CH483565A - Dispositif destiné à organiser la circulation d'un fluide dans un circuit - Google Patents

Description

  



  Dispositif destiné à organiser la circulation d'un fluide dans un circuit
 La présente invention a pour objet un dispositif destiné à organiser la circulation d'un fluide dans un circuit comportant au moins une cavité annulaire fermée, de révolution autour d'un axe.



   Un tel dispositif peut être utilisé, par exemple, pour le refroidissement d'un cylindre d'un compresseur à piston, pour l'injection à vitesse élevée du fluide de circulation dans un milieu extérieur, ou pour le mélange homogène de ce fluide avec un autre.



   Le dispositif selon l'invention est caractérisé par un orifice d'admission du fluide dans la cavité, situé à une de ses extrémités et par au moins un orifice d'évacuation du fluide hors de la cavité, au moins un des orifices étant conformé et orienté de façon à contraindre les filets fluides à suivre un chemin hélicoïdal entre l'orifice d'admission et au moins un orifice d'évacuation.



   Plusieurs formes d'exécution de l'objet de l'invention seront décrites, à titre d'exemple, en se référant au dessin annexé, auquel
 la fig. 1 est une vue en coupe verticale d'une première forme d'exécution applicable au refroidissement du cylindre d'un compresseur;
 la fig. 2 est une vue en coupe selon la ligne II-II de la fig. 1;
 la fig. 3 est une vue en coupe d'un autre mode de réa  libation;   
 la fig. 4 est une vue en coupe selon la ligne IV-IV de la fig. 3;
 la fig. 5 est une vue en coupe d'un autre mode d'exécution.



   On a représenté sur la fig.   I    un compresseur à piston qui comporte un cylindre 1 et un piston 2 animé d'un mouvement de translation alternatif à l'intérieur de ce cylindre au moyen d'une bielle de commande 2a. La partie supérieure du cylindre 1 est fermée par une culasse 3 dans laquelle débouchent deux tubulures 4 et 5 réservées respectivement à l'admission et à l'échappement d'un fluide à comprimer. Ces tubulures 4 et 5 sont disposées avec leurs axes parallèles à celui du cylindre 1, c'est-à-dire parallèles au sens du déplacement du piston 2. Dans chacune de ces tubulures sont montées des soupapes 6 et 7 permettant le fonctionnement du compresseur.



   Le refroidissement du compresseur est assuré au moyen d'un dispositif de circulation qui comporte une chemise cylindrique 8 coaxiale au cylindre 1, cette chemise étant solidarisée de ce cylindre, en délimitant entre sa surface interne et la surface externe du cylindre 1 une cavité annulaire 9 rendue étanche grâce à la présence de joints d'étanchéité 10 et 11. Dans cette cavité débouche par un orifice 12 une canalisation 13 (fig. 2) servant à l'admission d'un fluide de refroidissement qui peut être liquide ou gazeux. L'orifice 12 est prévu à la partie inférieure de la cavité 9,   Faxe    de la canalisation 13 étant orienté de manière telle qu'il soit tangent à la paroi de la chemise 8 dans un plan perpendiculaire à   l'axe    de révolution de l'ensemble qui correspond à celui du cylindre 1.

   A son extrémité supérieure et dans une position opposée à celle de l'orifice 12, la cavité 9 comporte un orifice d'évacuation 14 communiquant avec une canalisation 15 parallèle à la canalisation 13.



   Grâce à ce montage de la chemise sur le cylindre 1 et à la disposition des orifices 12 et 14 et de leurs canalisations 13 et 15 associées, le fluide admis dans la cavité 9 tangentiellement à la paroi de la chemise suit dans la cavité un mouvement en hélice autour de la paroi du cylindre 1. Les filets fluides, depuis l'entrée dans la cavité jusqu'à la sortie, se déplacent avec une vitesse élevée selon des trajectoires hélicoïdales, permettant d'obtenir une convection forcée augmentant notablement le coefficient d'échange de chaleur entre le fluide de refroidissement et la paroi du cylindre. 



   Les dispositions ci-dessus permettant ainsi d'obtenir des résultats particulièrement efficaces, surtout dans le cas de l'exemple de réalisation envisagé, où les tubulures 4 et 5 d'admission et d'évacuation du fluide à comprimer dans la machine sont parallèles à l'axe du cylindre.



  La simplification du système de refroidissement est considérable, la structure de la cavité permettant au fluide de conserver dans celle-ci une vitesse élevée même sur des trajectoires de grande longueur. En outre, les risques d'obturation du circuit du fluide de refroidissement sont diminués, compte tenu de la forme simple de la section de passage de ce fluide dans son mouvement. Pour un même débit et pour une même section annulaire, le coefficient de convection, avec un dispositif décrit est augmenté avec un facteur au moins égal à cinq par rapport aux systèmes de refroidissement classiques où les filets du fluide de refroidissement ont des trajectoires rectilignes parallèles à l'axe de révolution de l'appareil.



   Dans une variante de réalisation, représentée sur les fig. 3 et 4, le dispositif comporte une canalisation cylindrique 16 réservée à la circulation, selon le sens de la flèche 17, d'un premier fluide qui peut également être liquide ou gazeux. Autour de cette canalisation 16 est montée une chemise 18 coaxiale, délimitant avec la canalisation 16 un espace annulaire 19. Cet espace annulaire 19 communique avec une tubulure d'admission 20 pour un second fluide qui est injecté dans l'espace 19 tangentiellement à la paroi de la canalisation 16. Ce second fluide subit donc dans l'espace 19 un mouvement hélicoïdal et est amené à se mélanger avec le premier fluide grâce à une série d'orifices 21 percés à travers la paroi de la canalisation 16 selon une génératrice de celle-ci avec une orientation tangentielle également.

   Un tel dispositif est particulièrement utile pour réaliser un mélange homogène entre un solvant et un soluté ou pour obtenir une dispersion aqueuse, notamment avec des solutions colloïdales. Dans cette variante, il est à noter en outre que la tubulure d'admission 20 peut ne pas être orientée tangentiellement à la chemise 18 bien que cette disposition soit préférentielle. L'expérience montre en effet que les orifices 21 par leur répartition et leur propre orientation suffisent à créer la circulation hélicoïdale désirée, la direction différente de l'admission introduisant seulement une perte de charge supplémentaire.



   Dans une autre variante enfin, représentée sur la fig. 5, on a repris sensiblement les mêmes dispositions que ci-dessus pour adapter le dispositif de circulation à un brûleur de four ou de chaudière. Celui-ci comporte une portion cylindrique 22 entourée par une chemise 23 délimitant un espace annulaire 24 dans lequel est admis par une canalisation 25 un premier fluide qui peut être notamment le fluide comburant. Ce fluide animé dans l'espace 24 d'un mouvement hélicoïdal est injecté à l'intérieur du cylindre 22 par des orifices 26 ménagés selon une direction tangente à la paroi de ce cylindre. Le cylindre 22 se prolonge par une portion 27 présentant un col de tuyère 28. A ce col débouche l'extrémité d'une seconde canalisation 29 par laquelle arrive le fluide combustible dont le débit est réglé par une soupape 30.



  L'effet centrifuge imposé par le dispositif de circulation au fluide comburant assure un mélange homogène avec le fluide combustible et permet d'obtenir au-delà de la tuyère 28 une flamme rayonnante de grande surface.



  C'est le cas en particulier lorsque le comburant est de l'air et le combustible un hydrocarbure liquide.



   Dans le dispositif décrit, la vitesse des filets fluides dans la cavité est sensiblement constante. En revanche, dans d'autres variantes, la cavité pourrait être délimitée entre deux parois coniques parallèles inclinées sur l'axe de révolution. Dans ce cas, la vitesse des filets fluides peut être croissante ou décroissante entre l'orifice d'admission et le ou les orifices d'évacuation selon le sens d'inclinaison desdites parois.

Claims (1)

1. REVENDICATION Dispositif destiné à organiser la circulation d'un fluide dans un circuit comportant au moins une cavité annulaire fermée, de révolution autour d'un axe, caractérisé par un orifice d'admission du fluide dans la cavité, situé à une de ses extrémités et par au moins un orifice d'évacuation du fluide hors de la cavité, au moins un des orifices étant conformé et orienté de façon à contraindre les filets fluides à suivre un chemin hélicoïdal entre l'orifice d'admission et au moins un orifice d'évacuation.

   SOUS-REVENDICATIONS 1. Dispositif selon la revendication, caractérisé en ce que la cavité est délimitée par deux parois cylindriques coaxiales, l'orifice d'évacuation étant disposé à l'extrémité de la cavité opposée à l'orifice d'admission.

   2. Dispositif selon la revendication, caractérisé en ce que la cavité est délimitée entre deux parois coniques parallèles inclinées sur l'axe de révolution.

   3. Dispositif selon la revendication, caractérisé en ce que l'orifice d'évacuation est orienté tangentiellement à une des parois de la cavité.

   4. Dispositif selon la revendication, caractérisé en ce que l'orifice d'admission est disposé tangentiellement à une des parois de la cavité dans un plan perpendiculaire à l'axe de révolution.

   5. Dispositif selon la revendication, caractérisé en ce que la cavité étant limitée par deux parois s'étendant selon des surfaces réglées de révolution, plusieurs orifices d'évacuation sont répartis selon une génératrice de l'une ou de l'autre des parois.