<Desc/Clms Page number 1>
MÉMOIRE DESCRIPTIF
DÉPOSÉ A L'APPUI D'UNE DEMANDE
DE BREVET D'INVENTION la Société dite: N.V.PHILIPS' GLOEILAMPENFABRIEKEN Procédé de démarrage de moteurs à gaz chaud Demande de brevet hollandais en sa faveur du 8 Novembre 1943
L'invention concerne un procédé de démarrage de mo- teurs à gaz chaud. Dès que la chaleur est communiquée aux parties à chauffer,on peut faire démarrer les moteurs à gaz chaudà l'aide de moyens identiques à ceux utilisés pour le démarrage des moteurs a combustion interne.
Il suffit en effet qu'un effort extérieur entraîne le vilebrequin pour entamer le cycle thenno-dynamique, Ce résultat peut 'être obtenu de diverses manières connues à l'aide d'un moteur de démarrage séparé, un moteur électrique par exemple, ou bien en amenant dans le cylindre, au moment requis, de l'air comprimé au-dessus du piston, ce qui provoque le déplacement du piston et, partante du vilebrequin et du volant. La quantité d'air comprimédoit être suffisante pour communiquer aux masses en mouvement une vitesse qui permette de passer de l'entraînement par air compriméà l'entraînement par combustibl e, sans provoquer l'arrêtr du moteur. Ceci requiert toujours une appréciable quantité d'air comprimé.
Après la mise en service du moyen apportant la chaleur, on peut aussi faire démarrer les moteurs à gaz chaud en établis- sant partiellement 1 e cycl e thenno -dynami que, à savoi r en mo di - fiant le volume de la chambre chaude et celui de la chambre froide, de manière qu'une partie du gaz traverse le réchauffeur.
Dans ce cas, la construction du moteur doit permettre l'applica- tion d'un tel procédé, ce qui requiert un accouplement réglable entra les divers pistons ou entre le piston et le balayeur.
L'invention concerne un moteur à gaz chaud dont le démarrage ne requiert pa.s d'accouplements mécaniques spéciaux entre les pistons ou entre les pistons et les balayeurs.
Suivant la présente invention, après la mise en service des moyens de chauffage, dans au moins un certain nombre des cylindres la pression du gaz est portée, de la pression y régnant à la fin de la période de repos, à au moins une fraction de la pression qui, d'après' le cycle, correspond pendant le fonctionnement à la position occupée par le piston dans le cy- lindre considéré.
Au moment de l'arrêt d'un moteur à gaz chaud, la pression dans les divers cylindres est égale à la pression qui correspond, suivant le cycle, à la position du pi ston dans les cylindres.
Après un certain temps d'arrêt, les pressions dans les diverses @
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
enceintps du moteur s'équilibr mt, par suit- du man1ue d'heméticité d0s joints iul séparent ces '3ncr->.ints. C'est ainsi que dans un 1lot"ur à gaz chaud à carter hennétique, du gaz s'infiltrera d8.n'" l3 carter par les segments de piston jusqu'au moment oi la omsion dans les cylindres équilibre celle dans le carter. Dans cet état, il est impossible d'-' f,' *Lr,, d navrer 1e moteur sans 1-'intervention d'une force extérieure. Lorsque lasituation correspondant au cycle est approximativement rétablie dans au moins un certain nombre de cylindres, le moteur peut développer une certaine puissance, qui, en général, suffit pour mettre
EMI2.2
an T.10 uv':m ant les parties mobiles et pour v,4ncr.J le frottement.
Lorsque la situation confo'me au cycle est rétablie dans tous les cylindres, le moteur est à même de fournir le cnuple qui correspond à la pleine charge. En général, ceci n'est pas nécessaire
EMI2.3
do <orte qu'il suffit de se rapprocher de la situation dans un certain nombre des cycles thermo-dyngmiU8s décrits dans le moteur.
Cette approximation peut être obtenue co '11 tri suit: dans 1:s cylindres dont la pression est inférieure à celle lui correspond, suivant le cycle, à la position du piston, on amène une 1uenti t-Ó Mtenninée de gaz ce qui augmente la pression dans ce=! cylindres. La quantitéde gaz requise à cet effet est nota-
EMI2.4
bl!3nt plus petite que la quantité d'air comprimé utilisée pour l émarrage d'un moteur à combustion interne, car,, dans le cas envisagea il suffit d'augmenter une seule fois la pression
EMI2.5
du gaz dans un cylindre. Le darrago par l'air comprima re:ru1rt plusieurs tours du motaur, de sorte que ce procédé implique l'utili.s5.tion d'une 1uant..ité d'air suffisante pour plusieurs cylindres.
Lorsque 1 moteur comporte un carter h8rm:ti lue dans lequel, après une PSriOd'3 de repos, la pression est plus ôlev4e lU3 la pression atmos:>héri1ue, on peut procéder au d--;narrage en laissant échapper une certaine quantité du. gaz d s cylindres dans lesquels la pression qui correspond, dans lue cycle une certaine position du piston doit 'être plus faible 111'" la pression qui y règne pendant le repos. Il va d-, soi que le dtnarr.ge des moteurs à carter ouvert ou des moteurs dont la surpression dans le carter est disparue par suite de l'échappement du gaz dans l'air extérieur, requiert l'introduction de gaz dans les cylin-
EMI2.6
dres qui, suivant le cycl e, devraient '3tre 1 siège d la plus grande surpression.
Les moteurs à gaz chnud approprias à l'application de la présente invention, peuvent comporter un vase sépara renfennant du gaz sous pression et une canali sation entre ce vase et au moins un certain nombre de cylindres, canalisation qui peut comporter une vanne par cylindre. En régime, levase et la canalisation peuvent servir au réglage d'la puissance
EMI2.7
du mot2ur, par 8xr:rnple au réglage de la -juantit, de gaz qui participe au cycle thenno-dynamique.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fers bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui re"!so?t?nt tant du texte un du dessin faisant, bien entendu, partie d-- ladite invention.
La fig. 1 montre le diagr8'llll'11e d'un moteur à un seul cycle thezrao-dynarni ue.
La fig.2 montre un moteur à gaz ch,,.ud à trois cylin- dres, équipé d'un dispositif de démarrage.
<Desc/Clms Page number 3>
La flg.3 montre un dispositif indicateur à utiliser
EMI3.1
sur un moteur à gaz chaud, tel que représente sur la fY g.2.
Sur la fig.l., le diagramme 10 correspond à un cycle themo-dyna*ique lors de la charge normale du moteur. La pression maximun Il dans le cylindre Pmax; la pression minimum est Pmin. Admettons que cette pression minimum 12 soit encore supérieure à la pression atmosphérique, ce qui est général Qii ont le cas dans les moteurs de grande et de moyenne puissance. Lorsqu'un moteur à gaz chaud est à l'arr>,t par suite de la pression plus élevée dans le cylindre, le gaz s'infiltre 'dans le carter le long des pistons du cylindre.
En effet, le joint du piston dans le cylindre, assuré par les
EMI3.2
segments normaux, n'est pas hemétique, de sorte qu'au bout d'un certain temps la pression à l'intérieur du cylindre équilibre cellerégnant à l'extérieur. Lorsque ce carter est hermétique, on y obtient finalement, ainsi que dans tous les cylindres la pression 13. Il est facile de rendre le carter hermétique,, ce qui permet de maintenir longtemps la différence
EMI3.3
de pression entre l'intérieur du cartor et l'ambiance. Dans le cas d'un moteur à gaz chaud à carter ouvert, au bout d'un
EMI3.4
certain temps d'arrêt, la pression dans le cylindre tombera à la valeur 14, égale à la pression atmosphériiue.
Po ur fai re 'démarrer le moteur à gaz chaud sa.ns
EMI3.5
avoir recours à des auxiliaires mécrani lues., il faut, le moteur étant chauffé, rétablir dans le cylindre l'état qui correspond dans le cycle à la position du piston. Si cet état est rétabli dans tous les cylindres, on dispose, au moment du démarrage, du couple de rotation de régime. Dans la plupart des cas, le couple nécessaire au démarrage est moindre, de sorte qu'il est superflu de rétablir dans tous les cylindres l'état qui dans le cycle correspond à la position des pistons et il suffira de se rapprocher de cet état.
La fig.2 montre un mo teur à troiscylindres, dont les manivelles sont décalées de 120 . Les cylindres sont numérotés 1, 2 et 3. Dans ces cylindres se déplacent les pistons 15, 16 et 17, qui sont accouplés à l'aide des trois manivelles 18, 19 et 20 au vilebrequin 21. La figure ne montre pour chaque cylindre, que le mécanisme de bielle d'un seul piston, à savoir celui du piston qui effectue le travail, car la position de ce piston est déterminante pour le point du cycle.
EMI3.6
Si le carter 22 est haxmétiluement séparé de l'ambiance, les trois cylindres 1, 2 et 3 se trouvent à la m'?:me pression 13. Sur la fige 1, les points 1, 2 et 3 du cycle correspondant aux positions des pistons 15, 16 et 17. Pour que, dans cette position, le moteur puisse fournir son couple
EMI3.7
mmal, les pressions dans les trois cylindres devraient atteindre les valeurs indiquées par 23, 24 et 25. Cependant, pour le démarrage du moteur, il suffit que dans au moins l'un des cylindres, la pression se rapproche de la valeur indiquée.
Il faut donc porter la pression dans le cylindre 1 à une valeur supérieure à la pression 13; à cet effet, on introduit dans ce cylindre du gaz fourni par un vase qui communique avec lecylindre par une canalisation 28. Eventuellement on peut amener la pression dans les cylindres 2 et 3 au-dessous
EMI3.8
de la valeur 13 en mettant ces cylindres en commun'cation avec l'air extérieur, de manière que la pression tombe à 1 atmosphère. Le moteur démarre alors dans le sens de la flèche 26. Après la démarrage, il faut que le régulateur de puissance égalise le travail fourni, et partant la quantité de gaz, dans tous les cylindres; ce résultat est obtenu en libérant
<Desc/Clms Page number 4>
du gaz du cylindre 1 et en admettant du gaz dans le cylindre 3 .
Pour faciliter le démarrage du moteur la canalisation 28 de chacun des cylindres ou au moins des cylindres utilisas pour le dé@arrage, comporte une vanne à troisvoies 29. Cette vanne permet de mettre le cylindre en communication soit avec le vase 27, soit avac l'air extérieur, ou bien d'obturer le cylindre.
Le dispositif indicateur, représenté sur la fig., montre les dispositions à prendre dans les divers cylindres pour assurer le démarrage. Les aiguilles 31, 32 et 33 sont solidaires du vilebrequin 21 et indiquent la. position des manivelles et partant celles occupées par les pistons dans les cylindres. Ces aiguilles portent un numèro qui. correspond au cylindre dont elles indiquent la position de la manivelle. Lorsqu'une aiguille portant un munéro déterminé se trouve sur le secteur mir 34 de la bague intérieure 35, ceci implique qu'il faut admettre du gaz dans le cylindre correspondant. L'aiguille sui se trouve sur le secteur hachuré36 indique qu'il y a lieu de diminuer la pression dans le cylindre correspondant. Le moteur démarre alors dans le sens de la flèche 26.
Pour un sens de rotation inverse, le dispositif comporte une seconde bague 37 à indications analogues. Le décalage entre les pistons et les balayeurs doit alors 'être modifié de manière que, dans ce sens derotation, le moteur fournisse aussi du travail; à cet effet, on peut prévoir entre la commande du piston et celle du balayeur un dispositif de décalage connu. Ce dispositif indicateur peut 'être replacé par un jeu de soupapes commandépar une ou plusieurs cernes qui établissent automati turent les communications requises.
Un moteur à gaz chaud à carter ouvert peut être mi s en marche de manière analogue, avec cett restriction cependant qu'il n'est alors possible que d'augmenter la pression dans un seul ou dans plusieurs cylindres au-dessus de la pression atmos- phérique qui y règne. On peut utiliser alors un dispositif indica- teur ou un mécanise automatisue à soupapes tel que décrit avec référence à la fig. 3, maissans secteur 36.
Le mode d'exécution décrit ci-dessus a permis d'exposer le démarrages d'un moteur à trois cylindres dont les manivelles sont décalées de 120 ; des moteurs à troisou à plus grand nombre de cylindres, ainsi que les moteurs à deux cylindres et à mani- velles décalées de 90 environ, peuvent toujours 'être lancés de la manière décrite sans recourir à des précautions spéciales.
Des moteurs à deux cylindras et des moteurs monocylindriques peu- vent être lancés de manière analogue, mais dans ce cas, il se peut qu'aucun des pistons n'occupe la position favorable pour le dmarrcge. Ce genre de moteurs devra donc être amené dans la po- sition favorable pour le démarrage, par exemple par une rotation du vilebrequin.