Procédé et dispositif de démarrage d'une machine à piston libre. L'invention a pour objet un procédé de démarrage d'une machine à piston libre à combustion interne dont le cylindre moteur est alimenté en marche normale à une pres sion supérieure @à la pression ambiante et dans lequel le piston est lancé -à partir d'une position voisine du point mort extérieur vers son point mort intérieur.
Jusqu'à ce jour, il était d'usage, pour faire démarrer une telle machine, de lancer le piston vers son point mort intérieur, alors qu'il ne régnait dans le cylindre moteur que l'a pression ambiante, inférieure à la pression d'alimentation de marche normale. Cette ma nière de faire avait pour inconvénient le dan gger de rencontre du piston moteur contre le fond du cylindre moteur ou, dans le cas d'une machine à pistons opposés, le danger de ren contre des pistons entre eux.
Afin de remédier à cet inconvénient, le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que l'on met au moins le cylindre moteur sous pression avant de lancer le piston vers son point mort intérieur.
Le procédé selon l'invention peut s'appli quer avec avantage, notamment, au démar rage d'un autogénérateür de gaz sous pres sion -à piston libre, dans lequel l'air comprimé par l'élément compresseur du piston est en voyé dans. un réservoir d'air d'alimentation et de balayage du cylindre moteur. Dans le cas d'une telle machine, la méthode usuelle de démarrage présente, outre le désavantage déjà mentionné, celui que la pression dans le réservoir d'alimentation ne monte que pro gressivement jusqu'à sa valeur normale de marche pendant les premières courses de la machine.
Ceci représente une perte de temps qui peut être particulièrement gênante lors- qu'ils'agit, par exemple, du démarrage d'une machine faisant partie d'une installation en comportant plusieurs et dont la puissance globale dépend du nombre des machines mises en service. Dans certains cas, enfin, il peut y avoir insuffisance du poids d'air comburant se trouvant dans le cylindre moteur pendant les premières courses.
En appliquant le procédé selon l'inven tion au démarrage d'un tel autogénérateur, il est possible d'éliminer au moins en grande partie les inconvénients cités.
L'invention comprend également un dis positif pour la mise en oeuvre de ce procédé, ce dispositif étant caractérisé par une source d'air comprimé reliée au cylindre moteur par l'intermédiaire d'un organe permettant d'in terrompre l'a communication entre cette source et ce cylindre et par un organe servant à obturer le canal d'échappement du cylindre moteur.
0 Le dessin représente, à titre d'exemples, plusieurs formes d'exécution d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé, chaque forme d'exécution servant à. mettre en #uvre une forme d'exécution particulière de ce procédé, -également donnée â titre d'exemple.
La fig. 1 représente, en coupe, un auto- _ générateur à piston libre faisant partie d'un groupe de machines identiques muni d'une première forme d'exécution de ce dispositif.
La fig. 2 montre un jeu de diagrammes illustrant le fonctionnement du dispositif de la fig. 1 et d'i-tne variante de celui-ci. Les diagrammes de la fig. 3 illustrent le fonc tionnement d'une autre variante.
La fig. 4 montre un détail d'une variante du :dispositif de la fig. 1.
La fig. 5 montre un groupe de deux gé nérateurs à piston libre muni d'une deuxième forme d'exécution du dispositif.
La fig. 6 montre également un groupe de deux générateurs muni d'une troisième forme d'exécution du dispositif.
Enfin, la fig. 7 est un diagramme relatif au fonctionnement du dispositif de la fig. 6. Dans la fig: 1, on a représenté un auto- générateur -là un seul piston libre débitant dans un collecteur 1 conduisant les gaz chauds sous pression à une machine récep trice, non représentée.
Ce générateur fait partie d'une installation comprenant plusieurs machines identiques débitant toutes dans le collecteur 1.
Le générateur présente un cy lindre. moteur 2, fonctionnant selon le cycle à -deux temps et dans lequel travaille un élé ment de piston moteur 3 et un cylindre com- presseur 4 - dans lequel coulisse un élément de piston compresseur 5, travaillant à double effet et relié à l'élément 3 au moyen d'un corps cylindrique 6;
le générateur comprend en outre un matelas pneumatique 7 assurant-, en marche normale, la course de retour du piston libre 3, 5, c'est-à-dire la course su cours de laquelle s'effectue la compression dans le cylindre moteur: L'espace contenant ce matelas constitue, au démarrage, un espace dans lequel' on introduit de l'air. sous pres sion servant à lancer le piston libre vers son point mort intérieur.
Le matelas 7 est contenu -dans un -espace comprenant une capacité 8 constituée par un alésage central du corps cylindrique 6 et limité par un piston allongé fige 9, coulissant dans cet alésage. L'intérieur du piston 9 pré sente une capacité 9a recevant l'air de lan cement et qui communique avec l'alésage 8 par une ouverture 9b. La capacité<B>91,</B> fait, en marche normale, partie de l'espace contenant le matelas.
Le cylindre compresseur 4 communique, d'une part, avec l'atmosphère au moyen de soupapes d'aspiration 4a, -et, d'autre part, avec un carter 10, formant réservoir de l'air d'ali mentation et de balayage du cylindre mo teur 2, au moyen- de soupapes de refoulement 4b et 4,, dont la première (4b) donne directe ment dans le carter 10 et l'a seconde (4,#) dans une capacité 10a,, située à l'opposé du carter 10 par rapport au cylindre 4 et reliée au carter 10 par un tuyau extérieur 11.
Le cylindre 2 présente des lumières d'ad mission 2a, s'ouvrant dans le carter 10 et des lumières d'échappement 2b communiquant avec le collecteur 1 au moyen d'un tuyau de branchement 12. Le cylindre 2 est pourvu d'un dispositif d'injection de combustible 13 dont la pompe 13a, est actionnée par une tige 5a, portée par l'élément de piston 5.
L'air servant au lancement du piston libre du générateur est fourni par un réservoir 14 contenant de l'air comprimé à une pression P indiquée par un manomètre 14a,, le réservoir 14 pouvant être alimenté par une source quel conque; par exemple une bouteille ou un com- presseur auxiliaire, à une pression supérieure à la pression maximum des espaces. qui :sont à alimenter à partir de ce réservoir.
Le réser voir 14 est relié à la capacité<B>9,</B> par un tuyau 15 muni d'un robinet 15y.
Le dispositif de commande du lancement comprend une soupape 21, obturant l'orifice 9b faisant communiquer l'alésage 8 et la ca pacité 9a, et dont la tige est solidaire d'un piston 21a coulissant dans une chambre cy lindrique 22, disposée @à l'-extrémité de la capacité 9a, et dans laquelle débouche le tuyau 15.
Le piston 21a, -est muni d'un clapet de non-retour 9, disposé de manière à laisser entrer l'air comprimé du réservoir 14 dans l'a capacité 9a,, la soupape 21 étant alors main tenue fermée par l'action d'un ressort 22a, <B>g</B> ssant sur le piston 21#,.
<B>-</B> i <B>Zn</B> Au moyen d'un robinet â trois voies 15b placé sur le tuyau 15, on peut isoler la cham bre 22 du réservoir 14 et mettre simultané ment cette même chambre en communication avec l'atmosphère, ce qui a pour effet de pro voquer le déplacement du piston 21a, vers l'extérieur et par suite l'ouverture de la sou pape 21 et le lancement -du piston libre.
La position de lancement convenable du piston libre est déterminée par une butée mo bile 23 disposée dans le fond du cylindre 4 et commandée par un piston 23a,, glissant à l'intérieur d'un cylindre 24 disposé à l'inté rieur de la capacité 10a,.
La pression de l'air de lancement amené au cylindre 24 au moyen d'un tuyau 24a,, communiquant avec la chambre 22, agit sur la face extérieure du piston 23a,, tandis que son autre face -est soumise, d'une part, à la pression régnant dans la capacité 10a, au moyen d'un orifice 24b débouchant dans cette capacité 10a, et, d'autre part, à un ressort 23b qui ramène la butée 23 dans sa position de retrait lorsqu'on supprime la pression dans le cylindre 24 en mettant le robinet 15b dans l'a position de décharge.
Il est à noter ici qu'en marche normale la. pression régnant dans, <B>la</B> capacité 10a, est la pression de refoulement du cylindre compresseur, cette pression étant pratiquement égale à la pression avec laquelle les gaz moteurs s'échappent du cylindre mo teur dans le collecteur 1, cette dernière pres sion étant nommée dans ce qui suit "pression de marche".
Une soupape 16 est disposée pour isoler le générateur du collecteur 1 lorsque ce gé nérateur est jà l'arrêt.
Cette soupape 16 est commandée par un piston 16a, coulissant dans un cylindre 16b. On commande la fermeture de la soupape 16 en faisant agir sur la face extérieure du pis ton 16a, la pression régnant dans le réservoir 14 qui communique avec le cylindre 16b par un tuyau 16e. Un robinet à triple voie 16, est disposé sur le tuyau 16, et permet de mettre le cylin dre 16b soit en communication avec le réser voir 14 pour fermer la soupape 16, soit en communication avec l'atmosphère pour l'ou verture de la soupape 16.
Un tuyau 16e fait communiquer le cylin dre 16b avec la capacité 9a, de telle façon que, dès que le décollage de la soupape 16 a eu lieu, la pression régnant alors dans cette ca pacité 9a,, donc celle du matelas, agisse sur la face intérieure du piston 16a,, ce qui provoque l'ouverture rapide de lasoupape 16.
Le piston 16a, est muni en outre d'un ressort de rappel 16f servant à assurer la ferxrieture de la sou pape 16 lorsque, @à l'arrêt de la machine, on décharge l'espace contenant le matelas au moyen d'un robinet 7a,.
La décharge de l'espace contenant le ma telas et la fermeture de la soupape 16 sont deux mesures qui, sans avoir une influence l'une sur l'autre, doivent toutes les deux être prises au moment de l'arrêt du générateur. En effet, la décharge de l'espace contenant le matelas sert à faciliter le transfert du piston libre dans sa position de lancement, position qui se trouve près de son point mort extérieur,
tandis que la fermeture de la sou pape 16 a pour but d'isoler le générateur du collecteur 1 et-d'empêcher ainsi les gaz chauds sous pression de pénétrer dans la machine à l'arrêt:
Le carter 10 communique avec un collec teur 35 au moyen d'un tuyau 35a, sur lequel est montée une soupape 35b. Le collecteur 35 communique avec le réservoir 14 au moyen d'un tuyau 17 sur lequel est monté un organe <B>à</B> étranglement<B>1%.</B> Un manomètre 17b indi que la pression régnant dans le tuyau 17 en aval de l'organe 17a,. Un tuyau 18 à faible section fait communiquer, d'autre part, lé carter 10, par l'intermédiaire d'une soupape de non-retour 19, avec le fond du cylindre moteur 2,
ce qui permet de mettre le cylindre moteur à la pression désirée .dans le cas où le piston 3 se trouve en deçà des lumières d'admission 2a, et de faire ainsi avancer le piston libre jusqu'à sa position de lancement. Les carters 10 des autres machines de l'installation communiquent chacun avec le collecteur 35 par un tuyau sur lequel est montée une soupape d'arrêt.
Les: espaces con tenant les matelas de ces machines. sont taus reliés au réservoir 14 de la façon décrite. Lorsque toutes les machines de l'installation sont ,à. l'arrêt, on met le carter 10 et le eyl'in- dre 2 de la machine que l'on veut faire<B>dé-</B> marrer sous pression au moyen de l'air pro venant du réservoir 14.
Lorsqu'au moins un générateur de l'ins tallation est .déjà en marche, on se sert, de préférence, pour la mise sous pression du carter et du cylindre moteur d'une des autres machines lors de son démarrage, de l'air sous pression se trouvant dans le carter du géné rateur. en marche en ouvrant les soupapes 35b correspondantes.
Dans. le cas d'ùne installation ne compor tant qu'un seul générateur, le collecteur 35 manque et l'a mise sous pression a lieu au moyen de l'air fourni par le réservoir 14.
Un réservoir collecteur 34 muni d'une soupape de sécurité 34a s'ouvrant vers l'atmo sphère communique avec le canal d'échappe ment 12 en un point situé entre les ouver tures d'échappement 2b du cylindre 2 et la soupape 16.
Etant donné que 1\e carter 10 et le cylin dre moteur 2 sont mis, avant le lancement du piston de la 'machine, sous une pression qui peut varier entre des limites. relativement écartées l'une de l'autre, il faut adapter l'énergie de lancement du piston aux diffé rentes pressions qui peuvent régner dans ce carter et ce cylindre moteur.
A cet effet, le tuyau 15 est obturé par un pointeau 25, commandé par un piston étagé 25a coulissant dans un cylindre' 26 divisé ainsi en deux chambres.
Dans la chambre adjacente à la face du' piston 25a opposée au pointeau 25 règne la pression p, de l'air de lancement, cette cham bre communiquant avec le tuyau 15, en aval du pointeau 25, par un tuyau 26a. Dans ('au tre chambre agit la pression p. régnant dans le carter 10, cette deuxième chambre' com muniquant avec le Conduit 11 par un tuyau 26v.
Le piston<B>2%</B> est soumis. en outre à l'ac tion d'un ressort de rappel 25b qui agit dans le sens de l'ouverture du pointeau 25.
Lorsque la pression p. augmente, on obtient un agrandissement de la section de passage laissée libre par le pointeau 25, .ce qui provoque une diminution de l'étrangle ment de l'air provenant,du réservoir 14 et pas sant par ce passage. Par conséquent, la pres sion de l'air de lancement, c'est-à-dire la pres sion dans celle des parties du tuyau 15 qui se trouve en aval' du pointeau, augmente.
Ainsi, le pointeau est amené et maintenu dans sa nouvelle position d'équilibre pour la quelle la pression de l'air de lancement cor respond @à l'a nouvelle pression pm ayant augmenté d'une certaine valeur.
Inversement, si la pression pm diminue, on obtient une fer- met-tire partielle du pointeau et une diminu tion Correspondante de la pression de l'air de lancement.
L'espace contenant le matelas comprend, outre les capacités 8 et 9a,, une capacité cylin drique 27 ooîmmuniquant avec 1a capacité 9, au moyen d'un canal 28. Dans la capacité 27 est disposée une cloison mobile <B>2%</B> dont la position est déterminée au moyen d'une butée mobile 29.
Cette dernière est commandée par un piston 30, se mouvant dans un cylindre 30a et soumis sur une face à la pression p. prise comme précédemment sur le tuyau 11 et sur l'autre à l'action d'un ressort de .rappel 30b. Les déplacements du piston 30 sont transmis .à la butée 29 au moyen d'une crémaillère 31 solidaire de ce piston 30 et entrainant en ro tation un écrou 31a présentant une denture extérieure et dans lequel se visse une tige filetée<B>2%,</B> solidaire de la butée 29,
cette tige filetée étant immobilisée en rotation par son extrémité de section carrée 29b guidée par un trou de même forme ménagé dans le support de cette tige 29a.
Le tout -est agencé de manière que le vo lume de l'espace formé par la capacité 9a et le cylindre 27 augmente en même temps que la pression pa,.
Un tiroir 32 est disposé dans lé canal 28 et commandé par un piston 32,, logé dans un cylindre 32b. L'une des faces de ce piston est soumise à la pression régnant dans le conduit 1.1, cette pression étant amenée par un tuyau muni d'une soupape d'isolement 33.
Sur l'autre face du piston 32,,, agit un ressort de rappel. La disposition est telle que l'étranglement diminue lorsque la pression p,n augmente.
Au moyen de cet agencement on fait va rier l'énergie de lancement en faisant varier la pression de l'air de lancement, le volume de cet air et le rendement de sa détente.
Voici comment le dispositif de l'a fig. 1 est utilisé: Avant le démarrage, on renforce la fer- ineture de la soupape 16 en faisant agir la pression régnant dans le réservoir 14 sur le côté droit du piston 16a, à l'aide du robinet 16d. Si d'autres générateurs de l'installation sont en marche, on ouvre ensuite le robinet 35b, ce quia pour effet de faire remplir le carter 10 -et le cylindre moteur 2 du généra teur à mettre en marche par de. l'air sous pression provenant des générateurs déjà en marche et ayant la pression p..
Au cas où tous les générateurs seraient à. l'arrêt, on ouvre en outre l'organe d'étrangle ment 17a, de façon rà obtenir en aval de cet organe une pression comprise entre les pres sions de refoulement de la machine en marche normale.
La pression p", régnera non seulement à l'intérieur du carter 10 et du cylindre moteur 2, mais également à l'intérieur du cylindre 30a,, dans la partie située à gauche du piston <B>2%</B> du cylindre 26 et, après ouverture du ro binet 33, dans le cylindre 32b.
Ensuite, on introduit l'air de lancement dans la capacité 9a, et le cylindre 27 en ouvrant le robinet 15a, et en amenant le ro binet 15b dans la position montrée par la fig. 1. La pression de l'air dans 9a, et 27 dé pendra de la pression p", agissant *sur le pis ton 25N, qui commande le pointeau 25.
"Après ces préparatifs, on effectue le lan cement du piston libre 3, 5 vers son point mort intérieur, et, par conséquent, l'a mise en marche du générateur, en manoeuvrant le ro binet 15b, de façon à mettre l'espace 22 en communication avec l'atmosphère pour obte nir ainsi l'ouverture de la soupape 21.
Le générateur une fois en marche, on fait ouvrir la soupape 16 en faisant échapper l'air sous pression se trouvant dans le cylin dre 16b. Une fois la soupape 16 ouverte, lé générateur marche normalement en débitant des gaz moteurs dans le collecteur 1.
Le réser voir 34 peut avoir un contenu, par exemple, entre le double et le quintuple du cylindre moteur et sert @à empêcher une augmentation gênante de la pression des gaz d'échappement -du cylindre moteur au cours des premières courses du générateur démarré. En effet, la soupape 16 ne s'ouvre pas complètement immédiatement après le lancement du piston libre vers son point mort intérieur. Sans le réservoir 34, qui a un volume relativement grand, on obtiendrait donc de très grandes, va riations de pression en aval du cylindre mo teur, pendant les premières courses du gé nérateur,
ce qui rendrait le balayage du cy lindre moteur très difficile sinon impossible. La soupape de sécurité 34a, assure éventuelle ment, pendant la période des premières cour- ses précédant l'ouverture complète de la sou pape 16, l'évacuation totale ou partielle du débit.
Dans le cas où d'autres. générateurs sont déjà en marche an moment où l'on doit faire démarrer le générateur considéré, on peut ouvrir l'organe 35b déjà un certain temps avant la mise sous pression du carter et du cylindre de ce dernier générateur, pour faire remplir le cylindre moteur encore froid de celui-ci par de l'air chaud provenant des générateurs en marche.
Le ressort 16f étant suffisamment faible, la soupape 16 s'ouvrira sous l'effet de la pression de cet air chaud et un courant d'air chaud de balayage s'écoulera de la conduite 35 à travers le carter 10 et le cylindre moteur vers le collecteur 1 qui est commun aux différents générateurs de l'ins- tallation.
L'effet obtenu par l'adaptation de l'éner gie de lancement à, la valeur de la pression p. à laquelle on a soumis, avant le lance ment, le cylindre moteur et le carter 10 (l'a pression. de ce dernier détermine la pression de refoulement du cylindre compresseur du générateur) est illustré par les diagrammes de la fig. 2.
Dans cette figure, on a repré senté, en fonction de l'a course du piston: par le diagramme A, les courbes de com pression a-b--c et a-e-f dans l'espace compresseur se trouvant du côté intérieur du piston compresseur 5, donc dans l'espace com-@ presseur où le travail de compression a lieu lors de la course de retour;
dans le diagramme B, les courbes de com pression dans le cylindre moteur, et dans le diagramme C, les courbes -de pres sion régnant dans l'espace contenant le ma telas et servant d'espace de détente pour l'air de lancement. .
Dans le diagramme<I>A,</I> la courbe a-b-c caractérise la compression dans ledit espace compresseur lorsque la pression de refoule ment du compresseur est égale à p., La. courbe a-e-f caractérise la compres sion lorsque la -pression de refoulement est égale<B>-à P.,,,,.</B>
Malgré le fait que cette dernière courbe est un peu plus courte que la première (la course de retour du piston libre est d'autant plus courte que la pression de refoulement augmente), le travail de compression pour la pression de refoulement pm2 est bien supé rieur au travail de compressio-n pour la pres sion de refoulement pml.
Quant au travail de compression à effec tuer dans le cylindre moteur, il est également plus grand lorsque la pression régnant dans le cylindre moteur lors du lancement est égale à pa,2 que lorsque cette dernière pres sion, est égale ;à pm,, ainsi que cela ressort clairement du diagramme B de l'a f ig. 2.
L'air de lancement doit donc fournir; pendant la course de lancement, un travail .égal à la surface h-i-k-l, lorsque_la pres- sion de refoulement est égale à p.,, tandis que ledit travail devra être égal<I>-à</I> h-m-n-o, lorsque la pression de refoulement est égale 'à P1.2- Cette adaptation est obtenue,' ainsi qu'il a été décrit ci-dessus,
en faisant varier l'a pres sion et le volume de l'air de lancement ainsi que le .rendement de sa détente. Bien entendu, dans certains cas, il n'est pas nécessaire de faire varier ces trois facteurs à la fois, ainsi que c'est le cas dans le dispositif de la fig. 1, mais on peut se borner à faire varier un ou deux de ces facteurs seulement pour obte nir une adaptation suffisante de l'énergie de lancement aux valeurs différentes de la pres sion p..
Il est ù noter que la diminution du rende ment de la détente obtenue par le tiroir $2 est également intéressante lorsqu'on lance le piston à partir d'une position plus éloignée du centre de la machine que le point mort extérieur normal de marche normale.
La variante du dispositif de la fig. 1 à, la quelle sé rapporte la fig. 4 est agencée de façon qu'il ne soit plus nécessaire de faire varier l'énergie de lancement en fonction de la pression variable sous laquelle on met antérieurement au lancement le -carter 10 et le cylindre moteur 2. Cette variante fonc tionne de façon que lors du lancement du piston vers son point mort intérieur on éva cue hors.
de l'espace compresseur intérieur pendant la course du piston vers son point mort intérieur, une partie de l'air aspiré dans cet espace pendant la course précédente vers Yextérieur du piston avant que l'air évacué n'ait atteint la pression à laquelle s'ouvrent les soupapes -de refoulement.
Plus cette évacuation est importante, plus l'énergie absorbée dans ledit espace compres seur -est petite.
La fig. 4 montre en coupa la cylindre compresseur 51 de la machine à piston libre. L'espace de ce cylindre, situé du côté inté rieur de l'élément compresseur du piston, est muni de soupapes. d'aspiration 51a,, par exem ple au nombre de trois (deux seulement ont été dessinées), qui servent en même temps pour l'évacuation lors du lancement.
A cet effet, chacune de ces soupapes d'aspiration coopère avec un poussoir 52 solidaire d'un piston<B>5%</B> coulissant dans un cylindre 52b figé -à une manche d'aspiration entourant le cylindre 51.
Les faces extérieures des pistons 52a, peu vent .être soumises ,à une certaine pression de commande au moyen de tuyaux 53 reliant les cylindres 52b 'à un réservoir d'air (non re présenté), tandis que leurs autres faces sont soumises à des ressorts de rappel 52, rame nant les poussoirs 52 dans leurs positions de repos.
Entre le réservoir d'air et les cylindres 52z, est intercalé un appareil de commande 54 présentant un tiroir 54a, agissant de façon à mettre sous pression un nombre d'autant plus grand des cylindres 52b que la.
pression p", régnant dans le conduit 11 (fig. 1) est plus élevée, ce tiroir 54a, est actionné par un piston 54b soumis sur l'une de ses faces à la pression p., au .moyen d'un tuyau 54, com muniquant avec le conduit 11 du générateur, et sur l'autre à l'action d'un ressort de rap pel 54,1.
Le nombre de cylindres 52b mis en com munication avec le réservoir d'air de com mande par le tiroir 54a, augmente avec la pression p., c'est-à-dire que le nombre de soupapes d'aspiration 51a maintenues ouver tes par la pression de commande agissant sur les pistons 52a sera d'autant plus élevé que la pression p. sera plus grande. L'évacuation de l'air aspiré, donc la décompression, augmentera avec p..
La pression de commande est introduite dans les cylindres 52b, dont le nombre est dé terminé par la position -du tiroir 54a, en ma noeuvrant un robinet 58 disposé entre le ré servoir de l'air de commande -et l'appareil de commande 54 et permettant de relier cet appareil soit au réservoir, soit <B>à</B> l'air libre.
Pour montrer l'effet de la décompression, variable en fonction de l'a pression p"" dans l'espace compresseur .situé du côté intérieur de l'élément compresseur 5 du piston, on a représenté, dan- la fig. 2, au diagramme A, deux courbes I et II, dont la première indique les pressions qu'on obtient dans ledit espace compresseur au cas où la pression régnant dans le carter 10 est égale à pml. Pour obtenir cette courbe I, on maintient ouverte pendant:
la course vers l'intérieur, par exemple l'une des soupapes d'aspiration 51a; dans ce cas, l'énergie absorbée pendant la course vers l'intérieur par l'espace compresseur en ques tion est égale à l'aire en dessous de la courbe I.
La courbe II montre les pressions dans ledit espace compresseur lorsque la pression régnant dans le carter 10 est égale à p._. Etant donné que p.; est plus grande que pml, la. décompression qui doit être plus forte est obtenue, par exemple, par le maintien de deux soupapes d'aspiration 51a dans leur po sition ouverte.
L'énergie absorbée par l'espace compresseur situé du côté intérieur de l'élé ment de piston 5 pendant sa. course vers l'in térieur est, dans ce deuxième cas, égale à l'aire en dessous de la courbe II, cette aire étant plus petite que l'aire se trouvant en dessous de la courbe I, d'un montant corres pondant à la surface hachurée verticalement de la fig. 2, partie A.
La différence des énergies absorbées par l'espace compresseur en question pendant la course vers l'intérieur dans les deux cas con sidérés peut être déterminée par le choix approprié du nombre de soupapes d'aspiration maintenues ouvertes de façon telle qu'elle compense l'augmentation de l'énergie qu'il faut fournir pendant la même course au cy lindre moteur lorsque la pression dans le carter et ce cylindre monte de p., à pm@. Cette augmentation corre'spon.d ,
à l'a différence des surfaces en dessous des -courbes de -com pression du cylindre moteur représentées par la partie B de la fig. 2 pour les deux régimes à pression égale à, pm, et<I>à</I> pma.
Le travail de lancement qui doit être fourni par l'air de lancement peut, dans ce cas, rester sensiblement constant, indépen damment de la variation de la pression qui règne dans le carter et dans le cylindre moteur.
Bien entendu, à un fort degré de décom pression pour des pressions du carter élevées, il est possible que le débit refoulé par la par tie compresseur dans -le carter soit insuffi sant. Dans ce cas, il faut assurer <B>la</B> balayage du cylindre moteur d'une autre manière, par exemple à l'aide d'un autre générateur déjà en marche.
Après le lancement, les soupapes 51a, pas sent progressivement du fonctionnement en soupapes de décompression -au fonctionne ment normal en soupapes d'aspiration. Ceci veut être obtenu en intercalant dans chaque -tuyau 53, entre le cylindre 52u et l'ap pareil 54, un pointeau 55 ayant une position réglable à la main, pointeau qui freine l'échappement de l'air sous pression du cy lindre 52b, lorsque le robinet 58 est ouvert à l'air libre.
Dé cette façon,- on peut faire varier à volonté la durée du-passage du fonctionne ment en soupapes de décompression au fonc tionnement normal en soupapes d'aspiration.
On pourrait aussi intercaler dans chaque tuyau 53 un pointeau 55u solidaire d'un pis ton 56 à deux étages soumis respectivement: à. la pression de commande; régnant dans le cylindre 52b correspondant, au moyen. du tuyau 53 et à la pression moyenne du ma telas du générateur au moyen d'un tuyau 56a, communiquant avec l'espace contenant ce dernier; l'ensemble étant disposé de manière que ces deux pressions agissent chacune dans le sens de l'ouverture du pointeau 55b.
Un by-pass 57 à section réduite permet de mettre sous pression chaque piston 52b lorsque, avant le lancement, le pointeau 55b obture le tuyau 53 correspondant sous l'ac- tion d'un ressort dè rappel 56b agissant sur le piston 56.
Dans ce dernier cas, les sou papes passent du fonctionnement en soupapes de décompression au fonctionnement normal en soupapes d'aspiration en fonction de - la pression du matelas qui-est elle-même fonc tion de la pression régnant dans le carter 10 ainsi qu'on l'a vu plus haut.
Dans une autre variante, on pourrait lais ser échapper l'air de l'espace compresseur situé du côté intérieur dans l'atmosphère sans l'avoir mis sous pression pendant une première partie de la course vers l'intérieur, tandis que, pendant une deuxième partie de cette course, la compression dans ledit espace a lieu- normalement. Plus la première partie sera grande, plus l'énergie absorbée par ledit espace -compresseur sera petite.
Les diagrammes <I>A</I> et<I>B</I> de la fig. 3 sont des diagrammes relatifs à cette variante. Dans le diagramme A de la fig. 3, l'aire en dessous de la courbe 0 représente l'énergie de compression pour une pression pm dans le carter 10 dépassant de peu la @ pression am biante.
Dans ce cas, la décompression est nulle et tout l'air aspiré dans, l'espace com presseur situé du côté intérieur de l'élément compresseur du piston est refoulé- avec une légère surpression. Par contre, la courbe II' caractérise la compression qui a lieu dans l'espace compresseur en question lorsque la pression régnant dans le carter 10-est égale à p., Dans ce dernier cas, on a fait échapper,
pendant une première partie de la course vers l'intérieur, une partie de l'air aspiré dans ce même espace et la compression n'a lieu que pendant une deuxième partie de ladite course.
Par ce retard du début de la compression, on a diminué le travail de compression par rap port au cas où la compression aurait com mencé dès le début 4e la course en question, cette dernière compression étant caractérisée par la -courbe a-b-e-f de la fig. 2, dia gramme A.
Par une variation convenable du début de compression dans l'espace compresseur situé du côté intérieur du piston 5, on peut arriver à maintenir, pendant le lancement, sensible ment constante la somme des travaux de compression dans l'espace compresseur et dans le cylindre moteur (ces derniers. travaux sont représentés dans le diagramme B de la fig. 3), de sorte que l'énergie de démarrage fournie par le matelas puisse rester sensible ment constante.
La fig. 5 montre une installation compor tant un groupe de deux générateurs muni de la deuxième forme-d'exécution du dispositif.
Chaque générateur présente un cylindre moteur 36 dans lequel travaille l'élément mo teur 37a, d'un piston libre dont l'élément compresseur 37b travaille dans un cylindre 38 séparé ainsi en deux chambres 38a, et 38b dont la première, 38a,, joue le rôle de cylindre compresseur pour l'air d'alimentation et de balayage du cylindre moteur et la seconde, 38b, contient le matelas pneumatique emma gasinant l'énergie de renvoi.
La chambre 38a, est munie d'une soupape d'aspiration 39 communiquant avec l'atmo sphère et d'une soupape de refoulement 40 communiquant avec un carter 41 entourant le cylindre moteur 36 et communiquant avec ce dernier par des lumières d'admission 41a,. Ce carter sert de réservoir d'air d'alimenta tion et de balayage du cylindre moteur.
Un conduit de raccordement 42 relie les lumières d'échappement 42a, du cylindre mo teur de chaque générateur avec un collec teur 43 conduisant les gaz produits à la ma chine réceptrice, un organe de fermeture 42b étant monté sur ce conduit- 42.
Cet organe 42b peut Hêtre un simple robinet qu'on actionne à la main ou peut être constitué par une sou pape analogue à l'a soupape 16 de la fig. 1 munie d'organes. de commande correspondant à, ceux représentés également par cette der nière figure. Le cylindre 36 est muni d'un dispositif d'injection, 44 commandé au moyen d'une tige 37, solidaire de l'élément compres seur<B>37b</B> du piston libre.
Afin, de pouvoir mettre sous pression avant le lancement du piston, le carter 41 et le cylindre moteur 36 -du générateur que l'on désire mettre en marche, le carter de chaque générateur est relié par un tuyau 41b muni d'un robinet d'arrêt 41e à une conduite com mune 48.
La chambre 38b est dimensionnée et agen cée de façon telle que les pressions maxima et minima du matelas qu'elle contient encadrent toujours la pression régnant en marche nor male dans. le carter 41, pression qui est sensi blement égale -à la pression de marche.
On peut donc, pour diminuer le poids d'air du matelas, laisser échapper une cer taine quantité de cet air dans le carter du gé nérateur, lorsque la pression du matelas est supérieure à la pression dans le carter et, inversement, quand on veut augmenter le poids d'air du matelas., on laisse .entrer de l'air -du carter dans la chambre 38b lorsque la pression dans cette dernière est inférieure à la pression de marche.
A cet effet, un appareil de réglage A -est intercalé dans un, conduit 38e qui relie la chambre 38b au conduit 41b. Cet appareil comporte une vanne è, tiroir 50 et entre cette vanne@'S0 et le tuyau 41b sont disposés deux conduits 50a et 50b munis de clapets ,à sens d'ouverture respectivement opposés.
La vanne 50 est commandée par un piston 50, sur l'une des faces duquel agit, par l'in termédiaire d'un tuyau 38h débouchant dans la chambre 38b, l'a pression moyenne du ma= telas. Sur l'autre face du piston 50e, sur la quelle agit d'ailleurs un ressort de rappel 50d, agit la pression régnant dans le tuyau 411, qui communique par un tuyau 50e, avec le cylindre dans lequel coulisse le piston 50e.
L'appareil de réglage A est agencé de ma nière que la pression moyenne du matelas varie dans le même sens que la pression de marche pa,.
Entre l'appareil de réglage -1 et la cham bre 38b est intercalé un robinet 38,1 servant à interrompre la connexion entre la chambre 38b et l'appareil A.
Chaque générateur est muni d'un doigt 44 coulissant dans une ouverture de la paroi du cylindre 38 et permettant dé maintenir le piston libre dans la position de lancement. L'extrémité intérieure de ce doigt est coupée en biais pour que l'élément de piston 37b, pendant son déplacement vers l'a -position de lancement, puisse le pousser vers l'extérieur.
Le doigt 44 est solidaire d'un piston 45 coulissant dans un cylindre 46. Ce piston se trouve, de son côté intérieur, sous l'action d'un ressort 45a,, tandis que sur son côté exté rieur, on peut faire agir de l'air sous pression provenant d'un réservoir 47 alimenté par une source extérieure telle qu'un compresseur auxiliaire ou par de l'air prélevé sur celui qui est refoulé par la partie compresseur de l'autogénérateur lui-même.
Ce réservoir est relié au cylindre 46 par un tuyau 47a. <B>Un</B> robinet <B>4%</B> intercalé dans le tuyau 47a, fait communiquer l'intérieur du cylindre 46 soit avec le réservoir 47, soit avec l'atmosphère.
Lorsque lerobinet 47b laisse entrer l'air sous pression du réservoir 47 dans le cylindre 46, le doigt 44 est -amené, contre l'action du res sort 4%, dans sa position de verrouillage, tandis que le ressort 4% ramène le doigt 44 dans sa position effacée, lorsque le robinet 47b met l'intérieur du cylindre 46 en commu nication avec l'atmosphère.
Pour remplir, en vue du lancement, la chambre 38b du cylindre 38 du générateur à mettre en marche à partir du matelas d'un générateur déjà en marche, les chambres 38b des générateurs - sont reliées chacune à.
une deuxième conduite commune 49 au moyen d'un tuyau 38f dans lequel est interposée une vanne @à tiroir 37f solidaire du piston libre et agencée de manière qu'elle ouvre le tuyau correspondant 38f pour les positions de l'élé ment compresseur 37b du piston libre com prises entre le fond de la chambre 38b et la position de lancement au niveau du doigt de verrouillage 44.
Sur chaque tuyau 38f est monté en outre un robinet d'isolement 38,. .
Pour éviter que, pendant le remplissage de la chambre 38b, une certaine augmentation de pression n'ait lieu dans l'espace compres seur 38a, par suite -de fuites entre l'élément de piston 37b et la paroi du cylindre, l'es espaces compresseurs sont pourvus -de sou papes de décharge 38e permettant de réduire 1a# pression dans ces espaces avant le lancement du piston libre.
Le fonctionnement du dispositif décrit ci dessus est le suivant: En supposant que le générateur de droite soit déjà en marche, l'opérateur - ferme d'abord le robinet 38d du générateur à mettre en marche et ouvre le robinet 41e de celui-ci, le robinet 42b étant fermé.
L'air sous pres sion fourni à la, conduite 48 par le carter 41 du générateur en marche pénètre dans le car ter du générateur de gauche et met à la pres sion de marche ce carter 41 et le cylindre moteur 36;
ce qui a également pour effet de ramener le piston libre 37a, 37u dans sa posi tion de lancement ou même au-delà de cette position, en repoussant le doigt de verrouil lage 44, dont le cylindre 46 a été auparavant mis en communication avec le réservoir 47.
En même temps, le robinet 38, ayant été ouvert, le tiroir 37f fait communiquer la chambre 38b avec la conduite commune 49 où règne une pression sensiblement égale à la pression du matelas du générateur en mar che lorsque le tiroir 37f de ce dernier géné rateur met son matelas en communication avec ladite conduite.
L'air sous pression pro venant. de la conduite 49 et fourni par le ma telas du générateur en marche pénètre dans la chambre 38b du générateur de gauche et ramène. le piston libre dans la position de lancement dans laquelle l'élément de piston 37b s'appuie contre le doigt 44.
Lorsque dans la chambre 38b la pression .de lancement est atteinte, toutes les capacités d1# générateur là mettre en marche .se trouvent sous une pression qui correspond à la pression qui y règne pendant la marche normale<I>au mo-</I> ment où 1ë piston a une position correspondant à celle de lancement.
Pour lancer le piston, il suffit de supprimer le verrouillage de ce pis ton 37a, 37b, ce qui a lieu par une manceuvre du robinet 47b pour faire agir sur le piston 45 l'a. pression atmosphérique.
Dès la pre mière course du piston 3%, 37b vers l'inté- rieur et la première combustion de combusti ble dans le cylindre moteur, on ouvre le ro binet 42b 'et le générateur qui vient d'être mis en marche se trouve sous le même régime de marche que l'autre.
On ouvre alors le robinet 38,1 pour per- mettre à l'appareil A de régler la pression du matelas contenu dans la chambre 38b. D'au tre part, on ferme, bien entendu, la soupape 38e pour que l'air comprimé dans l'espace compresseur 38a soit refoulé dans le carter 41.
Pour le. cas où-les . deux générateurs du groupe se trouvent à l'arrêt, on utilise une source d'air sous pression auxiliaire non re présentée pour mettre sous pression le carter et le cylindre moteur et pour remplir d'air sous pression la chambre 38u du générateur que l'on veut mettre en marche le premier:
La fig. G montre une installation compor tant un groupe de deux générateurs identi ques à ceux de l'installation montrée à la fig. 5 et muni de la troisième forme d'exécu tion du dispositif. Cette forme d'exécution est la même que celle à laquelle se rapporte la fig. 5, sauf en ce qui concerne l'agence ment pour remplir, en vue du lancement, la chambre 38b contenant le matelas avec de l'air sous pression.
' La chambre 38b de chacun des générateurs est reliée au moyen d'un tuyau<B>381,</B> muni d'un robinet d'arrêt<B>381</B> à la conduite générale 48 qui relie les carters 41 des générateurs et dans laquelle mègne une pression sensiblement égale à la pression de marche,des! générateurs.
Un papillon d'étranglement 43" est dis posé dans le collecteur 43, auquel' l'orifice d'échappement 42;,, du cylindre moteur de chaque générateur est relié par un tuyau 42, entre le groupe de générateurs et la machine utilisant les gaz chauds. Ce papillon est commandé par un levier de manoeuvre 43b, un manomètre 43" indiquant la pression en amont du papillon.
Il y a lieu de noter que, comme dans le cas de l'a fig. 5, l'agencement est tel que les pressions maxima ct minima du matelas de chaque générateur encadrent la- pression ré gnant dans le carter 41 formant réservoir d'air d'alimentation et de balayage du cylin dre moteur.
Le robinet de fermeture entre la chambre 38b et l'appareil de réglage d est supprimé dans le cas de la fig. G. Le .fonctionnement de ce dispositif a lieu de la façon suivante: Comme clans le cas de la fig. 5, le robinet 42u étant fermé, on met sous pression le car ter et le cylindre moteur, en ouvrant le ro binet 41,; et on verrouille le piston libre dans sa position de lancement. Ensuite, en ouvrant le robinet 38i, on remplit la chambre 38b avec de l'air sous pression provenant de la conduite 48 et fourni par le carter du généra teur en marche.
Si la pression demandée par la machine réceptrice des gaz moteurs chauds est inférieure à la pression nécessaire pour le lancement, on augmente temporairement, pendant le remplissage de la chambre 38b <B>du</B> générateur rà mettre en marche, la pression dans le carter 41 du générateur en marche en fermant partiellement le papillon 43.,. La chambre 38u étant remplie, on déverrouille en manaeuvrant le robinet 47v et le lance ment a lieu.
Lorsque tous les générateurs sont à l'ar rêt, on fait démarrer le premier de l'a façon décrite en utilisant une source, d'air sous pression auxiliaire qui n'a pas été représentée.
Le diagramme de la fig. 7 illustre le fonc tionnement de ce dernier dispositif. Suppo sons d'abord que la. pression de débit du gé nérateur en marche a une valeur relative ment basse p",1. Dans ce cas, la pression du matelas. de ce générateur varie selon la courbe di.
Si on remplissait la chambre 38b du géné rateur à mettre en marche avec de l'air ayant la pression p",,, on obtiendrait, par l'a détente de cet air, une quantité d'énergie (voir la surface hachurée verticalement) tout à fait insuffisante pour le lancement du piston libre qui nécessite au moins une énergie égale à la surface hachurée en biais. Cette dernière énergie est égale, selon la fig. 7,
rà l'énergie de détente fournie par le matelas, lorsque pour une pression de marche égale it p",= et pour une courbe d,. des pressions dans le ma- telas, le piston commence son mouvement vers l'intérieur é, partir de l'a position de lance ment indiquée par 0 sur le diagramme.
Cette position 0 correspond au point d'intersec- tion de la courbe d. avec la ligne p",, paral lèle à l'abscisse. En d'autres termes., cette position 0 est celle pour laquelle, pendant la marche normale de la machine et pour une pression de marche égale à p",2, la pression momentanée dans le matelas a également la valeur p",=.
On voit donc que, pour toutes les pres sions de marche inférieures à p",=, il faudra augmenter. momentanément, pendant le rem plissage de la chambre 38b , du générateur à mettre en marche, la pression de débit du générateur en marche, jusqu'à la valeur pm=, en fermant plus ou moins le papillon 43;" pour obtenir, pour l'a position de lancement 0 du piston libre, un lancement correct.