue de lu dières situées dans les parcours des fluides et susceptibles d'être couvertes ou découvertes par le manchon.
- Deux formes d'exécution de l'invention dans son application à un échangeur de chaleur récupérateur seront décrites ci-après, à titre d' exemple avec référence aux dessins annexés dans lesquels : la 1 montre la disposition générale on coupe
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d'un(.- première forme d'exécution de l'échangour de chaleur où deze manchons-valves sont situés dans une enveloppe commune. ..¯.¯. ' La figura -.m.o¯re¯ 1! envelohleo'h échangeur deTçha , leur dont une moitié est représentée"en coupe.
La figure 3 est une vue en bout de l'enveloppe, une moitié de celle-ci étant représentée en coupe suivant la ligne 2-2 de la figure.2. '
La figure 4 montre en coupe un couvercle d'extrémité.
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La figttre 5 est une élévation de face du couvercle de la figure 4 vu dans le sens de la flèche F.
La figure 6 est une élévation en bout du,couvercle de la figure 4 vu dans le sens de la flèche G.
La figure 7 est une vue en coupe suivant la ligne 7-7 de la figure 4.
La figure 8 représente-l'un des manchons en coupe.
La figure 9 est une vue de détail en coupe d'un renflement de graissage.
La figure 10 'est une coupe suivant la ligne 10-10 de la figure 8.
La figure 11 est une vue en coupe d'une seconde forme d'exécution de l'invention où les manchons-valves sont si- tués dans des enveloppes séparées.
Les figures;12 et 13 montrent deux positions fond
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cour.. des manchons, pant fonctionnement, et". course des manchons, pen,lant le fonctionnement, et* L,a@figure-14 , représente un mécanisme de commande '' ap- P.our- mettre l'invention en pratique, suivant nne fol- me dlexecuion, par exemple, la forme d.exécution où les deux manchons-valves sont situés dans une enveloppe,commxne3 on emploie, comme le montre la figure 1, une enveloppe 1, ouverte . chaque extrémité, qui comprend dans sa partie cen- .trale deux cylindres 2 et 3, pourvus (le lumière qui forint
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des surfaces d"tlll t±éit<4 pour les parties centrales des
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manchons. Des plaques d'extrémité 4 et 5 sont boulonnées à chaque extrémité de l'enveloppe.
Chaque plaque d'extrémi- té est venue d'une pièce avec deux cylindres- à lumières de plus petit diamètre que les cylindresà lumières..-centraux
2 et 3: Les cylindres 6 et 7 sont associés avec la'plaque -d'extrémité 4, tandis que les cylindres 8 et 9 sont associé: avec la plaque d'extrémité 5. Les cylindres'd'extrémité 6 et 7 et les cylindres 8 et 9 forment'des surfaces,'d' étan- chéité pour'les parties d'extrémité des manchons et se prolongent à l'intérieur de l'enveloppe jusqu'à une faible distance des cylindres centraux 2 et 3, les cylindres 6 et
8 se trouvant dans le prolongement axial du cylindre central
2, tandis que les cylindres ,'7 et 9 se trouvent dans le pro- longement axial du cylindre central 3.
Un manchon 10 consis, tant en un tube creux présentant une partie centrale élargie ' 10a coulisse à ses extrémité 10b , 10c dans les cylindres
6 et 8 respectivement tandis que sa partie centrale 10a coulisse dans le cylindre.2. D'une manière similaire, le manchon 11 qui présente une partie élargie 11a coulisse à ses extrémités 11b, 11c dans de.3 cylindres 7 et 9 respecti- vement, tandis que sa partie centrale coulisse dans le cy- lindre 3.
Une section d'accumulateur thermique 12, consistant en des toiles métalliques; des treillis ou des tôles canne- lées est introduite dans un espace entre les cylindres 6 et
7 et l'enveloppe 1, de telle manière que vue en'élévation de face, elle présente une forme s'adaptant à celle de l'en- veloppe 1. Une section d'accumulateur 13 est disposée de la marne façon à l'autre extrémité de l'enveloppe, ,
Toutefois, les sections d'accumulateurs.peuvent être disposées de manière à entourer entièrement chaque manchon:.
L'accumulateur de chaleur est enfermé à sa périphérie extérieure dans un écran de rayonnement 14 qui est séparé de, l'enveloppe 1 par des pièces d'écartement 15 de façon à
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maintenir une couche d'air isolante entre l'écran et l'en- veloppe 1. Un écran semblable 1.6 est disposé à la périphé- rie extérieure de l'accumulateur 13.
L'échangeur de chaleur fonctionne de la manière suivante lorsqu'il est employé pour le préchauffage de l'air dans une installation de turbinera gaz.
L'air froid à haute pression, quittant le compres- seur, est conduit sur son,parcours vers une chambre de com- bustion à l'échangeur de chaleur par l'entrée A et, dans ;la position. qu'occupe les manchons sur le .dessin, il par- court le manchon 10 sur toute sa longueur et passe ensuite par les lumières 17 dans le 'cylindre 8 en pénétrant dans l'espace 18 avant d'entrer dans l'accumulateur de chaleur ou matrice 13 qui a été chauffé préalablement.
Dans l'accu- mulateur 13 il reçoit de la chaleur et pénètre ensuite dans l'espace 19 d'où il passe par les lumières 20 dans une garniture 21 du cylindre, central 2 et ,de là par les lumiè- res 22 du cylindre 2 qui coïncident avec les lumières 20 de la garniture 21 pour pénétrer dans l'espace 23 d'où il quitte l'échangeur de chaleur par un conduit non indiqué sur'cette figure mais représenté sur la figure 2 en 60, sur son parcours vers la chambre de combustion.
Tendant que ceci se produit, les gaz d'échappement de la turbine sont conduits dans l'espace 24 par un conduit d'entrée qui n'est.pas représenté sur la figure 1, mais qu' on peut apercevoir en 59 sur la figure 2,'et de cet espace les gaz d'échappement passent par les lumières25 dans le cylindre 3 et ensuite par-les-lumières coïcidantes 26 d'une garniture 27 du cylindre 3, dans l'espace 28 pour se rendre dans l'accumulateur 12 où ils codent leur chaleur) après quoi ils passent par des lumières 29 du cylindre 7 dans le centre de la partie d'@xtrémité tie. ce dernier d'où ils s'échappent de l'échangeur de chaleur par la sortie B.
Les manchons 10 et 11.restent dans cette position pendant un intervalle prédéterminé, qui est basé sur le
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emps nécessaire pour assurer un échan e de chaleur conve- table, et ils sont alors inversés, par un dispositif qui era décrit ultérieurement, ju.squ'à la limite de leur cours lans le sens opposé, c'est-à-dire que le manchon 10 est dé- placé vers la gauche, par rapport à la figure 1, jusqu'à ce que son extrémité de droite démasque les lumières 30 du cy- lindre et que le manchon 11 est déplacé vers la droite jusqu'à ce que les lumières 31 du cylindre 9 soient démas-' quées.
L'air qui pénètre dans l'échangeur de chaleur par l'entrée A peut alors pénétrer dans l'accumulateur 12 par les lumières 30 et l'espace 32. Apres avoir été chauffé dans l'accumulateur 12 il pénètre dans l'espace 28 d'où il passe par les lumières 20 et 22 de la garniture 21 et du cylindre 2, respectivement, dans l'espace 23 qu'il quitte par un conduit (comme il a été dit!' précédemment) pour se rendre dans la chambre .de combustion.
En même temps, les gaz d'échappement de.la turbine pénètrent dans l'espace 24, comme il a été dit pré- cédemment, passent par les lumières 25 et 26, pénètrent dans 1''espace 19 et.passent de là dans l'accumulateur 13 où ils cèdent leur chaleur avant de pénétrer dans l'espace 18, en passant par les lumières 31, d'où ils circulent sur toute la longueur du manchon 11 pour quitter l'échangeur de chaleur par la sortie B.
Ceci termine le cycle et le mouvement des manchons se fait à des intervalles réguliers pendant le fonctionne- ment, Il existe une -position pendant l'inversion du mouve- ment des manchons où toutes les lumières sont masquées, mais ceci est seulement momentané et n'affecte pas le fonc- tionnement continu de l'installation à turbine à gaz, le fonctionnement de l'échangeur de chaleur, tel qu'il est dé- crit, étant ainsi continu,
Une paroi 33 s'étendant perpendiculairement au plan du papier sur toute la largeur de l'enveloppe empêche les
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fuites entre l'espace 23 et l'espacé 24.
Chaque manchon est pourvu de bagues d'étanchéité 34 placées aux deux extrémités et dans la partie, centrale et ces bagues d'étanchéité empêchent la.fuite de gaz entre le manchon et le cylindre qui le renferme..
Dans la partie centrale de plus grand diamètre de chaque manchon des aubes radiales uniformément espacées sont venues d'une pièce-avec le manchon et se terminent dans un moyeu central.
Ces aubes sont indiquées en 35 dans le manchon 10 et le moyeu est désigné par le chiffre de référence 36, tandis que les aubes du manchon 11 sont désignées par le chiffre 37 et le moyeu central par le chiffre 38.
L'intérieur de chaque manchon est maintenu froid par l'air comprimé froid dans un cas, à savoir celui du manchon 10, tandis que l'intérieur du manchon 11 est main- tenu froid par les gaz d'échappement refroidis de la tur- bine, et la présence des aubes contribue à assurer une ré- partition convenable de l'air froid et des gaz froids dans la partie centrale de chaque manchon en vue du refroidisse- ment. ment.
Des écrans de 'rayonnement 39,40, 41 et 42, appuyés par de minces couches d'air isolant contribuent aussi à maintenir les manchons froids en les isolant des gaz chauds venant de la turbine ou de l'air lorsqu'il a été chauffé.
Des écrans de rayonnement peuvent aussi être aménagés sur les faces inclinées' de la partie élargie de chaque manchon
Chaque manchon est actionné par un piston à huile, le manchon 10 étant actionné pax le piston 43 et le manchon.
11 par 'le piston 44. Un levier 45 tournant autour du pivot 46 est.articulé aux deux pistons de manière à synchroniser leur mouvement,
Le piston 43 comporte une extrémité élargie 43a, une partie centrale creuse 43b et une autre partie 430 pourvue d'un conduit d'huile 47. Cette partie d'extrémité 430 passe
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dans un moyeu 36 auquel elle est fixée au moyen d'un écrou
48 de telle sorte que le mouvement du piston 43 a pour ef- fet de faire mouvoir le manchon 10. La partie d'extrémité
43a et une partie de la'section centrale 43b glissent dans un cylindre 49 venu d'une pièce avec un' couvercle d'extrémi- té en forme de cuvette 50 boulonné au fond 5 de'l'enveloppe
1.
Le piston'44 est' construit d'une manière similaire, est fixé au manchon 11 et coulisse dans un cylindre 50 venu d'une pièce avec un couvercle d'extrémité en forme de cuvet- te 52 qui est également boulonné au fond 5.
A l'extrémité 43c du piston 43 est fixée une valve mesureuse à trois voies 53 destinée à distribuer l'huile lubrifiante aux bagues d'étanchéité 34 par des tuyaux indi- qués en traits de chaînette dans le manchon 11.
Une valve semblable 54 est adaptée à l'extrémité du piston 44. En service, l'huile lubrifiante, lorsque les man- r chons occupent les positions représentées, est admise sous pression par des trous d'huile (semblables à ceux représen- tés en traits interrompus dans le manchon 11) du cylindre
49 dans,..un espace 55 entre la face inclinée du piston 43a et la tête du cylindre 49 en refoulant ainsi le piston 43 et par conséquent le manchon 10 ver la gauche par rappprt à la figure 1.
L'huile passe aussi par les lumières à.huile .56 dans la section 43b du piston ,43 et se rend alors, par le conduit 47 à la valve de mesurage à trois voies 53 d'où elle est conduite, par des tuyaux représentés dans le manchon
11 en traits de chaînette,' aux bagues d'étanchéité 34 du manchon 10.
Au moment où l'huile est admise dans l'espace 55 à l'intérieur du cylindre 49, l'huile sous pression qui se trouve dans l'espace 57 du cylindre 51 est dégagée et peut s'écouler par les trous du cylindre (représentés en traits interrompus) à proximité de la tête du cylindre, sous l'ac- tion de la .partie 44a du piston 44 qui par suite de se, liai-
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vers la droite du dessin en entraînant le manchon 11 avec lui.
Pendant le fonctionnement des manchons en sens in- verse, l'huile passe dans le conduit 58 de la partie 44c (lu piston 44 et pénètre dans la valve de mesurage 54.
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Si. l'on 13( réfère mainbenanb aux''fisses 2 et 3, ""; il%,j rewaigae une en.lr4ne pour 1<9ix g!ii; } .1 1,ndifiuée ony remarqu.c une entrée pour les c;<'l C la1.'!-utl indiquée un 59 et une sortie 60 pour l'air préchauffé, sur son parcours vers la chambre de combustion.
Une paroi 61, de forme tronconique, entoure complè- -tentent chacun des cylindres 2 et 3 et remplit l'espace entre ces cylindres et la paroi extérieure de l'enveloppe 1 de manière à séparer hermétiquement la partie d'extrémité de l'enveloppe de la partie centrale sauf par les cylindres 2 et 3.
Comme le montre la figure 4, le couvercle d'extrémité peut être employé pour l'un ou l'autre des couvercles d'ex- trémité désignés par les chiffres de référence 4 ou 5 'sur
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la .Pî.grlzo 1, 5surf que le couvercle; 5 de la fleure 1 es (; pourvu, de trous de boulais 62 pour le support du pivot du levier 45.
Comme Le montrent les figures 5 et 6, l' accumulateur
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de chaleur 12 peut êl;re introduit (larls l'espace 63 ou il est supmorté ',:m'Gre les parois 64 et l'enveloppe 1, la .fOl'illÚ de 1'accumulateur s'adaptant a celle de l'enveloppe 1. La paroi 65 de le figure 4 y est aussi représentée'.
La figure 7 ne nécessite pas d'explications.
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La fleure 8 't>.On L.i><; 'l'Ur1 .-leu mandions 10 ou 11 e.V\ cou- po (Je rüL"[',.;uünt'1 en <1 " t a 1. 1. le di8PO:ÜIJi.f employé pour .lm ;i';.t1 :5.-â;i dus J11;'i.l(;E1 d' c3tanchÓ:i té.
D:.zu:3 lu purbU-) Ct'nbralo du. piston se trouvu une unvur- but,(,, ' c1 do!'!; ru 1. Léo 8. la V".I.V<'> de mosurage à trois va l \::J du 1>.1." l<Jli cumntu e"{Jt; représonbé ;3t.tL :lt, fignre 1.
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interrompus sur la figure 1, est vissé dans l'ouverture pour amener les chute. de pression entre la valve de mesu- rahe à trois voies et les diverses bagues d'égtanchéité à ê- tre égales de manière à assurer une.répartition uniforme de l'huile lubrifiante. De l'ouverture 66 l'huile pénètre dans les conduits 67 d'où elle se rend'dans les rainures destinées aux bagues d'étanchéité.
Les bagues d'étanchéité situées dans la partie d'ex- trémité de¯chaque tube sont reliées aux valves de mesurage à trois voies parles bossages 68 et 69. On peut voir le bossage 68 sur cette figure, mais le bossage 69 est égale- ment visible sur la figure 9.
L'huile est conduite à chacun de ces bossages dont les détails sont représentés en coupe sur la figure 9, et passe par un étrangleur de mesurage vissé au renflement dans un trou 70 et de là par des trous d'huile 71, dans le fond des rainures pour bagues d'étanchéité.
La figure 10 montre aussi les aubes 35 de la figure et le moyeu 36.
Dans la forme de construction décrite ci-dessus, .l'emploi d'une seule enveloppe réduit les frais de fabrica- tion; les couvercles sont de construction identique ; lesmanchons sont identiques comme forme et dimensions, l'accu- mulateur de chaleur peut être fixé au couvercle d'extrémité et on peut l'enlever facilement pour le nettoyage en'enle- vant le couvercle d'extrémité; la lubrification des bagues d'étanchéité se fait de l'intérieur de chaque manchon qui est refroidi soit par de l'air froid soit par de l'air re- froidi;
la longueur des surfaces d'étanchéité peut être réduite, vu que les bagues d'étanohéité dans la partie centrale'de chaque manchon assurent l'étanchéité en tout temps., tandis .que les bagues d'étanchéité à chaque extré- mité du manchon sont en contact d'étanchéité alternativement de telle sorte que' sur un total de six jeux de bagues d'é-
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tanchéité effectives, par exemple, quatre seulement doivent assurer l'étanchéité à la fois.
On examinera maintenant la variante dé.l'échangeur de chaleur représenté sur les figures .11 à 14 en se réfé- rant en tout premier lieu à la figure 11. Cet échangeur - de chaleur comprend de anveloppes 101 et 102, chacune desquelles renferme un manchon. Tour le raccordement à chaque enveloppe il est fait usage de quatre conduits 103 à 106.
Dans l'enveloppe 101 s'éprouve un manchon 107 qui présente, comme c'est représenté, un plus petit diamètre que le manchon situé dans l'enveloppe 102, est creux et cylin- drique,et comprend une partie .centrale 107a de .plus grand diamètre. Le manchon 107 glisse au\moyen de bagues d'étan- chéité 108 dans un cylindre 109 moné dans l'enveloppe 101.
La partie centrale 107a du manchon 107 glisse dans un cylin- dre de plus grand diamètre 109a monte au centre de l'enve- loppe 101. Les parties d'extrémité du manchon masquent et démasquent des lumières 110 et 111 ménagées dans le cylindre
109, tandis que la partie centrale 107a couvre et découvre des lumières 112 du cylindre 109a. ' .
Dans l'enveloppe inférieure 102 se trouve un manchon
113 de forme semblable au manchon 107 mais de diamètre plus grand et qui comprend à son tour deux sections d'extrémité et une section centrale 113a de plus grand diamètre, le manchon coulissant au moyen de bagues d'étanchéité 114 dans un cylindre,115. Les parties d'extrémité du manchon 113 cou- vrent et découvrent des lumières 116 et 117 du cylindre 115, tandis que la partie centrale 113a couvre et découvre des lumières 118 du cylindre 115a.
Entre les parties d'extrémité du cylindre 115 et la paroi extérieure de l'enveloppe 102 se trouve une matrice ou masse accumulatrice de chaleur 119 en deux sections 119a et 119b. Cet accumulateur de chaleur est logé entre des pa-
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rois cylindriques intérieure et extérieure 120 et 121 qui sont maintenues ensemble par des tiges 122 jouant en même temps le rôle d'entretoises entre quatre couches constituant chacun des accumulateurs 119a, 119b. L'accumulateur consis- te en une grande quantité de petits carnaux parallèles pour la circulation des gaz et est établi sous une forme tronco- nique.
La paroi extérieure 121 est espacée de la paroi de l'enveloppe 102 de manière à former un espace annulaire 123 pour le passage des gaz allant à l'accumulateur. Un in- tervalle d'air 123 sépare la paroi intérieure 120 du cylin- dre 115 pour l'isoler de celui-ci.
En se référant aux figures 12 et 13 et d'abord à la figure 12, dans le cas où le récupérateur fait partie d'une installation à turbine à gaz, on voit que l'air pénètre dans le récupérateur en venant du compresseur et qu'il pé- nètre à l'intérieur du manchon 107 qu'il parcourt sur toute sa longueur et quitte par les lumières 110 du cylindre 109.
Il entre alors dans le conduit 103 et arrive dans l'espace annulaire 123 à l'intérieur de l'enveloppe 102. De la il pénètre dans la section d'accumulateur .119a par l'espace .125, circule dans les passages de la matrice où il est chauffé et est recueilli dans l'espace 126 qui se trouve en communication avec le conduit 104. Ce dernier envoie.l'air chauffé dans un espace 127 qui entoure le cylindre.109 d'où l'air passe par les lumières 112 pour se rendre ;dans l'es- pace annulaire 128 d'où il est dirigé vers la chambre de combustion.
En même temps les gaz d'échappement chauds de la turbine pénètrent dans l'espace 129 d'où ils passent par les lumières 118 dans l'espace 130 d'où ils pénètrent dans l'accumulateur 119b. Les gaz cèdent leur chaleur à l'accu- mulateur et quittent celui-ci pour entrer dans l'espace
131 d'où ils passent par les lumières 117 du cylindre dans l'espace 132 qui se trouve en communication avec une che-
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Au nout d'un temps prédéterminé on change la punition des manchons simultanément pour les amener dans la position
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représentée sur la figure 13.
Troxsq¯'ils¯ ocÇÛpent cette posi. tion, l'air du compresseur pénètrâ", 1L,.-IlintérieuV--du manchon
107, passe par les lumières 11, puis par le conduit 106 .pour se rendre dans l'espace annulaire 123 entourant la sec- tion d'accumulateur 119b ; de l'espace 123 il pénètre dans l'espace 131, circule a travers l'accumulateur 119b où il reçoit la chaleur précédemment cédée par les gaz chauds
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et s'échappe alors'dans'1'espaoe 130 d'où il se rend par le conduit 105 dans l'espace '1'33 et de là par les lumières 112 dans l'espace 128 d'où il est envoyé à la chambre de combustion comme précédemment.'
En même temps les gaz d'échappement chauds de la turbine pénètrent dans l'accumulateur 119a par l'espace 129, les lumières 118 et l'espace 126, cèdent leur chaleur et.
s'échappent dans l'atmosphère par'l'espace 125, les lu- mières 116, l'intérieur du manchon 113 etl'espace 132.
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Le fonctionnement du récupérGteur'nae fait ou est maintenu par le renversement intermittent des manchons si- multanément d'une position à l'autre.'
Si l'on'se réfère encore une fois à la figure 11, la partie centrale de chaque' manchon est refroidi .sur la face contenant les bagues d'étanchéité, pendant un demi cycle chaque fois, par les gaz d'échappement refroidis.dans le cas du manchon 113 et par l'air froid du'compresseur dans le cas du Manchon 107.
Des'nervures 134 dans'chaque manchon contribuent à ce refroidissement en faisant dévier le flux de gaz ou l'air.'
Le cylindre 115a est isolé des gaz entrant dans l'es- pace 129 par des écrans .isolants 135 'et le cylindre 109a dans l'enveloppe 101 est isolé par des écrans 136 de l'air
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""L''" cn;d.ut1 nur not. ii'L>COUr±3 tintre l'espace annuaire 128 6t 1? chambre de mbus ti o r1.
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On réduit les chutes de pression à l'entrée des di- verses lumières en découpant les parois délimitant les en- trées aux lumières de façon à produire un effet d'injecteur.
La répartition de la température dans chaque manchon est comme précédemment symétrique dû'fait que les extrémités de chaque manchon sont relativement froides, tandis que les parties centrales 107a et 113a sont chaudes. Ceci a pour ef- fet de réduire les déformations dans.les manchons\et l'enve- loppe.
Les parois coniques 137 sont fixées à i'enveloppe
102 et au cylindre 115a et séparent l'espace d'entrée' 129 des espaces 126 et 130. Les parois présentant une forme conique se dilatent symétriquement et maintiennent par con- séquent le manchon exactement centré dans le cylindre 115a.
La partie centrale 113a du manchon est également pro- tégée contre les gaz chauds dans les espaces 126,129 et 130 par des écrans isolants 138.
La partie centrale de l'enveloppe 102 est faite en deux pièces boulonnées le long des brides 139. En ce point l'enveloppe est protégée contre les gaz chauds pénétrant dans l'espacé annulaire 129 par un écran isolant 140 espacé de l'enveloppe par des bagues 141 et les espaces sont rem- plis de matière isolante. Cette parttie centrale de l'enve- loppe 102 est également susceptible-de se dilater axialement par suite de jeux non représentés, entre la bridé 139 et la paroi 137.
Le renversement des manchons 107 et 113 de la posi- tion représentée sur-la figure 12 à celle représentée sur la figure 13 est effectué par les forces exercées sur le manchon, par les gaz d'échange de chaleur eux-mêmes par sui- te de la différence des dimensions des manchons conjointe- ment avec un mécanisme de commande approprié dont la fonction est dé maintenir les manchons dans chaque position représen- tée pendant un temps prédéterminé et de les relâcher ensuite.
Le mécanisme de commande doit aussi, pendant-le déplacement,
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faire en sorte que les manchons soient synchronisés, c'est- à-dire qu'ils passent chacun par le point neutre en même temps. En d'autres termes, lorsque le manchon 107 se trouve dans une position où les lumières 112 sont masquées, le man- chon 113 doit occuper la position où les lumières 118 sont couvertes pour interrompre l'écoulement.-des gaz.
Lorsque les manchons occupent la position représen- tée sur la figure 12 l'air à haute pression dans l'espace 126 exerce sur le manchon 113 un effort tendant à le dépla- cer vers la droite-par rapport au dessin. Immédiatement le mécanisme de commande libère les manchons, le manchon 113 accélère vers la droite et en même temps le manchon 107 se déplace vers là gauche, accélérant aussi mais à l'encontre de l'effort exercé sur sa partie centrale 107a par les gaz à @ pression à l'intérieur de l'espace 127, et tendant à réduire l'accélération du manchon 107 et, par suite du mouvement du jeu de bielles, du manchon 113 aussi.
Lorsque chaque manchon passe par la position neutre, les conditions de pression sont renversées et le gaz à hau- te pression admis alors dans l'espace 130 résiste au dépla- cement du manchon 113, décélérant celui-ci jusqu'à ce Qu'il s'arrête dans la position représentée sur la figure 13. Les manchons sont maintenus dans cette position pendant un temps prédéterminé..et sont ensuite relâchés et reviennent dans la position représentée sur la figure 12 sous' l'action des ef- forts exercés par l'air à haute pression.
Un mécanisme de commande approprié est représenté schématiquement sur la figure 14/. L'accumulateur de chaleur, les enveloppes 101 et 102, et les conduits d'inter-communica' tion ont été omis et on n'a représenté que les manchons 107 et 113 dans leurs cylindres respectifs 109 et 115.
A l'extrémité de gauche de chaque enveloppe est adap- té un cylindre renfermant un piston qui est actionné hydrau- liquement par un Fluide pratiquement incompressible, tel due L'huile.
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Le cylindre 142 est fixe au cylindre 109 qui à son .tour est fixé à l'enveloppe 101 comme c'est représenté sur la figure 11. Le piston 143 dans le cylindre 142 est fixé a manchon 107 par une tige 144 qui peut être creuse, la tige étant boulonnée au moyeu central dans la partie élargie du manchon d'où rayonnent les nervures,.134 comme c'est re- présenté sur la figure 1.
Un cylindre similaire 145 contenant un piston 146 est fixé au cylindre 115 dans l'enveloppe 102 et est fixé ,d'une manière semblable au moyeu central dans. la partie
113a du manchon 113 par la tige 147.
Des.fonds 148et 149 ferment hermétiquement l'extré- mité de gauche de chaque cylindre 142 et 145 respectivement.
Une pompe à huile 150 fournit'l'huile à-une valve rotative à rotation continue 151 qui envoie l'huile alterna- tivement à la partie de.chacun des cylindres 142,145 qui se trouve à la droite de chaque piston, par des conduites
152 et 153. Remplissant l'espace à l'intérieur de chaque cylindre entre le piston et les couvercles de fond 148 et
149, une autre quantité d'huile peut être déplacée d'un cylindre à l'autre par la conduite 154 qui est toujours pleine d'huile.
. La valve 151 est construite de telle manière que, dans la position représentée, la conduite 152 est reliée à l'évacuation de 1 .'huile par la conduite-155, tandis,que la conduite 153 se trouve en communication avec la pompe
150.
Cette situation est maintenue pendant un laps de .temps prédéterminé qui est suffisant pour permettre un échange approprié de chaleur entre les gaz chauds, l'air froid à haute pression et-les sections 'des accumulateurs.
'Après que cet intervalle de temps. s'est écoulé, la valve.151 coupe l'arrivée de l'huile de la pompe 150 à la conduite 153 et met celle-ci en communication avec l'évacua-
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tion par la conduite 155. Le manchon 113 commence alors à se déplacer vers la droite sous l'action des efforts exer- cés par l'air à haute pression sur la partie élargie 113a, comme il a été dit précédemment et, en se déplaçant ainsi il entraîne le piston 146 vers la/droite en refoulant l'huis- le par la conduite 153 dans la conduite d'évacuation 155.
En même temps la pompe 150 envoie de l'huile par la condui- te. 152 sur le côté de droite du piston 143 en repoussant celui-ci vers la gauche et en refoulant l'huile par la con- duite 154 sur la face de gauche du piston 146 de manière à assurer la synchronisation,des mouvements des deux pis- tons.
Toute fuite aux pistons 1'45, '146, qui peut modifier le volume d'huile circulant dans la conduite 154, peut être compensée par un système de valves de retenue relié à la conduite 154 pour remplacer toute quantité d"huile perdue ou évacuer toute quantité d'huile occasionnant une augmentation de volume. Suivant une variante les valvés de retenue peuvent être montées dans les pistons mêmes.
Toutefois, dans la plupart des cas, ces fuites' sont tellement faibles qu'elles n'ont pas un effet appréciable sur la synchronisation des manchons.
Suivant un autre procédé, les manchbns sont reliés mécaniquement par un embiellage comprenant une tige fixée à chaque manchon à ses extrémités et articulée au'centre. Le maintien du manchon à l'extrémité de ses courses peut être assuré par le dispositif hydraulique.
On peut se rendre compte que dans les deux formes d'exécution représentées, la symétrie des températures est atteinte dans une direction axiale à l'intérieur de chaque' enveloppe. Dans chaque cas, la partie centrale d'un manchon commande l'entrée des gaz cédant leur chaleur avant le re- froidissement, tandis que la partie centrale de l'autre man- chon commande la sortie du gaz absorbant la chaleur, lors-
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qu'il a été chauffé. Les parties centrales de l'enveloppe sont par conséquent toujours soumises aux gaz chauds.
D'au- tre part, les parties situées aux extrémités sont toujours froides, un manchon commandant l'admission du gaz absorbant la chaleur avant qu'il ne soit chauffé tandis que l'autre commande la sortie des gaz cédant leur chaleur, après qu'il,- aient été refroidis. Ce fait joint au fait que les manchons jouent'également le rôle de conduits pour les-gaz froids, . notamment les '.gaz de cession de chaleur refroidis d'une ,part et les-gaz froids absorbant la chaleur d'autre part, signifie que la température augmente progressivement des extrémités de l'enveloppe vers'le centre.
En outre, les manchons dans les deux cas sont de construction très simple et sont légers, et le fait qu'ils ne renferment pas de lumières signifie que la déformation est maintenue à un minimum.
D'autres avantages sont obtenus du point de vue fa- brication si les manchons ont des dimensions identiques, mais ce facteur peut être dépassé en importance par l'op- portunité de construire le manchon à haute pression en de plus faibles, dimensions lorsque les masses en circulation sont très grandes.
Ainsi qu'il a.été dit le système de distribution en lui-même ..entre dans le' cadre d.e la présente- invention et la forme de construction préférée de'la 'distribution est celle décrite avec référence à la figure-8,..tandis qu'une forme préférée de la valve proprement dite est représentée sur les figures .8 et 10.
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