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"Perfectionnements aux compresseurs à gaz".
L'invention concerne les compresseurs à. gaz et plus par.. ticulièrement les c ompresseurs à piston alternatif. Un objet de l'invention. consiste en ce qu'un seul piston est utilisé pour comprimer le gaz en deux étages pendant chaque cycle d'opération ou pendant une seule révolution de l'arbre-vil-e- brequin entraînant le piston,ce compresseur ne comportant pratiquement pas plus d'encombrement et pas plue d'organes qu'il n'est nécessaire pour un compresseur à un seul étage,
Une autre caractéristique de l'invention consiste, dans un acmpresseur tel que défini ci...dessus,
à prévoir des dispo- sitions pour refroidir préalablement le gaz pénétrant dans le
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o anpreBs mr et refroidir également le gaz can:prim4, au cours de la compression,ce qui augmente le rendement de l'appareil 1.
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Aux dessins mnexés qui représentent à, titre d'exemple un. mode de réalisation de l'invention: La figure 1 est une coupe verticale du c anpraaaeur à gaz et la figure 2 est une coupe transversale du même ap para par la ligne II-II (figure 1).
Le compresseur représente aux dessins comprend un élé-
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ment de carter 3 pour 1'arbre-viï#ebrequin, élémant cy- lindrique de guidage 4 raccordé avec le précédent, un élé- ment cylindrique 5 de compression monté au-dessus du cylin- dre de guidage, une pièce de tête 6 fermant le cylindre de
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compression et un élément d'admission 7 ra390ràé à l' é lér#n t de tête.
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L'élément 3 c emporte un bâti 11 dont une partie est représentée et qui renferme le carter 12 de l'arbre-vi3-Ye- broquin, Le bâti comporte également une chambre annulaire 13 destinée à contenir un liquida de refroidissement tel que de l'eau qui est introduite dans cette chambre de la manière
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qui sera décrite plus loin, la ohanbre 13 entoure une ouTer" ture circulaire 14 du carter à travers laquelle passe la tige de piston 15 et dais laquelle descend l'extrémité inférieure d'un cylindre de guidage 16,qui fait partie intégrante du bâti 17 de l'élément 4 et qui est fixé sur la ,face supérieu, re de joint 18 du bâti 11.
Le bâti cylindrique de guidage 17 comporte une boîte à clapet 19 o en tenant un dispositif de clapet de retenue 21
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du type à disque qui canporte un siège annulaire inséré dans une ouverture 23 du bâti 17 et retenu, en position de montage,par une cage 24 vissée dans une ouverture 25 du bâti 17 mise elle-même en alignement avec une ouverture 20 ména- gée dans la paroi extérieure du bâti 17 et à travers laquel-
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le la cage peut être insérés, Cette ouverture 20 est fermée par une plaque 26 qui peut être fixée an bâti 17 au moyen de vis non représentées.
Le siège annulaire22 est muni d'une série de lumières 27 disposées circulairement et pouvant être fermées par un clapet annulaire 28 qui est maintenu normalement sur son siège par un ressort 29 placé antre le siège 22 et la bride 31 d'une rondelle de maintien 32 fixée au siège 22 par un boulai 33.
La boîte à clapet 19 communique avec un c enduit d'échap- pement 34 pouvant être connecté à un réservoir non représen- té recevant le gaz comprimé. Les lumières 27 du siège 22 éta- blissent une communication entre la botte à valve 19 et un passage. 35 dont le but va être expliqué plus loin.
L'élément cylindrique de compression 5 comporte un bâti 36 entourant un alésage cylindrique 37 de plus grand diamètre que le cylindre de guidage 7, et est disposé de manièra à re- oevoir la tête élargie 38 d'un piston 39 dont une partie cy- lindrique de plus petit diamètre vient en prise avec les pa- rois de guidage du cylindre 16 et qui est monté pivotant sur sa tige 15 au moyen d'un goujon 40.
L'élément de tête 6 c emporte un bâti 41 servant à fermer l'extrémité de l'alésage cylindrique 37 et qui est muni d'une botte à clapet 30 contenant un dispositif de clapet-disque d'admission 42; ce dispositif comprend un siège circulaire 43 monté dans un orifice 44 du bâti 41 et maintenu en posi- tion de fonctionnement par une cage 45 filetée dans un ori- fice 46 de la paroi extérieure du bâti 41, Le siège 43 com- porte une série da lumières 47 pouvant être fermées,par un clapet 48 maintenu en contact avec le siège 43 par m ressort 49 placé entre le siège 43 et la bride 51 d'une rondelle de maintien 52, laquelle est fixée au siège 43 par un boulon 53.
La botte à olapet 30 communique avec un cenduit d'admission 54, communiquant lui-même avec le conduit d'admission 55 de
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l'élément 7, Le passage 55 peut être relié à un conduit non représenté par lequel de l'air à la pression atmosphéri, que est envoyé au compresseur. Les lumières 47 établissent une communication entre la boîte à valves 30 et l'alésage 37 de l'élément cylindrique de compression 5.
La tête élargie 38 du piston 39 sert à diviser l'alésage 37 en une ohanbre de compression 36 sur la face supérieure de cette tête de pistai et une chambre de compression annu- laire 37 sur la face inférieure de la même tête de piston, dont la capacité volumétrique maximum est considérablement plus faible que la capacité volumétrique maximum de la cham- bre de compression 56. La capacité de la chambre 57 est maxi- mum lorsque le piston 39 est dans sa position supérieure, et la capacité de la chambre 56 est au contraire maximum lorsque le piston 39 est dans sa position la plus basse te, présentée figure 1.
Le passage 35 débouche dans la chambre de compression annulaire 57,comme indiqué figure 1, et la tête 38 du pistcn est munie d'un dispositif de clapet de retenue annulaire 58 comportant un segment de piston fendu 59 logé dans une rai- nure annulaire 61 de la tête élargie 38 du piston, cette rainure étant d'une largeur plus grande que l'épaisseur du segment 59, de sorte que ce dernier puisse se déplacer li- brement pour venir en contact avec respectivement les faces 62 et 63 de la rainure lorsque le piston se déplace vers le haut et vers le bas. Une série de perforations établit une communication antre la rainure 61 et la chambre de compres- sion 57 sur la face inférieure de la tête- de piston 58.
Le cycle d'une opération de compression à deux étages du compresseur qui vient d'être décrit, est le suivant: le piston 39 étant supposé à sa position supérieure, le mauve.. ment descendant initial du piston amène la face 62 de la rainure 61 formant siège en contact avec le segment formant
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sounape 59. La continuation du nouvement du piston vers le bas orée une aspiration dans la chambre 56 et amène de l'air à la pression atmosphérique dais la chambre de compression 56 sur la face supérieure du pistai.
Pendant le nouvement vers le bas du piston.,le gaz comprime dans la ahanbre de compression annulaire 57 sur la face inférieure de la tâta de. piston 38 (et qui a été préalablement introduit dans cette ohanbre 57 d'une manière qui va être décrite) subit la com- pression jusqu'à, ce que la pression régnant dans la chambre dépasse la tension du ressort 29 du clapet da retenue 21 ainsi que la pression dans la botte à clapet 19 et force le clapet.. disque 28 à prendre la position d' ouverture. Ce clapet 28 étant ouvert,le fluide sous pression régnant dans la chambre de compression 57 jaillit dans la boîte à clapet 19 et de là dans le réservoir non représenté, à travers le passage 34.
Lorsque la course descendante du pistai 39 est terminée, le ressort 49 du dispositif de clapet de retenue d'admission 42 amené le clapet-disque 48 en position fermée et empêche un reflux du gaz dans la chambre 56 à travers les lumières 47 de ce clapet 42. Lors de la c ourse de montée du piston 38, le siège 62 de ia rainure de pistcn 61 s'écarte du sèment 59 qui est maintenu jusqu'ici par friction centre la paroi du cylindre pendant le mouvement initial du pistai,ce qui établit une communication de la chambre de compression 56 avec la cham- bre de compression 57 à traversles lumières 64 de la tête de piston 38.
Ainsi,lorsque le piston se déplace vers le haut, le gaz régnant dans la ahanbre de compression 56 est ahassé dans la chambre de compression 57 de dimensions relativement faibles à travers les lumières 64,ce qui augmente la pression du gaz dans la chambre 57,dans le rapport des différences entre la capacité volumétrique maximum des deux chambres, étant bien entendu que la capacité volume trique maximum de la chambra
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57 est considérablement plus faible que celle de la chambre 56.
Comme indiqué plus hautlors de la course de descente du piston, lorsque la pression du gaz dais la chambre 57 excè- de celle dans la botte à clapet 19 et le réservoir qui lui est relie,d'une quantité suffisante pour vaincre la tension du ressort 29, la gaz comprimé est foroé dans la boîte à cla- pet 19 et dans le réservoir non représenté. A la fin de la course de descente, le clapet 28 est fermé par le ressort 29 et,lors de la course de mmtée suivante, le gaz entraîné dans la chambre 56 pendant la course de descente du piston est forcé dans la chambre de compression annulaire 57; l'opéra- tion de compression se répète ensuite de la manière qui a été décrite.
Il résulte de ce qui précède,qu'avec un compresseur à un seul piston, le gaz est comprimé en deux étages par ce seul pistai et pendant un cycle unique d'opération,ce qui assure par conséquent au compresseur une construction rela- tivement compacte.
L'efficacité du compresseur est encore augmentée grâce à des moyens perfectionnés p our enlever la chaleur du gaz comprimé,pondant l'opération de compression, ces moyens com- portent un système de conduits et de chambres à travers les- quels un fluide de refroidis semant tel que l'eau est mis en circulation dans les conditions les plus avantageux s pour obtenir le maximum d'effet de refroidissement. Le sys- tème de conduit pour le fluide de refroidissement comporte des passages 65 et 66 dans le bâti 17 de l'élément cylindri- que 4 qui communiquant respectivement avec des passages 67 et 68 partant de la chambre 13 ménagée au-dessus de la paroi 69 du bâti 11 de l'élément 3.
Le bâti 17 est également muni de deux chambres en ara 71 sur les côtés opposés du cylindre de guidage 16 qui communiquant avec la chambre 13 par les
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ouvertures 72 s'étendant à travers la bride 73 du bâti 17 et qui sont alignéesavec les ouvertures74 ménagéesdans la paroi du bâti 11,comme représenté figures 1 et 2.
Le bâti 36 de l'élément cylindrique de compression 5 est muni d'une chambre 75 qui s'étend partiellement autour de l'alésage 37 et qui communique aveo les chambres 71 du bâti 17 à travers les passages alignés 76 dans la paroi infé- rieure de la chambra 75 et la paroi supérieure des chambres 71. Le ..bâti 36 est ainsi muni d'un passage 77 qui communique avec le passage 65 du bâti 17.
Le bâti 41 de la section de l'élément de tête 6 est muni d'une chambre annulaire 78 disposée au-dessus de l'ex- trémité de la chambre 66 comme indiqué figure 1 et communi- quant aveo la ohambre 75 par des pas sage a 79 ménagés dans la paroi interne du bâti 41 et la paroi supérieure de la chambre 75. Le bâti de tête 41 est également muni d'un :pas- sage 81 qui communique avec le passage 77 du bâti 36 et avec un passage 82 débauchant dans la chambre 83 du bâti 60 de l'élément d'admission 7, cette ohanbre entourant une partie du passage 55,comme indiqué figure 1.
Le passage 66 du bâti 17 débouche dans une chambre 84 qui entoure la botte à clapet 19. La ohambre 84 débouche dans un pas sage d'évacuation 85 du bâti 17 à travers un passage 86; le passage 85 communique lui-même! avec un passa- ge d'échappement 87 conduisant de la chambre 78 dans le bâti 81. Le passage 87 est relié aveo un tube 88 provenant d'un système de circulation d'eau non représenté.
L'eau froide est amenée à travers les conduits et les chambres de refroidissement du compresseur par une tubulure 89 et pénètre tout d'abord dans la chambre 83 ent ourant le ,passage d'admission 55,oe qui produit un pré-refroidissement de l'air entrant dans le compresseur par le passage 56. Le fluide de refroidissement se rend ensuite à travers la . pas-
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sage 81 dans les passages 77 et 65 et les bâtis 37 et 17 res- pectivement; il se rend ensuite dans la chambre annulaire 13 du bâti 11 où il sert à refroidir une partie du carter du vilebrequin en maintenant le lubréfiant da cecarter à une bonne température de fonctionnement.
I/e fluide de refroidissement se rend de la chambre 13 dans les chambres 71 à traversles orifices72 et pas se en- suite, à travers les ouvertures 76,dans la chambre 75 entou- rant l'alésage cylindrique 37 de la chambre 66. Le gaz, comprimé par le piston dans les chambres de compression 56 et 57, est ainsi refroidi pendant la compression au moyen du fluide de refroidissement circulant dans la chanbre 75 et le passage 77. Ce fluide passe de la chambre 75 à la chambre 78 dans ie bâti de tête 41, à travers les passages 79, pour se rendre ensuite dans la tubulure 88, à travers les passages 87 et 85.
Le fluide de refroidissement :passe ainsi de la chambre 13, à travers les passages 68 et 66,la chambre 84 et le pas- sage 26,dans le passage d'évacuation 86,qui est connecté à la tubulure d'évacuation 88,ce qui refroidit la boîte à clapet 19 et l'air quittant le compresseur par le passage 34.
Tous moyens peuvent être prévus pour refroidir l'eau après qu'elle a quitté le compresseur par la tubulure 88 et avait qu'elle n'y retourne par la tubulure 89; le compresseur peut également être alimenté par un fluide froid provenant d'un système d'alimentation d'eau non représenté,auquel cas le fluide de refroidissement passant à travers la tubulure 88 est évacué dans un canal de décharge.
Il résulte de ce qui précède que l'en peut réaliser un compresseur ramassé et à haut rendement dans lequel le gaz est comprimé en deux étages par un piston unique, et dans lequel l'air est pré-refroidi avant de pénétrer dans la cham-
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bre de compression du compresseur,pour être ensuite refroidi au cours de la compression. Comme les parois du cylindre de guidage- du piston soit refroidies,la température du piston est maintenue relativement basse et tend à refroidir encore le gaz à la fois au premier et au second étage- de compression.
Comme la température du carter de vilebrequin 12 est mainta- nue relativement basse- par suite de la grande masse de fluide de refroidissement circulant à travers le. chambre 13, dans la partie supérieure du bâti 11,1'intérieur du pistai n'est pas soumis à l'action de gaz relativement chauds,comme ce serait le cas si l'en ne prévoyait pas des moyens de refroidissement du lubréfiant à l'intérieur du carter.
Bien qu'un seul mode de réalisation de l'invention ait été.déorit et représenté, il est bien évident qu'elle n'est pas limitée à une disposition et à une construction particu- lière. -
REVENDICATIONS.
1.-Compresseur de ±lui comprenant une butée mobile disposée pour exécuter un mouvement alternatif dans une cham- bre ou un cylindre,dais lequel cette chambre ou ce cylindre sont disposés pour âtre séparés par la butée en deux parties, le volume maximum d'une partie,lorsque la butée est dais une de sas positions extrêmes, étant plus grand que le volume, maximum de l'autre partie lorsque la butée est dans sa posi- tion extrême opposée, le fluide à comprimer était admis à la partie ayant la plus grand volume maximun et ensuite de la compression dans celui-ci par le mouvement correspondant de la butée étant transféré à travers une soupape de retenue ou son équivalent à l'autre partie,
dans laquelle la fluide- est comprimé davantage pendait le mouvement inversa' de: la butée, dans le but spécifié.
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