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PERFECTIONNEMENTS APPORTES AUX INSTALLATIONS, COMPORTANT AU MOINS UNE MACHINE A PISTONS LIBRES, PRODUCTRICE -DE FLUIDE SOUS PRESSION, ET, AU MOINS, UNE MACHINE RECEPTRICE ENTRAINEE PAR LEDIT FLUIDE.
L'invention est relative aux installations comportant, au moins, une machine à pistons libres productrice de fluide sous pression et, au moins, une machine réceptrice entraînée par ledit fluide sous pression.
Il est à noter qu'on comprend, par machine à pistons libres pro- ductrice de fluide sous pression, aussi bien les moto-compresseurs que les auto-générateurs et les moto-pompes. Cependant, l'invention vise, de préféren- ce, les installations comportant des auto-générateurs à pistons libres, c'est- à-dire des machines dans lesquelles l'air comprimé dans la partie compresseur sert dans sa totalité ou au moins dans sa majeure partie à alimenter et à ba- layer le cylindre moteur de la machine dans lequel les gaz de combustion ne subissent qu'une détente incomplèteo Il sort alors des ouvertures d'échappe- ment du cylindre moteur un mélange gazeux chaud et sous pression qui est com- posé de ces gaz de combustion et de l'excédent d'air d'alimentation et de ba- layage.
L'expression "pistons libres" s'applique non seulement à des pis- tons dont les deux points morts peuvent subir des variations mais également à des pistons appelés souvent "semi-libres", n'ayant qu'un seul point mort va- riable,tandis que l'autre est fixe grâce à la présence d'un dispositif ci- nématiqueo
En ce qui concerne la machine réceptrice entraînée par le fluide sous pression débité par la machine à pistons libres, elle peut être une ma- chine à mouvement rotatifs ou à mouvements alternatifs. Cependant, l'inven- tion vise, de préférence, le cas où la machine réceptrice est une' turbine à gaz.
L'invention a pour but de rendre telles les installations du gen-
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re en question qu'elles correspondent mieux que jusqu'à présent aux divers desiderata de la pratiqueo
L'invention consiste principalement à arrêter la machine à pis- tons libres productrice de fluide sous pression par une impulsion de com- mande donnée par la machine réceptrice, lorsque la vitesse de cette dernière dépasse une limite déterminée. De préférence, on fait arrêter la pompe d'in- jection de combustible de la machine à pistons libres par le régulateur de vi- tesse de la machine réceptrice, lorsque cette dernière commence à s'emballer.
L'invention consiste, mise à part cette disposition principale, en certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dpnt il sera plus explicitement parlé ci-après.
Elle vise plus particulièrement un certain mode d'application ain- si que certains modes de réalisation desdites dispositions et elle vise plus particulièrement encore, et ce à titre de produits industriels nouveaux, les installations du genre en question comportant application de ces mêmes dis- positions, les éléments spéciaux propres à leur établissement ainsi que les ensembles fixes ou mobiles munis de ces installations.
Et elle pourra dé toute fagon être bien comprise à l'aide du com- plément de description qui suit ainsi que du dessin ci-annexé, lesquels com- plément et dessin sont, bien- entendu, donnés surtout à titre d'indication.
La figure unique montre schématiquement une installation compor- tant un auto-générateur à pistons libres et une turbine à gaz entraînée par cet auto-générateur, cette installation étant munie d'un dispositif d'arrêt établi selon l'invention.
Selon l'invention et plus spécialement selon celui de ses modes d'application ainsi que selon ceux des modes de réalisation de ses diverses parties auxquels il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préférence, se proposant, par exemple, d'établir une installation comportant un auto-généra- teur à pistons libres et une turbine à gaz qui est entraînée par les gaz sous pression fournis par cet auto-générateur, on s'y prend comme suit ou de fagon analogue.
En ce qui concerne l'auto-générateur à pistons libres, on lui fait comporter, ainsi que cela est connu ; un cylindre-moteur 1, dans le- quel travaille au moins un piston moteur 2, de préférence selon le @cycle
DIESEL à deux temps, ce piston commandant les ouvertures d'entrée 3 et d' échappement 4 du cylindre moteur 1.
On rend solidaire dudit piston moteur 2 un piston compresseur
5, l'ensemble des deux pistons constituant un équipage mobile. On fait tra- vailler le piston compresseur 5 dans un cylindre compresseur 6 dont l'un des compartiments, par exemple celui situé du côté intérieur du piston 5, sert de compresseur proprement dit et est muni, par conséquent, de soupapes d' admission 7 et d'échappement 8, tandis que l'autre compartiment sert d'accumu- lateur d'énergie de retour qui emmagasine l'énergie développée dans le cylin- dre moteur, pendant la course vers l'extérieur, et assure, en restituant l'énergie accumulée aux équipages mobiles,
la course vers l'intérieur de cet équipage lors de laquelle a lieu la compression de l'air aspiré dans le compartiment compresseur et le refoulement de cet air daps le carter 9 de l'auto-générateur, ainsi que la compression de l'air de combustion qui se trouve emprisonné dans le cylindre moteur après la femeture des ouvertu- res 3 et 4 de ce dernier.
A la fin de la course vers l'intérieur, a lieu l'injection de com- bustible dans l'air hautement comprimé dans le cylindre moteur, cette injec- tion ayant lieu à l'aide d'un injecteur 10 alimenté par une pompe de combus- tible 11 qui, elle, est entraînée par l'équipage mobile 2-5, par l'intermé- diaire d'une tige 12 solidaire dudit équipage, d'une biellette 13 et d'un levier 14. Le réglage de la quantité de combustible injecté par cycle est ef- fectué à l'aide d'une tige de réglage 15 faisant, par exemple, tourner, ainsi
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que cela est connu, le piston de la pompe d'injection 11 autour de son axe.
Les gaz moteurs qui sont constitués par un mélange des gaz de combustion incomplètement détendus et de l'excédent d'air comprimé dans le cylindre compresseur et ayant traverse le cylindre moteur 1 sont amenés,par un conduit 16 dans lequel est intercalé un réservoir 17, à l'admission d'une turbine à gaz 18. Cette turbine est ainsi entraînée par ces gaz qui, déten- dus et refroidis, s'échappent par le conduit d'échappement 19.La turbine 18 peut entraîner n'importe quel dispositif approprié, par exemple une dyna- mo 20.
La tige de réglage 15 de la pompe d'injection 11 est commandée par un régulateur de vitesse 21 qui, lui est entraîné par l'arbre 22 de la tur- bine 18. Une tringlerie comportant des leviers à sonnette 23 et 24 ainsi que les tringles 25, 26 transmet les impulsions de commande du régulateur 21 à la- dite tige de réglage 15.
Lorsque pour une raison quelconque la vitesse de la turbine 18 dépasse la vitesse maximum compatible avec un fonctionnement normal de l'ins- tallation, c'est-à-dire lorsque la turbine 18 commence à s'emballer, l'instal- lation doit être arrêtée immédiatement. A cet effet et selon la disposition principale de l'invention, on arrête l'auto-générateur à l'aide d'une impul- sion donnée par le régulateur de vitesse 21. Cet arrêt de l'auto-générateur est pratiquement immédiat et l'installation, par suite d'un tel arrêt de l auto-générateur, se vide de gaz sous pression en quelques dixièmes de seconde.
Tout emballement de la turbine 18 est ainsi rendu impossible.
Pour arrêter l'auto=générateur, on peut agir sur l'un des fac- teurs dont dépend la marche de l'auto-générateur. De préférence, on arrête la pompe d'injection 11. A cet effet,on munit la tige de piston de cette pompe d'un piston auxiliaire 27 qui travaille dans un cylindre 28 et dont le com- partiment inférieur est relié, par une conduite 29, à une source d'air sous pression non représentée. Cette conduite 29 est généralement séparée de la- dite source par une soupape 30 qui se trouve normalement dans sa position fermée.
Cependant, lorsque cette soupape 30 s'ouvre, l'air sous-pression ve- nant de ladite source soulève le piston 27 dans le cylindre 28 et, avec lui, le piston principal de la pompe 11, de sorte que les mouvements alternatifs de ce piston se trouvent arrêtés et l'injection du combustible dans l'auto- générateur interrompue.
La soupape 30 est commandée par le régulateur 21, lorsque la vites- se de la turbine dépasse la susdite limite admissible. A ce moment,les masse- lottes 21a du régulateur 21 s'écartent de l'axe de rotation du régulateur d'u- ne distance telle quelles agissent sur la tige 30a de la soupape 30 et provo- quent l'ouverture de cette soupape.
Il est à noter que seules les installations dans lesquelles le fluide moteur est fourni par une machine à pistons libres permettent d'évi- ter l'emballement de la machine réceptrice par l'arrét de la machine à pis- tons libres car l'une des particularités d'une telle machine consiste dans son arrêt immédiate provoquant également l'arrêt immédiat de tout débit de fluide moteur.
Si le volume intérieur de la conduite 16 et du réservoir 17 prévus entre la machine à pistons libres et la turbine à gaz est particulièrement grand, par exemple par suite d'une grande longueur de la conduite 16, on peut, en plusdes moyens qui provoquent l'arrêt de la machine à pistons libres, en- core prévoir des moyens qui font échapper directement dans l'air ambiant ou un autre espace de pression moindre les gaz moteurs qui se trouvent dans la conduite 16 et le réservoir 17. C'est pourquoi on a muni, dans l'installation représentée par la figure, le réservoir 17 d'une soupape d'échappement 31 qui, normalement est maintenue fermée par un ressort 32 agissant sur un piston 33. Cependant, cette soupape 31 est ouverte dès que la soupape 30 s'ouvre par suite d'un début d'emballement de la turbine 18.
Cette ouverture de la soupa- pe d'échappement 31 est provoquée par de Pair sous pression qui est amené
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sous le piston 33, à l'aide d'une conduite 29a branchée sur la conduite 29.
Des soupapes d'échappement analogues à la soupape d'échappement 31 pourraient également être prévues soit sur le carter 9 de l'auto-généra- teur qui sert de réservoir pour l'air comprimé par le cylindre compresseur 6, soit sur l'accumulateur d'énergie pneumatique constitué par le comparti- ment extérieur de ce même cylindre 60 On pourrait également prévoir des sou- papes d'échappement du genre indiqué à la fois sur deux ou trois des susdits espaces.
Enfin,on pourrait également encore prévoir,dans la conduite 16, immédiatement en amont de l'admission de la turbine 18, un volet de fermeture (non représenté sur le dessin) qui serait commandé également par le régulateur 21 et qui serait fermée par celui-ci, lorsque ce dernier arrive à une position qui correspond à un début d'emballement de la turbine.
Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite aucunement à celui de ses modes d'applica- tion non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant été plus particulièrement envisagés, elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes.