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Machine motrice.
Les machines motrices connues qui sont mises en action par un agent moteur à grande pression (par exemple de la vapeur, de l'air comprimé) ont l'inconvénient d'une très faible utilisation de l'énergie. La cause réside, en particulier, dans le fait que l'agent moteur introduit dans la machine ne peut être complète - ment utilisé à la production de travail, mais doit être rejeté prématurément dans l'atmosphère ou dans un canal d'écoulement convenable.
La présente invention est basée sur la connaissance du fait que, en assurant le retour et la nouvelle compression de l'agent moteur utilisé en partie seulement, on récupère d'une manière continue une grande partie de l'énergie introduite dans la machine, particulièrement lorsque la machine motrice fonctionne sous une faible charge. La production d'énergie de la machine suffit alors entièrement à commander encore un dispositif com - presseur qui aspire l'agent moteur entièrement ou partiellement détendu et le comprime de nouveau à la pression normale pour le refouler dans les cylindres ou les aubes de la turbine.
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L'invention peut être employée tout particulièrement pour toutes les machines travaillant très irrégulièrement, c'est-à- dire sous une charge variable et temporairement, donc, par exemple, pour les turbines et les moteurs de véhicules, qui sont souvent trop peu chargés et travaillent même parfois pour ainsi dire à vide, tout en conservant la pleine admission d'agent moteur et la pleine vitesse de rotation, car, alors, il est possible de produire au moyen de la machine elle-même l'agent moteur nécessaire à la commande de la machine et de 1 ' emmagasiner.
La nouvelle machine motrice d'après l'invention est carac - térisée par le fait que l'agent moteur détendu sortant de la machine est aspiré par une installation d'aspiration et de compression accouplée à la machine, est ramené à la pleine pression de régime et conduit dans un réservoir à agent sous pression pour l'alimentation de la machine.
La forme de réalisation choisie comme exemple est une turbine dans laquelle l'agent moteur détendu qui sort du rotor de la turbine est aspiré par une ou plusieurs pompes à basse pression et est conduit par celles-ci à plusieurs compresseurs à haute pression, qui ramènent l'agent moteur à la pleine pres - sion de régime et le transportent dans un réservoir à agent sous pression servant à l'alimentation des turbines, et il est prévu des dispositifs régulateurs (soupapes) à actionner à la main ou fonctionnant automatiquement, au moyen desquels on peut modifier la pression de l'agent moteur et, en même temps, régler la puis- sance de la turbine.
Le dessin ci-joint représente cet exemple de réalisation.
La fige 1 est une coupe transversale de l'enveloppe et des cylindres de pompes.
La fig.2 est une coupe axiale de la turbine.
La fig. 3 est une vue de face de la turbine avec le dispo - sitif de réglage automatique.
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La fig.4 montre le piston de la pompe aspirante.
Les figs.5 et 5a montrent une vue intérieure de l'enveloppe de la turbine et le canal d'entrée de la turbine avec le seg ment à tuyères.
La fig.6 montre les deux roues dentées du dispositif de démarrage.
La fig.7 montre une aube de turbine en vue de face, en vue de côté et en plan.
L'installation de turbine comprend les deux rotors identi - ques 1, qui sont montés, sur les deux faces frontales du carter 2 du vilebrequin, dans les enveloppes de turbine 3. Les rotors de la turbine sont portés par l'arbre principal commun 4 qui est monté, dans le but d'obtenir une marche sans frottement, dans les paliers à billes 5. Le carter de vilebrequin 2 est, au-dessus, incliné des deux côtés en forme de toit. D'un côté sont vissés, exactement en ligne, les quatre cylindres 6 de la pompe aspirante, tandis que l'autre face inclinée porte les cylindres à haute pression 7 de la pompe foulante. Les cylindres 6 et 7 occupent donc une position réciproque en forme de V.
Dans le cylindre d'aspiration 6 est logé le piston 8 relié à l'arbre-vilebrequin plusieurs foiscoudé par la bielle 10.
L'arbre-vilebrequin 9 est monté, à l'intérieur de l'enveloppe 2, dans les paliers à billes 11. La commande de l'arbre-vile - brequin 9 a lieu à partir de l'arbre de turbine 4 et à l'aide des roues dentées 12,13, 14 et 15 ; la roue dentée 12 est montée sur l'arbre principal et la roue 13 sur l'arbre-vilebre - quin 9, et les roues 14 et 15 servent de roues intermédiaires ou de transmission (fig.3). Dans la culasse de cylindre 16 de la pompe aspirante sont vissées les deux soupapes 17 et 18, dont l'une 17 agit comme soupape d'aspiration et l'autre 18 comme soupape de refoulement. La soupape d'aspiration est montée de - vant la conduite 19, qui est reliée à la tubulure de sortie 20 des turbines.
La soupape de refoulement, par contre, se trouve
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devant la conduite de refoulement 21, qui est raccordée à la tête d'aspiration 22 de la pompe à haute pression 7. Pendant la course d'aspiration du piston 8, l'agent moteur détendu qui quitte la turbine (on emploiera le plus avantageusement la glysantine) est aspiré dans le cylindre 6 et refoulé dans la tête d'aspiration 22 pendant la course de compression. Dans le but d'avoir une étanchéité particulièrement 'bonne, le piston 8 est pourvu, sur sa face frontale supérieure, de la garniture de cuir embouti 23 fixée par le disque 24 et la petite vis 25 (fig.4).
L'espace du cylindre de la pompe à haute pression est re - lié à la tête d'aspiration 22 par la soupape d'aspiration 26 et à la conduite de refoulement 28 aboutissant dans le réservoir 27 par la soupape de refoulement 29. La commande des pistons à haute pression 30 a lieu au moyen de l'arbre à excentriques 31 qui est relié aux pistons par les plateaux excentriques 32.
La commande de l'arbre 31 a lieu à partir de l'arbre de turbine.
Sur l'arbre 31 est fixée, pour cela, la roue dentée 33 , qui en - grène directement avec la roue dentée 13 de l'arbre-vilebrequin (fig.3 ). L'étanchéité du piston à haute pression est assurée par la garniture de cuir embouti 34.
La pompe à haute pression refoule dans le réservoir à agent sous pression 27 l'agent (glysantine) venant de la pompe aspirante ; dans le réservoir 27, on peut maintenir une pression quelconque, par exemple de 1 à 150 atmosphères. De ce réservoir, l'agent moteur passe, par la conduite 36, dans les turbines.
Les enveloppes de turbine sont pourvues d'un canal d'entrée 67 dans laquelle est fixé le segment à tuyères 68, à proximité immédiate des têtes des aubes. La vitesse d'écoulement de l'a - gent moteur est accrue dans les canaux de tuyères se terminant en pointe, et l'agent moteur est alors conduit contre les aubes 69 de la turbine (fig.5a).
Dans la conduite de refoulement 28 est intercalée la soupape
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de sûreté 35 qui est établie comme soupape de retenue à action automatique et a pour but, d'une part, de décharger la pompe à haute pression pendant son arrêt et, d'autre part, de fermer le réservoir vis-àrvis de la conduite à haute pression au cas où une pression de régime déterminée est dépassée. Dans ce cas, l'agent moteur est amené par la conduite 37 à, la soupape d'é - tranglement 38, qui subit l'action du dispositif automatique de réglage de la pression 39 et permet le passage direct dans la tubulure d'entrée 40 de la turbine.
A l'intérieur du dispo - sitif de réglage 39 est monté le piston 39a chargé d'un ressort, lequel piston occupe une position correspondant 8. la pression dont il est chargé et déplace, en même temps, la tige de levée 41. Cette tige de levée agit sur le levier coudé 42, qui est également relié, par la tige 43, au levier 44 de la soupape d'étranglement 38, et ce de telle façon que, lorsqu'une pression déterminée est dépassée, la soupape 38 s'ouvre et permette ain - si à l'agent sous pression de passer directement des pompes à haute pression dans les turbines. Pour obtenir de nouveau la marche normale des machines, il est disposé, sur le chapeau de cylindre 22 du cylindre à haute pression, un robinet de vidange 46 qui est commandé à mouvements conjugués à partir de la sou - pape d'étranglement 38 et à l'aide des tiges 46 et 47.
Le robi - net 45 est ouvert en même temps que la soupape d'étranglement, de sorte que l'agent moteur en excès est conduit dans le réci - pient de réserve 48. A côté du robinet à commande automatique, il est encore disposé sur le chapeau de cylindre 22 un second robinet 49 qu'on peut actionner la.main suivant les besoins.
Dans la conduite 36, qui conduit l'agent moteur du réservoir dans les turbines, est intercalée la soupape de distribution 50 qui peut être mise dans diverses positions à la main, au moyen du levier de manoeuvre 51.
Le graissage de la machine, en particulier des cylindres de pompe, a lieu au moyen de la pompe à huile 52 disposée dans
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le carter 2 du vilebrequin et envoyant l'huile du carter 2 dans le réservoir à huile sous pression 55 par la soupape de retenue 53 et la soupape de refoulement réglable 54. De ce réservoir, l'huile arrive par la conduite 56 aux divers endroits de grais - sage. Pour le contrôle du niveau de l'huile, il est disposé un regard sur le réservoir à huile. Au réservoir à agent sous pres- sion 27 est raccordée, enfin, la conduite 57 avec le manomètre 62. L'évacuation de l'huile hors de l'enveloppe a lieu au moyen du robinet d'écoulement 63.
La machine est mise en marche par le démarreur électrique 58, qui est onté sur le couvercle postérieur de la turbine, sur la console 59 (fig.2). Sur l'arbre du démarreur est fixé, dans ce but, le pignon 60 qui se trouve en prise avec la cou - ronne dentée 61 vissée sur le rotor de la turbine (fig.6 ).
Pendant le démarrage, l'agent moteur n'est que modérément comprimé et est conduit dans le récipient de réserve, et il suffit d'environ 20 % de la pression de régime normale pour mettre la machine en marche. L'agent moteur va aux turbines par la soupape de réglage 38. Les pompes aspirantes sont alors com - mandées par les turbines et aspirent l'agent moteur hors des turbines pour le transporter dans les pompes à haute pression, qui refoulent l'agent moteur dans le réservoir 27. Sur la tête d'aspiration de la pompe à haute pression 7 est prévu le robi - net de vidange ou de sûreté 70.
Le réglage de la machine peut se faire à la main ou par un dispositif automatique de réglage de la pression ou par un ré - gulateur de vitesse de la turbine.
La cession de l'énergie de la turbine a lieu par l'inter - médiaire d'une poulie à courroie 64 qui est calée, avec le vo - lant 65 , sur le prolongement d'arbre 66.
L'invention n'est aucunement limitée à la forme d'exécution décrite. Il serait aussi-possible de choisir, au lieu des tur - bines, une machine motrice à piston, dont les cylindres sont
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pourvus de soupapes d'entrée et de sortie. L'agent moteur est alors conduit directement sur les pistons, et il faut, d'après l'invention, disposer, devant les soupapes d'admission, des disques à tuyère qui accélèrent l'écoulement de l'agent moteur.
Un ou plusieurs cylindres de la machine aspirent l'agent moteur détendu et l'amènent à des compresseurs à haute pression spé - ciaux qui sont commandés directement par la machine motrice à pistons.
On peut employer, comme agent moteur, aussi bien des gaz que des liquides.
REVENDICATIONS.
1. Machine motrice, caractérisée en ce que l'agent moteur détendu quittant la machine est aspiré par une installation d'aspiration et de compression (6,7) accouplée à la machine, est comprimé à la pleine pression de régime et est envoyé dans un réservoir à agent sous pression (27) servant à l'alimentation de la machine.
2. Forme d'exécution de la machine d'après la fig.1, con - sistant en une turbine, caractérisée en ce que les pompes aspi - rant et comprimant l'agent moteur sont commandées par la turbine de telle manière que les arbres de commande (9,31) des pompes sont accouplés à l'arbre de turbine (4) par des roues dentées (12, 13, 14, 16 ,33 ).
3. Forme d'exécution d'après les revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'une soupape de sûreté (36 ) intercalée dans la conduite de refoulement (28 ) qui conduit au réservoir à agent sous pression (27 ) se ferme automatiquement en cas de trop forte pression dans le réservoir et en ce que, lors de la fer - meture de cette soupape, l'agent moteur est conduit directement dans la turbine par une soupape (38 ) s'ouvrant automatiquement sous l'action d'un dispositif de réglage de la pression (39).
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