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Brevet d'invention.
Mode de production et de transformation en mouvement moteur de l'énergie ondulatoire des liquides, et moteur pour sa réalisation.
L'invention se rapporte à un mode de production et de transformation en mouvement moteur de l'énergie ondulatoire des liquides, ainsi qu'à un moteur pour sa réalisation.
Elle consiste en tant que mode de production et de trans- formation en mouvement moteur de l'énergie ondulatoire des li- quides, à interrompre brusquement et régulièrement la circula- tion d'un liquide dans une conduite au moyen d'un interrupteur commandé à l'intervention du mouvement dérivé d'un organe mobi- le soumis à l'action de cette circulation pourprovoquer dans le liquide un mouvement ondulatoire agissant sur cet organe lui- même et lui imprimant une énergie motrice servant en partie tant à l'entretien de la circulation du liquide en cycle fermé qu'à celui du régime ondulatoire au moyen de l'organe interrup- teur, le surplus de l'énergie provoquée restant utilisable comme force motrice.
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En tant que moteur, l'invention consiste en un moteur hydraulique dans lequel l'écoulement d'un liquide-.dans une con- duite est périodiquement interrompu au-delà, d'une enceinte communiquant avec cette conduite et comportant une partie mo- bile formant organe moteur, par un interrupteur de passage com- mandé a l'intervention du mouvement dérivé de l'organe moteur, lequel mouvement assure en outre la commande d'organes ramenant le liguiez d'un réservoir collecteur du liquide débité par la conduite, à un réservoir d'alimentation de cette conduite.
L'enceinte communiquant avec la conduite motrice et com- portant une partie mobile peut par exemple être la chambre d'un cylindre a piston moteur.
La circulation du liquide peut être assurée par pression, au moyen d'une pompe aspirante et foulante intercalée dans ùne conduite raccordée de fagon étanche au réservoir d'alimenta- , tion et puisant dans le réservoir collecteur.
En fermant le réservoir collecteur et en y raccordant de fagon étanche les conduites motrice et de retour du liquide au réservoir d'alimentation, le moteur peut fonctionner dans toutes les positions y compris la position renversée.
Une des extrémités de 'la. conduite motrice peut être rac- cordée directement au réservoir auquel est raccordée son antre extrémité, par la conduite dans laquelle est intercalée la pom- pe aspirante et foulante, ou bien cette conduite peut raccor- der directement entr'elles les deux extrémités de la conduite motrice, ce qui permet la suppression de l'un des réservoirs ou des deux dans les moteurs fonctionnant avec le liquide sous pression.
Une soupape de retenue s'ouvrant dans le sens de la cir- culation du liquide, peut être disposée dans la conduite motri- ce, à distance du passage périodiquement fermé par l'interrup-
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teur, pour se fermer automatiquement sous l'impulsion du choc ondulatoire produit dans le liquide par le jeu cet interrup- teur.
La distance entre ladite soupape de retenue et l'inter- rupteur doit être choisie en tenant compte àu développement de la conduite motrice par rapport au développement de l'encein- te comportant l'organe moteur à fin de course d'expansion, de facon à éviter tout désaccord de phse entre les oscillations se produisant ou se réfléchissant dans le liquide.
C'est en effet sur l'axe idéal du passage périodiquement fermé par l'interrupteur que prennent naissance les mouvements ondulatoires provoqués par ce dernier et que se situe l'en- , droit d'intersection des deux trajets divergents suivis par les oscillations. L'un des trajets est celui allant de l'interrup- teur vers l'organe moteur et l'autre celui suivant l'axe de la conduite motrice. C'est sur ces trajets que se développent aussi, mais bien entendu en sens contraire, les ondes réflé- chies tant par l'organe moteur que par la soupape de retenue.
La soupape de retenue automatique peut aussi être rempla- cée par une soupape commandée,par exemple un tiroir rotatif, actionné à l'intervention du mouvement dérivé de l'organe mo- teur.
Dans le cas où l'organe moteur fait partie d'une enceinte en communication avec la conduite motrice, l'invention prévoit de régler le fonctionnement de cette soupape limitatrice de la propagation de l'énergie ondulatoire du liquide, de façon que le volume du liquide admis dans l'enceinte pendant le temps de fermeture de l'interrupteur, soit moindre que le volume dont s'accroit ladite enceinte pendant le même temps. Cet effet %-peut aussi être complété en choisissant judicieusement la sec- tion de passage de la conduite motrice par rapport au volume de
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l'enceinte et a son accroissement lors du déplacement de l'or- gane moteur dans le sens de l'expansion.
Quand un remplissage déficitaire de l'enceinte est.ainsi réalisé, l'enceinte peut être raccordée, par un'passage y dé- bouchant et pourvu d'une soupape de retenue s'ouvrant vers elle, au réservoir collecteur du liquide débité par la conduite mo- trice pour permettre a l'organe moteur d'aspirer de ce réser- voir la quantité de liquide voulue pour compléter le remplissa- ge, quand apres avoir accompli une partie* de sa course sous l'action exclusive du choc ondulatoire, cet organe moteur con- tinue celle-ci sous l'effet combiné de ce choc et de l'inertie dynemique d'un dispositif de transformation de mouvement auquel il est accouplée
Le liquide moteur peut être additionné d'un lubrifiant' pour diminuer les pertes de charge et frottements,
et ce peut être un liquide lourd tel que notaient et par exemple du mer- cure, la puissance d'un moteur donné étant fonction, de la densi- té du liqueide moteur.
Afin de fixer les idées, les dessins ci-annexés représen- tent deux exemples de réalisation de l'invention, l'un en for- me schématique et l'autre en-forme constructive, la partie mo- 'bile ou motrice étant disposée dans une enceinte en communica- tion avec la conduite motrice et étant constituée par un pis-. ton mocils dans un cylindre.
Fig.1 est une vue schématique d'un moteur monocylindrique, Fig.2 est une vue en perspective cavalière d'un moteur à nuit cylindres, assemblés deux par deux. est une coupe en plan suivant la ligne III-III de la Fig.6.
Fig.4 est une coupe verticale longitudinale suivant la ligne IV-IV de la Fig.3.
Fig.5 est une vue en élévation de la partie inférieure
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du même moteur,
Fig.6 est une vue en 'bout avant de ce moteur.
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Fig,7 est une coupe verticale trallsversï-le suivant la. ligne VII-VII de la Fig.3.
I'ig, est une coupe verticale trè-j,j,E1versfÜe s",iv3J.1.t la ligne VIII-VIII de la Fié.36 Fig.9 est une coupe verticale tr8rJ.sversc.le suivant la ligne IX-IX de la Fig.3.
Fig.10 montre le dispositif interrupteur en une vue en
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coupe longitudinale, suivait la liène Y--X à la Fi.ll.
Fig.ll montre le dispositif interrupteur par ic. face par laquelle elle s'applique sur le cylinare, c'est-.a-dire vue par4 la gauche de la Fig.lO, Fig.12 montre le tiroir rotatif interrupteur en coupe longitudinale suivant la ligne XII-XII de la Fi6.10, Fig.13 est une coupe transversale suivant la ligne XIII-XIII de la Fig.12.
Fig.14 montre en coupe transversale suivant la ligne
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xty-x1Y de la Fig.15, le mode d'assemblage de deux pistons au moyen d'entretoises.
Fig.15 est une coupe longitudinale suivant la lighe XV-XV de la Fig.14.
Sur la Fig.1. A indique le réservoir d'alimentation dont le liquide s'écoule par la conduite B dans la chambre motrice C du cylindre D à piston E et de là par la conduite F dans le réservoir collecteur G, Le piston E est accouplé par la bielle H à la manivelle I de l'arme J sur lequel est calée la roue à chaîne K avec chaîne L attaquant le couple conique M-N dont
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7-ilengrenage N est calé sur l'axe du tiroir rotatif 0 qui ouvre et ferme la communication entre la chambre motrice C et la con- duite F.
La poulie P calée sur l'arbre J commande la pompe Q au moyenne la courroie R attaquant la poulie d'entraînement S
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f< "- ",,,*,,. de cette{11tQe qui est intercalée dans la conduite T plongeant
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dans le réservoir G et raccordée au réservoir A pour ramener dans ce dernier le liquide s'écoulant de la conduite F. La. var.ne U prévue dans la conduite F sert à farmer ou ouvrir le
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passage du liquide pour arrêter le moteur ou le mettrë'-en mar- & cùe.
Dans la conduite B et l'écart de la chamarre motrice 0 du cylindre D, se trouve la soupape de retenue V qui laisse passer le liquide du réservoir A dans cette chambre motrice 0 dans la direction indiquée par la flèche mais se ferme sous l'action d'un courant qui tendrait à s'établir dans la direc- tion opposée.
De la chambre motrice 0 du cylindre D, part le conduit W qui plonge dans le réservoir G et est pourvu de la soupape de retenue x s'ouvrant vers cette chambre motrice C.
Le moteur fonctionne en deux temps de la fagon suivante:
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1er .Temps - Au commencement de ce temps, le piston E occupe son point¯
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mort avant, c'est-à-dire la position la plus rapprochée de l'arbre J récepteur de son itiouveiaent, et l'interrupteur 0 est ouvert et livre passage au liquide du réservoir A vers le ré-
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servoir G, par les conduits B et F â travers la chambre motrice C. La succion de Giffard acc-ompagnant tout écoulement de liqui- de s'exerce dans la chambre motrice 0 et agit sur la face noyée E1 du piston E tandis que la pression atmosphérique s'exerce sur le face libre E2 de ce piston, ce qui assure sa course ar- riere. toute la durée de cette course, l'interrupteur o reste complètement ouvert.
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Ce premier te:y.;s du cycle est temps utile; le volume 6'e?u. S'éc0ular.t dents le réservoir G, et qu'il faut remonter au réservoir /, transmet en effet à l'arore moteur J par le jeu du piston E, son équivalent àe travail ruécanique, pertes de frottement en moins.
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2nd Temps-
Quand le piston E arrive à fin de course arriere, l'in- terrupteur 0 ferme brusquement le passage du liquide en aval de la chambre motrice 0 dans laquelle se produit une espèce d'explosion physique ondulatoire sous l'effet de laquelle le piston est chassé et accomplit sa course avant pendant la- quelle le distributeur reste hermétiquement fermer
Le cycle décrit se répète, la soupape V empêchant le mouvement ondulatoire de se propager inutilement dans le li- quide du réservoir A et d'y provoquer des désaccords de phase,,
La mise en marche et l'arrêt du moteur s'obtiennent par l'ouverture et la fermeture de la vanne U.
Il y a lieu de remarquer que lors de la course avant du piston E, le déplacement de ce dernier résulte d'agora du choc ondulatoire et ensuite de l'inertie dynamique ou effet ae volant du dispositif de transformation de mouvement auquel ce piston est relié. Le mouvement du piston 1; aans le sens d'expansion, mouvement auquel s'ajoute la. réaction de l'inertie dynamique du volant auquel il est relié peut être utilisé, au besoin 'concurremment avec le réglage spécial de la soupape V, à l'ob- tention d'une cylindrée incomplete provoquant un vide relatif derrière le piston D.
Ce vide permet d'assurer automatiquement le remplissage de la cylindrée au moyen de liquide asplré du réservoir G par le conduit W dont la soupape X s'ouvre pour li- vrer passage l'aspiration et se referme immédiatement après.
L'obtention de cette cylindrée incomplète, qui permet de remonter du liquide du réservoir G, empêche ipso facto, au mo- ment où se produit l'explosion physique ondulatoire, la descen- te du liquide du réservoir A vers la chambre motrice C, descen-- te qui contrarierait le mouvement ondulatoire dont le sens de propagation dans la conduite B lui est opposé. On évite ainsi
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un désaccord de phase et, à la limite, l'interférence des- deux mouvements ondulatoires : l'ascendant, celui de''!.'explosion phy- sique ondulatoire; le descendant, celui de la chute dû-.liquide
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rytl'J!ilée' sur les pulsations '{lu' pre1J1ier..
Ainsi qu'on l'a vu, le second temps du moteur est produc- teur de travail comme le premier. Le moteur est donc deux temps, tous deux moteurs. Pendant le premier temps le travail est mesuré par la pression atmosphérique poussant le piston dans la dépression Giffard, pression d'un kilo au centimètre carré dont il faut déduire les pertes par frottement, tandis que pendant le second temps c'est l'explosion physique ondula- toire qui fournit du travail,
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L'expression "explosion physique ondulatoire- appliquée ci-dessus au phénomène assurant le second temps moteur, a été
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choisie pour différencier ce phénomène des explosions physiques de compression.
L'expérience atteste en effet que l'intensité'* de l'énergie ondulatoire tend vers des valeurs tellement gran- des que le dynamisme spécial d'un liquide à régime troublé de fréquence voulue, prend le caractere d'une vraie explosion phy-
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sique oite 'z:il céder de l'énergie dans des conditions autres que celles énoncées par la mécanique classique.
Afin d'éviter la torsion sur l'arbre moteur, résultant
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du f:.it que les celux te-.lis au cycle moteur transmettent à. cet arbre des impulsions iriégples, il est avantageux de disposer face a face deux moteurs élémentaires tels que le moteur mo- nocylindrique sChématiqueL1ent représenté â la Yîg.1, de façon que les cylindres soient coaxiaux et que les deux pistons agis-
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sent sur un même arbre. Jin réunissant rigidement les deux pistons entr'eux, ils forment un seul piston à deux faces comme daà.s les wz.c1ines a. valeur. Le travail total transmis à ce piston double pour chaque déplacement dans un sens ou dans l'au-
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tre, est une constante parce qu'il forme la somme de deux ef- forts respectivement égaux : aspiration, plus explosion.
Dans ces conditions l'arbre reçoit des impulsions de valeur égale, séparées par des fractions de temps égales; l'effort de torsion est donc nul.
Cet accouplement face à face de deux moteurs monocylindres se trouve réalisé dans le moteur à huit cylindres représenté par les Figs. 2 à 15, où les cylindres sont opposes deux à deux en quatre groupes accolés,
Dans ces figures, la référence 20 indique le réservoir d'alimentation avec bouchon de remplissage 21. A ce réservoir
20 sont raccordées les conduites motrices 22 raccordées elles- mêmes aux cylindres 23 au fond desquels sont fixées par aes bri- des 24 (Fig.ll) les conduites 25. Ces conduites 25 sont fixées elles-mêmes par des brides 26 au réservoir collecteur 27 dans lequel elles se prolongent.
Les conduites 25 forment le fond des cylindres 23 par leur paroi latérale percée d'une lumière 28 (Fig.11) et elles sont fermées à leur partie supérieure par un bouchon 29 que tra- verse l'axe 30 de l'interrupteur 31 formé d'un tiroir rotatif hémicylindrique (Fige. 10, 12 et 13). Sur les axes 30 sont ca- lés les engrenages 32 de couples coniques 32, 33, les engrena- ges 33 étant calés sur un arbre 34 porté par aes coussinets 35.
Il y a un arbre 34 de chaque côté du moteur, pour la commande simultanée des quatre interrupteurs de chaque moitié du moteur et les deux arbres 34 portent chacun, calée sur eux, une roue à chaîne 36 (Figs. 3, 4, 5 et 7) dont la chaîne 37 passe tout à la fois sur les deux roues à chaîne 36 et sur la roue a chaîne
38 calée à son tour sur l'arbre moteur 39 dont les coussinets 40 sont portés par les semelles 41 reliant deux à deux les cy- lindres moteurs opposés. L'assemblage rigide des cylindres est
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en outre renforce par des nervures rapportées 42.
Les pistons 43 opposes deux à deux sont rigidement assem- blés entr'eux par aes entretoises 44 (Figs. 8, 14 et*,1,5) et
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leurs bielles 45 sont toutes deux reliées à la même man.iv87.e bzz a.e l'arure moteur 39. '',
Doris les conduites motrices 22 et vers le niveau du réser- voir d'alimentation 20, se trouvent des soupapes de retenue 47 fermant de bas en haut et agissant concurremment avec les sou- papes de retenue 48 prévues dans les conduites 49 qui plongent dans le réservoir collecteur 27 et se raccordent aux cylindres 23 vers lesquels s'ouvrent lesdites soupapes 48.
Une pompe 50 est intercalée dans une conduite 51 raccordée d'une part à la partie inférieure du réservoir collecteur 27
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(oeigs. z 5 et 7) et d'autre part au réservoir d'alimentation 20 (3igs. W, 6, 8). 0ete pompe 50 est portée par des colliers 52 embrassant des conduites 22 et est commandée par une chaîne 53
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(Figs. 4 et 8) passant sur sa roue à chaîne 54 et sur une roue à ohsîne 1 àsrrice 55 calée sur l'arbre moteur 39 sur lequel est en citl-e Cl u volant 56.
Dans 1w partie Les coraaites 25 qui s'étend dans le réser- voir collecteur 27, sont prévues des VlDes 57 calées sur des arbres 58, un de cnaque côté du moteur, et ces arores portent en sout des roues a chaînes 59 calées sur eux et sur lesquelles
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passent une cnz,3ne 60 qui passe également sur une roue a càame 61 cale sur un arbre 62 qui est tourillonné dans un support
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63 et sur lequel est calé un levier de ruanoeuvre 64. L'oscilla- tion du levier 64 entraîne par la chaîne 60 l'oscillation simul- tanée dans un sens ou dans l'autre ces roues à chaînes 59 et 61 et la fermeture ou l'ouverture des vannes 57 pour l'arrêt ou la mise en marche du moteur.
Des pattes 65, faisant corps avec les nervures 66 (Figs.
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2 et 9) qui relient eentr'eux les cylindres 23 accoles, sont prévues pour la suspension du moteur.
L'un des interrupteurs 31 de deux cylindres 23 se faisant face est en position de passage du liquide, quand 1'autre est en position de fermeture.
Quand les vannes 57 sont ouvertes en actionnant le levier
64, le liquide s'écoulant du réservoir 20 descend dans les oon- duites 22 et les cylindres 23 pour agir sur les pistons 43 com- me cela a été expliqué par rapport à la Fig.l et ces pistons 43 agissent eux-mêmes sur l'arbre 39 pendant que les interrupteurs
31, mis en rotation par la roue à chaine 38, la chaîne 37 et les couples coniques 32-33''ouvrent et ferment le passage du liquide, par les lumières 28 des conduites 25, au réservoir collecteur 27.
De ce réservoir 27, le liquide est pompé et refoulé au fur et à mesure, sur la pompe 50 et la conduite 51, dans le ré- servoir 20.
L'arrêt du moteur s'obtient en fermant les vannes 57 au moyen du levier 64.
Des cloisons 67 (Figs. 4 et 8) sont prévues dans le réser- voir 20 pour stabiliser le liquide.
Il se congoit qu'il suffit de fermer le réservoir collec- teur 27 et de mettre le liquide sous pression dans le réservoir
20 au moyen de la pompe aspirante et foulante, pour que le mo- teur puisse fonctionner dans toutes les positions, y compris la position renversée..
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