Dispositif de refroidissement. La présente invention, a pour objet un dispositif ,de refroidissement comportant un espace de refroidissement à liquide dans le quel de la chaleur absorbée par ce liquide en gendre à une température prédéterminée de la vapeur pouvant être condensée dans un condenseur, ce condenseur étant combiné avec des moyens automatiques pour fournir auto matiquement de l'air au condenseur et le re tirer du condenseur suivant qu'il en est besoin pour maintenir dans le condenseur une pres sion qui est approximativement constante.
Gomme dans le cas de l'application de ce dispositif de refroidissement à un moteur à combustion interne, la capacité de condensa tion du condenseur change automatiquement suivant le changement des conditions de fonc tionnement du moteur, les moyens. automa tiques fournisseur et de retrait d'air, combinés avec le condenseur dans le dispositif suivant l'invention permettent de maintenir une pres sion de vapeur constante et en conséquence une température d'ébullition constante dans le .dispositif de refroidissement.
Au dessin annexé, donné à titre d'exemple: La fig. 1 montre en élévation, avec parties arrachées, un moteur à combustion interne pourvu d'une forme .d'exécution du dispositif de refroidissement suivant l'invention; La fig. 2 est une coupe verticale d'une soupape de réglage appartenant au dispositif de la fig. 1; La fig. 3 est une coupe verticale d'une variante -de cpttë soupape de réglage;
La -fig. 4 est une vue semblable à la fig. 1, mais montrant une autre forme d'exé cution du ,dispositif de refroidissement sui vant l'invention; Les fig. 5 et 6 sont des coupes verticales de différents types de soupape de réglage qui peuvent être employés dans le dispositif de la fig. 4.
Dans la fig. 1, A désigne la chemise de liquide réfrigérant entourant les cylindres < i' d'un moteur .à combustion interne du type em ployé dans les automobiles. De la vapeur en gendrée par le liquide réfrigérant dans la chemise A passe du sommet de cette chemise à travers un conduit AZ au sommet d'un con- denseur B muni d'un ventilateur et qui est de construction générale semblable à celles des radiateurs employés dans les dispositifs de refroidissement ordinaires à circulation d'eau.
Le liquide de condensation formé dans le cou- denseur est ramené à. la chemise A par la con duite de retour C :qui .mène @à une pompe D, dont la sortie D' est reliée à la chemise _1. Une conduite de retour de trop plein E, me nant au compartiment d'eau chaude B' du condenseur, limite le niveau auquel la chemise A est en partie remplie :de liquide réfrigérant. La conduite de retour F est reliée à l'espace de vapeur .dans la chemise A par un tuyau E' pour empêcher une vidange par un effet de siphon. La sortie :d'une pompe à air D\ est reliée par un tuyau F à l'espace de vapeur du condenseur B.
Les pompes<I>D</I> et<I>D\</I> sont ac tionnées de l'arbre principal du moteur. L'air s'échappe,de l'espace de vapeur du condenseur par un tuyau G et par une soupape d'aéra tion B, lorsque cette dernière est ouverte. La soupape P, représentée sur la. fig. 2, est coin- mandée par un thermostat .7 comportant un récipient pour un fluide volatil, récipient qui est logé dans la section A\' du conduit A\ et dont la. paroi latérale est flexible, étant établie en forme de soufflet 1.
Lorsque la tempéra ture du conduit<B>±2,</B> qui est normalement la même que celle du sommet :de, la chemise A, dépasse une valeur prédéterminée, le soufflet I est resserré ou replié par l'augmentation subséquente de la pression dans le récipient: autour du soufflet et la tige I' fixée nu soufflet I actionne la soupape mobile R' pour ouvrir l'orifice, B' par lequel le tuyau G dé charge alors l'air à l'atmosphère. L'échappe ment de l'air du condenseur augmente la ca pacité .de condensation de ce dernier, et tend en conséquence à abaisser le point d'ébullition dans la chemise A, ainsi que la température dans le :conduit A'.
Lorsque la température tombe .dans le :conduit A\ au-dessous de la va leur prédéterminée.,, le soufflet I se dilate ou se redresse, et la soupape B\ peut s'appliquer sur son siège et fermer l'orifice B'. Un res sort B' maintient normalement la soupape B\ sur son siège, et un ressort K s'oppose à l'ac tion de fermeture du soufflet I.
En fonctionnement normal, la pompe D\ refoule d'une façon continue -de l'air dans le condenseur, et la soupape R permet à l'air de s'échapper du condenseur suivant que cela est requis pour que la. pression dans le condenseur soit celle à laquelle le liquide se met en. ébulli tion lorsqu'il est chauffé à la. température à laquelle le thermostat 7 fonctionne. De celte manière, le :dispositif fonctionne pour main tenir une température constante dans le soin- met de la chemise A, en dépit des variations de la charge -du moteur, ou des conditions de refroidissement extérieures auxquelles le con denseur B est soumis.
Le: dispositif de la fig. 1. peut être ûtilisé avec une légère modification pour y main tenir une pression de vapeur inférieure à. la pression atmosphérique.
Dans ce but, le tuyau F est relié à l'admission :de la. pompe à air D\, qui sert alors à, évacuer l'air du conden seur, et la, soupape R est remplacée par une soupape à commande thermostatique P C re présentée sur la. fig. 3, et comportant à l'ex trémité de la tige I' une partie en soupape- pointeau i., pour ouvrir et fermer l'orifice R,', suivant que la température du conduit _t\ tombe au-dessous ou s'élève au-dessus d'une valeur prédéterminée.
Dans ce cas, le disposi tif opère essentiellement comme le dispositif du brevet suisse No<B>97507;</B> mais l'emploi de la soupape thermostatique P C, au lieu de la soupape -de suppression de vide du brevet pré cité, fait que le fonctionnement du dispositif est indépendant des changements de la tempé rature d'ébullition du liquide réfrigérant, changements qui, lorsqu'on se sert, par exem ple, :d'un mélange d'eau et d'alcool, peuvent avoir lieu en raison :de ce que l'alcool fuit plus rapidement :du dispositif que l'eau.
La fig. 4 représente un moteur à com bustion interne d'aéronef dans lequel on a prévu une forme connue de surchargeur pour fournir de l'air de combustion aux cylindres du moteur à une pression supérieure à celle de l'atmosphère ambiante. Le surchargeur comporte une turbine<B>11</B> actionnée par les gaz d'échappement du moteur principal et action nant une soufflerie L, :dont l'admission<I>L'</I> est ouverte à l'atmosphère et dont la. sortie est reliée à la culotte d'admission A' du mo- tour par un carburateur 0 et un papillon P.
La marche -de la turbine M peut être réglée à. l'aide de la soupape de passage des gaz d'é chappement Ac. Dans cette disposition, l'air est constamment aspiré hors du condenseur B par un tuyau If' qui renferme un purgeur K' et relie l'espace,de vapeur,du condenseur à la culotte d'aspiration A' du motéur. De l'air est introduit .dans le .condenseur B suivant que cela, est requis pour maintenir<B>la</B> capacité de condensation requise, cette arrivée d'air se faisant par un tuyau Q et par une soupape de réglage R<B>A,</B> qui relient la sortie de la.
soufflerie I. nu condenseur.
La soupape<I>R A</I> de la fig. 5 comporte un récipient S formé en partie par une portion de paroi flexible en forme de soufflet, dont l'extrémité mobile est reliée par un étrier S' à la soupape Rl . L'étrier S' est mobile dans des fentes S" formées clans le support tubu laire pour le récipients<B>S</B>. L'espace à l'in térieur -du récipient S est évacue de façon qu'il :v ait un vide pratiquement parfait.
La ten dance -de la pression,de vapeur, régnant dans le condenseur, à replier le récipient S et à oppliquer ainsi la soupape Bi sur son siège, est:
combattue par le ressort S5, dont la tension peut être réglée au moyen d'un écrou vissé sur la, tige de la soupape Bl . La. soupape R A n'est ainsi pas effectée par .des variations de la pression de l'atmosphère externe, mais fonc tionne automatiquement .à la pression absolue régnant dans le dispositif de refroidissement, et ouvre et ferme l'orifice R' suivant que cela est requis pour maintenir pratiquement cons tante la pression -dans le dispositif de refroi dissement.
La soupape R A de la fig. 5, soupape qui réagit à la pression dans le condenseur, peut être remplacée dans le dispositif :de la fig. 4 par la soupape R B représentée sur la fig. 6. Cette dernière soupape comporte la soupape proprement dite R\ portée par la. partie en soufflet T -d'un thermostat à récipient de fluide volatil, l'orifice R' de la soupape<I>R</I> .B' étant ouvert et fermé en dépendance des va riations de la température à laquelle le ther mostat est soumis, suivant que cela est requis pour maintenir cette température pratique ment constante.
La disposition de la soupape R <I>B</I> entièrement à l'intérieur du dispositif de refroidissement clos fait que la soupape est indépendante .de la pression et de la tempéra ture -de l'atmosphère extérieure.
Cooling device. The present invention relates to a cooling device comprising a liquid cooling space in which the heat absorbed by this liquid in generating at a predetermined temperature of the vapor which can be condensed in a condenser, this condenser being combined with automatic means for automatically supplying air to the condenser and withdrawing it from the condenser as necessary to maintain a pressure in the condenser which is approximately constant.
As in the case of the application of this cooling device to an internal combustion engine, the condensing capacity of the condenser changes automatically according to the change of the operating conditions of the engine, the means. Automatic supplier and withdrawal of air, combined with the condenser in the device according to the invention make it possible to maintain a constant steam pressure and consequently a constant boiling temperature in the cooling device.
In the accompanying drawing, given by way of example: FIG. 1 shows in elevation, with parts broken away, an internal combustion engine provided with an embodiment of the cooling device according to the invention; Fig. 2 is a vertical section of a regulating valve belonging to the device of FIG. 1; Fig. 3 is a vertical sectional view of a variant of the control valve;
The -fig. 4 is a view similar to FIG. 1, but showing another embodiment of the cooling device according to the invention; Figs. 5 and 6 are vertical sections of different types of regulating valve which can be used in the device of FIG. 4.
In fig. 1, A denotes the jacket of coolant liquid surrounding the cylinders of an internal combustion engine of the type employed in automobiles. Vapor generated by the refrigerant liquid in the jacket A passes from the top of this jacket through an AZ duct to the top of a condenser B provided with a fan and which is of general construction similar to those of the radiators used. in ordinary cooling systems with water circulation.
The condensation liquid formed in the condenser is brought back to. the jacket A by the return duct C: which. leads @ to a pump D, the outlet of which D 'is connected to the jacket _1. An overflow return line E, leading to the hot water compartment B 'of the condenser, limits the level to which the jacket A is partially filled: with refrigerant liquid. The return line F is connected to the vapor space in the jacket A by a pipe E 'to prevent emptying by a siphon effect. The outlet: of an air pump D \ is connected by a pipe F to the vapor space of the condenser B.
The <I> D </I> and <I> D \ </I> pumps are driven from the main motor shaft. Air escapes from the condenser vapor space through a pipe G and a vent valve B when the latter is open. The valve P, shown in the. fig. 2, is co-mandated by a thermostat .7 comprising a container for a volatile fluid, which container is housed in section A \ 'of pipe A \ and of which. side wall is flexible, being established in the form of a bellows 1.
When the temperature of the duct <B> ± 2, </B> which is normally the same as that of the top: of, the jacket A, exceeds a predetermined value, the bellows I is tightened or folded by the subsequent increase of the pressure in the container: around the bellows and the rod I 'fixed to the bellows I actuates the mobile valve R' to open the orifice, B 'through which the pipe G then discharges the air to the atmosphere. The escape of air from the condenser increases the condensing capacity of the latter, and consequently tends to lower the boiling point in the jacket A, as well as the temperature in the: duct A '.
When the temperature drops. In the: duct A \ below their predetermined value. ,, the bellows I expands or straightens, and the valve B \ can be applied to its seat and close the orifice B ' . A spring B 'normally maintains the valve B \ on its seat, and a spring K opposes the closing action of the bellows I.
In normal operation, the pump D \ continuously delivers air into the condenser, and the valve R allows air to escape from the condenser as required for the. pressure in the condenser is that at which the liquid is put in. boiling when heated to the. temperature at which thermostat 7 operates. In this way, the device functions to maintain a constant temperature in the care of the jacket A, despite variations in engine load, or external cooling conditions to which condenser B is subjected.
The: device of FIG. 1. Can be used with slight modification to maintain vapor pressure below. atmospheric pressure.
For this purpose, the pipe F is connected to the inlet: of the. air pump D \, which is then used to evacuate the air from the condenser, and the valve R is replaced by a thermostatic control valve P C re shown on the. fig. 3, and comprising at the end of the rod I 'a part in a needle valve i., To open and close the orifice R,', depending on whether the temperature of the duct _t \ falls below or rises above a predetermined value.
In this case, the device operates essentially like the device of Swiss patent No <B> 97507; </B> but the use of the thermostatic valve PC, instead of the vacuum-suppressing valve of the aforementioned patent, ensures that the operation of the device is independent of changes in the boiling temperature of the coolant, changes which, when using, for example,: a mixture of water and alcohol, may take place because: the alcohol leaks faster: the device than water.
Fig. 4 shows an internal combustion engine of an aircraft in which a known form of supercharger has been provided for supplying combustion air to the cylinders of the engine at a pressure greater than that of the ambient atmosphere. The supercharger comprises a turbine <B> 11 </B> actuated by the exhaust gases of the main engine and actuating a blower L,: whose intake <I> L '</I> is open to the atmosphere and whose. outlet is connected to the intake breech A 'of the engine by a carburetor 0 and a butterfly P.
The speed of the M turbine can be set to. using the exhaust gas passage valve Ac. In this arrangement, the air is constantly sucked out of the condenser B by a pipe If 'which contains a trap K' and connects the space, vapor, of the condenser to the suction jacket A 'of the motor. Air is introduced. Into. Condenser B as required to maintain <B> the </B> condensing capacity required, this air inlet being through a pipe Q and through a control valve R <B> A, </B> which connect the output of the.
blower I. bare condenser.
The <I> R A </I> valve in fig. 5 comprises a container S formed in part by a flexible wall portion in the form of a bellows, the movable end of which is connected by a yoke S 'to the valve Rl. The stirrup S 'is movable in slots S "formed in the tubular support for the container <B> S </B>. The space inside the container S is evacuated so that it: v have a practically perfect vacuum.
The tendency - of the pressure, of steam, prevailing in the condenser, to fold the receptacle S and thus to opplicate the valve Bi on its seat, is:
resisted by the spring S5, the tension of which can be adjusted by means of a nut screwed on the valve stem Bl. The RA valve is thus not effected by variations in the pressure of the external atmosphere, but operates automatically at the absolute pressure prevailing in the cooling device, and opens and closes the orifice R 'depending on whether this is required to keep the pressure in the cooler practically constant.
The valve R A in fig. 5, valve which reacts to the pressure in the condenser, can be replaced in the device: of fig. 4 by the valve R B shown in fig. 6. The latter valve comprises the actual valve R \ carried by the. bellows part T - of a thermostat with a container of volatile fluid, the orifice R 'of the valve <I> R </I> .B' being opened and closed depending on the variations in the temperature at which the ther mostat is submitted, as required to maintain this temperature practically constant.
The arrangement of the R <I> B </I> valve entirely inside the closed cooling device makes the valve independent of the pressure and temperature of the outside atmosphere.