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Installation de refoulement de liquide réfrigérant, en parti- culier pour Moteurs à combustion interne, compresseurs et autres engins analogues.
La présente invention se rapporte à des installations destinées à produire un courant de liquide réfrigérant pour le refroidissement des moteurs à combustion, des compresseurs et d'autres engins analogues. On connaît déjà, pour produire ce courant,l'emploi de gaz sous pression qui sont disponibles pen- dant le fonctionnement de la machine qu'il s'agit de refroidir et qui sont constitués, par exemple, par l'air de balayage, par
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les gaz d'échappement d'un moteur à combustion, par les gaz refoulés per un compresseur ou par d'autres gaz analogues. A cet effet, on a utilisé soit l'énergie dynamique de ce gaz sous pression (dans les appareils à jet), soit l'énergie sta- tique de ce gaz.
Dans les installations de ce dernier genre, on a introduit le gaz sous pression, en un endroit situé a un niveau relativement bas au-dessous de la surface de la réserve de liquide, dans un tuyau de montée du liquide, de telle ma- nière qu'il s'y forme un mélange de gaz et de liquide ,qui, par suite de son poids spécifique relativement faible par rapport au liquide non mélangé, peut s'élever à une certaine hauteur au- dessus du niveau précité de liquide.
Ces installations présen- tent bien l'avantage qu'elles n'exigent aucune espèce d'organes en mouvement pour la production du courant de liquide et que leur rendement ainsi que la sécurité de leur fonctionnement sont sensiblement plus grands que ceux des appareils à jet, mais ils présentent l'inconvénient que ces installations doivent s'éten- dre, dans le sens de la hauteur, d'une quantité totale, supé- rieure dans tous les cas au double de la hauteur qu'il s'agit de vaincre (différence de niveau + résistance à l'écoulement).
Cette grande étendue dans le sens de la hauteur est extraordi- nairement gênante, notamment dans le cas des machines installées sur les véhicules, parce que précisément pour eux les dimensions en hauteur sont généralement étroitement limitées.
D'autre part, il appartient au domaine connu d'employer, pour refouler un liquide réfrigérant, la force vive des gaz d'é- chappement sortant d'un moteur, en laissant agir ces gaz sur une certaine quantité de liquide qui se trouve dans un réservoir pourvu, comme l'est une pompe à piston, de soupapes d'aspiration etde refoulement. A chaque impulsion des gaz d'échappement, une partie de cette quantité de liquide est refoulée, à travers les suupapes de refoulement, dans la tuyauterie de refoulement, tan- dis que, pendant les intervalles de temps, du liquide afflue dans le réservoir à partir d'un réserve et en passant par les soupapes
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d'aspiration.
Comme les variations de pression utilisables à, l'échappement sont en général faibles, seules des résistances représentant une faible hauteur peuvent être surmontées. Les impulsions de l'échappement ne peuvent d'autre part pas se suc- céder trop vite, mais doivent se suivre à des intervallesd'une durée suffisamment longue. Ce mode de refoulement pose donc comme condition préalable des moteurs dont les temps moteurs et les cylindres sont peu nombreux (par conséquent, autant que possible des moteurs monocylindriquesà quatre temps tournant lentement).
Il en résulte que pour des moteurs mulitcylindriques et à gran- de vitesse (par exemple pour des moteurs destinés à être montés sur des véhicules) ou que pour -vaincre des hauteurs correspon- dant-'à de grandes résistances, ce mode de refoulement du liquide réfrigérant ne convient pas. De plus, contre ce mode de refoule- ment s'oppose le fait que l'eau est rendue impure par les resi- dus (huile, noir de fumée, goudron, etc.) contenus dans le gaz d' échappement.
La présente invention a pour but de perfectionner ce dernier mode de refoulement (déplacement du liquide par la pression des gaz) de manière qu'il soit applicable aussi aux mo- teurs à grande vitesse comportant un nombre quelconque de cylin- dres et en,particulier aussi aux moteurs à deux temps,, qu'en ou- tre il puisse vaincre des résistances représentant de grandes hauteurs et qu'il convienne aussi bien à Inapplication aux ins- tallations à machines fixes qu'à celles à machines transportables.
Conformément à l'invention, à la partie supérieure du réservoir qui reçoit le liquide réfrigérant et dont la par- tie inférieure est reliée, par des soupapes d'aspiration, à un réservoir d'alimentation et, par des soupapes de refoulement, au tuyau de refoulement, est relié à un organe de commande qui, sui- vant son réglage, relie la partie supérieure de la chambre vide du réservoir de refoulement, soit à une source de gaz sous pres= sion, soit à un espace sous pression plus faible (par exemple à l'atmosphère); cet organe de commande est mis en mouvement à
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partir .à<: la i.:2cÏ1,e qu'il s'agit (le refroidir de façon qu'il établisse ces communications ûutoaJ<;:.tic;.uel11ent, successivement et alternotivament, a des intervalles d'une durée déterminée.
1,.;10: dispositif permet d'utiliser, comme gaz pour le re- l'<..,ül:'[.1cn".:. du. liquide- réfrigérant, au lieu de gaz d'échappement,
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ur. autre gaz se trouvant a une pression relativement élevée,
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poi. exemple de l'sir de oalc.yage ou , dans le cas de compres- Deure, cu gaz prélevé su tuyau de refoulement du compresseur vu ç. un e'uag'e de cOfl1preSD:Lc,r,; il s'ensuit que la hauteur de la rbsistEncE-' a vaincre peut sussi être plus élevée que ce qui est püSSJ..Dl'2 c,ins 11 utilisation des jaz d'éc11""Pgement..!..Je oeaz en- ployé pour Le re1.úulement peut se trouver sous une pression cons- t"ntE' ou, sous une 9 pc; 88iun x'c,tlCLG'f!!en'r.
Vè..t llab.Le, parce que les vrietions 1+nics ào à pression du zàz atîssani sur le contenu 0.1.1 réservoir qui sont nécessaires pour le refoulement du liqui- c.e, 8vL,'G ?rÚvoQues por 1.'Or'une de eo;;1n:anàe , un peut cine em- ployer é,2'1: If':::.ent cotucie iaz de refoulement, du gaz, prélevé a eS machines él. ftial'Che rapide, dont la pression varie en 1vrïC- tion de la vitesse de la uachine, par conséquent très rapiaeinent é. un organe de COml1Ûe, lin peut aussi relier plusieurs r8E'rvGn'S de re1'úulement qui engendrent chacun un courant psr- ulculier de liquide réi'rigérant. l.oO\1:u:
J.0 il importe en sibnèral pour les courants de liqui-
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de réfrigérant qu'en un temps détermine seulement une quantité
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cèteraïaëp de liquide rérrigérant soit amenée aux endroits au'il ,
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s'agit de refroidir, tandis que la régularité du courant ne joue qu'un rôle accessoire, on peut choisir pour les changements
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.succc8sL:
s de pus.-c2Gr. dc i'orgtne de commande des intervalles de temps d'une durée relativement grande, de i'agon que le re- foulement du liquide corresponde au refoulement d'une pompe a piston Ó. simple action, trmvaiilant lentement, ceci présente l'avantage que Loutes les phases du mouvement se déroulent d'une
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façon relativement lente, de- sorte que les accélérations des
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soupapes conservent par conséquent aussi une faible valeur, ce qui donne également une faible valeur aux résistances nui- sibles, et qu'il en résulte un en'et utile satisfaisant du refoulement, par conséquent, lorsqu'on applique l'installation objet de l'invention a une machine dont l'arbre vilebrequin tournera une grande vitesse, l'organe de réglage, qui peut affecter par exemple la ferme d'un tiroir rotatif,
peut tour- ner à une vitesse beaucoup plus faible que cet arbre vilebre- quin.
Comme de plus un tel organe de commande rotatif ne doit pas nécessairement se déplacer d'une manière absolument régu- lière, sa commande peut avoir lieu,également a partir d'un or- ga'ne de machine animé d'un mouvement de va-et-vient ou d'un mouvement oscillant, a l'aide d'une transmission qui se meut librement dans un des sens du mouvement, au lieu d'avoir lieu a partir d'un organe de machine rotatif. il s'ensuit que l'ins- tallation objet de l'invention peut aussi être utilisée telle quelle dans les machines dites a pistun liera qui n'ont que des organes animés d'un mouvement de va-et-vie.nt, métis qui ne présentent pas d'organes a rotation continue.
Dons le cas où a 1'endroit ( a la source) où l'on prend le gaz sous pression utilisé pour le refoulement du liquide réfrigérant, il ne règne pas de pression constante mais une pression variable, comme c'est souvent le cas pour' les réser- v oirs a air de balayage., il convient de prevoir , dans la par- tie de la tuyauterie de prélèvement de gaz sous pression si- tuée entre la source de gaz sous pression et l'organe de com- mande, une soupape de retenue qui s'ouvre vers cet organe de commande, uette disposition a pour effet qu'il règne toujours dans la chambre à gaz du réservoir de refoulement le.' pression la plus élevée qui règne à la source du gaz sous pression,
parce que la soupape de retenue se ferme aussitôt que la pres- sion du gaz baisse de nouveau à la source.
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ije-nr. le tuyau qui conduit de lorgane de commande au réservoir ae 1"'01' uuH' mE; nt, de même que dans le tuyau cl'évacua- t1-0X. allant de i organe de commande- a l'espace où règne une pression plus faible; un peut monter des organes réducteurs de section, par un réglage convenable de ces organes, on peut modifier la quantité de gaz obtenus a chaque cycle de commande
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et, psr conséquent aussi; le quantité de liquide r8r'üu.lfi a chaque cycle de commande, On peut disposer également de tels organes réducteurs de section dans le courant du liquide, de-
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vant eu derrière le regprvoir de refoulement.
Le dessin annexé représente a titre d'exemples deux modes d'exécution de l'objet de l'invention. Sur ce dessin, la figure1 montre l'application de l'invention à un
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mctear diesel polycylindrique a deux temps, les figures2 a 4 montrent, a plus grande échelle, l'or-
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gane de eontmande de l'installation suivant la figure 1, cet organe étant représenté en coupe transversale suivant la ligne
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.J...J..-.L.1. de cette figure et en différentes positiuns et la liture o montre l'application de l'invention a un groupe moteur-compresseur a pistons libres.
La figure 1 représente un moteur Diesel polycylindri-
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que, a deux t&cips; comportant les cylindres moteurs 1, le cylindre 2, de le. pompe de balayage, le réservoir' 3 d'air, de . ;lyGe, 1' Grbre vilebrequin 4: et.la pompe a combustible b commandée pcr celui-ci.
Les chemises de re'l'oiúissement des cyl1-Ddrf'S mozeurs se trouvent dans un circuit de refroidisse- ment constitué par une, tuyauterie d'amenée 7 de l'agent refri- gérant, par les cnemises de refroidissement des cylindres, par
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un tuyauterie de sortie b de l'agent réfrigérant, par un pui- VGj,'J..8",t9Ul"' 'v qui divise l'agent réfrigèrent en jets distincts tovP.nt librement a tre-vers l'air, p,r un réservoir d'élimen- tation 10 qui recueille le liquide refroidi et par un appareil
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de refoulement.
L'appareil de refoulement est constitué par un réservoir 11 dont la partie inférieure est reliée, d'un cûté, par un tuyau 22 et des soupapes d'aspiration 13, au re- servoir d'alimentation 10 et de l'autre coté, par des soupapes de refoulement 14, a la tuyauterie '/. partir du réservoir d'air de balayage 3, un tuyau 15 conduit a la boite lb d'un organe de commande u et, de celui-ci, un tuyau 17 conduit a la partie supérieure de la chambre vide du réservoir 11.A la boîte 16 de l'organe de commande est reliée en outre une tubulure 18 s'ouvrant à l'air libre (voir figure 2).
L'organe de commande 20 affecte la forme d'un tiroir rotatif qui tour- ne, dans la diredtion de la flèche (voir figure 2),dans la boite cylindrique creuse 16. il est commandé par une roue a denture hélicoïdale 22 montée sur son axe vertical 21 et ve- nant en prise avec une vis sans-fin montée sur l'arbre vile- brequin 4. L'entrée du tuyau 17 dans la boite 16 est décalée de 90 par rapport au tuyau 16 et l'entrée du tuyau 18 est décalée de 90 par rapport au tuyau 17;
on a évidé le tiroir rotatif 2u dentelle façon que, lorsqu'il se trouve dans une certaine position (voir figure i) , il relie les tuyaux 15 et 17 .L'un a l'autre, et qu'après une rotation de 90 (voir figure 3) il relie l'un a l'autre les tuyaux 17 et 18, mais que, lors- qu' il tourne davantage (voir figure 4), les tuyaux 16 et 18 restent toujours fermés l'un par rapport a l'autre..Le réser- voir d'alimentation lu estpourvu d'un trop-plein 23 qui em- pêche que le niveau de l'eau dans le réservoir ne puisse dé- passer une hauteur déterminée. La perte de liquide réfrigérant causée par evaporation,etc. peut être compensée par un tuyau d'amenée 24.
Dans le tuyau de prélèvement 16 relié au réser- voir d'air de balayage 3 est montée une soupape. de retenue 25 sur laquelle presse un ressort faible 26 et qui s'ouvre vers l' organe de cummande 20. Dans le tuyau 17 est monté un organe réglable de réduction de section 27 et dans le tuyau 18 un or-
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gcne réglable- rc-cuction ce pression 2.
L.''appareil fonctionne de la fagon suivante : à¯ii.iqL:e le tiroir rotatif se trouve dans la position 1 E'r7t'6S Fil'tF par la figure G, CLE l'air Cie balayage peut passer élU réservoir d'air de zalayagc à au réservoir de refoulement 11, grâce a quoi Ul1P partie eu Liquide qui se trouve dans le ré- servoir Il est rel.uu1ee Lt travers la soupape de rel'vu1eI nt 1--=. ue liquide s Ecoule par 1G tuyauterie 7 vers les chemises de ret'-roiuissaent des cylindres moteurs 1 et de la., per 1G tuyau 1:.!?l'lE' o, vers le jWlV'lSt u'' i, i:;;près quoi il entr'e, refroi- ci, o.",n8 1 réservoir d'alimentation 1. uette opératim se pour suit jusqu'au moment de la fermeture du tuyau lo par le tiroir rotatif (:;.\",. ', ce moment, le liquide a atteint le niveau inférieure dans le réservoir il.
Lç)rsçiue le tiroir rotatif ouvre é.1Vl'S le -uL--yau It, une partie du gaz qui se trouve aans le réservoir c.'alimentation 11, peut, sous la pression de la colonne de liquide au réservoir d'alimentation 1v, s'écliapper z. l'air libre, du liquide ",1':rlui;;;.nt alors par les soupapes d'aspiration 1 dans le réservoir de refoulement 11 jusqu'a ce que le tiroir rota Lit v ait ferme le canal 17. far suite de la résistance a l'ÉCVüIC-:l7elî le réservoir 11 ne se rem-
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plit pas alors jusqu'au niveau existant dans le réservoir d'alimentation, mais seulement jusqu'au niveau n, puis le cy-
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cle recommence, e,,,r le réglage convenable des organes réduc- teurs de pression 27 et 2b qui se trouvent dans les tuyaux 17 e1:..L,t>, les résistances (3, l'écoulement ainsi que 1a position des niveau;:
nn et n. et par suite la quantité de liquide a. re- ruLL-Lei- a chaque':; tour de l'organe de commande peuvent être
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modifiés entre certaines limites.
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l.J8 figure b montre un groupe moteur-compresseur a pistons libres..uns le cylindre ",1 du moteur, les deux pis- tons -,LI et ôô cu moteur se déplacent dans des sens upposis
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l'un par rapport à l'autre. chaque piston moteur est relié a un piston compresseur 34 et 35 respectivement; ces pistons compresseurs se déplacent dans des cylindres 36 et 37 de com- presseurs.
Pour assurer que ces mouvements aient lieu exacte- ment dans dessens opposés, on a relié a chacun des pistons com- presseurs une crémaillère, désignéepar 38 et par 39 respecti- vement, de manière que ces crémaillères engrènent, en des en- droits diamétralement opposés, avec une roue dentée 40 qui tourne, mais ne peut pas se déplacer, sur le cylindre 1 du mo- teur. La partie motrice fonctionne a deux temps; l'air de ba- layage est refoulé à la façon connue par la face postérieure des pistons compresseurs 34 et 35 dans un réservoir a air de balaya- ge 43% La machine présente deux. circuits réfrigérants séparés, l'un pour la partie motrice 1 du groupe et l'autre pour la partie qui constitue le compresseur.
Le liquide réfrigèrent est amené aux chemises de refroidissement 41 de la partie mo- trice par un tuyau 47,il la quitte par un tuyau 48 qui con- duit à un pulvérisateur 49. Le liquide retruidi s'ccumule dans le réservoir d'alimentation 50 pour se rendre de la au réservoir de refoulement 51 auquel est relié le tuyau 47.
Le liquide réfrigérant afflue aux chemises de re- freoidissement 42,43 du compresseur par une tuyauterie 47'; il les quitte par une tuyauterie 48' qui conduit a un pulvérisa- teur 49'. Le liquide refroidi s'accumiule dans le réservoir d'alimentation 5u' et se rend de la au réservoir de refoulement 51' auquel est reliée la tuyauterie 47'. uomme dans le mode d'exécution suivant les figures 1 a 4, l'organe de commande logé dans la botte 16 est constitué par un tiroir rotatif et il est relié, par un tuyau la renfermant une suupape de rete- nue 25, au réservoir d'air de balayage 43. La commande du ti- roir rotatif a lieu à partir d'une des crémaillères.
A cet ef- :t'et, on a pourvu la crémaillère 38 d'une rampe peu inclinée 60
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qui é î r- na presque sur fouie le. course de la crémaillère.
Su-' cène ramp? roule un galet e2 sur lequel agit la pression d'un ressort ol, .LE' ,Sc.IE'1:. étant monté sur un brms ù* oscillant autour d'un point rixe bzz, tU galet est relie, par une bielle oo, un levier oscillant 01:) qui est monte librement sur l'arbre z1 du tiroir ruti--t:Li: et qui porte en outre un cliquet b7 venant en prise avec une roue a rochet os c.1ie sur l'arbre il du ti- .!.'vH' x'u'\:.i;<.i1. J.", ii cuite 1 du tiroir rot,tif sont reliés le tu3-au 1, décile de >1-- PÇl> rGppox't au tuyau 1..'::ï, et le tuyau 1 s'ouvrant a 1 1., 11, Lior e et décale a son tour de ;,v pGr rapport eu tuyau 17. Le tuyau 1 se birurqùe en deux embran- cr.ernents o7 et c7l dont l'un (5%> conduit au reservoir de re- roulement ol et l'autre (d-il) au réservoir de rei'oulement ol.l.
Des c.cGnes réducteurs de sectiun 4-1 et 2ie sont montes dans les tuyaux Or et i"1' et un organe réducteur de section z est
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monte d'en .Le tuyau lE*
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Le ionctiurmement est le suivant : renaant la course de va-et-vient des masses libres cons- ti;uées par les pistons au moteur et du compresseur, le galet (o2 ei-l'ectue un mouvement de montée et de descente qui se trdns- r-iei au niécenisme de commande 67}bë de manière que le tiroir rotatif' monté dans la boite ho soit amené a tourner davantage,
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a des intervalles qui se succèdent très rapidement, dans le
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sens ae la rieene représentée, il s'ensuit, comme le montrent les iigures 1 a , que de 1><1r comprimé est admis, a partir du réservoir d'mr de balayage 43, alternativement dans les réservoirs de re'ü1.1.Lement.
vl et 011 et que cet air comprimé rel'OU.Le, a partir de ces derniers, du liquide réfrigérant vers les chemises de reiroiàissement 4l et 2,, cet. air cuinprlnié
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s'ecnappant ensuite a l'air libre de ces reservoirs, après quoi
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cu liquide réfrigérant arriue, a partir des réservoirs d'Ç\1.i.- menW,tion b1-,51-? , dans les reservoirs de refoulement 51,51'.
1-n' produit ainsi, a l'aide d'un seul organe de commande,deux
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courants séparés et indépendants de liquide réfrigérant. il en résulte la possibilité d'adapter les courants individuels aux circonstances qui se présentent, de maintenir par exemple le circuit de refroidissement de la partie de groupe constituent le compresseur dans une zone de température plus basse que celle de la partie motrice du groupe. En outre, on peut, sans fissure spéciale, employer pour les différents circuits des liquides réfrigérants tout a fait différents, par exemple de l'eau dans un cas et un liquide à point d'ébullition plus élevé dans l'au- tre cas.
Au lieu des dispositifs réfrigérants ouverts represen- tés à titre d'exemples (des pulvérisateurs.) : on peut aussi prévoir des dispositifs réfrigérants fermés (comportant, entre l'agent qui cède la chaleur, et celui qui absorbe la chaleur, une cloison séparatrice de transmission de chaleur;, un Tel réfrigérant fermé peut en outre former par construction un ensemble avec le réservoir documentation lu ou 50. Enfin, le réservoir d'alimentation lui-même peut aussi servir en même temps de réfrigérant.
R E V E N D I C A T I @ N S.
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