<Desc/Clms Page number 1>
"Perfectionnements aux machines motrices"
La présente invention a trait aux machines motrices comprenant un moteur à piston ou à turbine, actionné par la détente d'un fluide et commandant un compresseur d'air; l'air issu du compresseur passe par une ou plusieurs soupapesde
<Desc/Clms Page number 2>
retenue dans une chambre de combustion dans laquelle est in- jectée de l'essence ou tout autre combustible. La combustion ou l'explosion de ce combustible an mélange avec de l'air com rimé et de la vapeur d'eau ou del'eau, constitue un fluide fortement comprise, pouvant actionner le moteur à mouvement alter- natif ou la turbine.
Coniormément à l'invention, la chambre de combustion est constituée par un cylindre de dimensions intérieures appro- priées, ce cylindre est de préférence pourvu d'une double enve- loppe et il y est raccorda un injecteur de combustible de tout modèle convenable, l'injection de combustible y est réglée par tout moyen approprie.
La chambre de combustion est également pourvue d'une alimentation d'eau et cette eau passe dans un ser- pentin de forme convenable, disposé à l'intérieur de la chambre de combustion et qui débite sur un injecteur convenable, diri- geant un courant de vapeur dans la chambre de combustion; les ajutages de combustible et de vapeur sont disposés de préférence de manière à ce que les deux fluides soient dirigés l'un à la rencontre de l'autre.
En un ou plusieurs points convenables, la chanbre de combustion est raccordée au compresseur et une ou plusieurs sou- papes, automatiques ou autres, sont disposées sur les conduites de raccordement pour que l'air soit amené à la chambre de com- bastion à une pression déterminée; en outre le ou les injecteurs d'air comprime soit disposés au voisinage de l'injecteur de com- bustible et dans une position relative telle que, sous un réglage correct de l'injection, le combustible s'enflamme spontanément au contact de l'air arrivai sous une forte pression.
La chambre de combustion est aussi raccordée à un mo- teur à piston, à un ou plusieurs cylindres, ou à une turbine à un ou plusieurs étages, et des organes régulateurs du débit sont ins- tallées sur la conduite de raccordement, et le moteur ou turbine comporte les soupapes commandées d'admission et d'échappement
<Desc/Clms Page number 3>
nécessaires.
L'invention est représentée à titre d'exemple aux des- sins annexés dans lesquels :
Figure 1 est une coupe longitudinale d'une machine mo- trice conforme à l'invention, la partie de droite étant une coupe par l'axe de l'admission au moteur, la partie de gauche une coupe par l'échappement du compresseur et 1a partie médiane unecoupe par l'axe des cylindres.
Figure 2. est une vue latérale en coupe partielle par l'axe d'un cylindre du moteur,
Figure 3 est une vue analogue à figure 2, d'un cylindre 'de compresseur,
Figure 4 est une coupe de 1a chambre Je combustion,
Figure 5 est une coupe d'une autre forme d'exécution de l'invention,
Figure 6 est une coupe partielle de la partie supé- rieure de figure 5,
Figure 7 est une vue en élévation avec coupe partielle de la partie supérieure de la machine représentée aux figures 5 et 6, coupe passant par la chambre de combustion.
La forme de réalisation de l'invention représentée aux figures 1 à 4 est un groupe multicylindrigue d'ans lequel les cylindres, le carter l'arbre manivelle, les bielles, les pistons et l'appareil distributeur sont semblables à leurs homologues des moteurs habituels, squf en ce qui concerne le calage des manivelles
Les cylindres 8 et 9, avec leurs pistons et leurs mani- velles, sont disposés pour fonctionner comme compresseurs, tandis que les autres cylindres 10 et 11 avec leur mécanisme de piston- manivelle, fonctionnent comme moteur à mouvement alternatif.
Dans l'exemple représenté, la machine comporte, quatre cylindres, deux situés d'un coté, fonctionnant comme compresseurs et deux autres, situés de l'autre côté, fonctionnant comme moteurs
<Desc/Clms Page number 4>
La manivelle de l'un des cylindres compresseurs est calée à 180 en once sur la nanivelle de l'autre compresseur ; le même dé- calage est observé pour les manivelles des cylindres moteurs tandis que les manivelles des cylindres compresseurs sont calées à 90 en avance des manivelles des cylindres moteurs.
A leur partie supérieure, les quatre cylindres sont pourvus de soupapes qui, comme représenté en figures 2 et 3, sont commandées par des leviers ou culbuteurs dont le fonctionnement est convenablement réglé par un arbre à came (non représenté aux figures 1 à 4). Sur les cylindres compresseurs (figures 1 et 3), ces soupapes 12 sont ouvertes lors de la course d'aspiration des pistons et autorisent l'entrée d'air atmosphérique, tandis que des ressorts de rappel 13 en déterminent la fermeture lors de la course de compression; sur les cylindres moteurs par contre, figures 1 et , les soupapes 14, actionnées de même manière, commandent l'échappement du fluide détendu..
Les cylindres moteurs 10, 11 sont équipés de soupapes d'admission commandées 15, que le ou les arbres à cames action- Dontpar tout mécanisme convenable, et quis'ouvrent lors de 1a course d'admission des pistons moteurs. Les cylindres de com- pression 8,9, ou les canalisations qui y sont raccordées sont équipés de soupapes automatiques 16 qui s'ouvrent lors de la course de compression, dès que le degré de compression conve- nable a été atteint, pour laisser passer l'air comprimé des cy- lindres compresseurs dans la bombe de combustion, décrite ci- après et désignée aux figures 2 et 3 par la référence 17.
Ce cylindre de combustion 17 est de préférence de iorme allongée et pourvu d'une double enveloppe; il contient le serpentin d'eau, qui peutêtre conformé de toute manière ap- propriée et qui, en ligure 4 est représenté sous la forme d'un tube 18 enroulé en hélice; l'injecteur de combustible 19 est disposé au centre de l'un des fonds du cylindre, et l'injecteur
<Desc/Clms Page number 5>
20 de vapeur, est placé sur le même axe mais dans l'autre fond ; les choses sont ainsi disposées que le serpentin d'eau 18 entoure, dans l'intérieur du cylindre 17, l'espace dans lequel se fait la combustion.
Le cylindre de combustion 17 peut être disposé de ma- nière quelconque et dans l'exemple représenté et décrit, elle est venue avec sa double enveloppe d'une seule pièce de fonderie avec la culasse du moteur.
Une garniture de forme et de montage convenables est intercalée entre le bloc de culasse et ce dernier ainsi que la culasse sont montés de manière à menager des passages 21 pour l'air comprimé entre les cylindres compresseurs 8,9 et la chambre de compression 17, et pour le fluide moteur entre la chambre de compression 17 et les cylindres moteurs 10, 11. Dans certains cas, la chambre de compression peut être garnie intérieurement d'un revêtement convenable.
L'ouverture pour le passade 22 de l'air comprimé dans la chambre de combustion 17 est située dans la base de cette chambre et vers une de ses extrémités, et l'ouverture 23 du passage de la dite chambre aux cylindres moteurs, vers son autre ext ré mi t é .
Au centre du fond de la chambre de combustion voisin de l'entrée d'air comprimé se trouve l'injecteur 19 d'essence ou autre combustible liquide, 3t dans ce même fond débouche une conduited'arrivée d'eau 4; cette eau passe fans le serpentin 18 gui occupe toute la longueur de la chambre cylindrique et communique à l'autre bout avec l'injecteur 20 qui sert à envoyer la vapeur formée dans le serpentin à la rencontre du combustible injecté par l'autre bout.
Quand le groupe fonctionne, le jet de combustible li- guide, arrivant à une extrémité de la chambre de combustion, brûle dans l'espace embrassé par le serpentin 18 et chau ffe
<Desc/Clms Page number 6>
l'eau contenue dens lc dit serpentin pour former un appoint de vapeur qui peut être surchauffée, et cette vapeur, comme il a été dit, ressort par l'injecteur 20 à l'autre extrémité de la chambre.
L'injecteur de combustible peut être construit de maière à pulvériser le combustible, un complément de pulvéri- sation étant produit par la rencontre de l'essence et de la va- 'Jeu'!. et en déterminent la combustion colleté.
Dans la forme d'exécution représentée -aux figures 5, 6 et 7, le serpentin est formé par une rainure hélicoïdale 24, pratiquée sur la surface externe d'un corps cylindrique creux 25, qui est exactement ajusté dans le cylindre 26, à double enveloppe comme représenté en figure 7.
La mise en place du cylindre 25 peut se faire de toute manière convenable, les surfaces jointives étant rodées ou rec- tifiées et l'ajustage des parties étant au besoin exécuté au moyen de la chaleur. Les choses sont ainsi disposées que, quand le cylindre 25 est en place, l'entrée d'eau 27 communique avec la rainure de même que la sortie 27a. De cette manière, l'eau arrivant par l'entrée 27 circulaire dans le serpentin constitua par la rainure tout autour de la surface du cylindre 25 pour aboutir à 1a sortie 27a d'où. elle passe à l'injecteur 20.
Pour le reste, la construction est en substance semblable à celle représontée an figuro 4, 19 est l'injecteur de combustible; mais ici cependant, l'entrée 22 d'air comprimé venant du cy- lindre est située tout autour de l'injecteur 19, de manière à exercer un effet d'aspiration sur le combustible et assurer sa pulvérisation.
Un autre complément est représenté dans la partie de droite de la figure 7 : 28 est une soupape d'admission com- mandée par la manette 29 et qui commande l'arriver du fluide expansible gui vient du cylindre de combustion dans la partie
<Desc/Clms Page number 7>
& motrice de l'appareil.
Les figures 5 et 6 représentent lesdispositions gé- nérales des soupapes commandées par un arbre à cames comman 30 actionné par le moteur; cet arbre commande les culbuteurs 31 et 32 qui, à leur tour, agissent sur les souppes decy- lindres du compresseur ou du moteur.
L'arbre à cames 30 commande en outre la pompe ali- mentaire par un levier 32 pivoté en 34 au bras 34 d'un autre levier articulé sur un axe 35 et dont l'autre bras 36 est com- mandé par une tringle 37. Cette tringle 37 est, pour sa part, reliée à un organe de manoeuvre gui pernot de régler an posi- tion. 38 est le piston d'une pompe alimentaire, travaillant dans un cylindre 39 formé par une douille vissée dans une boite 40. Cette boîte comporte une chambre annulaire 41 avec laquelle communique l'arrivée 42 du combustible.
A sa partie supérieure, le cylindre SI/ présente un siège sur lequel est logée une soupape annulaire 43 maintenue appliquée contre le cylindre par un léger ressort 44.45 est le raccord .le sortie de la pompe et 46 la soupape de refoulement, commandée par un ressort 47, des lumières 48 étant ménagées dans la soupape 46 pour le passage du combustible.
Lors du fonctionnement, les oscillations du levier 32 qui lui sont imparties par l'arbre à canes 39 déterminent le mouvement de va et vient du piston 38 rappelé par un ressort 49. Lors de la course d'aspiration, la soupape 43 est soulevéede son siège et laisse passer du combustible de la chambre annulaire au cylindre de pompe 39. Loirs de la course de refoulement, 1a soupape 43 est repoussée sur son siège et la soupape 46 soulevée, en comprimant son ressort. Cela permet au combustible d e passer la soupape 46 et d'arriver, par les lumières 48, au tuyau de dis- tribution 45, lequel est raccordé à l'injecteur de combustible 19.
La course du piston 38 et par conséquent la quant ité
<Desc/Clms Page number 8>
de combustible injectée à chaque course peut être modifiée par le réglage et 1a position de la tringle 37 et par conséquent du levier pivoté en 35,par suite du fait que le décalage du point d'articulation 33 du levier 32 par rapport à l'arbre à cames 30 fera varier la course !le l'extrémité libre du levier 32 et par suite celle du piston 38.
C'est de cette manière que se règle 1a quantité de combustible débitée par la pompe.
Toute forme de réalisation de l'invention tolère le montage, sur le cylindre de combustion d'une bougie d'allumage raccordée à un magnéto convenablement accordée; ce système d'allumage peut au besoin être utilisé pour le démarrage, mais on peut prévoir un dispositif de suppression de l'allumage par bougie dès que l'appareil a pris son régime normal, par suite du fait que la compression seule suffit pour déterminer l'al- lamage de l'essence ou autre combustible.
On conçoit que dans le cylindre ,le combustion se forme un mélange à haute pression et de température élevée, compose principalement de vapeur à haute pression, mélange qui, introduit les cylindres du moteur par la conduite d'admis- sion commandée par soupapes, détermine la marche de la machine,
EMI8.1
fournit la puissance nécessaire à 1 ',,::ctio:l'1o:n:3nt des compres- seurs et celle nécessaire à tout récepteur qu'on veut faire marcher.
Le mode de fonctionnement le plus favorable consiste
EMI8.2
à fournir par une =>on.3, unj ;.a!:iûw coûtante d'eau, et de faire varier l'alimentation en'combustible, sous l'effet de la pression de la pompe ou autrement, bien que dans certains
EMI8.3
cas, l' jli1J'''Lti on 0:1 1911b"astî oie puisse être aussi constante.
Les pcmpes alimentaires d'eau et d'essence peuvent être actionnées par l'arbre principal ou par un autre arbre et réglées à la demande.
<Desc/Clms Page number 9>
Il est bien entendu que le cylindre de combustion dé- crit ci-dessus en combinaison avec un moteur à mouvement al- ternatif peut envoyer le mélange comprimé et chauffé dans une turbine à un ou plusieurs otages, la turbine, à snn tour action- nant tout compresseur propre à fournir de l'air comprimé au cylindre de combustion, en même temps qu'elle entraîne tout autre échine.
On peut même concevoir une installation complexe comprenant un moteur à mouvement alternatifet une turbireat dans certaines dispositions spéciales, les gaz d'échappement de l'un des moteurs peuvent être utilisés pour alimenter ou contribuer à alimenter l'autre. il est préférable comme il a été dit ci-dessus, d'alimenter le cylindre de combustion par intermittences, le régime de ces intermittences étant de préférence réglé par la rotation de l'arbre manivelle ; d'autre part, le réglage de la soupape est de préférence tel qu'au cours de l'injection toute comaulication soit interceptée entre le cylindre de combustion et les cylindres moteurs.
L'invention n'est pas strictement aux formes et détails de constructions décrits et représentas qui peuvent varier suivant les cas d'espèce.