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" Dispositif pour introduire périodiquement des combustibles pulvérulents dans les moteurs à combustion interne ".
Les dispositifs pour l'introduction périodique des oom- bustibles pulvérulents dans les moteurs à combustion interne ont été conçus comme suit jusqu'à présent :dans des tiroirs, on a prévu des évidements circulaires de capacité- déterminée correspondant approximativement à la consommation de combus- tible pendant une période de travail et on a mis ces comparu timents ou chambres, grâoe à des mouvements du tiroir dans le sens de l'axe, une fois en communication avec la conduite
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d'alimentation de combustible let l'autre fois avec les con- duites allant directement aux soupapes de pulvérisation ou aux chambres de combustion;
grâce à des mesures spéciales, on produit, en correspondance du régime du moteur à combustinn interne, une modification du sas d'écluse du tiroir piston.
Bien que ces dispositifs soient avantageux à divers points de vue, ils présentent des inconvénients d'aussi grande im- portance, du fait que des parties du moteur en mouvement et essentielles, sont exposées directement à l'action du combus- tible pulvérulent, particulièrement de la poussière de ohar- bon. Cette poussière pénètre entre les surfaces métalliques glissant l'une sur l'autre et forme entre elles une couche dont la résistance ne cesse de croître, jusqu'au moment où par suite du frottement et des efforts requis par les organes de distribution, ceux-ci finissent pas brûler en même tepa que des pièces de commande se brisent.
La présente invention a pour objectif de porter remède à ces ncovéietns; à cet effet, les pièces du moteur glissant les unes sur las autres et dont, tout d'abord, le nombre est réduit autant que pos- sible, sont soustraites au contact direct du combustible pul- vérulent ; et, quand on ne peut pas éviter leur présence dans les endroits exposés à la poussière combustible, elles sont conçues de manière à rendre impossible ou sans danger la pé- nétration de la poussière combustible.
L'invention fournit la solution de ce problème; à cette fin, pour couder momen- tanément l'arrivée du combustible, le conduit ou une partie du conduit employé pour l'alimentation du combustible touche une butée disposée transversalement à son axe longitudinal, tandis que pour vui à certains moments 1'arrives du com- bustible, on écarte les unes des autres les pièces qui se trouvent rapprochées en période de blocage. A cet effet, on peut faire appel à deux méthodes: Le conduit d'arrivée du combustible ou encore une partie mobile de celui-ci peut être
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rendu mobile tandis que la butée est par contre fixée de- meure sur la charpente du moteur ou bien encore, inversément, c'est le tuyau qui sert à amener le combustible qui est fixé sur la charpente du moteur et la butée même qui est mobile.
Que la butée ou que le tuyau servant à amener le combustible soit mobile, ou fixe, la réalisation du dispositif est telle que l'on évite les inconvénients auxquels on se heurté avec les dispositifs connus; c'est ainsi notamment que dans le dis- positif conforme à l'invention, on supprime les surfaces glis- santes, et il se produit dans tous les cas une pression amor- tie des deux organes en mouvement l'un sur l'autre qui s'ef- fectue en l'absence de surfaces glissantes directement l'une sur l'autre.
Pour autant qu'il faille se servir, pour le gui- dage de la butée en mouvement ou du tuyau d'alimentation en mouvement, de surfaces glissantes, on peut placer celles-ci à une distance suffisamment grande de la poussière du combus- tible ou on peut leur donner la forme requise pour que la pé- nétration de poussière ne constitue pas une nuisance.
La présente invention permet en outre de satisfaire à ce désideratum préliminaire le plus important de tout transport de combustible pulvérulente à savoir celui du transport pres- qu'en ligne droite que doivent suivre les particules de com- bustible aussi bien lors de leur admission périodique que lors du dosage de leur quantité; on sait en effet, que la poussière de combustible moulue généralement aux dimensions colloïdales possède la propriété de s'agglomérer en morceaux solides sous l'effet de faibles pressions.
Or des pressions de l'espèce se font déjà sentir quand la colonne de pulvérisé est soumise à des changements de direction. Si la butée est conçue sous fer me de cône concentrique au tuyau d'admission du combustible, porté librement par le tuyau de communication également con centrique au tuyau d'admission et conduisant au point de oon- sommantion, par l'intermédiaire de nervures ou organes de marne.
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ordr, la poussière combustible va s'écouler presqu'en ligne droite sans subir de déviation accusée, du tuyau d'admission de combustible vers la chambre mesureuse ou de la chambre me- sureuse vers la conduite conduisant au point de consommation.
En aucun endroit, il n'existe de possibilité pour que la pous- sière de charbon adhère ou colle, de sorte que l'on évite de façon sûre l'agglomération du pulvérisé.
On doit en vue d'adaptation au régime variable du moteur à combustion interne alimenté en combustible pulvérisé, faire varier la quantité de combustible pulvérisé à admettre pour chaque période de travail. On peut y arriver directement en modifiant la course du tuyau d'admission de combustible ou de la partie mobile de celui-ci. Mais lesdispositifs de l'espèce exigent la présence d'un biellage distributeur relativement compliqué et ont pour conséquence un effet de contre-pression relativement grand sur les régulateurs qui assurent l'adapta- tion.
En conséquence, l'invention prévoit en outre que la par- tie mobile de l'écluse réglée avec une course invariable, ser- vant à l'admission périodique du comùustible, est entourée d'un manchon mooile sur elle dont la distance de la butée, réglée de préférence en dépendance du régulateur de moteur, assure le réglage de la quantité de combustible à admettre au point de consommation en fonction de chaque période opératoi- re. De la sorte, on ne possède pas seulement une commande distributrice très simple de la partie en mouvement de l'é- cluse, mais on dispose aussi d'un réglage irréprochable avec une dépense extrêmement faible de puissance pour opérer le déplacement.
Tandis que, pendant une course d'ouverture, la partie en forme de tiroir tubulaire du tuyau d'admission du combus- tible, écartée de la butée, ou encore la butée écartée du du combustible tuyau d'admission laisse arriver dans la chambre mesureuse comprise entre manchon et butée une quantité de combustible
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déterminée par la position du manchon, cette quantité ainsi dosée doit être conduite au point de consommation. Cest pour- quoi cette chambre mesureuse, qui est séparée de la conduite de communication avec le point de consommation par un organe élastique tel que bague de caoutchouc,membrane de caoutchouc ou organe de même ordre ne laissant passer qu'un excès de près' sion au point d'utilisation, se trouve influencée par deux soupapes commandées;
l'une de ces soupapes agissant comme son- pape d'aération au cas où l'arrivée du combustible est arrêtée, fait passer la quantité de combustible dosée introduite dans la chambre mesureuse en soulevant, élargissant ou recourbant l'organe élastique, au point de consommation; l'autre soupape jouant le rôle de soupape de désaération laisse passer à l'ex- térieur l'excès de pression qui reste dans la chambre mesureu- se en vue de faciliter l'admission du combustible dans la chambre mesureuse au cours de la période de travail suivante.
L'air transporteur admis par la soupape d'aération est conduit dans la chambre mesureuse via une lumière circulaire, de sor- te que la quantité de combustible pulvérisé se trouvant dans la chambre mesureuse, et dosée, est soulevée sous l'action du voile d'air formé, en couches minces et que l'on réalise ainsi une fine répartition de ce combustible dans la quantité d'air transportée au point de consommation et qui sert de véhicule.
Opportunément, on réunira les écluses de l'espèce ser- vant à l'introduction périodique du combustible pulvérulent, en un seul endroit, quand il existe plusieurs points de oon- sommation, comme 0 'est le cas par exemple quand il existe plusieurs points de consommation sous forme de plusieurs cham bres de combustion dans un moteur à combustion interne. L'ar rivée du pulvérisé aux divers tuyaux dtalimentation peut se faire des façons les plus diverses. Une disposition particu- lièrement simple et particulièrement condensée est celle qui
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consiste à faire deboucher Ils raccords d'admission des diver- éclussedas un compartiment commun dans lequel est disposée une hélice transporteuse en relation avec un réservoir d'ap- provisionnement de combustible.
La masse de combustible pul- vérisé transportée et qui passe devant les diverses écluses sert à alimenter les divers points de consommation; mais co me la volume transporté doit être au moins assez grand pour qu'on cas de régime forcé du moteur, les divers points de con- sommation reçoivent, de façon certaine, la quantité de com- bustible requise, il y aura excès de combustible refoulé en das de marche à faible régime; cet excès est avantageusement rentré duns le réservoir d'approvisionnement de combustible par l'intermédiaire d'une conduite dans laquelle un courant d'air agit à la façon d'une injection.
Le dessin montre un exemple de réalisation de l'invention dans lequel la butée est mobile tandis que le tuyau d'alimen- tation est fixe sur la charpente du moteur.
La figure 1 est une coupe verticale à travers une écluse isolée suivant la ligne 1-1 de la figure 6, à échelle plus grande ; la figure 2 montre l'écluse dans une position dans la- quelle le compartiment mesureur est rempli de combustible tandis que la figure 1 montre une position d'écluse dans la- quelle le pulvérisé est conduit de la ohambre mesureuse au point de consommation; la figure 3 est une coupe horizontale à travers une éclu -se suivant la ligne 3-3 de la figure 1; la figure 4 représente une coupe horizontale à travers la soupape d'aération et la soupape de désaération d'une écl -se suivant la ligne 4-4 de la figure 1 ;
la figure 5 est partie une coupe et partie une vue en plan d'une turbine à combustion interne type HOLZWARTH avec son réservoir d'approvisionnement de pulvérisé et les diver- ses écluses réunies en un dispositif commun.
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La figure 6, enfin, est une vue de face de la turbine . combustion avec ses organes distributeurs.
Dans les figures 5 et 6. les références 1,2,34 désignent, les quatre chambres de combustin d'une trhie à combustion interne du type HOZWARTH bien connu. Dans les turbines à gaz de l'espèce,, on produit périodiquement dans les ohambres de combustion un mélange combustible et on l'allume par l'inter- vention des buies d'allumage 5.
Les gaz de combustion for- més de la sorte sont conduits par des soupapes à tuyère 6 et des tuyères 7 à l'une des séries d'aubes 8 d'un rotor 9; après, avoir change leur sens de marche sur les aubes directrices ; 10. ils viennent frqapper la second série d'aubres 11 du rotor 9 pour ensuite être évacués en 12. pour envoyer périodique- . ment du combustible dans les ombres de combustion, on a prévu les dispositifs suivants.
Le combustible pulvérulent qui doit être amené dans le moteur à combustion interne se trouve dans le réservoir d'ap- provisionnement de combustible 13 Ce réservoir 13 communique avec un compartiment horizontal et cylindrique 14 dans le- quel toure une hélice treansorteuse 15. L'hélice est commanéd par un mécanimd de erevi 16 et 17 et le moteur électrique 18. Dans le compartiment cylindrique 14 où se trouve 1'hélice 15 déouchet des raccorss d'alimentatn 19 20,21 dépendant et 22 des écsses chambrex de combusto1 4,3 et2
Les figurs 1 à 4 montrent à échelle plus grande une éclu se de 1'espce,séparément Dans la figure 1, la référence 19 désigne le raccord de l'une de ces écluses dans laquelle: le pulvérisé du réservoir 13 arrive par l'intermédiaire de l'hélice transporteuse 15 et de la chambre 14.
Aussi longtemps qu'il n'y a pas d'arrivée de combustible dans la cham bre de coustion 1 du moteur à coubstuo intern, la poussière de combustible amenée au racord 19 suibit u arrêt sur la butée 23 qui forme joint sur 1'embochure 24 du rac-
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oord 19. Le joint est réalisé par une rondelle de bourrage 25 en matière élastique telle que caoutchouc ou analogue sur la- quelle l'embouchure du raccord 24 vient se coller. La rondelle de bourrage 25 est assemblée à demeure par l'intermédiaire de l'épi 26 et de la pièce filetée 27 avec le corps 23 de la bu- tée.
L'épi 26 sert en outre, par l'intermédiaire de la pièce de pression 28 à fixer un organe de fermeture 29 en forme d'an -neau et en matière élastique,telle que caoutchouc ou analo- par gue. Le corps 23 de la butée est ort des nervures 30 du bout de tuyau 31 qui est logé à mouvement dans la charpente du mo- teur. Il est guidé d'une part par la bride 32 par l'intermé- diaire de laquelle 11 est assemblé à la conduite 33; (la con- duite 33 mène à la chambre de combustion 1 de la turbine ou encore aux organes d'alimentation précédant celle-ci); d'au- tre part, le bout de tuyau 31 porte sur un deuxième bout de tuyau 34, concentrique, par l'intermédiaire d'un joint 35;le tuyau 34, de son côté est mobile dans le cylindre 36 de '1é oluse.
La butée 23 est mise en mouvement par le bout de tuyau 31 et la pièce rotative 37. Afin que cette dernière puisse tournée sans rencontrer d'obstacle le leviers distributeurs 40,41 commandés par les cames doubles 38,39 n'attaquent pas directement la pièce rotative 37, mais, ainsi que le montre la figure 3, une bague coulissante spéciale 42. Les cames dou bles 38,39 sont montées à demeure sur l'arbre distributeur 43 qui, ainsi que le montre la figure 6, est commandé par le moteur électrique 18 par l'intermédiaire du mécanisme de ren- voi 17. Aussitôt que, ainsi que le montre la figure 2, la bu- tée 23 s'éloigne de l'embouchure du raccord 24 par l'intermé- diaire des éléments distributeurs 43,38,39,40,41,42,37 et 31, le pulvérisé sort du raccord 19 pour pénétrer dans l'espace compris entre la butée 23, le manchon 44 et l'organe de fer- meture 29.
La grandeur de ce compartiment mesureur 45, doit, conformément à une modalité de réalisation plus poussée de l'invention, pouvoir varier, afin que l'on puisse en fonction
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du régime auquel est soumis le moteur, régler la quantité de combustible introduite dans la chambre de combustion 1 sur la course des organes distributeurs. A cet effet, le manchon 44 est assemblé à demeure au bout de tuyau 34. Le bout de tuyau 34 peut être déplacé dans le sens de la hauteur grâce au fi- let très incliné 46,47 quand on fait tourner la pièce de rota- tion 37, étant donné que le guidage à rainure 48,49 l'empêche de participer au mouvement de rotation de la pièce 37.
La plè ce 37 tourne à l'intervention de sa oouronne dentée 50 de la roue dentée 51 engrenant celle-ci, de la roue de vis sans fin 52 assemblée à demeure à la précédente et de la vis sans fin 53 engrenant la roue de vis sans fin 52. Ainsi que le montre la figure 3, la vis sans fin 53 est fixée sur un axe 54 que l'on met en mouvement par l'intermédiaire d'un volant 55. De cette façon, on peut régler à la main la grandeur du compar- timent mesureur 45. On peut par exemple, de cette manière, régler la puissance de la turbine à combustion interne. Mais si, par contre, on doit régler la vitesse, on fera attaquer opportunément l'arbre 54 par le régulateur du moteur.
Le com partiment 45 est influencé par deux soupapes, 56 et 57La soupape 56 s'ouvre contre l'action antagoniste du ressort 58 sous l'action de la pression de l'huile admise par la condui- te 59 et agissant sur le piston distributeur 60. De cette.ma- nière, l'air sous pression amené par la conduite 61 a accès au oompartiment 62 situé au-dessus du manchon 44. Le manchon 44 entoure la paroi cylindrique extérieur du raccord 19 avec un faible jeu, de manière à former une fente 63, de forme an- nulaire et cylindrique, qui permet à l'air sous pression ad- mis par la soupape 56 de pénétrer dans le compartiment 45 sous forme de nappe mince.
Cet air agit sur le combustible pulvérisé se'trouvant en cet endroit pour, en ouvrant 1'orga ne obturateur 29 soulever le combustible sous forme de nappes
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minces, de sorte qu'il se produit une répartition uniforme du combustible pulvérisé dans l'air qui l'entraîne par la condui- te 33 pour l'amener à la chambre de combustion 1 de la turbine à combustion interne. La figure 1 montre précisément l'ouver- ture de la soupape 56 et en même temps donc, l'entraînement, dans la turbine à combustion interne, de la quantité de com- bustible qui a été dosée dans le compartiment 45.
En plus de la soupape 56, on a prévu une autre soupape, 57, à commande par huile qui s'ouvre contre l'action antagoniste du ressort 64 sous l'action de l'huile que la conduite 65 amène au pis- ton distributeur 66, aussitôt que la quantité de combustible pulvérulent du compartiment 45 st expulsée. De cette manière, le compartiment 45 @ ,est mis:en communication avec l'air extérieur par l'intermédiaire de la soupape 57 et sou- lagé de l'excès de pression de l'air; partant, le comparti- ment 45 est prêt pour le chargement suivant. Ainsi que le mon- trent les figures 1 et 3, l'arbre distributeur 43 est logé dans le support 67 du bâti 68 qui réunit en un seul bloc l'en- semble des écluses. Les leviers distributeurs 40 et 41 sont montés à rotation sur la joue 70 du cylindre 36 par l'intermé- diaire du tourillon 69.
Des évidements 71 et 72 permettent aux leviers distributeurs 40 et 41 d'attaquer la bague coulissante 42. L'axe portant le pignon denté 51 et la roue de vis sans fin 52 est logé dans des paliers 74 et 75 du cylindre 36 ou de la bride 32 De même l'arbre de vis sans fin 54 est logé dans les paliers 76 et 77 du bâti 68. L'ensemble du bloc d'écluses est abrité vers le haut par une tôle 78.
La quantité de combustible pulvérulent qui est amenée via la vis sans fin 15 aux raccords 19,20,21 et 22 des diverses écluses et qui n'a pas été entièrement absorbée par celles-ci arrive-finalement à, l'extrémité du guidage cylindrique de la vis sans fin 14 et dans la conduite 79. La conduite 79 ramène
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l'excès de combustible pulvérisé dans le réservoir d'appro- visionnement 13. Afin que le transport du pulvérisé puisse se faire également en dépit de l'action antagoniste de la pesan- teur, on a disposé en 80, dans les conduites, une tuyère in- jectrice à laquelle la conduite 81 amène de l'air sous pres- sion.
L'arbre distributeur 43 sert en même temps, par 1'inter médiaire de la paire de pignons ooniques 82,83 à commander le distributeur 84. Oe dernier se compose d'un tiroir rotatif 85 dont le creux est rempli d'huile sous pression venant du ré- servoir 86. L'huile sous pression est envoyée au réservoir 86 par l'intermédiaire de la conduite 87 par une pompe foulante.
d'avacne Le tiroir rotatif 85 met à des intervalles déterminés,fegles par la présence d'évidements 88 différemment disposé en cer cle, les raccords de tuyauteries 89,90,91,65 et 59 en oommu- nication avec les raccords correspondants 89,90,91,65 et 59 des soupapes à tuyère 6 des soupapes 92,,des soupapes dispo- sées dans ceux-ci et réglant l'injection du combustible pour l'allumage, ainsi que des soupapes d'aération et de désaéra- tion. L'air est conduit à la soupape 92 par la conduite 93 De la conduite 93, l'air arrive dans le oompartiment 94 exté rieur à une lanterne de soupape 95 qui contourne la soupape de chargement et possède des tuyères freineuses 95.
Par les tuyères freineuses 95, l'air pénètre à l'intérieur de la sou- pape et est, ou bien introduit directement par l'organe ob- turateur 97, qui est ouvert à cet effet, dans la chambre de combustion ou bien encore est, avant son admission, mélangé au courant de combustible pulvérisé amené par la conduite 33. Le mode de fonctionnement du dispositif ci-dessus décrit est le suivant.
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Après que la chambre de combustion 1 a laissé/échapper par la soupape à tuyère 6 les gaz de combustion sur le rotor , de l'air pénètre par la soupape à air 97 qui est ouverte, .
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dans la chambre de combustion et expulse devant lui les rési- dus de gaz par la soupape à tuyère 6. Dès que les dernières particules de gaz résiduaires ont quitté la soupape à tuyère, celle-oi se ferme sous l'action de l'huile régulatrice qui est admise par la conduite 89.
Dans l'écluse dépendante s'ouvre alors la soupape de désaération 56, de sorte que la quantité de combustible pulvérisé qui a été admise antérieurement déjà dans le compartiment mesureur 45 réglé en conséquence, s'ajou te, par la conduite 33 à l'air continuant à arriver dans la chambre de combustion. Le combustible pulvérisé était arrivé dans la chambre mesureuse 45 du fait que la butée 23 s'était écartée du raccord 19 sous l'influence des éléments distribu- teurs 43,38.3940,41 et 31. La poussière de charbon a pu alors pénétrer dans le compartiment mesureur par l'espace compris entre le manchon 44, la butée 23 et l'organe obturateur 9.
L'air sous pression admis par le cylindre annulaire 63 dis- tribue le pulvérisé se trouvant dans la chambre mesureuse 45 en couche mince, de sorte que le combustible pulvérulent se répartit à l'extrême dans l'air transporteur. Une nouvelle répartition a lieu à l'intérieur de la soupape 92 par mélange avec l'air.
Le mélange combustible formé de la sorte dans la chambre de combustion est rendu inflammable par du combustible d'allumage que la conduite 98 fait arriver dans la soupape à air et qui est dirigé par la conduite à huile régulatrice 91 en vue de son admission dans la chambre de combustion; direc- tement après introduction du combustible d'allumage, les bou- gies d'allumage 5 mettent le feu au combustible contenu dans la chambre; la soupape à tuyère 6 s'ouvre et les gaz de la combustion arrivent sur les aubes 8,11 du rotor 9 par 1'inter médiaire des tuyères 7, de sorte que le rotor se met à tour- ner.
Ce qui a été exposé au sujet de la chambre de combustion
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1 s'applique également aux autres chambres de combustion des turbines.
REVENDICATIONS.
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1./ Dispositif pour l'introduction périodique de cjmgusti bles pulvérulents dans les moteurs à combustion interne, ca ractérisé par le fait que pour arrêter périodiquement l'arri- vée du combustible, le tuyau qui sert à amener le combustible ou encore une partie de celui-ci touche une butée transversa- le à son axe longitudinal, tandis que pour ouvrir périodique- ment l'arrivée du combustible, on écarte l'une de l'autre les pièces qui en positi on de verrouillage, se touchent.