Brevet FR2571130A1 — publié le 19860404

1. La présente invention concerne un régénérateur de chaleur et plus particulièrement un régénérateur de cha- leur du type disposé entre l'espace d'expansion et l'espace de compression d'un moteur à gaz chauds tel qu'un moteur à cycle stirling de manière à effectuer une régénération thermique. Pour faire fonctionner un régénérateur avec des performances élevées, il est nécessaire non seulement que les matériaux à utiliser aient-une capacité calorifique élevée mais également que le régénérateur ait une surface spécifique présentant une aire importante, c'est-à-dire une surface de transfert de chaleur ou surface conductrice ayant une aire importante par unité de volume, un volume mort plus petit à l'intérieur du régénérateur et une résis- tance fluidique de faible valeur. A cet effet, l'ouvrage B., Vol. 248, n 435 des articles techniques de la Japan Mechanics Society (novembre 1982) décrit une structure de régénérateur comprenant un corps cylindrique et un certain nombre de tamis en fil qui sont empilés dans le corps cylin- drique et constitués de fils en cuivre ou en SUS-27. 2. Avec les tamis en fil utilisés dans un régénéra- teur classique, la capacité calorifique, l'aire de la sur- face spécifique, le volume mort et la résistance fluidique sont naturellement fonction du nombre de piles de tamis dans le régénérateur, du matériau constituant les tamis, du nom- bre de mailles et du diamètre des fils. Par conséquent,pour augmenter la capacité calorifique et l'aire de la surface spécifique, une solutionéventuelle consiste à augmenter les dimensions des-tamis en fil et le nombre des piles, une autre à réduire le diamètre des fils et augmenter le nom- bre des mailles. Cependant, la première solution a pour ef- fet d'augmenter le volume mort, et la seconde d'élever la résistance fluidique par diminution du degré d'ouverture des pores des mailles. Le résultat final est dans chaque cas-l'absence d'amélioration des performances du régénéra- teur. Par conséquent, un objet de la présente invention est un régénérateur dont les performances sont améliorées par réduction du volume mort et augmentation de l'aire de la surface spécifique sans élévation de la résistance flui- dique. Selon la présente invention, l'objet précédent est atteint en prévoyant un régénérateur comprenant un corps cylindrique et une pluralité de tamis en fil qui sont empi- lés à l'intérieur du corps. Chaque tamis comporte des fils s'étendant longitudinalement et transversalement ayant une section généralement circulaire qui sont tissés pour for- mer un tamis. Les fils se chevauchent les uns les autres aux points de croisement du tamis, avec les parties se che- vauchant, comprimées dans le sens de l'empilage pour apla- tir localement leurs sections aux points de croisement et, donc, réduire la distance séparant les axes des fils se chevauchant. Cela permet l'empilage d'un nombre plus grand de tamis--dans le corps cylindrique, autorisant une augmen- tation de l'aire de la surface spécifique et une réduction 3. du volume mort sans élévation de la résistance fluidique. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en liaison avec les des- sins ci-joints dans lesquels: La figure 1 est une vue partielle en plan d'une partie d'un tamis classique en fil utilisé dans un régéné- rateur de l'art antérieur; La figure 2 est une vue de côté, en partie en coupe, du tamis classique en fil de la figure 1; La figure 3 est une vue partielle en plan d'une partie d'un tamis en fil employé dans un régénérateur se- lon la présente invention; La figure 4 est une vue de côté, en partie en cou- pe, du tamis en fil de la figure 4; et La figure 5 est une vue en perspective d'un régé- nérateur selon la présente invention. Avant de décrire en détail un mode de réalisation de la présente invention on se reportera aux figures 1 et 2 pour une revue de l'art auquel appartient la présente inven- tion de manière à mieux saisir et comprendre les caractéris- tiques de la présente invention. Les figures l et 2 représentent une partie d'un tamis classique en fil 1, un certain nombre de tamis de ce type étant empilés dans un corps cylindrique. On remarquera dans la vue de côté de la figure 2 que des fils la, lb s'étendant longitudinalement et transversalement qui consti- tuent chaque tamis 1 se chevauchent et que la distance, dans le sens de l'empilage, entre les axes des fils la, lb à l'endroit de leur chevauchement est l1 Les présents inventeurs ont porté une attention particulière à la cote ú1 et découvert que cette cote peut être raccourcie avec un régénérateur du même volume de ma- nière à augmenter le nombre de tamis en fil empilés, à rédui- re le volume mort et accroître l'aire de la surface spécifi- que sans élévation de la résistance fluidique. Sur la base 4. cette découverte, les inventeurs ont mis au point un régéné- rateur ayant un tamis perfectionné en fil, dans lequel les parties des fils se chevauchant qui constituent le tamis sont comprimées dans le sens de l'empilage de manière à ré- duire la distance entre les axes des fils se chevauchant dans le sens d'empilage. Un mode de réalisation de la présente invention adoptant le principe précédent est illustré en figures 3 et 4. Un tamis en fil 10, un certain nombre de tamis de ce type étant axialement empilés dans le corps cylindrique 20 représenté en figure 5, comprend des fils s'étendant longi- tudinalement et transversalement 10a, lob ayant en coupe une forme généralement circulaire qui sont tissés pour for- mer un tamis. Les fils 10a, lob se chevauchent aux points de croisement du tamis comme on peut le voir le mieux en figure 3. Les parties 10a, lob se chevauchant sont soumises à une force de compression appliquée par un rouleau de ma- nière à les comprimer dans le sens d'empilage, d'o il résul- te qu'il y a déformation de chaque partie en chevauchement à partir de la configuration généralement circulaire pour don- ner un profil qui est généralement rectangulaire comme re- présenté en figure 4. Les parties se chevauchant des fils a, lob ainsi déformées présentent des surfaces aplaties qui ont la référence 30. Il en résulte la réduction de la distance séparant les axes des fils 10a, lob, cette cote passant de Q1 (figure 2) à ú2' comme représenté en figure 4. On remarquera en figure 3 que la compression des parties des fils 10a, lob se chevauchant afin de former les surfaces aplaties 30 n'a presque aucun effet sur le degré d'ouverture des pores et par conséquent, n'augmente pas la résistance fluidique. Cependant, la diminution de la cote ú2 a l'effet avantageux de permettre l'empilage d'un plus grand nombre de tamis 10 dans le corps cylindri- que 20, autorisant ainsi une augmentation de l'aire de la surface spécifique et une réduction du volume mort sans 5. élévation de la résistance fluidique. Au lieu de faire passer un rouleau sur le tamis en fil à l'issue de sa fabrication, il est possible de façonner les parties des fils individuels qui finiront par se chevaucher pour conférer à l'avance une forme en coupe rectangulaire ou ovale, puis de tisser les fils pour former le tamis de façon que les parties de section ainsi réduite se chevauchent. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de modifications et de varian- tes qui apparaîtront à l'homme de l'art. 6. REVENDICATIONS 1 - Régénérateur, caractérisé en ce qu'il comprend: - un corps cylindrique (20); et - une pluralité de tamis (10) en fil qui sont empilés les uns sur les autres à l'intérieur du corps cylindrique; - chaque tamis comportant un certain nombre de fils (O10a, lob) entrelacés qui se chevauchent les uns les autres aux points de croisement du tamis, les fils se che- vauchant étant comprimés auxdits points de croisement dans le sens d'empilage des tamis, d'o il résulte le rac- courcissement dans cette direction de la distance (Z2) séparant les axes des fils respectifs se chevauchant aux points de croisement. 2 - Régénérateur selon la revendication 1, carac- térisé en ce que les parties comprimées des fils présentent chacune une partie aplatie (30) et une section en coupe de forme rectangulaire ou ovale.