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"Perfectionnements apportés aux moto-compresseurs à pis- tons libres opposés ".
L'invention est relative aux moto-compresseurs à pis- tons libres opposés (c'est-à-dire aux appareils comportant deux pistons moteurs se déplaçant en sens inverse dans un même cy- lindre, ces pistons moteurs étant chacun solidaire d'au moins un piston compresseur), étant du genre de ceux dont les pis- tons moteurs sont ramenés l'un vers l'autre, après la course motrice, d'une part,par la détente de 1'air se trouvant encore contenu dans les espaces morts des cylindres compresseurs et, d'autre part, par la détente d'un matelas de compensation constitué par un fluide gazeux contenu dans une capacité diminuant de volume au fur et à mesure que les pistons s'écar- tent l'un de l'autre.
Elle a pour but, surtout, de rendre tels, lesdits appareils, qu'ils répondent, mieux que jusqu'à présent, aux desiderata de la pratique* Elle consiste, principalement, à constituer la ca-
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pacité devant contenir le matelas de compensation à faire comporter aux appareils du genre en question par des chambres pratiquement étanches pendant au moins une partie de la course des pistons, ces chambres étant disposées immédiatement derriè- re les pistons moteurs, donc diminuant de volume, tandis que la pression du fluide y contenu croît, lorsque lesdits pis- tons se déplacent en s'écartant l'un de l'autre.
Elle consiste, mise à part cette disposition princi- pale. en certaines autres dispositions, qui s'utilisent de pré- férence en même temps et dont il sera plus explicitement par- lé ci-après, notamment en une seconde disposition, consistant à prévoir des moyens de refroidissement pour les matelas de compensation à faire comporter aux moto-compresseurs du genre en question.
Elle vise, plus particulièrement, un certain mode d'application, ainsi que certains modes de réalisation, des** dites dispositions; et elle vise plus particulièrement encore, et ce à titre de produits industriels nouveaux, les moto-com- presseurs du genre en question comportant application desdites dispositions, les éléments spéciaux propres à leur établis- sement, ainsi que les ensembles, fixes ou mobiles, compre- nant de tels moto-compresseurs.
Et elle pourra, de toute façon, âtre bien comprise à l'aide du complément de description qui suit, ainsi que des dessins ci-annexés, lesquels complément et dessins sont, bien entendu, donnés surtout à titre d'indication.
Les figures 1 à 4,de ces dessins, montrent, sché- matiquement, selon des coupes axiales partielles, quatre moto- compresseurs à pistons libres établis conformément à quatre modes de réalisation de l'invention.
Selon l'invention, et plus particulièrement selon celui de ses modes d'application, ainsi que ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, auxquels il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préférence, se proposant d'établir
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un moto-compresseur à pistons libres comportant des matelas de compensation propres à assurer un retour correct de ses pistons l'un vers l'autre pour les divers régimes de fonation nement de l'appareil, on s'y prend comme suit, ou de façon analogue,
On constitue essentiellement ledit moto-compressem par un bâti comportant, vers son centre, le cylindre moteur a et, vers ses deux extrémités, les cylindres compresseurs coaxiaux aux cylindres moteurs, et on monte, dans les susdits cylindres,
deux ensembles constitués chacun par un piston mo- teur o solidaire d'un piston compresseur d, ces pistons étant propres à coagir respectivement avec les cylindres a et b et les pistons moteurs découvrant respectivement, à la fin de la détente des gaz brûlés, l'un des lumières d'admission al,l'at tre des lumières d'échappement a2 ménagées dans les parois du cylindre a.
Mais, au lieu de constituer les matelas de compen- sation, ainsi qu'on a déjà proposé de le faire, soit en ménageant un alésage dans l'intérieur de la tige réunissant chaque piston moteur au.pis ton compresseur qui en est solidaire et en faisant porter au fond du cylindre compresseur un mandrin fixe propre à s'enfoncer de façon étan- che dans l'alésage susindiqué, les matelas de compensation étant alors contenus dans les capacités délimitées par ces alésages et par les extrémités des susdits mandrins, soit en faisant porter à chaque piston compresseur, du côté opposé au piston moteur, un piston auxiliaire propre à s'enfoncer de façon étanche dans un cylindre auxiliaire lui- même porté par le fond fixe du cylindre compresseur,
les mate- las de compensation étant alors contenus entre lesdits pis- tons et cylindres auxiliaires.
On constitue les susdits matelas en réunissant chaque piston moteur au piston compresseur correspondant par une tige! de section inférieure à celle dudit piston moteur,
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et en prolongeant, du côté du piston compresseur, le cylindre moteur de manière à constituer, derrière chaque piston moteur, une chambre de volume variable = limitée, du c8té opposé au piston moteur, par une cloison ± percée d'une ouverture h telle que la tige puisse y coulisser de façon étanche, par exemplemunie à cet effet d'un presse étoupe disposé soit extérieurement (fig. 1, 2 et 4), soit intérieurement (fig. 3) à la chambre f.
Bien entendu on peut, ou bien (fig, 1, 2 et 3) établir le piston moteur en un seul élément présentant sur toute sa longueur le même diamètre, ou bien (fig. 4) constituer ledit piston moteur en deux parties c1, c2 la première, constituant le piston moteur proprement dit, étant reliée par exemple par une tige avec la seconde, laquelle constitue le piston du matelas de compen- sation et peut, dans certains cas, être fait de section diffé- rente de la section de la première, par exemple supérieure.
Les pistons moteurs présentent, de toute façon, par leur face arrière, dans les chambres! , une surface active égale à la section du cylindre dans lequel ils se déplacent, diminuée de oelle de la tige e, et on détermine, bien entendu, la section de ladite tige, ainsi que le volume présenté par les chambres f, lorsque les pistons moteurs sont dans leurs posi- tions correspondant au début de la course motrice moyenne, de manière telle que l'énergie emmagasinée dans les matelas de compensation à la fin des courses motrices soit susceptible d'assurer un fonctionnement satisfaisant du moto-compresseur, quelles que soient les longueurs desdites courses motrices.
Afin de maintenir substantiellement constante la masse de gaz évoluant dans les matelas de compensation, on agence,avantageusement de manière telle, les organes cons- tituant ces derniers, que les fuites soient compensées lors de chaque cycle.
A cet effets on a avantageusement recours à des
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moyens tels qu'ils mettent lesdits matelas de compensation en liaison, une fois par cycle, avec une source de gaz à pression substantiellement constante, moyens que l'on peut réaliser, entre autres façons, de l'une de celles qui vont être indiquées.
Selon un premier mode de réalisation (fig. 1), on agence de manière telle, les pistons moteurs, qu'à la fin de leur course qui les rapproche l'un de l'autre,on course non motrice, ils mettent en communication avec les chambres f les lumières a1,a2, soit que la tranche arrière de ces pistons, en fin de course, vienne découvrir lesdites lumières, soit que des canaux ± , k2, ménagés dans l'intérieur du piston moteur et débouchant par l'une de leurs extrémités dans la chambre f, viennent, en regard, par leur autre extrémité disposée sur la paroi latérale des pistons moteurs, avec les lumières a1, a2.
Selon un second mode de réalisation (figure 3), on ménage dans la paroi du cylindre moteur des lumières spéciales 1 plus éloignées du plan de symétrie de l'ensemble que les lu- mières al, a2 et communiquant avec une source de gaz à pression constante, par exemple avec les lumières a1, a2, les pistons moteurs et lesdites lumières 1 étant agencées de manière telle qu'elles soient mises en communication avec les chambres t lors- que les pistons moteurs parviennent à la fin de la course non motrice tandis que les lumières a1 et a2 ne sont pas découvertes.
Selon, enfin, un troisième mode de réalisation (fig.2 et 4), on fait tel, le piston moteur, qu'il ne découvre pas les lumières a1, a2, à la fin de la course non motrice et on ménage dans la tige e au moins un passage m, par exemple une simple rainure, tel que, vers la fin de ladite course non motrice, il fasse communiquer l'intérieur des chambres f avec une source de gaz à pression constante, par exemple avec la capacité se trouvant exister entre la cloison et l'envers des pistons compresseurs, laquelle capacité peut, @ communiquer directement avec ltatmaphère par des passages n (fig, 1,2 et 3).
Bien entendu, quel que soit le mode de réalisation
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adopté, on pourra, dans certains cas, avoir avantage à ce que la pression la plus basse susceptible de régner dans les cham- bres t soit différente de la pression atmosphérique ou de celle régnant dans les tubulures d'admission et d'échappement du système moteur.
On pourra, par exemple, désirer que cette pression soit supérieure à la pression atmosphérique, auquel cas on pour- ra avoir recours à toute source de pression appropriée, par exemple à la pression régnant dans la tubulure de refoulement du compresseur ou dans le réservoir contenant l'air de balayage pour le moteur.
Cependant, il sera particulièrement simple de se procurer l'air comprimé nécessaire pour alimenter à la pression convenable les chambres f en ayant recours au mode de réalisation représenté par la figure 4.
Selon ce mode de réalisation, ayant prolongé de manière telle, les parois des cylindres compresseurs, qu'une capacité fermée o , de volume variable, soit constituée en re- gard de la face arrière de chacun des pistons compresseurs, on perce les parois de chacun des cylindres compresseurs d'au moins une lumière disposée de manière telle qu'elle soit recouverte par les parois latérales du piston compresseur cor- respondant à un moment donné de la course non motrice, ce grâce à quoi, à partir de ce moment, l'air contenu dans les capacités o se trouve comprimé, et on met en liaison lesdites capacités o, en ayant re- cours à l'une des dispositions susindiquées, vers la fin de la course non motrice, avec les chambres e,
ce qutil est par- ticulièrement simple de réaliser si l'on a recours au troi- sième des susdits modes de réalisation et si la cloison g est commune à la capacité et à la chambre e correspondante.
Il y a lieu de noter qu'il sera possible, en combi- nant les dispositions venant d'être énumérées, d'obtenir, non pas seulement un remplissage constant des matelas de compen-
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sation, mais encore un renouvellement du gaz y contenu. Il suffira, à cet effet, de prévoir deux systèmes analogues aux susdite mettant, de préférence simultanément, les chambres t en communication avec deux sources de gaz à des pressions avan- tageusement différentes. On pourra, par exemple, parvenir à ce résultat, en combinant les susdits deuxième et troisième modes de réalisation. De l'air sous pression pénétrera alors par les passages m et de l'air balayé sortira par les lumiè- res 1, par exemple vers l'atmosphère.
En suite de quoi on obtient, dans tous les cas, un ensemble dont le fonctionnement et les avantages ressortent suffisamment de ce qui précède pour qu'il soit inutile d'entrer à leur sujet dans aucune explication suppémentaire.
Et, ou bien on se contente de procéder ainsi qu'il vient d'être dit, ou bien, et mieux, on a recours à certaines autres dispositions, telles que la suivante, et qui peuvent, le cas échéant, être utilisées isolément.
Selon cette disposition, on prévoit des moyens pro- pres à assurer le refroidissement des matelas de compensation des moto-compresseurs du genre en question, cela notamment afin d'éviter que les températures de ces matelas n'atteignent des valeurs trop élevées qui pourraient provoquer l'inflammation de l'huile de graissage, et afin de maintenir le rendement de ces matelas aussi élevé que possible.
On constitue avantageusement les susdits moyens de refroidissement, ou bien, ainsi que représenté (fig. 1, 3 et 4), en munis- sant extérieurement d'ailettes 3 les parois des chambres e et en disposant de manière telle les passages n et en agençant de préférence, en outre, de manière elle-même telle, les parois latérales du piston compresseur (par exemple en leur faisant comporter un étranglement interne d1). que le courant d'air créé à travers lesdits passages par les déplacements dudit piston vienne lécher les susdites ailettes q,
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ou bien, ainsi que représenté fig. 2, en munissant extérieurement d'une chemise de refroidissement (pouvant être réunie avec celle du cylindre moteur) les parois des chambres e.
Grâce au refroidissement ainsi réalisé, on maintien- dra à une température avantageuse les parois des éléments mo- teurs (cylindre et piston), cela en leur enlevant des calories qui ne sont pas empruntées au cycle moteur mais qui, étant transmises par les parois des susdits éléments moteurs, repré- sentent, de toute façon, de l'énergie perdue.
Il y a lieu de noter que l'air des matelas de com- pensation évolue entre une température maxima assez peu élevée (inférieure à. la température d'inflammation des huiles de grais- sage) et une température minima, très inférieure à la tempé.. rature ambiante, et que les échanges de ohaleur entre les ma- telas de oompensation et l'extérieur ne sont importants qu'au voisinage des points morts en raison des vitesses réduites.
Quand l'équilibre des températures est atteint, la quantité de ohaleur perdue par les matelas en fin de compres- sion diffère peu ou pas du tout de la quantité de chaleur pé- nétrant dans lesdits matelas en fin de détente.
Comme il va de soi et comme il ressort d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite aucunement à celui de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des mo- des de réalisation de ses diverses parties ayant plus parti- culièrement été envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes.
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