CH260393A - Dispositif d'isolation thermique pour canalisations de gaz à basse température et faible densité, en particulier pour canalisations d'air froid et détendu des bancs d'essais de moteurs d'aviation. - Google Patents

Description

      -Di_@,nositif    d'isolation thermique pour canalisations de gaz<B>à</B> basse température et faible  densité, en particulier pour canalisations d'air froid et détendu des bancs d'essais de  moteurs d'aviation.    On sait que<B>le</B> transport des gaz détendus  <B>à</B> faible densité et<B>à</B> basse température<B>à</B>  une certaine distance présente de grandes  difficultés.

   Les tuyauteries ou capacités né  cessaires doivent présenter des dimensions re  lativement, grandes pour limiter les pertes de  charge et leur épaisseur doit être suffisante  pour résister<B>à</B> la différence de pression par  rapport au milieu ambiant.<B>Il</B> en résulte donc  le double inconvénient<B>de</B> grandes surfaces  pour les échanges calorifiques et d'une masse  considérable<B>de</B> la tuyauterie par rapport<B>à</B>  celle du fluide évoluant.<B>Il</B> est alors difficile  d'éviter un     réchauffage    excessif des gaz froids,  et la mise en régime stable de température  demande un temps considérable lorsqu'on uti  lise les procédés connus d'isolation thermique  comportant une ou plusieurs couches de calo  rifuges disposées<B>à</B> l'extérieur ou<B>à</B> l'intérieur  de la tuyauterie elle-même.  



  La présente invention a pour but d'atté  nuer considérablement ces inconvénients. Le  dispositif d'isolation thermique conforme<B>à</B>  l'invention est caractérisé par une paroi  extérieure destinée<B>à</B> résister<B>à</B> la différence  de pression entre l'intérieur de la canalisation  et le milieu ambiant, munie d'un calorifuge,  et une paroi intérieure d'épaisseur juste suf  fisante pour assurer sa rigidité et délimitant  avec la paroi extérieure un espace annulaire  en équilibre de pression avec l'enceinte inté-         rieure    et parcouru par une dérivation du gaz  froid.  



  Le dessin annexé montre,<B>à</B> titre d'exem  ples non limitatifs, des formes de réalisation  de l'invention:  La     fig.   <B>1</B> représente une     demi-coupe    lon  gitudinale d'un élément de tuyauterie.  



  La     fig.    2 est une     demi-coupe    semblable  d'une variante du dispositif.  



  La     fig.   <B>3</B> est une vue d'ensemble schéma  tique en coupe partielle du dispositif appli  qué<B>à</B> une installation d'essais de moteurs  d'aviation, avec tuyauterie relativement lon  gue d'air froid et détendu jusqu'à l'admis  sion du moteur en essai.  



  Un élément de tuyauterie     (fig.   <B>1)</B> destiné  au transport d'air froid sous faible pression  absolue comprend une paroi extérieure a  pouvant résister aux contraintes mécaniques  dues<B>à</B> la différence de pression entre     15en-          ceinte    intérieure<B>b</B> et l'atmosphère ambiante       c.    La paroi extérieure est, bien entendu, pour  vue     d'un        calorifugeage        d    d'un type connu,  comme par exemple de liège aggloméré.

    L'élément de tuyauterie comporte également  une paroi intérieure e d'épaisseur aussi ré  duite que possible, canalisant la veine de gaz  froids et détendus qu'il s'agit de transporter;  cette paroi ne supporte aucune différence de  pression, son épaisseur peut donc être réduite  <B>à</B> la valeur strictement nécessaire pour assu-           rer    sa rigidité; elle présente une série d'ori  fices<B><I>fi,</I></B>     f2,        f3   <B>...</B>     f.,    mettant l'intérieur de la  canalisation en équilibre de pression avec  l'espace annulaire<B>g</B> compris entre la paroi  extérieure et la paroi intérieure.

   Le sens de  déplacement du gaz est donné par la flèche<B>A.</B>  Enfin, une évacuation limitée de gaz froid  est assurée par une tubulure i et par des  moyens quelconques, par exemple par rac  cordement de cette tubulure avec     une    enceinte  <B>à</B> pression plus faible.  



  On conçoit que seule la fraction de gaz  circulant dans l'espace annulaire<B>g</B> se ré  chauffe au contact de la paroi extérieure a  dont la température s'abaisse graduellement  au fur et<B>à</B> mesure de la     n-àse    en régime de  température. En raison de sa faible masse, la  paroi intérieure e est amenée rapidement<B>à</B>  sa température de régime qui est alors très  voisine de celle du flux de gaz principal. Le  gaz contenu dans l'espace annulaire ne  s'échauffe en régime normal qu'au     #voisinage     de la paroi extérieure, et en réglant le débit  de fuite par la vanne<B>j,</B> on peut réduire<B>à</B>  sa valeur minimum le coefficient de convec  tion     gaz-paroi    extérieure et, par conséquent,  l'échauffement correspondant.

   La fraction de  gaz passant par l'espace annulaire est ensuite  évacuée en un point quelconque de l'instal  lation présentant une dépression suffisante,  ou par tout autre dispositif.  



  On réalise ainsi un flux auxiliaire de gaz  froids dirigé en sens inverse du flux de cha  leur venant de l'extérieur, les pertes     tliermi-          ques    étant supportées, pour leur majeure  partie, par le flux de gaz dérivé et non plus  par le flux de gaz principal. Ce dernier ne  subit qu'un réchauffement minime, bien infé  rieur<B>à</B> celui qu'on aurait dans une tuyau  terie en tôle forte recouverte d'un calorifuge  connu. En outre, la seule paroi intérieure en  contact avec le, flux principal étant d'une  faible épaisseur et par suite d'une faible  masse, sa mise en température de régime est  atteinte très rapidement.  



  La     fig.    2 représente,<B>à</B> titre d'exemple,  une variante du dispositif précédent, dans  laquelle l'espace annulaire est subdivisé par    plusieurs parois concentriques<B>k, 1,</B> ni consti  tuées par des tôles de faibles épaisseurs et de  faibles masses, comportant des perforations  ni, n2<B>...</B>     n,,    par lesquelles une dérivation de  gaz froids peut être assurée et évacuée par  la tubulure i et la vanne de réglage     j.    Cette  évacuation peut     seffectuer    en un point de  l'installation présentant une dépression suffi  sante, ou par tout autre moyen équivalent.  



  Les parois concentriques<B>k, 1,</B> m pour  raient être constituées par des tôles minces  gaufrées pourvues de perforations convena  bles. Enfin, la canalisation elle-même peut  être établie en un seul tronçon ou en plu  sieurs tronçons comportant individuellement  <B>le</B> dispositif d'isolation précédent. Les perfo  rations     111,    n2<B>...</B> des tôles peuvent être uni  formes ou de sections différentes.  



  La     fig.   <B>3</B> représente,<B>à</B> titre d'exemple,  une installation d'essais de moteur alimenté  avec de l'air atmosphérique détendu et re  froidi et comportant un dispositif d'extrac  tion de gaz pour reproduire au sol les condi  tions de fonctionnement en altitude. Lors  que la distance entre la machine frigorifique  et l'admission au moteur en essai est impor  tante, il convient d'appliquer le dispositif     ci-          dessus   <B>à</B> la canalisation d'amenée d'air con  ditionné au moteur. Dans le schéma corres  pondant,<B>1</B> désigne une tour de lavage de  l'air atmosphérique, alimentée par une sau  mure réfrigérée dans une machine frigorifi  que primaire 2; l'air se détend ensuite dans  une turbine<B>3</B> avec absorption d'énergie mé  canique dans un frein 4.

   L'air détendu et  froid est amené par la canalisation<B>5 à</B> dou  ble enveloppe jusqu'au moteur d'aviation en  essai<B>6</B> dont la puissance est absorbée par le  frein<B>7.</B> Les gaz d'échappement du moteur  sont refroidis dans un réfrigérant, puis re  foulés<B>à</B> l'atmosphère ambiante par des  extracteurs<B>8, 8</B> entraînés par le moteur<B>9.</B>  Une soupape automatique<B>10</B> règle la pres  sion<B>à</B> l'échappement du moteur d'aviation en  essai.  



  La canalisation<B>5</B> d'air froid et détendu  alimentant le moteur est prévue<B>à</B> double en  veloppe suivant une des modalités précé-           dentes,    et la dérivation d'air froid passant  dans l'espace annulaire est évacuée en aval  de la soupape de réglage<B>10</B> où règne la     pl-Lis     faible pression absolue du circuit, au moyen  de la tuyauterie de décharge<B>11</B> et de la  vanne de réglage 12.  



  Le dispositif d'isolation décrit peut évi  demment s'appliquer<B>à</B> toute autre canalisa  tion chaque fois qu'il s'agit de transporter  un fluide de faible densité et<B>à</B> basse tempé  rature avec le minimum de réchauffage du  flux principal.

Claims (1)

1. REVENDICATION: Dispositif d'isolation thermique pour ca nalisations de gaz<B>à</B> basse température et faible densité, en particulier pour canalisa tions d'air froid et détendu des bancs d'essai de moteurs d'aviation, caractérisé par une paroi extérieure destinée<B>à</B> résister<B>à</B> la<B>diffé-</B> rence<B>(le</B> pression entre l'intérieur de la ca nalisation et le milieu ambiant, munie d'un calorifuge, et une paroi intérieure d'épaisseur juste suffisante pour assurer sa rigidité et délimitant avec la paroi extérieure un espace annulaire en équilibre de pression avec l'en ceinte intérieure et parcouru par une dériva tion du gaz froid.

   SOTTS-REVENDICATIONS: <B>1.</B> Dispositif selon la revendication, ca ractérisé par le fait que l'espace annulaire parcouru par la dérivation de fluide froid est subdivisé au moyen de tôles perforées. 2. Dispositif selon la revendication et la sous-revendication <B>1,</B> caractérisé en ce que les tôles perforées sont gaufrées. <B>3.</B> Dispositif selon la revendication, ca ractérisé en ce que la canalisation est subdi visée en tronçons présentant chacun -une dé rivation de fluide froid passant<B>à</B> l'intérieur de la double paroi. 4. Dispositif selon la revendication et la sous-revendication <B>1,</B> caractérisé en<B>ce</B> que les perforations des tôles intérieures sont de dif férentes sections.

   <B>5.</B> Dispositif selon la revendication, ca ractérisé en ce que l'évacuation du gaz<B>dé-</B> rivé s'effectue en un point de l'installation présentant une dépression.