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Moteur thermique à haute compression à détente com- plête combiné avec compresseur d'air.
La présente invention a pour objet un système de moteur thermique compresseur d'air combiné en une seule machine à action directe sans aucune transfor- mation intermédiaire de l'effort moteur, cette force motrice étant produite sur une face du piston, et l'air comprimé sur l'autre face du même piston ; plus fortes précompressions sont permises, même avec des gaz combustibles préalablement introduits.
Dans les groupes moteurs thermiques compres- seurs d'air, la puissance est généralement produite par le moteur, puis le compresseur est actionné sépa- rément par celui-ci, d'où perte de puissance par trans- formation du mouvement, de plus le rendement thermique des moteurs actuels n'est pas très élevé car, dans la
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pratique, les rapports entre la course et l'alésage des pistons dépasse rarement deux alésages, d'où détente Incomplète des gaz incombustibles. De plus, à l'instant dos plus fortes pressions explosives, la vitesse de course du piston est très faible, et une grande partie des gaz chaudsperd des calories par la paroi du cylindre en pure perte.
Si des pressions un peu élevées doivent être obtenues en air comprimé on se trouve dans la nécessité d'étager les compres- seurs qui sont alors très compliqués et délicats de conduite, d'un graissage très difficile et de peu de rendement général.
.M'objet de la présente invention remédie à ces inconvénients. Dans ce moteur compresseur, le travail est fourni d'une part et récolté en air com- primé d'autre part dans la même machine, et cela sans complication, ce moteur peut employer tous les combus- tibles liquides ou gazeux, même faibles en calories, car toutes les précompressions dtallumage spontané de ces combustibles peuvent être obtenues. Aucun mo- teur thermique n'a pu employer utilement des gaz pré- alablement brassés et comprimés jusqu'au point de leur inflammation. Ce moteur ne craint pas les allu- mages anticipés vu que le temps final de précompres- sion est réglé par l'allumage propre du combustible.
La détente est très rapide car seul à cet instant le poids du piston est à vaincre, et le travail rendu ne commence qu'après la détente très complète de ces gaz, et ce sera la force acquise par la vitesse du piston qui effoctuera la compression de l'air au com- presseur.
Il en résulte un rendement thermique très élevé ; le rapport course et alésage est illimité, et
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permet dans certains cas cités plus loin,, de pousser la détente des gaz bien plus loin que la pression atmosphérique. Les frottements sont très réduits car aucune pression latérale du piston n'existe, la consommation en combustible et huile de graissage est minime$ l'encombrement de la machine est petit, une combinaison de diamètre des pistons moteurs et compres- seur est très étendue et se prête à tous les usages, soit à de fortes pressions d'air pour éviter les éta- @ ges, soit 4 de grandes quantités d'air à basse pres- sion.
L'invention est représentée au dessin annexé
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à titre d'exemple et schémat1q:x.-sment.
Ce moteur se compose de deux cylindres 1 et 3 réunis par une colonne creuse 2 munie de deux ouver- tures latérales pour permettre le passage de la dis- tribution. Le tout est monté verticalement, le cylin- dre bas 1 est moteur et porte le pied de fixation 7 tandis que le cylindre 3 haut est compresseur d'air.
Dans ces cylindres se meut un très long piston 4 à double face, dont l'une est motrice et l'autre compres- seur. Le corps de ce piston porte les commandes de la distribution.
Le fonctionnement dd l'appareil est le sui- vant: Quand le piston 4 a fini sa course de travail, l'air du cylindre compresseur est passé au réservoir et le piston bas 4, qui est moteur, a découvert la lumière d'échappement 43 pratiquée dans le haut du cylindre 1. Celui-ci ayant été balayé de ses gaz brûlés par l'air venu de la soupape 8, le piston 4 se met donc à descendre par son poids puisque rien
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ne le retient plus, 11 est même poussé par une très faible partie d'air comprimé resté dans le cylindre compresseur 3.
Da cette sorte, il crée une dépression derrière lui puisqu'il continue à descendre et la sou- @ pape 32, puis 29 vont s'ouvrir pour laisser entrer l'air. Mais à peine le piston avait-il commencé sa course de descente, que le doigt 12 s'engage dans la crémaillère 19, fixée au corps du piston 4. Ce doigt 12 décrit un arc de cercle dont itaxe est le pivot, et fait reculer le support 11 sur lequel il est fixé, de la valeur de la flèche de l'arc décrit. Ce support levier 11 ouvre, par ce recul, la soupape d'évacuation 14 mais reste fixé dans cette position reculée par un axe 17 retenu, lui, par le verrou 16, fixé sur la paroi du cylindre.
De cette façon, l'air resté dans le cylindre 1 peut s'échapper. Le piston couvre alors cette soupape en descendant, qui se reforme aussitôt, vu que le bossage 21 du corps de piston vient dé clan - cher le verrou 16, qui libère l'axe 17 du levier 11, au moyen du levier 15 et de sa tige. Le ressort 22 repoussera alors le levier 11 à sa position de départ et le ressort 13 replacera le doigt 12 à sa position d'attaque, la crémaillère 11 lui en laissant la place.
Le piston 4 trouvera alors devant lui une chambre fermée, et commencera sa précompression en mê- me temps qu'il injectera son combustible par l'inter- médiaire du bossage 20 du piston, de la pompe à com- bustible 5, et de l'injecteur 10 et il comprimera ce mélange jusqu'à l'inflammation spontanée. Puis il sera repoussé avec une très grande vitesse vers le haut, la détente des gaz sera déjà plus rapide car seul le poids du piston s'opposera à sa montée, la
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lumière d'échappement 43 sera ouverte et l'air venu du réservoir 40, par la soupape 8, balayera le cylin- dre.
Le piston alors, a acquis une très grande vitesse et le coté compresseur a trouvé devant lui une grande lumière 27, prévue dans le cylindre 3 pour l'évacua- tion de l'air, mais passé cette lumière qu'il a fer- mée en montant,une pression d'air s'établit devant lui, et une partie de cet air passe par la soupape 28, le tube 9, au réservoir 40. Ce sera l'air de balayage, le piston couvrira alors la soupape 28, puis 29, et poussera le reste de la cylindrée, par la soupape 35, au réservoir. C'est cette/dernière partie de la course qui est le travail utile, puis le piston reprendra sa course descendante pour continuer sa marche.
Dans le cas de l'emploi d'un compresseur d'air de faible alésage, pour l'obtention de fortes pres- sions, donc d'un alésage du piston moteur plus grand, il serait difficile d'obtenir par la piston compresseur l'air nécessaire aux balayages des gaz brûlés, dans ce cas, la dépression en fin de combustion devrait être poussée assez loin pour aspirer par la soupape 8 assez d'air pour balayer utilement le cylindre moteur, dans ce cas, le réservoir 40, le tube 9, et la soupape
28 seraient supprimés de la machine, le même cas aurait lieu si l'on voulait comprimer des gaz autres que de l'air.
La soupape de refoulement 35 est combinée pour offrir une résistance au piston compresseur lors- que celui-ci n'en aurait pas à vaincre, soit au démar- rage, manque de pression au réservoir, ou cause acci- dentelle à la canalisation. Cette soupape 35 se com- pose d'un corps cylindrique creux fermé à sa base,
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et coulissant dans la culasse 6. Sa base porte le siè- ge conique et le ressort 38 et la via de réglage 39 maintiennent la soupape appliquée sur le siège de la culasse 6. Des trous 36 sont percés en gradins dans le corps do la soupape 35, ces trous mettent la cham- bre circulaire 37 pratiquée dans la culasse 6 en com- munication avec la pipe de refoulement 34 quand cette soupape 35 est sur son siège ou quand elle effectue une petite levée.
Au démarrage aucune pression ne s'op- pose autre que celle du ressort 38 à la levée de la soupape et plus cette levée sera forte, moins de trous seront découverts et moins d'air pourra passer libre- ment lors de la course de compression de cet air. Il y aura donc résistance au piston et aussitôt que la pres- sion du réservoir montera, la résistance de la soupa- @ pe 35 augmentera. Sa course sera alors normale et tous les trous 36 seront découverts, donc l'air com- primé passera alors sans entraveso
Ce moteur peut se régler de différentes façons, soit au moyen d'un régulateur de pression quelconque, monté sur la pipe de refoulement 33 et qui réglera l'entrée d'air au compresseur par la vanne 31.
Le piston sera retardé dans sa course de descente par la dépression d'air:, qu'il créera derrière lui, et ce n'est que lorsqu'il aura dépassé la soupape 29 qu' il sera libéré, donc c'est le réglage par courses mi- nutes. Dans d'autres cas, on pourra agir sur la quan- tité de combustible introduite la puissance du moteur sera donc réglée. Une combinaison des deux principes est aussi possible. Dans le cas d'un compresseur !de faible alésage, la surface du piston sera trop réduite pour opérer par dépression, le réglage par le combus-
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tible est alors tout indiquée ou on appliquera un sys- tème d'arrêt avec déclenchement du piston au point haut, ce qui serait encore le réglage par courses mi- nutes.
Tous ces systèmes seraient, bien entendu, com- mandés par un régulateur de pression.
Un frein de sécurité est prévu en cas d'a- varie au compresseur, soit bris ou coincement d'une soupape. Il se compose, par exemple, d'un frein à liquides ou 4 ressort très puissant 24, maintenant en position de travail le levier cliquet 25 avec son ressort 26.
Si pour une cause accidentelle, le piston compresseur venait à dépasser la hauteur voulue, le bossage 20 du piston viendrait buter sur le levier 23 qui agirait comme tampon de choc, et comme le frein le retient de l'autre bout, le levier cliquet 25 se dégage du cran d'arrêt 50 et vient s'engager en des- sous du bossage 20. La machine est donc arrêtée.
Le démarrage se fait par une chasse d'air comprimé envoyé au cylindre moteur par la soupape 42, le piston effectuera sa levée complète; aussitôt la soupape 42 fermée, le piston va automatiquement des- cendre et la machine sera ainsi en marche.
Pour les moteurs de faible puissance, le piston ne saurait être assez lourd, ni la course du piston assez grande pour engendrer lespremiers allu- mages par la précompression, il sera alors utile de chauffer une partie de la culasse 7 par un procédé quelconque pour faciliter les démarrages.
Pour les compresseurs de faibles alésages, une circulation d'air et la disposition d'ailettes de refroidissement suffisent à leur refroidissement,
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mais pour les cylindrées plus fortes la circulation d'eau sera nécessaire autour de la partie basse du cylindre.
Ce moteur a tous les avantages que'procurent les très fortes précompressions, mais il n'en a pas les défauts, c'est à dire des pertes énormes par frot- tement de tous les organes moteurs en mouvement que l'on trouve dans les autres genres de moteurs, de plus, par suite dd la détente extrêmement rapide et très complète des gaz, et puisque la course de compression n'est qu'une petite partie de la course de détente des gaz combustibles, les pertes de calories par la paroi et l'échappement sont très réduites, d'où rendement thermique et mécanique très élevé.
Il permet d'employer n'importe quel combustible liquide ou gazeux, même les gaz pauvres, la consommation de combustible et d'huile ,de graissage est très réduite et l'obtention des plus fortes compressions d'air en un seul étage en font un appareil supérieur aux moteurs de ce genre connus.
REVENDICATIONS.
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