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Moteur à gaz chaud comporta.nt un dispositif récupérateur
Il est connu de munir les'moteurs à gaz chaud d'un dispositif récupérateur de chaleur c'est-à-dire un dispositif servant au préchauffage de l'air utilisé pour la combustion du combustible destiné à chauffer la partie chaude du moteur.
Dans l'une des constructions connues le préchauffage de cet air comburant a lieu à partir du régénérateur du moteur.
Cette méthode de préchauffage est très peu économique, parce qu'on soustrait alors de la chaleur au processus de travail du moteur.
Dans les moteurs à gaz chaud à cycle ouvert il est connu d'amener l'air détendu, qui a parcouru le processus de travail, comme air comburant vers l'espace de combustion. On
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ne peut utiliser ce procédé que pour les moteurs à cycle ouvert.
Dans les moteurs à cycle ouvert et fermé il est connu de préchauffer l'air comburant en le faisant passer le long de la chambre chaude. Dans ce cas on soustrait également de la chaleur au processus de travail.
Un procédé plus efficace, selon lequel on utilise exclu- sivement de la chaleur qui serait autrement perdue pour le pro- cessus de travail, consiste à préchauffer l'air comburant dans un préchauffeur à tubes distinct. L'air à chauffer passe par ou autour d'un certain nombre de conduits qui de l'autre côté sont en contact avec les gaz d'échappement du dispositif de com- bustion. Toutefois, un préchauffeur à tubes de ce genre ayant une surface suffisante présente l'inconvénient d'être assez en- combrant et d'un nettoyage difficile, ce qui nuit au fonctionnement sûr de moteurs ,sans surveillance compétente et permanente.
Conformément à la présente invention on établit l'échan- geur de température sous la forme d'une bague constituée par une bande métallique pliée en zigzag qui fait office de cloison entre les gaz d'échappement et l'air à chauffer. Cet échangeur de tem- pérature a une construction très simple et peut être nettoyé faci- lement. De plus, la forme d'une bande métallique pliée en zigzag convient particulièrement bien à être disposée partout autour de cylindres ou de conduits. Dans un mode de réalisation avanta- geux du moteur à gaz chaud conforme à l'invention dans lequel la tête du moteur se trouve dans le courant des gaz de la combus- tion, cet échangeur de température entoure la tête du moteur, de sorte que les gaz de combustion passent sur la paroi intérieure de l'échangeur de température.
De la sorte le rayonnement thermi- que de la tête, qui constitue habituellement un facteur de perte considérable, est converti en un Emploi utile de la chaleur des- tinée à préchauffer l'air comburant.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exemple
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non-limitatif, fera mieux comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du dessin que du texte faisant bien entendu partie de l'invention. Le dessin représente un mode de réalisation du dispositif de pré- chauffage d'un moteur à gaz chaud conforme à la présente invention.
Sur la fig. 1 le chiffre de référence 1 désigne la chambre chaude d'un moteur à gaz chaud. Au moyen du conduit cen- tral 2 on dirige la flamme d'un brûleur tel qu'un bec à pétrole (non représenté) sur la tête 3 à chauffer du moteur.
Cette flamme, qui est guidée par la paroi extérieure de la tête 3 et la cloison 3A se terminant en forme d'entonnoir et placée entre le conduit 2 et le conduit de départ 4 des gaz de combustion,se divise sur toute la surface extérieure de la tête à chauffer du moteur. Par les conduits de communication 5 les gaz de combustion entrent dans l'échangeur de température 6 proprement dit qui, comme le montre la fig.2, est constitué par une bande métallique 7 pliée en zigzag, le long de laquelle les gaz de combustion montent du côté intérieur. Ils cèdent alors à cette paroi encore une partie de leur chaleur et quittent le dispositif par le conduit 4 vers la cheminée. Sur le dessin on a indiqué le traj et de ces gaz chauds par des flèches pleines.
L'air comburant à chauffer, nécessaire ultérieurement pour la combustion du combustible dans le brûleur précité (non représenté), est amené froid par le conduit 8 au dispositif re- présenté. Il monte alors par le canal annulaire 9, passe par le canal horizontal 10 et entre dans l'échangeur de température 6 qu'il parcourt de haut en bas du côté extérieur de la bande mé- tallique pliée 'en zigzag et montrée sur la fig. 2. Cet air, qui est chauffé lorsqu'il quitte l'échangeur de tempénature 6 est amené alors dans le canal annulaire 11 et drainé par le conduit de départ 12.
La fig. 1 montre que dans cette construction de l'échan- geur de température on obtient l'avantage que les parois ayant
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la température la plus élevée ne sont pas en contact avec l'air libre du côté extérieur. De plus, cette construction offre encore l'avantage que la chambre annulaire 13 contient une quantité de gaz sensiblement immobile qui a un effet isolant.
Le dispositif montré sur la fig. 1 est fixé au bâti du moteur avec interposition de la bague 14 en matière isolante.
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Hot gas engine incorporating a recovery device
It is known to provide hot gas engines with a heat recovery device, that is to say a device serving for preheating the air used for the combustion of the fuel intended to heat the hot part of the engine.
In one of the known constructions, the preheating of this combustion air takes place from the regenerator of the engine.
This method of preheating is very inexpensive, because heat is then removed from the working process of the engine.
In open-cycle hot gas engines, it is known to bring the relaxed air, which has passed through the working process, as combustion air to the combustion space. We
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can only use this process for open cycle motors.
In open and closed cycle engines, it is known practice to preheat the combustion air by passing it along the hot chamber. In this case, heat is also removed from the working process.
A more efficient method, in which only heat which would otherwise be lost in the work process is used, is to preheat the combustion air in a separate tube preheater. The air to be heated passes through or around a number of conduits which on the other side are in contact with the exhaust gases from the combustion device. However, such a tube preheater having sufficient surface area suffers from the disadvantage of being rather bulky and difficult to clean, which impairs the safe operation of engines without competent and permanent supervision.
In accordance with the present invention, the temperature exchanger is established in the form of a ring consisting of a metal strip folded in a zigzag fashion which acts as a partition between the exhaust gases and the air to be heated. This heat exchanger has a very simple construction and can be cleaned easily. In addition, the shape of a metal strip folded in a zigzag way is particularly suitable for being arranged anywhere around cylinders or conduits. In an advantageous embodiment of the hot gas engine according to the invention in which the head of the engine is in the flow of the combustion gases, this heat exchanger surrounds the head of the engine, so that the combustion gases pass over the inner wall of the heat exchanger.
In this way the thermal radiation from the head, which is usually a considerable loss factor, is converted into a useful use of heat to preheat the combustion air.
The description of the attached drawing, given by way of example
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non-limiting, will make it easier to understand how the invention can be implemented, the particularities which emerge both from the drawing and from the text naturally forming part of the invention. The drawing shows an embodiment of the device for preheating a hot gas engine according to the present invention.
In fig. 1 Reference numeral 1 designates the hot chamber of a hot gas engine. By means of the central duct 2 the flame of a burner such as an oil burner (not shown) is directed onto the heating head 3 of the engine.
This flame, which is guided by the outer wall of the head 3 and the partition 3A ending in the shape of a funnel and placed between the duct 2 and the starting duct 4 of the combustion gases, is divided over the entire outer surface of the heating head of the engine. Through the communication ducts 5 the combustion gases enter the temperature exchanger 6 proper which, as shown in fig. 2, consists of a metal strip 7 folded in a zigzag fashion, along which the combustion gases rise on the inside. They then give up a part of their heat to this wall and leave the device through the duct 4 towards the chimney. In the drawing, the traj and of these hot gases have been indicated by solid arrows.
The combustion air to be heated, subsequently necessary for the combustion of the fuel in the aforementioned burner (not shown), is brought cold through line 8 to the device shown. It then rises through the annular channel 9, passes through the horizontal channel 10 and enters the temperature exchanger 6 which it traverses from top to bottom on the outer side of the metal strip folded in zigzag fashion and shown in fig. . 2. This air, which is heated when it leaves the temperature exchanger 6, is then brought into the annular channel 11 and drained through the outlet duct 12.
Fig. 1 shows that in this construction of the temperature exchanger we obtain the advantage that the walls having
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the higher temperature are not in contact with the free air on the outside. In addition, this construction still offers the advantage that the annular chamber 13 contains a quantity of substantially immobile gas which has an insulating effect.
The device shown in fig. 1 is fixed to the motor frame with the interposition of the ring 14 of insulating material.