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dispositif régulateur de course pour moto-compresseurs à pistons libres, à combustion interne.
Contrairement aux machines à manivelles, la position de fin de course des pistons libres de compresseurs à pistons libres varie lorsque le débit du compresseur varie.or, la position de fin de course de détente a une action sur l'é- nergie de rappel des pistons libres et par conséquent sur la possibilité d'assurer la constance de la marche des pis¯ tons libres.
Pour assurer la constance de la marche des pistons libres malgré les fluctuations de la pression de refoulement et du débit du compresseur, conformément à l'invention, un dispositif opérant en fonction de la position de fin de cour¯
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se de détente d'un piston libre agit sur,l'organe de réglage de la puissance du cylindre moteur. Pour empêcher toute surcharge de cylindres individuels, lorsqu'il s'agit de compresseurs \ pistons libres à plusieurs cylindres, les divers cylindres sont avantageusement munis d'un organe régulateur de puissance et d'un dispositif opérant en fonction de la position de fin de course de détente du piston libre, et agissant sur cet organe.
L'organe régulateur de puissance du cylindre moteur peut aussi être soumis à l'action d'un autre dispositif actionné en fonction d'une grandeur de fonctionnement, par exemple la pression de refoulement, du fluide moteur envoyé à la machine motrice montée en aval du compresseur à pistons libres, ou de la machine motrice ellemême, par exemple le nombre de tours. En outre, le dispositif opérant en fonction de la position de fin de course de détente peut être fait sous forme d'organe de transmission hydraulique ou pneumatique comportant une soupape régulatrice de pression ouverte par le piston libre.
Un exemple de réalisation de l'invention est représenté schématiquement dans le dessin annexé.
La fige 1 est une vue d'un compresseur 1 pistons libres comportant un dispositif de transmission hydr aulique entre un piston libre et l'organe de réglage de la pompe à combustible.
La fige 2 indique les positions du dispositif de transmission au point mort intérieur du piston libre.
La fig. 3 indique l'action combinée sur l'organe de réglage de la pompe à combustible à partir de la position de fin de course du piston libre et sous l'action de la pression de refoulement du compresseur.
Dans le corps de cylindre 1, qui comporte le cylindre moteur 2 et les cylindres compresseurs 3, 4, se meuvent deux pistons libres opposés 5,7 et 8, 9 constitués chacun d'un
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7,9 respectivement. Le cylindre moteur 2 comporte des lumières d'admission 10 pour l'air de combustion, des lumières d'échappement 12 pour les gaz et une soupape à combustible 13. Les cylindres compresseurs sont à simple effet et comportent des chambres de compression extérieures 14, 15 des soupapes d'admission 17 et des soupapes d'échappement 18.
Les deux compresseurs aspirent hors du canal d'aspiration 19.
L'air comprimé dans le cylindre compresseur 3 entre par les lumières d'admission 10 dans le cylindre moteur 2, et l'air comprimé dans le cylindre compresseur 4 entre dans le collecteur de pression 20, auquel sont reliées également les lumières d'échappement 12 du cylindre moteur 2. Au sortir du collect eur de pression 20 le mélange entre dans une machine motrice non représentée, par exemple una turbine à gaz, Le réglage de la quantité d'air aspirée par le compresseur est assuré au moyen du clapet de refoulement 22 monté dans la tubulure d'entrée 23 du canal d'aspiration 19. La position du clapet 22 est réglée par le régulateur de pression 24, dont le piston 25 est soumis à la pression régnant dans le collecteur 20 et à la contre-pression du ressort 26.
Un levier 28, qui actionne le piston 29 de la pompe à combustible 30, est articulé sur la tige de guidage 27 du piston 5,7.
Dans la position de fin de course de détente du piston 5,7 l'articulation 32 du levier 28 rencontre le galet 33 du levier 34, qui actionne la soupape de pression 35 du dispositif de transmission 36. Le dispositif de transmission 36 comporte, en plus de la butée, le levier 34 avec le galet 33, la boite 37, la soupape régulatrice de pression 35 avec l'orifice d'arrivée 38 et l'orifice d'écoulement 39 pour le liquide sous pression, et il comporte en outre un cylindre 40 et un piston 41 qui est chargé par la pression du liquide sous pression et par la contre-pression du ressort 42. Un étranglement égaliseur 43 se trouve dans le conduit de communication entre la boite 37 et le cylindre 40.
La tige 44
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du piston 4=1 agit par l'intermédiaire du levier 45 et de la tige 46 sur l'organe de réglage de l'arrivée du combustible à la pompe a combustible 30, organe qui peut être par exemple une soupape de décharge ou une soupape d'aspiration.
Le fonctionnement est le suivant.
Lorsque la turbine à gaz reliée au collecteur da prao¯ sion tourne a vide, elle ne consomme que peu de gaz et la pression dans le collecteur 20 est haute, de sorte que le clapet 22 est presque complètement fermé par la piston 25,, La puissance fournie par le compresseur à pistons libres est donc également minime. La position de fin de course de détente du piston libre 5,7, se trouve en I, de sorte que le galet 33 et par conséquent le levier 34 sont repoussés profondément vers le bas, et que la soupape régulatrice de pression est également ouverte jusqu'à la position I, c'est à dire grande ouverte et pendant relativement longtemps.
L'arrivée du liquide sous pression par le conduit 38 de la boite 37 est constante, ce qui fait que, la soupape régul atrice de pression étant ouverte jusqu'à la position de fin de course de détente I, du liquide sous pression sort de la boite 37 en quantité abondante par l'orifice d'écoulement 39. La durée de l'ouverture de la soupape régulatrice de pression est, il est vrai, petite par rapport à la durée de la course du piston libre, parée que le piston libre n'ouvre cette soupape que dans la position extrême, mais pour un grand nombre de courses il s'établit une sortie constante de liquide sous pros¯ sion. La quantité dépend de la section d'ouverture momentanée de la soupape, et la pression varie, dans la boite 37, avec la quantité de liquide qui sort.
Plus la course de la soupape régulatrice de pression 35 est grande, et par conséquent aussi la quantité de liquide qui sort, plus la pression est basse dans la boite 37 et par conséquent dans le cylindre 40,
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et l'organe de réglage de l' arrivée du combustible, dans la position de marche vide.
Maintenant, si l'on charge la burbine à gaz reliée au collecteur 20, la pression baisse dans ce dernier. Le piston 25 monte et ouvre le clapet 22. La quantité d'air aspirée augmente, et avec elle le travail de compression. Le piston libre n'atteint plus la position de fin de course de détente I, de sorte que la soupape 35 effectue aussi une course plus petite. L'écoulement s'arrête lorsque la soupape 35 commence à ne plus s'ouvrir* En conséquence la pression monte dans,la boite 37 et dans le cylindre 40, et le piston 41 est repous- sé Ters le bas. Ceci a pour effet de régler sur une admission plus grande l'organe de réglage de l'arrivée du combustible.
Lorsque la puissance du compresseur pistons libres a ete ainsi augmentée, il faut, pour que l'on obtienne un réglage stable, que la position de fin de course de detente soit à l'intérieur par rapport à la position I; pour la pleine charge c'est par exemple la position II. L'ouverture et la fermeture momentanées de la soupape régulatrice de pression 35 produisent, dans la boite 37, des fluctuations de pression qui,par suite de la présence de l'étranglement égalisateur 43, se manifestent dans le cylindre 40 au moins dans une me¯ sure réduite, de sorte que le piston 41 vient occuper une position qui correspond à la moyenne de ces fluctuations momentanées de la pression et qui n'obéit pas aux fluctuations rapides de la pression.
La fig. 2 représente le piston libre 5,7 pendant sa course vers l'intérieur. L'articulation 32 s'est écartée du galet 33 et le levier 34 occupe la position la plus haute, dans laquelle la soupape régulatrice de pression 35 est fermée.
Lorsqu'il s'agit de compresseurs à pistons libres comportant plusieurs cylindres composés d'un cylindre moteur et d'un cylindre compresseur, et lorsque l'injection a lieu sans air, chaque cylindre individuel comporte une pompe à
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combustible. La fig. 3 montre les pompes à combustible 30, 30a de deux cylindres moteurs différents, dont les pistons libres occupent des positions différentes, comme cela résulte des positions des leviers 28, 28a, Le régulateur de pres¯ sion 50, qui est relié au collecteur de pression 20 de la fig. 1 au moyen du conduit 51, comporte un piston 52 charge d'un côté par la pression de refoulement qui règne dans le collecteur 20, et de l'autre côté. par un ressort 53.
La tige de piston 54 fait ainsi tourner l'arbre de réglage 56, au moyen du levier 55, en fonction de la pression régnant dans le collecteur 20. Les leviers 57, 57a des pompes 30, 30a, sont fixés sur l'arbre 56 et déplacent l'extrémité de gauche des leviers à deux br as 60, 60a, au moyen de biellettes 58, 58a.
Les tiges 46, 46a du dispositif de transmission 36 (fig. 1) attaquent l'extrémité de droite des leviers 60, 60a, tandis que les tiges 61, 61a, qui partent du milieu, aboutissent à l'organe de réglage du combustible faisant partie des pompes 30, 30a. Aux petites puissances la pression de refoulement est haute et le piston 52 s'abaisse, et avec lui aussi les leviers 57 et l'extrémité gauche des leviers 60. En conséquence les degrés d'admission du combustible diminuent dans tous les cylindres et le réglage commun au moyen du régulateur de pression 50 se charge de la variation lente de la charge de base de toute l'installation.
En plus de cela, toutefois, et par suite de ce que 1.'admission du combustible est réduite, il en résulte que la position de fin de course de détente des pistons libres est ramenée vers l'intérieur et que la soupape régulatrice de pression 35 (fig. 1) de chaque cylindre à piston libre est moins ouverte, de sorte qu'un réglage complémentaire de l' admission du combustible de la pompe 30 a lieu au moyen de la bielle 46, qui monte par suite de ce que la pression est plus grande dans le cylindre
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40. Le piston libre 5 n'atteint alors plus, dans la marche à . , - - - - i - - 0 ¯ . M - -- .7 . .Z ..4-,.. vW.-. T -4- ; 1 ,m I . i--
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teint plus que la position II, la zone de réglage du régulateur de course s'étendant entre les positions extrêmes II et III.
Les dispositifs de transmission 36 se chargent du régla¯ ge complémentaire momentané rapide pour les fortes fluctuations de charge et de l'équilibre entre les divers cylindres à combustion interne du compresseur à pistons libres à plusieurs cylindres. Cet équilibre est rendu nécessaire par les variations inévitables dans l'état de chaque pompe individuelle à combustible, les frottements des pistons libres, le fonctionnement des soupapes du compresseur, etc.
Pour les cylindres de compresseurs 1 simple effet compor¯ tant des chambres de compression extérieures, l'énergie de rappel sert à rappeler les pistons libres et à fournir le travail de compression dans le cylindre moteur. Pour assurer la constance de la marche des pistons libres de compresseurs à pistons libres fonctionnant suivant le procédé Diesel, il est nécessaire que la pression de compression soit atteinte dans le cylindre moteur, pour que le prochain allumage ait sûrement lieu. L'énergie de rappel peut être fournie par exemple par la quantité d'air comprimée restant dans les espaces nuisibles des cylindres compresseurs 3, 4. Si cette quantité d'air ne peut pas fournir assez d'énergie, on peut avoir recours à d'autres matelas d'air dans des cylindres particuliers.
La capacité des espaces nuisibles 14, 15 (fig. 1), et par conséquent la quantité de l'air comprime qui y reste, ou la grandeur de l'énergie de rappel, dépendent de la position de fin de course de détente. Les différentes positions de fin de course de détente pour la marche à vide et la plei¯ ne charge I et II correspondent au degré d'irrégularité des régulateurs de vitesse. Il peut toutefois être indispensable d'obtenir la même position de fin de course de détente pour toutes les charges, de sorte qu'il faut, pour obtenir un réglage de la puissance, la position de fin de course de détente restant la même, parallèlement au dispositif de rappel pour
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les régulateurs de vitesse isodromes, insérer un dispositif de rappel entre la piston de réglage et l'organe de réglage de la puissance.
L'invention assure l'avantage qua le compresseur à pis¯ tons libres peut s'adapter de lui-même à la charge de la machine motrice montée en aval de ce compresseur, et que La cd-nstance de la marche des pistons libres est assuréa par un dispositif de réglage simple et peu coûteux. En outre le service du compresseur à pistons libres se trouve ainsi sim- plifié et il se réduit sensiblement à la mise en marche du compresseur.
Au lieu que le dispositif travaillant en fonction de la position de fin de course de détente du piston libre agisse sur l'organe de réglage de l'arrivée du combus- tible au @ylindre moteur, ce dispositif peut agir sur l'or¯ Cane de réglage de l'arrivée de l'air à ce cylindre, sur l'organe de réglage de la pression de l'air de charge complémentaire pour le même cylindre, ou sur l'organe de réglage monté dans l'orifice d'échappement des gaz.
Il peut agir sur ces organes individuellement ou sur plusieurs de ces organes simultanément ou successivement, cette action étant telle que, lorsque la position de fin de course de détente varie et se trouve reportée vers l'extérieur, ces organes sont déplacés de façon que la puissance produite dans le cylindre moteur soit réduite, tandis que si la position de fin de course de détente est reportée vers l'intérieur, vers la chambre de combustion qui se trouve entre les pistons libres, l'action exercée sur les organes mentionnés tend à augmenter la puissance pour assurer un réglage stable.
Le dispositif de transmission hydraulique ou pneumatique peut être construit de façon que, si un dérangement se produit dans l'arrivée du fluide sous pression par le conduit 38, ou si la pression manque, l'arrivée du combustible soit réglée à une admission nulle ou que les autres organes soient amenés à la position
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Si. le réglage de la puissance du compresseur à pistons libres est effectué par exemple % la main, le dispositif opérant en fonction de la position de fin de course de détente des pistons libres peut servir uniquement à agir sur l'orga.., ne de réglage de la puissance dans le sens d'une réduction lorsqu'une position de fin de course de détente maxima se trouve dépassée, c'est à dire servir uniquement de dispositif de sûreté .
Lorsqu'il s'agit de compresseurs à pistons libres à plusieurs cylindres combinés composés de cylindres moteurs et de cylindres compresseurs, les pistons libres fonction¯ nent dans chaque cylindre, par suite de l'absence d'arbre à manivelles, tout à f ait indépendamment de ceux d'un autre cylindre. Lorsque l'arrivée du combustible est réglée en commua, les divers cylindres peuvent fournir des puissances tout à f ait différentes et quelques cylindres peuvent être surchargés, tandis que d'autres ne fournissent rien ou presque rien.
Du fait que les divers cylindres combinés sont munis d'un organe régulateur de puissance et d'un dispositif opérant en fonction de la position de fin de course de déten- te des pistons libres pour agir sur l'organe de réglage, il en résulte l'avantage que la puissance est répartie unifor¯ mément sur tous les cylindres et qu'un débit plus uniforme d'air comprimé avec ou sans mélange de gaz d'échappement est assuré. Toutefois, si les pistons libres d'un cylindre combiné sont reliés positivement aux pistons d'un ou de plusieurs autres cylindres combinés, les organes régulateurs de puissance de ces cylindres peuvent être soumis à l'action d'un dispositif commun opérant en fonction de la position de fin de course des pistons libres d'un cylindre, ce qui simplifie le réglage a et le rend moins coûteux.
L'autre dispositif servant au réglage de la charge de base et agissant, en plus du dispositif de transmission dépendant de la position de fin de course de détente, sur l'organe régulateur de puis¯ sance du cylindre à combustion interne, peut dépendre, au lieu
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de la pression de refoulement, de la température, de la quantité, etc. de fluide moteur envoyé à la machine motrice montée en aval du piston libre, ou d'un autre facteur da fonctionnement de la machine motrice elle-même, par exemple de la vitesse, de la pression, de la température, etc. du fluide moteur en amont ou en aval de la machina.
Au lieu de servir pour des installations dans lesquelles l'air est envoyé une turbine à gaz après avoir été mélangé avec les gaz d'échappement, le dispositif de réglage de la course peut servir aussi par exemple pour des compres- seurs à pistons libres comprimant simplement de l'air. on a alors l'avantage d'une marche en paraalèle simple de différents compresseurs à pistons libres sur un conduit de refoulement commun.
Le réglage de la quantité d'air par étranglement au moyen du clapet 22 peut aussi être remplacé par un étrangle¯ ment dans le conduit de refoulement allant aux cylindres com¯ presseurs. !lorsque ces modes de réglage sont utilisés avantageusement pour les moto-compresseurs jumelés à pistons libres, dans lesquels, pour des raisons de construction, la zone de réglage de l'espace nuisible est étroitement limitée, on peut encore agir sur le refoulement de l'air en faisant varier l'espace nuisible dans le compresseur. Lorsqu'il s'a¯ git de compresseurs pistons libres comportant des chambres de compression extérieures, on obtient ce résultat du fait que l'élongation de la course augmente lorsque l'admission du combustible augmente, et diminue lorsque cette admission diminue.
Un exemple en est donné par le réglage supplémentaire conforme à la fig. 3, réglage suivant lequel la zone de réglage entre les positions I et II de la fig. 1 se déplace graduellement vers l'intérieur lorsque l'arbre de réglage 56 tourne, pour faire place par exemple dans la position extrême
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Dans le compresseur . pistons libres le nombre de courses et le degré d'admission du combustible sont indépendants l'un de l'autre. Toutefois, pour régler le refoulement de l'air, on pourrait aussi faire varier le nombre da courses en faisant varier la masse des pistons libres.
Au lieu du dispositif de transmission hydraulique il peut y avoir aussi un dispositif mécanique ou électrique ou un dispositif combiné, et le cas échéant l'organe de régla.. ge de la puissance peut être ouvert par un choc du piston libre à chaque course.
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stroke regulator device for free-piston, internal combustion motor-compressors.
Unlike machines with cranks, the end-of-stroke position of the free pistons of free-piston compressors varies when the compressor output varies. Or, the expansion end-of-stroke position has an action on the return energy of the compressors. free pistons and consequently on the possibility of ensuring the constancy of the movement of free pis¯ tons.
In order to ensure the constancy of the free piston operation despite fluctuations in the discharge pressure and the compressor flow rate, according to the invention, a device operating as a function of the end-of-run position
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The expansion of a free piston acts on the engine cylinder power regulator. To prevent overloading of individual cylinders, in the case of compressors \ free pistons with several cylinders, the various cylinders are advantageously provided with a power regulator member and with a device operating as a function of the end position of the cylinder. free piston relaxation stroke, and acting on this member.
The power regulator of the engine cylinder can also be subjected to the action of another device actuated as a function of an operating quantity, for example the discharge pressure, of the driving fluid sent to the driving machine mounted downstream. of the free-piston compressor, or of the driving machine itself, for example the number of revolutions. In addition, the device operating as a function of the relaxation end-of-stroke position can be in the form of a hydraulic or pneumatic transmission member comprising a pressure regulating valve opened by the free piston.
An exemplary embodiment of the invention is shown schematically in the accompanying drawing.
Fig 1 is a view of a compressor 1 free pistons comprising a hydr al transmission device between a free piston and the fuel pump adjusting member.
Fig. 2 indicates the positions of the transmission device at internal dead center of the free piston.
Fig. 3 indicates the combined action on the regulating member of the fuel pump from the end of travel position of the free piston and under the action of the discharge pressure of the compressor.
In the cylinder body 1, which comprises the engine cylinder 2 and the compressor cylinders 3, 4, two opposing free pistons 5, 7 and 8, 9 move each consisting of a
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7.9 respectively. The engine cylinder 2 comprises intake ports 10 for the combustion air, exhaust ports 12 for the gases and a fuel valve 13. The compressor cylinders are single-acting and include external compression chambers 14, 15 intake valves 17 and exhaust valves 18.
Both compressors suck out of the suction channel 19.
The compressed air in the compressor cylinder 3 enters through the intake ports 10 into the engine cylinder 2, and the compressed air in the compressor cylinder 4 enters the pressure manifold 20, to which the exhaust ports are also connected. 12 of the engine cylinder 2. On leaving the pressure manifold 20, the mixture enters a non-represented driving machine, for example a gas turbine. The quantity of air sucked in by the compressor is adjusted by means of the valve. discharge 22 mounted in the inlet pipe 23 of the suction channel 19. The position of the valve 22 is regulated by the pressure regulator 24, the piston 25 of which is subjected to the pressure prevailing in the manifold 20 and to the counter- spring pressure 26.
A lever 28, which actuates the piston 29 of the fuel pump 30, is articulated on the guide rod 27 of the piston 5.7.
In the end-of-travel position of the piston 5.7, the articulation 32 of the lever 28 meets the roller 33 of the lever 34, which actuates the pressure valve 35 of the transmission device 36. The transmission device 36 comprises, in in addition to the stopper, the lever 34 with the roller 33, the box 37, the pressure regulating valve 35 with the inlet port 38 and the outlet port 39 for the liquid under pressure, and it further comprises a cylinder 40 and a piston 41 which is charged by the pressure of the pressurized liquid and by the back pressure of the spring 42. An equalizer restriction 43 is located in the communication duct between the box 37 and the cylinder 40.
Rod 44
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piston 4 = 1 acts by means of lever 45 and rod 46 on the member for regulating the supply of fuel to the fuel pump 30, a member which can be for example a relief valve or a valve suction.
The operation is as follows.
When the gas turbine connected to the pressure manifold is running empty, it consumes only little gas and the pressure in the manifold 20 is high, so that the valve 22 is almost completely closed by the piston 25 ,, The power supplied by the free piston compressor is therefore also minimal. The end position of the free piston, 5.7, is at I, so that the roller 33 and therefore the lever 34 are pushed deeply downwards, and the pressure regulating valve is also open until 'in position I, ie wide open and for a relatively long time.
The arrival of the pressurized liquid through the pipe 38 of the box 37 is constant, which means that, the pressure regulating valve being open to the expansion limit position I, pressurized liquid comes out of the box 37 in abundant quantity through the outlet 39. The duration of the opening of the pressure regulating valve is, it is true, small compared to the duration of the free piston stroke, trimmed that the piston free opens this valve only in the extreme position, but for a large number of strokes there is a constant outflow of liquid under pressure. The amount depends on the momentary opening section of the valve, and the pressure varies, in box 37, with the amount of liquid coming out.
The greater the stroke of the pressure regulating valve 35, and therefore also the quantity of liquid which comes out, the lower the pressure in the box 37 and therefore in the cylinder 40,
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and the fuel inlet regulator, in the empty operating position.
Now, if the gas burbine connected to the manifold 20 is loaded, the pressure in the latter drops. The piston 25 rises and opens the valve 22. The amount of air drawn in increases, and with it the compression work. The free piston no longer reaches the expansion stroke end position I, so that the valve 35 also performs a smaller stroke. The flow stops when the valve 35 begins to stop opening. As a result, the pressure rises in the box 37 and in the cylinder 40, and the piston 41 is pushed down. This has the effect of adjusting the fuel inlet regulator to a larger intake.
When the power of the free piston compressor has been increased in this way, in order to obtain a stable adjustment, the detent limit switch position must be inside with respect to the I position; for full load it is for example position II. The momentary opening and closing of the pressure regulating valve 35 produces, in the box 37, pressure fluctuations which, due to the presence of the equalizing constriction 43, appear in the cylinder 40 at least in one month. ¯ sure reduced, so that the piston 41 comes to occupy a position which corresponds to the average of these momentary fluctuations of the pressure and which does not obey the rapid fluctuations of the pressure.
Fig. 2 shows the free piston 5.7 during its inward stroke. The hinge 32 has moved away from the roller 33 and the lever 34 occupies the uppermost position, in which the pressure regulating valve 35 is closed.
In the case of free-piston compressors comprising several cylinders composed of an engine cylinder and a compressor cylinder, and when the injection takes place without air, each individual cylinder comprises a pressure pump.
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combustible. Fig. 3 shows the fuel pumps 30, 30a of two different engine cylinders, the free pistons of which occupy different positions, as this results from the positions of the levers 28, 28a, The pressure regulator 50, which is connected to the pressure manifold 20 of fig. 1 by means of the conduit 51, comprises a piston 52 loaded on one side by the discharge pressure which prevails in the manifold 20, and on the other side. by a spring 53.
The piston rod 54 thus turns the adjustment shaft 56, by means of the lever 55, according to the pressure prevailing in the manifold 20. The levers 57, 57a of the pumps 30, 30a, are fixed on the shaft 56. and move the left end of the two-arm levers 60, 60a, by means of links 58, 58a.
The rods 46, 46a of the transmission device 36 (fig. 1) attack the right end of the levers 60, 60a, while the rods 61, 61a, which start from the middle, end at the fuel adjustment member making part of pumps 30, 30a. At low powers the delivery pressure is high and the piston 52 lowers, and with it also the levers 57 and the left end of the levers 60. As a result the fuel intake degrees decrease in all the cylinders and the adjustment. common by means of the pressure regulator 50 takes care of the slow variation of the base load of the whole installation.
In addition to this, however, and as a result of the reduced fuel intake, the result is that the relaxation end position of the free pistons is returned inward and the pressure regulating valve 35 (fig. 1) of each free piston cylinder is less open, so that further adjustment of the fuel inlet of the pump 30 takes place by means of the connecting rod 46, which rises as a result of the. pressure is greater in the cylinder
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40. The free piston 5 then no longer reaches, in the step at. , - - - - i - - 0 ¯. M - -. 7. .Z ..4 -, .. vW.-. T -4-; 1, m I. i--
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dyed more than position II, the stroke regulator adjustment area extending between extreme positions II and III.
The transmission devices 36 take care of the rapid momentary complementary adjustment for the large fluctuations in load and of the balance between the various internal combustion cylinders of the multi-cylinder free piston compressor. This balance is made necessary by the inevitable variations in the condition of each individual fuel pump, the friction of the free pistons, the operation of the compressor valves, etc.
For cylinders of single-acting compressors comprising external compression chambers, the restoring energy serves to recall the free pistons and to provide the compression work in the engine cylinder. To ensure the constancy of the operation of the free pistons of free piston compressors operating according to the Diesel process, it is necessary that the compression pressure be reached in the engine cylinder, so that the next ignition takes place surely. The restoring energy can be supplied, for example, by the quantity of compressed air remaining in the harmful spaces of the compressor cylinders 3, 4. If this quantity of air cannot supply enough energy, recourse can be had to d 'other air mattresses in particular cylinders.
The capacity of the harmful spaces 14, 15 (fig. 1), and consequently the quantity of compressed air which remains there, or the magnitude of the return energy, depend on the limit position of the relaxation stroke. The different relaxation end positions for idling and full load I and II correspond to the degree of irregularity of the speed regulators. However, it may be essential to obtain the same detent limit switch position for all loads, so that, to obtain power adjustment, the detent limit switch position must remain the same, at the same time. to the recall device for
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isodrome speed regulators, insert a return device between the regulating piston and the power regulator.
The invention ensures the advantage that the free piston compressor can adapt itself to the load of the prime mover mounted downstream of this compressor, and that the speed of the free pistons is provided by a simple and inexpensive adjustment device. In addition, the service of the free-piston compressor is thus simplified and is significantly reduced when the compressor is started.
Instead of the device working as a function of the free piston relaxation end-of-travel position acting on the element for adjusting the arrival of fuel to the engine cylinder, this device can act on the or¯ Cane. for adjusting the air supply to this cylinder, on the adjuster of the additional charge air pressure for the same cylinder, or on the adjuster mounted in the exhaust port gases.
It can act on these members individually or on several of these members simultaneously or successively, this action being such that, when the limit position of the expansion stroke varies and is transferred outwards, these members are moved so that the power produced in the engine cylinder is reduced, while if the position of the end of the expansion stroke is transferred inwards, towards the combustion chamber which is located between the free pistons, the action exerted on the mentioned components tends to increase power to ensure stable tuning.
The hydraulic or pneumatic transmission device can be constructed in such a way that if a disturbance occurs in the supply of pressurized fluid through line 38, or if the pressure is lacking, the fuel supply is set to zero intake or that the other organs are brought to the position
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If the power adjustment of the free-piston compressor is carried out by hand, for example, the device operating according to the limit-of-travel position of the free pistons can only be used to act on the organ. for adjusting the power in the direction of reduction when a maximum expansion limit switch position is exceeded, ie serving only as a safety device.
In the case of free-piston compressors with several combined cylinders composed of driving cylinders and compressor cylinders, the free pistons operate in each cylinder, due to the absence of a crankshaft, while f ay independently of those of another cylinder. When the fuel supply is regulated in commua, the various cylinders can provide quite different powers and some cylinders can be overloaded, while others provide nothing or almost nothing.
Due to the fact that the various combined cylinders are provided with a power regulating member and with a device operating as a function of the expansion limit position of the free pistons to act on the regulating member, this results in the advantage that power is distributed evenly over all cylinders and that a more uniform flow of compressed air with or without mixed exhaust gas is ensured. However, if the free pistons of a combined cylinder are positively connected to the pistons of one or more other combined cylinders, the power regulating members of these cylinders may be subjected to the action of a common device operating as a function of the end position of the free pistons of a cylinder, which simplifies the adjustment a and makes it less expensive.
The other device serving to adjust the base load and acting, in addition to the transmission device depending on the expansion limit switch position, on the power regulator of the internal combustion cylinder, may depend on, instead
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discharge pressure, temperature, quantity, etc. of driving fluid sent to the driving machine mounted downstream of the free piston, or of another operating factor of the driving machine itself, for example speed, pressure, temperature, etc. motor fluid upstream or downstream of the machine.
Instead of being used for installations in which air is sent to a gas turbine after having been mixed with the exhaust gases, the stroke regulator can also be used, for example, for free-piston compressors compressing just air. we then have the advantage of a simple parallel operation of different compressors with free pistons on a common discharge duct.
The adjustment of the quantity of air by throttling by means of the valve 22 can also be replaced by a throttle in the discharge duct going to the pressure cylinders. ! when these adjustment modes are advantageously used for twin motor compressors with free pistons, in which, for construction reasons, the adjustment zone of the harmful space is closely limited, it is still possible to act on the discharge of the air by varying the harmful space in the compressor. When it comes to free-piston compressors comprising external compression chambers, this result is obtained because the elongation of the stroke increases when the fuel intake increases, and decreases when this intake decreases.
An example is given by the additional adjustment according to fig. 3, adjustment according to which the adjustment zone between positions I and II of FIG. 1 gradually moves inward as the adjusting shaft 56 rotates, to make room for example in the extreme position
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In the compressor. free pistons the number of strokes and the degree of fuel intake are independent of each other. However, to adjust the air delivery, the number of strokes could also be varied by varying the mass of the free pistons.
Instead of the hydraulic transmission device there may also be a mechanical or electrical device or a combined device, and where appropriate the power regulator can be opened by a shock of the free piston at each stroke.