Régénérateur pour machine frigorifique à cycle fermé: Cette invention est relative à un régéné rateur pour machine _ frigorifique à cycle fermé, travaillant avec -un fluide intermé diaire gazeux, par exemple de l'air, soumis alternativement à une compression et à une expansion suivant un cycle fermé. Une ma chine de ce genre comprend une chambre dans laquelle l'air est comprimé et une Cham bre dans laquelle l'air est détendu.
Entre ces deux -chambres, l'air passe à travers un échangeur de chaleur servant à transférer la chaleur de l'air comprimé à une masse de fluide réfrigérant, à travers -un régénérateur servant à maintenir une différence de: tem pérature entre l'air qui y pénètre et l'air qui en sort, et à travers un échangeur de chaleur servant à transférer la chaleur d'un fluide à refroidir à l'air détendu.
Comme la volume des -capacités<B>à</B> air des échangeurs de chaleur et du régénérateur est constant, et comme ce volume est interposé entre les chambres de compression et d'ex pansion, il constitue ce qui peut être consi- c'.éré -comme un espace mort, et il est évident que si l'on veut obtenir un grand degré de réfrigération, il faut que -ce volume soit faible en comparaison avec le déplacement du piston. En outre, une grande section doit être exposée à l'air dans le but de lui céder ou de lui emprunter de la chaleur.
Etant donné que le rôle d'un régénérateur est d'amener l'air intermédiaire à une tem pérature aussi rapprochée que possible de celle de la chambre dans laquelle il entre, qu'il s'agisse .de la chambre de compression relativement chaude ou de la chambre d'ex pansion relativement froide, il est nécessaire qu'il possède la capacité d'absorber une quan tité de -chaleur donnée pendant une partie de chaque cycle pour la céder pendant une autre partie du cycle.
Pour que la quantité de froid produite puisse être élevée, il faut que l'appareil frigorifique soit construit de façon à empêcher autant que possible la. conduction de chaleur de son extrémité chaude à son extrémité froide.
Le but de la présente invention est d'é tablir un régénérateur .qui ne contienne qu'un petit volume d'air, qui présente une grande surface exposée au fluide intermédiaire, qui soit facile et bon marché à fabriquer, qui possède une capacité de chaleur suffisante pour maintenir son extrémité chaude et son extrémité froide aux températures relatives convenables, qui ne conduise -que le minimum de chaleur de son extrémité chaude à son. extrémité froide et qui n'offre qu'une faible résistance au passage du fluide.
Le régénérateur suivant l'invention -com porte plusieurs éléments d'absorption et de distribution de, chaleur arrangés l'un à la suite de l'autre dans le trajet du .gaz inter médiaire et de façon que leur disposition soit impropre à la. conduction de la chaleur de l'un à l'autre, et par des moyens pour isoler ces éléments des parties environnantes exté rieures.
De préférence, le régénérateur est cons truit sous forme d'une chambre dont les pa rois sont en matière calorifuge.
Lesdits éléments peuvent par exemple être établis chacun sous forme d'une série de spires de ruban métallique mince faiblement espacées et montées de façon que leurs bords soient tournés dans le sens du mouvement du fluide intermédiaire.
Des formes d'exécution de l'objet @de l'in vention sont représentées, à titre d'exemple au dessin annexé, dans lequel: La fig. 1 est une coupe verticale longi tudinale d'une machine frigorifique à air dont font partie des régénérateurs établis suivant l'invention; La f ig. 2 est une coupe verticale trans versale à plus grande échelle d'un des régé nérateurs de la fig. 1; La fig. 3 est une vue de .dessous du ré générateur de la fi-.<B>2;</B> La, fig. 4 est une coupe transversale ver ticale d'une autre forme d'exécution de l'ob jet de l'invention;
La fig. 5 est une vue de dessous du ré générateur de la fi-. 4 et montre partielle ment les bandes métalliques formant les élé ments accumulateurs de chaleur. En se référant à la fig. 1, on décrira. comme suit le fonctionnement de la. machin pour un -cycle d'opérations qui correspond à une révolution du vilebrequin. Les mouve ments des pistons sont commandés par le mécanisme situé dans le carter.
L'air est comprimé dans la. chambre com prise entre le piston compresseur 1 et le pis ton déplaceur ? par le mouvement d'élévation du piston 1. Il .est alors transféré sous pres sion par une lumière annulaire 3, par les espaces compris entre les lames 4 de l'échan geur<B>(le,</B> chaleur 5. par le régénérateur 6 et par les espaces compris entre les lames î d l'échangeur de chaleur 8 a la chambre située au-dessus du piston déplaceur 2.
Il est en suite détendu dans la chambre située au- desucli piston ? par le mouvement d'abais sement des deux pistons 1 et ?. Finalement, il est ramené à. basse pression dans la cham bre comprise entre le piston 1 et le piston 2 par l'intermédiaire de l'échangeur de chaleur 8, du régénérateur 6, et de l'échangeur de chaleur 5. De cette façon, la chaleur est con duite hors de l'installation par l'échangeur de chaleur 5, et la chaleur peut être emprun tée à tout fluide désiré par l'échangeur de chaleur 8.
Il s'établit une différence de tem pérature entre les deux échangeurs de cha leur, et par conséquent entre les extrémités supérieure et inférieure du régénérateur 6.
La machine représentée à la. fi-. 1 com porte deux cylindres, et il est bien entendu que ces deux cylindres sont établis d'une manière analogue.
Le régénérateur 6 comprend une paroi cylindrique interne 9 en matière calorifuge telle que la. bahelite et une paroi cylindrique externe 10, également en matière calorifuge, ces parois servant à isoler les éléments des parties environnantes extérieures. Vu espace annulaire est formé entre ces deux parois. Les parois 9 et 10 reposent par leurs extré mités inférieures sur l'échangeur de chaleur 5 et supportent à. leurs extrémités supérieures l'échangeur de ,chaleur 8. La paroi 9 cons titue en outre un élément de la paroi de cy lindre dans laquelle coulisse le piston 2.
On voit ainsi que le régénérateur agit de façon à isoler l'extrémité chaude Je la machine de l'extrémité froide tout. en agissant à la façon d'un régénérateur pour le fluide intermé diaire.
Dans les fig. 2 et 3, on a représenté une forme d'exécution de l'objet de l'invention comprenant une série de rubans métalliques minces 11 enroulés en spirales sur la paroi 9, chaque spire étant placée immédiatement au dessus d'une .autre, mais étant séparée -de cette dernière par .des. organes d'espacement étroits 12 en matière calorifuge telle que le papier.
Les organes d'espacement 12 sont disposés à des intervalles do la circonférence suffisam ment rapprochés pour maintenir les bandes en position, et ces organes s'étendent d'un bout à l',autre de la longueur du régénérateur.
Chacun .des rubans métalliques 11 comprend une spirale composée du plusieurs spires en tourant le cylindre 9, et chaque spirale est séparée des spirales adjacentes dans le sens du mouvement de l'air de façon à, en être isolée thermiquement. Comme une spirale quelconque possède approximativement la même température en tous ses points, il est important de subdiviser la longueur chi régé- nérateuren un grand nombre de spirales et d'es paces isolants, car on obtient ainsi une échelle de températures relativement progressive entre les deux extrémités.
Dans les régénériuteurs construits suivant l'invention, et qui ont donné d'excellents résultats, on a prévu dix neuf spirales comportant chacune trente spires de ruban d e laiton de 3,2 millimètres de largeuri par 0,05 millimètre d'épaisseur, les organes d'espacement séparant les spires étant constitués par du papier de 1,6 milli mètre .par 0,15 millimètre d'épaisseur, et l'espacement longitudinal des spires étant de 0,2 millimètre.
Le diamètre extérieur des spires dés bandes 11 est tel que le cylindre externe 10 s'emboîte exactement.sur elles, lorsque l'air intermédiaire passe alternativement dans un sens et en sens inverse à travers les espaces étroits compris entre les spires, il abandonne ou emprunte rapidement la chaleur aux ban- des et, en même temps,-il n'existe qu'un faible volume d'air contenu dans le régénérateur, et la conduction longitudinale de la chaleur est minimum.
Dans les fig. 4 et 5, on a représenté une autre forme de réalisation de l'invention. Les bandes métalliques minces 11 sont enroulées en spirales autour du cylindre 9 et chaque spire est espacée de la spire précédente par une bande métallique ondulée 13. Par con séquent, chaque spire se compose,de plusieurs couches alternées de métal plat et de bandes métalliques ondulées enroulées ensemble sur le cylindre 9. Chaque spire est séparée de la suivante par un espace d!'air ,de façon que les spires soient isolées ihermiquement les unes des, autres.
Le nombre des spires et leur espacement sont déterminés par la capacité de chaleur requise et par le facteur relatif à la, conduction de chaleur longitudinale entre les deux extrémités du régénérateur.