blotocompresseui d'air et autres gaz. L'objet de la présente invention est un motocompresseur d'air et autres gaz, caracté risé en ce qu'il est constitué de deux cylindras montés verticalement, dans lesquels se meut un double piston volant de manière que le cylindre inférieur fasse fonction de moteur et que le cylindre supérieur serve clé com presseur, le cylindre inférieur servant égale ment .de support à un levier -de commande d'une soupape d'évacuation partielle d'air de balayage du cylindre moteur mis en mouve ment par une crémaillère prévue au double piston se déplaçant dans lesdits cylindres.
Une forme d'exécution de l'objet de l'in vention servant à la compression d'air est représentée au dessin annexé à titre d'exem ple et schématiquement.
Cette forme -d'exécution se compose de deux cylindres 1 et 3 réunis par une colonne creuse 2 munie de deux ouvertures latérales pour permettre le passage de la distribution. Le tout est monté verticalement, le cylindre bas 1 est moteur et porte le pied de fixation 7, tandis que le cylindre 3 haut est compres seur d'air. Dans ces cylindres se meut un dou ble piston volant 4, très long, dont l'une des extrémités est motrice et l'autre compresseur. La tige de ce .double piston porte les com mandes de la distribution.
Le fonctionnement de<B>ce</B> motocompresseur est le suivant: Quand le double piston -1 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 brûl,@, par l'air venu de la soupape 8 qui s'ouvre vers le haut, le piston 1 se met donc à des cendre par son poids puisque rien ne le main tient plus, il est même poussé par une très faible, partie d'air comprimé resté dans le cy lindre compresseur 3.
De cette sorte. il crp'e une dépression derrière lui puisqu'il .continue à. descendre et la soupape 32 qui s'ouvre en descendant, puis -celle 29 qui s'ouvre en se dé plaçant vers la. droite, laissent entrer l'air. Mais à peine que le piston a commencé sa course de descente, le doigt 12 s'engage dans la crémaillère 19, que porte la tige .du piston 4. Ce doigt 12 décrit un arc -de cercle dont l'axe est le pivot, et fait reculer le levier 11 sur lequel il -est articulé, de la valeur de la flèche de l'arc décrit. Ce levier I1 ouvre, par ce recul, la soupape auxiliaire 14, qui s'ouvre vers la gauche, mais reste dans cette posi tion reculée par un doigt 17 retenu, lui, par le bras 16, articulé 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 referme aus sitôt, vu que le bossage 21 du corps de pis ton vient déclencher le bras 16, qui libère le doigt 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 ça posi tion d'attaque, la. crémaillère 11 lui en lais sant la place.
Le piston 4 trouvera alors devant lui une chambre fermée, et commencera sa compres sion en même temps qu'il injectera son com bustible par l'intermédiaire -du bossage 20 du piston, de la pompe à combustible 5, et (le 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 lumière d'échappement 1.3 sera ouverte et l'air venu du réservoir 40, par la soupape 8, balayera le cylindre.
Le piston alors, a acquis une très grande vitesse et le côté compresseur a trouvé devant. lui une grande lumière 27, prévue dans le cylindre 3 pour l'évacuation de l'air, mais passé cette lumière qu'il a fermée en montant, une pres sion d'air s'établit devant lui, et une partiE de cet air passe par la soupape 28 qui s'ou vre vers la gauche, 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 d_# la course qui est le travail utile, puis le piston reprendra sa course descendante pour conti nuer sa marche.
Dans le cas de l'emploi d'un compresseur d'air de faible alésage, pour l'obtention de fortes pressions, donc d'un alésage du piston moteur plus grand, il serait difficile d'obte nir par le piston compresseur l'air nécessaire au balayage des gaz brûlés; dans ce cas, la dépression en fin de combustion devrait être poussée assez loin pour aspirer par la sou pape 8 assez .d'air pour balayer utilement le cylindre moteur; dans ce cas, le réservoir 40, le tube 9, et la soupape 38 seraient supprimés ,de la machine. Il en serait de même si l'on voulait comprimer des gaz autres que de l'air.
La, soupape de refoulement 35 est combi née pour offrir une résistance au piston com presseur lorsque celui-ci n'en aurait pas â vaincre, soit au démarrage, manque de pre- sion au réservoir, ou cause accidentelle à la canalisation. Cette soupape 35 se compos(# d'un corps cylindrique creux fermé à sa base. et: coulissant clans la culasse 6. Dans cette culasse est pratiqué le siège de ladite sou pape et le ressort 38 et la vis de réglage !) la maintiennent appliquée sur ce siège.
Des trous 36 sont percés en gradins dans le corps de la soupape 35, ces trous mettant la chambre circulaire 3 7 pratiquée dans la cu lasse 6, en communication avec la pipe de refoulement. 34 quand cette soupape 35 est sur son siège ou quand elle effectue une pe tite levée. Au .démarrage, il n'y a que la pression du ressort. 38 qui agit contre la lev;>e de la soupape et plus cette levée sera. forte, moins clé trous seront découverts et moins d'air pourra passer librement lors de la course de compression clé cet air.
Il y aura donc ré sistance au piston et aussitôt que la pression du réservoir montera., la résistance de la sou pape 35 augmentera. Sa course sera alors normale et tous les trous 36 seront décou verts, donc l'air comprimé passera alors sans entraves.
Ce motocompresseur peut se régler de dif férentes façons, par exemple au moyen d'un régulateur de pression quelconque, monté sur la pipe 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 dé pression .d'air qu'il créera derrière lui, et ce n'est que lorsqu'il aura dépassé la soupape 29 qu'il sera libéré. Dans d'autres cas, on pourra. agir- sur la quantité -de combustible introduit afin de déterminer la puissance mo trice. 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 ré glage par le combustible est alors tout in diqué. ou on appliquera un système d'arrêt avec déclenchement. .du piston au point haut.. Tous ces systèmes seraient, bien entendu, commandés 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. liquide ou -à ressort très puis sant 24, relié à un levier 23 dont l'extrémité 50 pénètre dans la colonne creuse 2 pour se trouver sur le chemin d'un bossage 20 de la tige du double piston. Ce levier 23 sert aussi à . maintenir en position enclenchée le levier cliauet 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 bu ter -contre l'extrémité 50 du levier 23 qui agi rait ,comme tampon de choc, puisque relié au frein 24. En outre, si le levier 23 est déplacé suffisamment, 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 ar rêtée. Le démarrage se fait par une chasse d'air comprimé envoyé au cylindre moteur par la .;oupape 42 qui s'ouvre vers la gauche, le pis ton effectuera sa levée complète; aussitôt la soupape 42 fermée, le piston va automatique ment descendre 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 les premiers allumages par la compression. 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'ai lettes de refroidissement suffisent à. leur re froidissement, mais pour les cylindres à plus grand diamètre, la circulation d'eau sera né. cessaire autour de la partie base des cylin dres.
Ce motocompresseur a tous les avantages que procurent les très fortes compressions, mais il n'en a pas les défauts, c'est-à-dire des pertes énormes par frottement de tous les or ganes moteurs en mouvement que l'on trouve dans d'autres motocompresseurs; de plus, par suite de la -détente extrêmement rapide et très complète des gaz, et puisque la course .de com pression n'est qu'une petite partie de la course de -détente des gaz combustibles, les pertes de calories par la paroi et l'échappe ment sont très réduites, d'où rendement ther- minique et mécanique très élevé.
Il permet d'employer n'importe quel combustible li quide ou gazeux, même les gaz pauvres, la consommation de combustible et d'huile de graissage est très réduite et l'obtention de: plus fortes compressions d'air en un seul étage en font un appareil supérieur aux ma chines connues.
blotocompresseui of air and other gases. The object of the present invention is a motor-compressor for air and other gases, characterized in that it consists of two cylinders mounted vertically, in which a double flying piston moves so that the lower cylinder acts as an engine. and that the upper cylinder serve as a compression key, the lower cylinder also serving as a support for a control lever for a valve for partial discharge of air for purging the engine cylinder set in motion by a rack provided for double piston moving in said cylinders.
An embodiment of the object of the invention serving for the compression of air is shown in the accompanying drawing by way of example and schematically.
This form -d'execution consists of two cylinders 1 and 3 joined by a hollow column 2 provided with two side openings to allow the passage of the distribution. The whole is mounted vertically, the lower cylinder 1 is a motor and carries the fixing foot 7, while the upper cylinder 3 is an air compressor. In these cylinders moves a double flying piston 4, very long, one end of which is a driving force and the other is a compressor. The rod of this double piston carries the controls of the distribution.
The operation of <B> this </B> motor-compressor is as follows: When the double piston -1 a. finished its working stroke, the air from the compressor cylinder is passed to the reservoir and the bottom piston 4, which is the motor, has discovered the exhaust port 43 made in the top of cylinder 1. This one having been swept from its burnt gas, @, by the air coming from the valve 8 which opens upwards, the piston 1 therefore starts to ashes by its weight since nothing is holding it in hand anymore, it is even pushed by a very weak , part of compressed air remaining in the compressor cylinder 3.
Of this sort. he creates a depression behind him as he continues to. descend and the valve 32 which opens while descending, then -celle 29 which opens while moving towards the. right, let in air. But as soon as the piston has started its downward stroke, the finger 12 engages in the rack 19, which the rod of the piston 4 carries. This finger 12 describes an arc of a circle whose axis is the pivot, and moves back the lever 11 on which it -est articulated, by the value of the arrow of the arc described. This lever I1 opens, by this recoil, the auxiliary valve 14, which opens to the left, but remains in this retracted position by a finger 17 retained, him, by the arm 16, articulated on the cylinder wall.
In this way, the air remaining in cylinder 1 can escape. The piston then covers this valve while descending, which closes again immediately, since the boss 21 of the udder body triggers the arm 16, which releases the finger 17 from the lever 11, by means of the lever 15 and its rod. The spring 22 will then push the lever 11 to its starting position and the spring 13 will replace the finger 12 in that position of attack, the. rack 11, leaving room for it.
The piston 4 will then find a closed chamber in front of it, and will begin its compression at the same time as it injects its fuel via the boss 20 of the piston, the fuel pump 5, and (the injector 10 and it will compress this mixture until spontaneous ignition. Then it will be pushed upwards with a very high speed, the exhaust port 1.3 will be opened and the air coming from the tank 40, through the valve 8, will scan the cylinder.
The piston then acquired a very high speed and the compressor side found in front. him a large lumen 27, provided in the cylinder 3 for the evacuation of the air, but past this lumen which he closed while going up, an air pressure is established in front of him, and a part of this air passes through valve 28 which opens to the left, tube 9, to reservoir 40. This will be the purging air, the piston will then cover valve 28, then 29, and push the rest of the displacement, by the valve 35, to the reservoir.
It is this last part of the stroke that is the useful work, then the piston will resume its downward stroke to continue its course.
In the case of the use of an air compressor of small bore, to obtain high pressures, and therefore of a larger engine piston bore, it would be difficult to obtain by the compressor piston the air required for flushing the burnt gases; in this case, the vacuum at the end of combustion should be pushed far enough to suck through valve 8 enough air to usefully sweep the engine cylinder; in this case, the reservoir 40, the tube 9, and the valve 38 would be removed from the machine. It would be the same if one wanted to compress gases other than air.
The discharge valve 35 is combined to provide resistance to the compressor piston when the latter has failed, either on start-up, lack of pressure in the reservoir, or accidental cause in the pipeline. This valve 35 is composed (# of a hollow cylindrical body closed at its base. And: sliding clans the cylinder head 6. In this cylinder head is made the seat of the said valve and the spring 38 and the adjusting screw!) Hold it applied to this seat.
Holes 36 are drilled in steps in the body of the valve 35, these holes placing the circular chamber 37 formed in the lasse 6, in communication with the delivery pipe. 34 when this valve 35 is in its seat or when it performs a small lift. When starting up, there is only spring pressure. 38 which acts against the lifting of the valve and the more this lifting will be. Stronger, less key holes will be discovered and less air will be able to pass freely during the key compression stroke this air.
There will therefore be resistance to the piston and as soon as the pressure in the reservoir rises, the resistance of the valve 35 will increase. Its course will then be normal and all the holes 36 will be uncovered, so the compressed air will then pass unhindered.
This motor-compressor can be adjusted in dif ferent ways, for example by means of any pressure regulator mounted on the pipe 33 and which will regulate the air inlet to the compressor by the valve 31. The piston will be delayed in its stroke. of descent by the air pressure that it will create behind it, and it is only when it has passed the valve 29 that it will be released. In other cases, we can. act on the quantity of fuel introduced in order to determine the driving power. A combination of the two principles is also possible.
In the case of a small bore compressor, the surface of the piston will be too small to operate by negative pressure, the adjustment by fuel is then completely in dicated. or we will apply a shutdown system with release. .the piston at the high point. All these systems would, of course, be controlled by a pressure regulator.
A safety brake is provided in the event of a- varies to the compressor, either breakage or jamming of a valve. It consists, for example, of a brake. liquid or spring-very powerful 24, connected to a lever 23 whose end 50 penetrates into the hollow column 2 to be in the path of a boss 20 of the rod of the double piston. This lever 23 is also used for. keep the click lever 25 with its spring 26 in the engaged position.
If, for an accidental cause, the compressor piston were to exceed the desired height, the boss 20 of the piston would come up against the end 50 of the lever 23 which would act as a shock buffer, since it was connected to the brake 24. In furthermore, if the lever 23 is moved sufficiently, the pawl lever 25 disengages from the notch 50 and engages below the boss 20. The machine is therefore stopped. Starting is done by a flush of compressed air sent to the engine cylinder by the.; Orpape 42 which opens to the left, the udder will perform its full lift; as soon as the valve 42 is closed, the piston will automatically descend and the machine will thus be running.
For low power engines; the piston could not be heavy enough, nor the stroke of the piston large enough to generate the first ignition by compression. it will then be useful to heat a part of the cylinder head 7 by any process to facilitate starting.
For compressors with small bores. air circulation and the. provision of cooling fins suffices. their cooling, but for larger diameter cylinders, water circulation will be born. necessary around the base part of the cylinders.
This motor-compressor has all the advantages of very strong compressions, but it does not have its drawbacks, that is to say, enormous losses by friction of all the moving engines that are found in other motor-compressors; moreover, as a result of the extremely rapid and very complete expansion of the gases, and since the com pressure stroke is only a small part of the expansion stroke of the combustible gases, the heat losses through the wall and the exhaust are very small, resulting in very high thermal and mechanical efficiency.
It allows the use of any liquid or gaseous fuel, even lean gases, the consumption of fuel and lubricating oil is very low and obtaining: greater air compressions in a single stage in make a device superior to known machines.