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Machine à piston à gaz chaud mono- ou multi-cylindrique.
Les machines à piston à gaz chaud, tels que les moteurs à gaz chaud et les machines frigorifiques travaillant suivant le principe inverse de celui du moteur à gaz chaud se prêtent à la fabrication en grande série. Il en est particulièrement ainsi pour les petits moteurs tels qu'utilisés pour l'entraînement de petites génératrices, dans de petites machines de traction, ainsi que pour les machines frigorifiques domestiques.
Pour de telles machines à piston à gaz chaud, à fabriquer en grande série, et qui, en général, sont de petite puissance, le montage doit être aussi simple que possible et les inspections et réparations éventuelles doivent pouvoir s'effectuer rapidement sans nécessiter d'importants travaux de démontage.
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D'autre part, il peut être important de réduire le nombre d'organes. En particulier,dans la machine à piston à gaz chaud, dont, comme on le sait, les cylindres ne comportent ni robinets, ni soupapes, ni tiroirs ou autres organes de distribution de ce genre et qui a donc permis d'éliminer un gra.nd nombre d'organes indispensables dans les autres moteurs à combustion, il est désirable que la simplicité de construction ne soit pas gâchée par l'utili- sation d'un grand nombre de tiges filetées, de boulons, de vis et d'écrous avec bagues, rondelles, etc..
La présente invention fournit une machine à piston à gaz chaud de construction particulièrement simple grâce à ce que dans une machine à piston à gaz chaud,, mono- ou multicylindrique, dans laquelle se déplacent les pistons munis de tiges de piston et dont chaque cylindre comporte des éléments échangeurs de chaleur, chaque cylindre constitue un élément de construction indépendant et que la machine comporte une plaque de montage dans laquelle se trouvent les guides des tiges de piston, qui sont reliés à cette plaque par un assemblage fileté simple, concentrique à l'axe du cylindre, et reliant en même temps le cylindre à la plaque de montage.
Par élément échangeur de chaleur, on entend ici des éléments servant à l'échange d'énergie calorique, l'expression "élément échangeur de chaleur" étant uniquement utilisée pour sa simplicité.
De cette manière, on évite les pièces moulées compliquées, telles que les blocs de cylindre qui sont difficiles à fabriquer et dont le parachèvement nécessite bien souvent un outillage spécial. La plaque de montage est très simple; le cylindre, lui aussi, peut constituer un organe facile à réaliser et à parachever. Cette disposition présente l'avantage qu'il suffit d'un seul assemblage fileté pour a.ssembler les organes mentionnés; la
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description des figures des dessins annexés fera ressortir d'au- , tres avantages de l'invention.
De préférence, conformément à l'invention, l'élément échangeur de chaleur qui sert à conduire la chaleur du fluide actif de la machine à piston à gaz chaud vers l'extérieur est relié au cylindre par un assemblage fileté simple, concentrique à l'axe de la machine. Cette disposition facilite la fabrication, le mon- tage et le démontage. Suivant l'invention, on peut aussi relier Isolément échangeur de chaleur précité à la plaque de montage à l'aide d'un assemblage fileté simple, concentrique à l'axe du cylindre. Dans ce cas, on peut donc démonter le cylindre sans qu'il soit nécessaire de détacher l'élément échangeur de chaleur, ce qui facilite l'inspection ou la réparation éventuelle.
De préférence, aussi conformément à l'invention, on relie l'élément échangeur de chaleur qui sert à conduire de l'extérieur de la chaleur au fluide actif dans la machine à piston à gaz chaud, à l'aide d'un assemblage fileté simple, concentrique à l'axe du cylindre, à l'autre élément échangeur de chaleur.
Dans une autre forme d'exécution de l'invention, l'assemblage précité est réalisé à l'aide de cales disposées concentriquement à l'axe du cylindre, ce qui simplifie encore le montage et le démontage de cet organe. Enfin, aussi conformément à l'invention, les canaux qui, dans la machine à piston à gaz chaud multi-cylin- drique à double effet, relient entre-eux les,divers cylindres sont constitués par des creux ménagés dans la plaque de montage.
Le grand avantage de cette forme d'exécution saute immédiatement aux yeux lorsqu'on considère que dans un assemblage fileté concentrique il n'est jamais possible de déterminer avec une tolérance de di- xièmes de millimètre la position relative de deux¯organes assem- blés ; si l'on reliait entre eux les cylindres par exemple à l'aide de tuyauteries à bride ou de raccords vissés, il en résulterait
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toujours des difficultés lors du montage.
Dans la forme d'exécution décrite de l'invention, ces difficultés sont entièrement éliminées, vu qu'il existe une communication, entre un cylindre et un canal d'une part et ce canal et un autre cylindre d'autre part et pratiquement il importe peu que les cylindres se trouvent par rapport au canal dans des limites rigoureusement déterminées. Il va de soi que la dernière disposition mentionnée facilite le montage du moteur.
La description du dessin annexée donné à titre d'exem- ple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent ta.nt du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de l'invention.
Sur la Fig. 1, 1 est un cylindre d'un moteur à gaz chaud multicylindrique à double effet et 2 une partie de la plaque de montage. Dans le cylindre 1 peut se déplacer un piston 3, qui comporte une tige de piston 4 et une bielle de commande 5.
La tige de piston 4 traverse un guidage rectiligne 6. Pour sa fixation sur la plaque de montage 2, le cylindre 1 comporte une partie 7 à diamètre intérieur plus petit, dans laquelle s'adapte la. partie supérieure du guide droit 6; comme ce guide est partiellement fileté, il suffit d'un écrou 8 pour fixer le guide et donc le cylindre 1 dans la plaque de montage 2. Le centrage exact du cylindre et du guide ainsi que la détermination de la position relative des deux organes ne nécessitent que trois surfaces parachevées, savoir, a, b, et c.
Le cylindre 1 porte une gaine 9 en matériau très mince, qui constitue la partie supérieure du cylindre. Le piston 3 est représenté dans sa position supérieure. Les segments de piston ne touchent donc pas la gaine 9.
Sur la plaque de montage 2 est vissé l'élément échangeur de chaleur, dans ce cas, le réfrigérant 10. Ce réfrigérant
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comporte des nervures intérieures 11 et des nervures extérieures 12. Les nervures extérieures 12 sont léchées par un fluide réfrigérant tandis que le fluide actif à refroidir du moteur à gaz chaud lèche les nervures intérieures 11.
A sa partie supérieure, le réfrigérant 10 comporte une bride filetée. A cette bride est fixé, à l'aide d'un écrou borgne 14, un élément échangeur de chaleur 16, dans ce cas un réchauffeur, muni de nervures intérieures 17 et de nervures extérieures 18. Le fluide actif à réchauffer du moteur à gaz chaud lèche les nervures intérieures 17; les gaz de combustion d'un brûleur non représenté sur le dessin lèchent les nervures extérieures 17.
La tête 19 du moteur forme un ensemble avec le réchauffeur 15 ; en outre, cet élément de construction maintient en place un récupérateur 20.
Dans une machine à pistons à gaz chaud multi-cylindrique, les espaces formés tant au-dessus qu'au-dessous d'un piston, doivent être en communication libre avec des espaces analogues d'autres cylindres. A cet effet, la plaque de montage 2 comporte des canaux 21 et 22. Le canal 21 relie la partie du cylindre se trouvant sous le piston, par un creux 23 ménagé dans le guide de la tige de piston 6 et dans le cylindre 1, à un espace situé audessus du piston dans un autre cylindre, tandis que l'espace formé au-dessus du piston dans le cylindre 1 communique, par le canal 22, avec l'espace formé sous le piston dans un autre cylindre.
Il va de soi que tant la fabrication que le montage et le démontage du moteur à gaz chaud décrit sont très simples. En outre, il suffit de deux écrous pour fixer l'ensemble du cylindre avec le réchauffeur, le récupérateur, le réfrigérant et le guide de la tige de piston correspondante. Le raccordement avec le canal 22 s'effectue dans toute position du cylindre 1, tandis que le raccordement au canai 22 ne nécessite pas de parachèvement particu-
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lièrement précis.
Les parties filetées et les écrous peuvent êtreà une seule ou à plusieurs entrées; il est aussi possible de supprimer une ou plusieurs des parties filetées et de les remplacer par un assemblage à baïonnette.
Sur la fig. 2, 10 représente de nouveau le réfrigérant 13 la bride du réfrigérant, 15 le réchauffeur et 20 le récupérateur.
Ici, le réchauffeur et le réfrigérant ne sont pas assemblés par un écrou borgne, mais à l'aide d'un assemblage par cales constitué par deux parties 24 qui sont assemblées à l'aide de boulons qui passent dans les oeillets 25. L'un des jeux d'oeillets 25 peut éventuellement être réalisé sous forme de charnière. Cette construction fournit aussi un assemblage simple, sûr et facile à détacher .
La fig. 3 montre schématiquement le montage dune machine à piston à gaz chaud à double effet comportant 4 cylindres; les axes des quatre cylindres se trouvent sur un cercle, les pistons agissent sur un mécanisme à disque de nutation et la plaque de montage, sur laquelle sont montés les cylindres, peut affecter la forme représentée schématiquement en 31.
La fig. 4 montre schématiquement un autre montage; dans celui-ci, les axes des cylindres 32 se trouvent au sommet d'un losange, et les pistons agissent sur un vilebrequin qui se trouve au centre. Dans ce montage, dit en V, la plaque de montage peut affecter la forme schématiquement représentée en 33.