CH269301A - Machine thermique à piston. - Google Patents

Description

  Machine thermique à piston.    L'invention concerne une machine ther  mique à piston à fluide de travail gazeux,  présentant un échangeur de chaleur entre le  gaz de travail et un autre fluide, cet. échan  geur     entourant.        coaxialement    le cylindre et  étant parcouru en direction axiale par le  fluide de travail gazeux. Cette machine ther  mique pourrait être soit. un moteur à gaz  chaud, soit une.     machine    frigorifique fonction  nant suivant le principe inverse     dit    moteur à  gaz chaud.  



  Dans les machines du type précité, il peut,  le cas échéant, y avoir lieu de disposer  l'échangeur dans un espace particulièrement  restreint clans le sens axial. Dans ce cas, il  peut arriver qu'il soit difficile d'assurer un  bon échange de chaleur. On connaît, par  exemple, des machines de ce type dont  l'échangeur ne comprend qu'une seule paroi  entourant     coaxialement    le cylindre. La sur  face intérieure de cette paroi est léchée     par          1P    fluide (le travail gazeux de la machine.

         t & ndis    que la surface extérieure est. léchée par  un fluide réchauffeur ou     réfrigérant.    Dans  ce cas, afin (le ne pas trop augmenter la perte  de charge du circuit du fluide de travail ga  zeux, on est obligé de ménager un espace       assez    grand entre la paroi et le cylindre. Ceci  est toutefois néfaste pour la transmission de  la. chaleur, car seule une petite partie de la  couche de gaz vient en contact avec la paroi  par laquelle doit se transmettre la chaleur.

    On pourrait, il est vrai, munir la paroi sur    sa. face     intérieure    d'un grand nombre de ner  vures, mais l'amélioration obtenue par ce seul  moyen n'est guère suffisante,     l'augmentation     de la transmission de chaleur à laquelle  on     parvient    au     moyen    de ces nervures étant  trop faible. Pour obtenir une amélioration  sensible, il. faut pouvoir augmenter l'étendue  même de la. paroi à travers laquelle se fait  l'échange de chaleur.  



       Afin    de     parvenir    à ce résultat, on peut  faire comprendre à     l'échangeur    un grand  nombre de     tuyaux,    parcourus par l'un des  fluides et baignés par l'autre. Cette solution  est cependant assez compliquée et présente  des difficultés d'ordre constructif.    La machine selon la présente invention  comprend un échangeur qui, tout en étant  très simple du point de vue constructif, peut       présenter    une étendue suffisante de parois   < d'échange de chaleur et cela en pouvant être  tel qu'il puisse être disposé dans un espace  restreint dans le sens axial.

   A cet effet, la  machine selon l'invention est caractérisée en  ce que l'échangeur comprend au moins deux  parois en matière bonne conductrice de cha  leur, entourant.     eoaxialement    le cylindre  et dont chacune sépare L'une     de-    l'autre  deus enceintes coaxiales dont . chacune  est     parcourue    par l'un des fluides précités.  



  Le dessin montre, à titre d'exemple, une  forme d'exécution, constituée par un moteur à  gaz chaud, de l'objet de l'invention.      La     fig.    1 montre, en coupe longitudinale,       une    partie du cylindre de cette forme d'exé  cution entouré de son réfrigérant.  



  La     fig.    2 montre ce réfrigérant en coupe  transversale.  



  Sur la     fig.    1, 10 est le cylindre dans le  quel se déplacent le piston ou le piston et un  piston de déplacement. Le mouvement de ces  organes provoque la.     circulation    du gaz du  cylindre, à travers les     communications    pré  vues à cet effet, vers le réfrigérant, le récu  pérateur et le réchauffeur. Le dessin ne mon  tre     que    la communication 11 du cylindre et  du réfrigérant 12. Une     ouverture    analogue  -est située à l'autre extrémité du cylindre 10,  de sorte que le cylindre     communique    avec le  réchauffeur.

   Hors du cylindre 10, le gaz tra  verse, dans -une direction parallèle à l'axe du       cylindre,    le     réchauffeur,    le récupérateur 13  - et le réfrigérant 12 et retourne au cylindre.  Le gaz se déplace périodiquement dans le sens  précité et dans le sens inverse. Le réfrigérant,  le     récupérateur    et le réchauffeur entourent       coaxialement    le cylindre 10 et se trouvent  dans l'espace compris entre la paroi 14 du       cylindre    et la paroi extérieure 15 du moteur.  Dans l'espace de section annulaire compris  entre les parois 14 et 15 sont disposés les élé  ments du réfrigérant.  



  Le réfrigérant comprend trois parois cy  lindriques 16, 17 et 18, en matière bonne  conductrice de la chaleur, par exemple en       altuninitun    ou cuivre, qui entourent     coaxiale-          ment    le cylindre. Entre     deux    de ces parois  16 et 17 est constituée     tune    enceinte de sec  tion annulaire 19, dans laquelle circule de  l'eau de réfrigération. Cette eau est amenée  et évacuée par deux tuyauteries     qui    traver  sent les     parois    extérieures; la     fig.    2 n'en re  présente que la tuyauterie 20.

   Les deux pa  rois 16 et 17 sont reliées entre elles tant à  la partie supérieure qu'à la partie inférieure,  de sorte que l'enceinte 19 constitue une che  mise d'eau. Le     fluide    gazeux du moteur tra  verse en parallèle     deiLx    enceintes 21, 22 dont  1a première est située entre la paroi 14 du  cylindre et la paroi intérieure 16, et la se  conde 22 est située entre la paroi médiane    17 et une paroi 23. Cette     dernière    sert uni  quement à guider le fluide gazeux, mais ne  participe pas à la transmission de, la chaleur.  Par contre, les parois 16 et 17 constituent des  cloisons conductrices de chaleur entre le  fluide gazeux du moteur et l'eau de réfrigé  ration qui circule dans l'enceinte 19.  



  Pour améliorer encore la transmission de       chaleur,    les parois 16 et 17 présentent, sur  leur face léchée par le gaz, un grand nombre  de nervures 24. La subdivision du passage  disponible en au moins deux enceintes     per-          i:zet,    tout en maintenant la perte de charge à  une valeur acceptable, de réduire la largeur  de chaque enceinte et partant la hauteur des  nervures. Ceci facilite la réalisation des ner  vures et, par' suite, de la plus petite hauteur  de celles-ci, la condition de chaleur de leur  sommet vers la paroi est meilleure.  



  La troisième paroi de séparation 18,  bonne conductrice de chaleur, dont la sur  face intérieure, également     pourvue    de ner  vures, est léchée par le gaz, sépare fume de  l'antre l'enceinte située entre cette paroi 18  et la paroi 23 et parcourue par le gaz et une  enceinte délimitée par cette paroi 18 et par  une cinquième paroi 25 entourant     coaxiale-          ment    la paroi 18. Cette dernière enceinte est  également parcourue par de l'eau de réfri  gération. La paroi 25 constitue en même  temps la paroi extérieure du dispositif réfri  gérant, de sorte que cette paroi est unique  ment en contact avec l'eau, et non avec le  gaz à refroidir.

   Ceci présente l'avantage que  le fluide gazeux actif du moteur ne vient pas  en contact, dans la région     du,    réfrigérant,  avec la paroi extérieure 15 du moteur et ne       petit    donc provoquer à cet endroit d'augmen  tation indésirable de la température par une  radiation éventuelle de chaleur de l'extérieur.  Si l'espace disponible le permet, on pourrait,  dans une variante, utiliser plus de trois pa  rois échange-Lises de chaleur coaxiales; chacune  de ces parois constituent une séparation entre  le fluide gazeux et l'eau de réfrigération.  Pour     guider    le gaz du récupérateur 13 vers  le réfrigérant, et de ce réfrigérant vers le  cylindre, l'extrémité supérieure et l'extrémité      inférieure du réfrigérant sont pourvues de  déflecteurs annulaires 26.

    



  L'échangeur de chaleur du moteur décrit       est    un réfrigérant.. Il va cependant de soi que,  dans une autre forme d'exécution de la ma  chine, cet échangeur pourrait être un réchauf  feur dont le fluide réchauffeur serait soit un  liquide, soit un gaz.

Claims (1)

1. REVENDICATION: .Machine thermique à piston à fluide de travail gazeux, présentant un échangeur de chaleur entre le gaz de travail et un autre fluide, cet échangeur entourant coaxialement le cylindre et étant parcouru en direction axiale par le fluide de travail gazeux, machine caractérisée en ce que l'échangeur comprend au moins deux parois en matière bonne con ductrice de la chaleur, entourant coaxiale- ment le cylindre et. dont chacune sépare l'une de l'autre deux enceintes coaxiales dont cha cune est parcourue par l'un des fluides pré cités. SOUS-REVENDICATIONS: 1.

   Machine suivant la revendication, ca ractérisée en ce que les deux parois coaxiales susmentionnées; de l'échangeurs délimitent entre elles une enceinte parcourue par de l'eau de réfrigération. 2. .Machine suivant 1.a revendication et la sous-revendication 1, caractérisée en ce que les deux parois susmentionnées de l'échangeur sont entourées coaxialement par deux autres parois entre lesquelles est située une enceinte parcourue par de l'eau de réfrigération, le fluide de travail gazeux ne léchant que la sur face intérieure de la paroi intérieure de cette dernière paire de parois.