Brevet FR2578911A1 — publié le 19860919

1. La présente invention concerne un récupéra- teur de chaleur et, plus particulièrement, un récupérateur de chaleur du type dispos& entre l'espace de détente et l'espace de contraction d'un moteur à gaz chaud tel qu'un moteur stirling afin d'effectuer la récupération thermique. Pour faire fonctionner un récupérateur avec des performances élevées, il est nécessaire non seulement que les matériaux utilisés aient une capacité calorifique alevée mais également que le récupérateur ait une grande surface spécifique, c'est-à-dire une grande surface de trans- fert de chaleur ou surface conductrice, par unité de volume, un petit volume mort à l'intérieur du récupérateur, et une faible résistance fluidique. A cet effet, Book B, Vol. 248, No 435 dans les articles techniques de la Japan Mechanics Society (Novembre 1982) décrit une structure de récupérateur comprenant un corps cylindrique et un certain nombre de ta- mis métalliques empilés dans le corps cylindrique constitués de fils de cuivre ou SUS-316. Avec les tamis métalliques utilisés dans un récupérateur classique, la capacité calorifique, la surface spécifique, le volume mort et la résistance fluidique sont naturellement fonction du nombre d'empilages de tamis dans le récupérateur, du matériau des tamis, du nombre de mail- les et du diamètre du fil. Pour augmenter la capacité calo- rifique et la surface spécifique, une solution éventuelle consiste donc à augmenter la taille des tamis métalliques et à accroître le nombre d'empilages, une autre solution consistant à réduire le diamètre du fil et à augmenter le nombre des mailles. Cependant, la première solution a pour effet d'augmenter le volume mort, et la seconde de faire croître la résistance fluidique par diminution du degré de l'ouverture en pores des tamis. Le résultat final est dans les deux cas l'impossibilité d'augmenter les performan- ces du récupérateur. Par conséquent, la présente invention a pour objet un récupérateur dont les-performances sont améliorées par réduction du volume mort et accroissement de la surcace 2. spécifique sans élévation de la résistance fluidique. Selon la présente invention, on atteint l'objet précédent en prévoyant un récupérateur comportant un corps cylindrique et une multitude de premiers et se- conds tamis métalliques qui sont empilés à l'intérieur du corps cylindrique. Chaque premier tamis métallique compor- te des fils s'étendant longitudinalement et transversale- ment ayant une section généralement circulaire qui sont tissés pour former des mailles. Les fils se chevauchent les uns les autres à des points de croisement du tamis, les parties en chevauchement des fils étant comprimées dans le sens de l'empilage de manière à aplatir localement leurs sections aux points de croisement. Chaque second tamis com- prend d'une manière similaire des fils s'étendant longitudi- nalement et transversalement de section généralement circu- laire qui sont tissés pour former des mailles, ces fils se chevauchant les uns les autres aux points de croisement du tamis mais n'étant pas comprimés à ces points. Les premiers et seconds tamis sont empilés dans le corps cylindrique de façon qu'un ou deux des premiers tamis soient interposés avec des seconds tamis mutuellement contigus. Selon la construction précédente du récupéra- teur de la présente invention, les premiers tamis, par sui- te de leurs points de croisement comprim5s, permettent de réduire le volume mort et d'augmenter la surface spécifique, tout en réduisant la résistance fluidique. En empilant ces premiers tamis et les seconds tamis, des premier et second tamis mutuellement adjacents viennent soit en contact par points, soit en contact par lignes, ce qui a pour effet d'éviter toute perte importante de la conduction thermique du récupérateur. Cet agencement permet également d'éviter une augmentation de la perte de fluidité en empêchant la fermeture des ouvertures des pores entre les tamis m5tal- liques. De plus, comme les seconds tamis qui présentent une construction normale sont combinés avec les seconds tamis comportant les points de croisement comprimfs, il est beau- coup plus facile de fabriquer le récupérateur. En outre, on peut maîtriser les vides dans le corps cylindrique recevant les tamis métalliques en fonction de la valeur de la com- 3. pression aux points de croisement des premiers tamis. La présente invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante faite en relation avec les dessins ci-joints, dans lesquels: - la figure 1 est une vue partielle en plan d'une partie d'un tamis métallique classique utilisé dans un récupérateur de l'art antérieur; - La figure 2 est une vue de côté, en par- tie en coupe, du tamis métallique classique de la figure 1; - La figure 3 est une vue partielle en plan d'une partie d'un tamis métallique utilisé dans un récupé- rateur selon la présente invention; - La figure 4 est une vue de côté, en par- tie en coupe, du tamis métallique de la figure 4; - La figure 5 est une vue de côté, en par- tie en coupe, d'une combinaison de tamis métalliques selon la présente invention; et - La figure 6 est une vue en perspective d'un récupérateur selon la présente invention. Avant de décrire en détail un mode de réa- lisation de la présente invention, on se reportera aux fi- gures 1 et 2 pour un examen de l'art auquel appartient la présente invention de manière à en comprendre les bases. Les figures 1 et 2 représentent une partie d'un tamis métallique classique 1, dont un certain nombre sont empilés dans un corps cylindrique. On verra dans la vue de côté de la figure 2 que des fils la, lb s'étendant longitudinalement et transversalement, qui constituent chaque tamis 1, se chevauchent, et que la distance dans le sens d'empilage entre les axes des fils la, lb, o ils se chevauchent, est représentée par 11. Les présents inventeurs ont porté une atten- tion particulière à la cote 11 et découvert que la réduc- tion de cette cote permet, avec un récupérateur du même volume, d'augmenter le nombre des tamis métalliques de l'empilage, de réduire le volume mort et d'accroître la surface spécifique sans élévation de la résistance fluidique. Sur la base de cette découverte, les inventeurs ont mis au point un récupérateur présentant une combinaison 4. de tamis métalliques perfectionnés et de tamis du type clas- sique ci-dessus. Dans chaque tamis perfectionné, les parties en chevauchement des fils constituant le tamis sont compri- mees dans le sens d'empilage de manière à réduire la distan- ce séparant les axes de ces fils dans le sens de l'empila- ge. Les tamis perfectionnés sont empilés en combinaison avec les tamis métalliques classiques, c'est-à-dire des tamis du type dans lequel-les parties en chevauchement des fils ne sont pas comprimées, de manière à faciliter la fabrication et la maîtrise des vides dans le récupérateur. Un mode de réalisation de la présente inven- tion sur les bases précédentes est illustré en figures 3,4 et 5. Un tamis perfectionné 10, dont un certain nombre sont empilés dans un corps cylindrique 20 (figure 5) de la maniè- re décrite ci-après, comprend des fils 10a, 10b ayant une section généralement circulaire, s'étendant longitudinalement et transversalement, qui sont tissés sous forme de mailles. Les fils 10a, 10b se cheavauchent aux points de croisement du tamis, comme on le voit le mieux en figure 3. Les parties en chevauchement des fils 10a, 10b sont soumises à une force de compression qui est appliquée par un rouleau de manière à comprimer ces parties dans le sens de l'empilage, d'o il résulte que chaque partie en chezauchement est déforme d'une façon telle que sa section généralement circulaire devient généralement rectangulaire, comme le montre la figure 4. Les parties en chevauchement des fils 10a, 10b ainsi obtenues présentent des surfaces aplaties, qui ont la référence 30. Il en résulte la réduction de la distance séparant les axes des fils en chevauchement 10a, 10b, cette distance pas- sant de 11 (Fig. 2) à 12, comme représenté en figure 4. On remarquera en figure 3 que la compression des parties en:hevauchemenit des fils 10a, 10b pour former les surfaces aplaties 30 n'a pour ainsi dire aucun effet sur le degré d'ouverture des pores et, par conséquent, n'augmente pas la résistance fluidique. Le tamis métallique perfectionné 10 ayant les parties des fils en chevauchement comprimées et le tamis métallique ordinaire 1 dont les parties des fils en chevauchement ne sont pas comprimées, sont empilés dans la 5. combinaison décrite en figure 5. Un certain nombre de ces combinaisons est inséré dans le corps cylindrique 20, comme représenté en figure 6, d'o la construction d'un récupéra- teur. On remarquera en figure 5 que les tamis métalliques empilés 10 permettent de réduire le volume mort et d'augmen- ter la surface spécifique, tout en diminuant la résistance fluidique. En outre, en empilant ces tamis métalliques per- fectionnés 10 et les tamis métalliques ordinaires 1, des tamis contigus 1, 10 non seulement viennent en contact par points mais également par lignes là o les surfaces aplaties des tamis 10 sont en contact avec les tamis 1, ce qui a pour effet d'éviter toute perte importantes de la conduction thermique du récupérateur. L'empilage représenté en figure évite également une augmentation de la perte de fliuidité en empêchant la fermeture des ouvertures des pores entre les tamis métalliques 1,10, contrairement à l'agencement de l'art antérieur o seuls les tamis métalliques ordinaires 1 sont empilés, avec la réduction à l'avenant des dimensions des ouvertures des pores entre tamis contigus. Dans l'agencement représenté en figure 5, deux des tamis 10 sont combinés avec le tamis 1. Cependant, un troisième tamis 10 peut être ajouté à la combinaison, le cas échéant. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits; elle est au contraire susceptible de variantes et de modifica- tions qui apparaîtront à l'homme de l'art. 6. REVENDICATIONS 1 - Récupérateur, caractérisé en ce qu'il comprend: - un corps cylindrique (20); - une multitude de premiers tamis métalli- ques (10) empilés dans le corps cylindrique, chaque tamis comportant un certain nombre de fils entrelaces (10a) qui se chevauchent les uns les autres à des points de croise- ment du tamis, les fils en chevauchement étant comprimés aux points de croisement dans le sens d'empilage des tamis; et - une multitude de seconds tamis métalliques (1) dans le corps cylindrique, chacun des seconds tamis comporant un certain nombre de fils entrelacés qui se che- vauchent les uns les autres en n'étant pas comprimés aux points de croisement du tamis; - les premier et second tamis métalliques étant empilés dans le corps cylindrique de manière que l'un des premiers tamis soit interposé entre des 'seconds tamis contigus. 2 - Récupérateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que deux des premiers tamis sont interpo- sés entre des seconds tamis contigus.