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Générateur de gaz moteur, constitué par un moto-compresseur à combustion interne à pistons opposés, à deux arbres.
L'invention concerne un générateur de gaz moteur consti- tué par un moteur à combustion interne à pistons opposés, à deux arbres, et par un groupe compresseur et alimentant une machine motrice, secondaire, et elle consiste en ce que le groupe compresseur est-divisé en au moins deux compresseurs individuels montés entre les vilebrequins, tournant en phase deux à deux, dans des sens opposés, actionnés par les vilebre- quins prolongés du moteur Diesel, et absorbant toute la puis- sance du moteur Diesel, de façon non seulement à réduire les fluctuations de pression dans le générateur de gaz moteur, mais encore à assurer l'équilibrage des masses entre les pièces prin- cipales mobiles du moteur Diesel et du groupe compresseur.
Pour obtenir un bon équilibrage de pression dans le ¯
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groupe compresseur, on fait les compresseurs à. pistons à double effet. Pour la partie mobile, tant pour les moteurs Diesel que pour le groupe compresseur, on fait égale à zéro la somme des produits du moment d'inertie par la vitesse angulaire des pièces qui tournent dans le moteur.
La puissance absorbée par les compresseurs partiels actionnés par le vilebrequin supérieur, d'une part, et par le vilebrequin inférieur, d'autre part, est faite avantageusement égale ou sensiblement égale à chaque instant ,
L'invention permet de créer une machine motrice ne comportant pas de forces libres ni de moments libres, même lorsque sa vitesse est accélérée ou ralentie.
Un exemple de réalisation de l'objet de l'invention est représenté schématiquement dans les dessins annexés.
La figure 1 est une coupe verticale partielle dans la direction des vilebrequins, et une coupe de la macliine motrice secondaire.
La figure 2 est une coupe longitudinale d'une machine comportant plusieurs cylindres Diesel et plusieurs compresseurs.
La figure 3 est une coupe verticale perpendiculaire à la direction des vilebrequins.
La figure 4 est une vue d'un groupe compresseur actionné par les vilebrequins prolongés 6 et 7.
La figure 5 est une vue schématique dans laquelle est représentée l'arrivée de l'air des compresseurs et au moteur à combustion interne (Diesel).
Dans la figure 1 le moteur Diesel 1 d'un générateur de gaz moteur est constitué par un moteur à pistons opposés.
Les pistons 2 et sont reliés, par des axes de piston et par les bielles 3 et 3' au vilebrequin supérieur 4 et au vilebre- quin inférieur 5 respectivement. Le groupe compresseur 8 est actionné par les vilebrequins 4 et 5 et il est divisé en au moins deux compresseurs individuels 9¯ et 10, montés entre les vilebrequins, tournant en phase deux à deux, actionnés par les
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vilebrequins prolongés 6 et 7 du moteur Diesel et absorbant toute la puissance de celui-ci.
Entre le moteur Diesel 1 et le groupe compresseur 8 est monté un mécanisme de synchronisation constitué par les roues dentées 11,12,13, 13,qui sont en prise entre elles.
Les deux vilebrequins 4,6, et 5, 7, respectivement tournent exactement synchroniquement; de plus, les masses des principales pièces mobiles du moteur Diesel et du groupe com- presseur sont disposées de telle sorte que leur équilibrage soit obtenu.
Dans la figure 2, les six cylindres du moteur Diesel 1 à pistons opposés et à deux arbres, qui actionnent les vile- brequins 4 et 5 et dont la partie tournante des masses du mé- canisme 'est équilibrée de façon connue, sont combinés avec des compresseurs à pistons de type connu 14, 15, 16, 17 comportant le même équilibrage de façon que les pistons du moteur Diesel aussi bien que ceux des compresseurs fonctionnent en phase deux à deux, et que les deux vilebrequins 4,5, qui ont les mêmes moments de giration, tournent dans des sens opposés. Les vile- brequins 4 et 5 et 6 et 7 sont maintenus respectivement les uns par rapport aux autres à l'endroit des paliers, au moyen de ti-- rants continus 38 et 39 respectivement.
Dans la figure 3 les lumières d'admission d'air 18 et 19 se trouvent sur la face inférieure des cylindres Diesel 22 près du piston 2' ; l'air de balayage et l'air d'alimentation sont envoyés au cylindre Diesel 22. par les conduits 20, ?le par le compresseur 9, 10 (figure 1) et 14, 15, 16,17,respecti- vement ( figure 2). Les lumières d'échappement 83, 24 setrouvent sur la face supérieure du cylindre 22 près du piston 2, et les gaz d'échappement, ainsi que l'air de balayage en excès entrent par les conduits 26, 27, dans la machine secondaire, par exemple une turbine 28. Au sortir de la turbine 28, qui est représentée dans la figure 1, un deuxième conduit de gaz d'échappement 29 est dirigé vers l'extérieur.
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Dans la figure 4 l'air de balayage et l'air d'alimen- tation sont envoyés dans le conduit 21 au sortir des compres- seurs 14, 15. Les soupapes de refoulement 31, 32 sont juste encore ouvertes pour laisser sortir l'air comprimé, qui entre dans le conduit 21. Les soupapes de refoulement 30, 33 sont fermées. L'air aspiré par les soupapes d'aspiration 34, 37 sortira maintenant par les soupapes de refoulement 3U, 33 pendant la course vers l'extérieur. Pendant cette course les soupapes d'aspiration 35, 36, sont ouvertes simultanément, de sorte que l'air comprimé passe de nouveau par les soupapes 31., 32 pendant la course rentrante du piston compresseur.
Dans la figure 5 l'air de balayage et l'air d'alimenta- tion sont aspirés par les soupapes 37 et envoyés aux cylindres du moteur Diesel 1, au moyen des conduits 20, 21, par les son- papes de refoulement 33 des compresseurs 15, 17. Les soupapes de refoulement ainsi que les soupapes d'aspiration de deux cy- lindres compresseurs voisins sont reliés par paires ou bien, comme dans la figure 4,elles sont diamétralement opposées par paires.
Lorsque les compresseurs à pistons sont remplacés par des compresseurs rotatifs, tels que des souffleries rotatives, des turbo-compresseurs et des compresseurs centrifuges ou axiaux, on fait égale à zéro la somme des produits du moment d'inertie des masses par la vitesse angulaire de toutes les pièces princi- pales qui tournent dans le moteur. La puissance absorbée par les compresseurs partiels actionnés par le vilebrequin supérieur d'une part, et par le vilebrequin inférieur, d'autre part, est avantageusement faite égale ou sensiblement égale pour toutes les différentielles de temps.
L'invention offre un générateur de gaz moteur ne coin- portant pas de forces libres ni de moments libres (ni mo@ents de renversement, ni couples), même lorsque son fonctionnement est accéléré ou ralenti. De toutes les machines motrices, seule la
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machine à pistons libres, génératrice de gaz moteur possède cette propriété, mais elle a d'autres inconvénients . La solli- citation du mécanisme intermédiaire servant à synchroniser les deux vilebrequins devient égale à zéro en service normal, ce qui n'est pas le cas pour le moteur connu à deux arbres et à pistons opposés. La pression du gaz moteur, c'est à dire la pression des gaz d'échappement du générateur de gaz moteur, est maintenue par exemple entre 4 kg/cm2 et 8 kg/cm2 à pleine charge.
Dans le générateur de gaz moteur à pistons libres la distance entre les divers cylindres à pistons libres est déterminée par le diamètre des cylindres compresseurs. Même si l'on élève la pression du gaz moteur, le diamètre des cylindres compresseurs est encore considérable vis-à-vis de celui des cylindres Diesel et pour 6 kg/cm2. il atteint par exemple à peu près le triple de ce dernier, ce qui fait qu'il reste beaucoup de place inutilisée entre les cylindres Diesel.
Ceci a pour conséquence qu'une installation dans laquelle les cylindres Diesel sont séparés des compresseurs et étroitement rassemblés offre un avantage économique (en ce qui concerne l'encombrement de la construction, le poids et le prix) vis- à-vis du générateur de gaz moteur.à pistons libres. Ceci est surtout le cas lorsque la pression du gaz moteur dépasse une limite inférieure de 4 kg/cm par exemple. Cet avantage écono- mique devient d'autant plus grand que la pression du gaz mo- teur est fixée à une valeur plus haute.
La chambre de combustion a des dimensions telles que, même pour la pression complète de 4 kg/cm2. au moins pour les gaz d'échappement à pleine charge, la pression de compression ne dépasse pas 120 kg/cm2 dans le cylindre Diesel ;des dispsosi- tions particulières, telles que l'étranglement de l'échappement, l'utilisation de bougies à incandescence, l'étranglement et le chauffage préalable de l'air aspiré, sont prises pour assurer le démarrage et la marche en charge réduite.
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R E S U M E.
Installation motrice comprenant au moins un généra- teur de gaz moteur et une machine motrice secondaire disposée en aval, caractérisée par les points suivants, ensemble ou sépa- rément:
1 Le générateur de gaz moteur est constitué par un moteur à combustion interne à pistons opposés et à deux arbres, connu en lui-même, dans lequel la partie tournante des masses motrices est équilibrée de façon connue et par un compresseur à pistons, connu en lui-même, et muni du même équilibrage, de façon telle qu'aussi bien les pistons du moteur Diesel que ceux du compresseur (ces derniers avec chambre de compression commune ou distincte) se déplacent par paires, en sens contraire et en phase, et que les deux vilebrequins, qui doivent avoir des moments de giration égaux l'un à l'autre, tournent en sens contraire.
2 Lorsque l'on utilise des compresseurs tournants (par exemple des souffleries rotatives, des turbo-compresseurs et des compresseurs centrifuges ou axiaux) au lieu de compres- seurs à pistons, la somme des produits du moment d'inertie par la vitesse angulaire de toutes les pièces principales tournon- tes du moteur est rendue égale à zéro.
3 La puissance prise d'une part par le vilebrequin supérieur, d'autre part, par le vilebrequin inférieur des compresseurs partiels actionnés est rendue égale ou sensible- ment égale à chaque instant.
4 La pression de gaz moteur, c'est-à-dire la pression est des gaz de sortie du générateur de gaz moteur/maintenue égale à au moins 4 kg/cm2 pour la pleine charge.
5 La chambre de combustion a une dimension telle que, même pour la pression des gaz moteurs d'au moins 4 kg/cm2 à pleine charge la pression de compression dans le cylindre Diesel ne dépasse pas I20 atmosphères et il est prévu des dispositions spéciales telles que, par exemple, l'étranglement
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de l'échappement, l'utilisation de bougies d'allumage, 1'étrangle- ment et le réchauffage de 1'air aspiré, de façon à assurer le démarrage et le fonctionnement à charge réduite.