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PERFECTIONNEMENTS AUX UNITES MOTRICES A PISTONS COMPRESSEURS ET AUTRES DE MEME ORDRE.
La présente invention se rapporte aux unités motrices, compresseurs et autres de même ordre, dans lesquelles une pai- re de pistons dont l'un a la forme d'un piston plongeur et l'autre celle d'un piston annulaire montés l'un dans l'autre et rigidement fixés, réalise un piston compound animé en va et vient dans un cylindre duplex sans te concours d'une tige de piston, d'un presse étoupe et d'une crosse de piston et construit de façon à permettre l'admission d'un fluide conve- nable aux deux faces du piston annulaire ainsi qu'à une face au moins du piston plongeur.
L'objet principal de cette invention est d'augmenter le rendement de machine motrices en faisant servir de chambres de travail les espaces entre les cylindres et les deux faces du piston annulaire,
Un autre objet de cette invention est, qu'elle groupe une unité de forpe motrice perfectionnée réalisée intégraler
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ment avec un compresseur mais sans nécessiter aucun accouplement et commande entre elle et ce compresseur.
D'autres objets de cette invention vont ressortir du texte explicatif qui concrétise l'invention ci-après décrite à titre d'e- xemple avec référence aux dessins annexés, dans lequel:
La fig. 1 représente en coupe verticale un moteur Diesel à. deux temps et à double effet, exécuté conformément à. l'invention.
La fig. 2 représente une section d'élévation en coupe d'une construction qui concrétise l'invention en sorte de pouvoir s'employ er comme machine à vapeur à courant direct, compound ou à triple expansion ou bien aussi comme un compresseur poly-étagé.
Considérant la fig, 1, la, partie inférieure du piston plongeur a qui va et vient dans le cylindre b est rigidement boulonnée à l'allonge formant guide du piston annulaire a qui va et vient dans le cylindre d annulaire au cylindre b et monté sur le carter de l'ar- bre coudé e,
Les cylindres b et d dont .il sera question ci-après comme de cylindres duplex, sont convenablement assemblés en un corps de struc- ture rigide, qui est en même temps facile à démonter.
Pour donner logement au piston annulaire o qui dépasse en dia- mètre sa partie formant guide, la partie supérieure du cylindre d est nécessairement rendue plus large et constirue une chambre annu- laire de combustion f avec la face de dessous du piston c.
Le cylindre b est muni d'une tuyère pour l'injection de cmmbustible fluide dans l'espace de combustion h à la face supérieu- re du piston a des lumières d'échappement i; de même, le cylindre d est muni des tuyères g' par lesquelles le combustible fluide est injecté dans l'espace attenant la face inférieure du piston c et est aménagé des lumières d'échappement k.
Les pistons a et c sont montés l'un dans l'autre suivant le même axe avec fixation rigide en sorte de constituer un piston com- pound qui actionne l'arbre de transmission n en s'y rattachant par la bielle 1 et les manivelles m,
Les cylindres b et d sont entourés des chemises d'eau b' et !'des lumières d'échappement donnant accès à l'espace existant o
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entre les deux cylindres chemisés et livrant passage une fois le piston oompound arrivé à fond de sa course du bas aux gaz d'échap- pement ainsi qu'à l'air de balayage sortant ainsi à travers les lumières i à une vitesse relativement forte pour traverser alors l'espace o et les lumières d'où résulte une lègère dépression ou vide partiel dans l'espace ,,
Pour permettre ce trajet des gaz d'échappement partant de l'espace h du cylindre b chaque lumière d'échappement 1 est de même alignement axial que la lumière d'échappement correspondante et tandis que la hauteur de la lumière! est, à l'approche des extrémités de sortie des gaz réduite en diamètre, celle de la lumiè- re k est accrue vers les extrémités de sortie des gaz, ceci aux fins de faciliter le passage des gaz à travers ces orifices,
D'autre parti étant donné que les gaz d'échappement de la cham- bre de combustion f du cylindre d s'échappent par les lumières k, une fois le piston compoundétant à bout de sa course du haut avec, en même temps fermeture des lumières i,
il sera manifeste que ces lumières font office de passage commun pour la sortie des gaz d'échappement venant des chambres de combustion existant aux deux faces du piston compound,
Un moteur Diesel construit conformément à la description qui précède, est capable de fonctionner comme moteur à simple effet ou bien à double effet suivant nécessité; c'est à dire quele moteur fonctionne à double effet quand l'agent moteur est admis alternati- vement aux espaces f et h et comme moteur à simple effet quand l'admission est faite dans l'mne ou l'autre de ces espaces ou cham- bres de combustion.
Pour augmenter toutefois le rendement de la machine ainsi dé- crite, on fait agir la chambre annulaire 0 comprise entre les cy- lindres b et d en combinaison avec le piston compound, comme un compresseur d'air, à fin de qui on y aménage des soupapes auto- matiques et p' d'aspiration et de refoulement d'air,et à cette même fin, le piston annulaire c est prolongé asa partie supérieu- re d'une emprise suffisante pour empêcher que les lumières d'échap-
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pement influent sur le passage de l'air à comprimer.
L'air est comprimé dans l'espace o de par exemple 4 à 10 atmosphères et si on le désire.peut être admis par les soupapes g et g' aux espaces de combustion f et h pour effectuer le balayage des gaz, Il est évident qu'un air de balayage agissant à une telle pression contribue beaucoup au bon rendement du moteur.
En.procédant ainsi, on obtient une unité composée d'une ma- chine motrice et d'un compresseur sans nécessité d'avoir aucun accouplement et aucun moyen de commande entre eux.
Si on désire l'espace existant en dessous du piston plon- geur eb combinaison avec l'espace de la base de l'arbre coudé e qui est muni d'un séparateur métallique d pour empêcher l'écla- boussèment de l'huile peut être utilisé avec l'aide du piston oom- pound comme un compresseur à basse pression aménagé des soupapes usuelles d'aspiration r, et de refoulement r'.
Les soupapes de refoulement r' sont convenablement fixées par des conduits aux soupapes d'aspiration 2 du compresseur cons- titué par l'espace o, en procédant ainsi, on obtient un compres- seur à bi-étagé et à un moteur à combustion interne Diesel à, 2 temps et à double effet, ou bien une machine à vapeur à courant direct qui représente une unité de machine à double effet et d'une construction compacte, ce moteur ou machine motrice et ce compres- seur ayant leurs cylindres et pistons communs, ces derniers étant, l'aide d'une bielle motrice et manivelle en commun, rattachés à l'arbre de commande, sans nécessiter de piston, presse-étoupe et crosse de piston.
Le séparateur métallique de l'huile c' a la forme d'un cône en tôle de fer avec une bride qui est montée entre la bride du cy- lindre et celle du carter à manivelles, outre sa fonction de s'op- poser à l'éclaboussement par de l'huile du carter, il recueille toute essence non brûlée pouvant passer à. travers les segments du piston annulaire et en conséquence s'oppose à la dilution de l'hui- le dans le bas du carter d'arbre coudé.
Considérant à présent,la fig. 2 qui représente uneunité de machine susceptible de fonctionner comme maohine à vapeur à cou-
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rant direct, oompound ou triple expansion, ou bien comme com- presseur poly-étagé, l'ordonnance générale en est substantiel- lement pareille à celle décrite et représentée en Fig. 1 excep tion faite pour les soupapes automatiques ainsi que pour les lumières co-opératrices d'échappement qui ne sont pas néces- saires et en remplacement desquelles des conduits appropriés sont aménagés pour permettre à la vapeur ou bien à l'airy sui- vant le cas, de passer d'un étage à l'autre du moteur ou du compresseur.
Quant à l'ordre de succession des phases du travail, quand cette disposition s'emploie comme machine à vapeur à haute pression et courant direct et triple expansion, munie des sou- papes nécessaires au contrôle de la compression (chose indis- pensable aux machines à vapeur à courant direct) dans chaque cylindre, la vapeur admise dans la chambre h dehaute pression arrive à la chambre f de pression moyenne par les lumières ±,après avoir agi sur le piston a au moment où le piston com- pound arrive à fin de sa course du bas et de là après avoir agi sur le piston 2 passe dans la chambre de base pression o par les lumières t au moment où le piston compound atteint sa fin de course montante;
puis de cette chambre la vapeur est finalement déchargée dans l'atmosphère par les conduits u et les lumières au moment où le piston compound arrive de nou- veau à la fin de sa course du bas. Les trajets accomplis par la vapeur sont indiqués au dessin par des flèches en traits pleins, ai d'autre part, la disposition décrite ci-haut est ap- pliquée pour réaliser comme un presseur poly-étagé, le trajet de l'air est dirigé en sens contraire de celui de la vapeur, autrement dit:
l'air pénètre par les lumières après en avoir traversé un filtre à air approprié et après avoir accompli son trajet par les différents étages du compresseur équipés des é- léments refrigérateurs d'air, il peut être obtenu directement de la chambre h ou bien du quatrième étage de haute pression
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x en combinaison avec elle,
Quant à l'ordre de succession des phases du travail du com- presseur, l'air pénétrant par les lumières w et par les passa- ges u au moment où le piston compound est à. la fin de sa cour- se du bas, arrive dans l'espace constituant le premier étage, ou étage de basse pression, du compresseur.
De cet étage l'air passe par les lumières t à l'espace! au moment où le piston compound est à la fin de sa course du haut ; decette chambre f qui représente le 2ième étage du compresseur, l'air comprimé pénètre dans l'espace h par le chemin adjbint d'éléments ré- frigérateurs, au moment où le piston compound arrive de nouveau à la fin de sa course du bas. Cet espace h peut être pris com- me étage final du compresseur; toutefois, s'il y a avantage à le faire, un autre étage peut être combiné avec lui, en mon- tant à, la partie supérieure du cylindre b un cylindre dans lequel sera logé un piston de haute pression x' rigidement fixé au piston plongeur a.
L'air est refoulé de l'espace h par les éléments réfrigérateurs y dans le cylindre et de là , il se rend par le conduit z' au réservoir d'air. Les trajets de l'air sont indiqués dans le dessin par des flèches en traits interrom- pus. On se rendra compte, par ce qui prècède, que le principe de cette invention peut être appliqué dans la construction de machines motrices et compresseurs pour toute une diversité de destinations, et il est clair que les détails de construction peuvent être modifiés sans se départir du sens ou de la portée de l'invention.