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MACHINE A PISTON A GAZ CHAUD.
L'invention concerne un moteur à piston à gaz chaud ou une machine frigorifique fonctionnant suivant le principe inverse de celui du moteur à gaz chaud, machine ou moteur muni d'un carter et comportant un dispositif pour amener du fluide gazeux du carter dans;l'enceinte dans laquelle se déroule le cycle.
Dans un moteur à gaz chaud, ou bien une machine frigorifique fonc- tionnant suivant le principe inverse de celui du moteur à gaz chaud, un flui- de à l'état de gaz ou de vapeur, de composition chimique invariable, est al- ternativement comprimé et détendu à des températures différentes. Lorsque la compression s'effectue à une température plus basse que la détente, le fluide actif transforme l'énergie calorifique en énergie mécanique et on a affaire à un moteur à gaz chaud. Par contre, lorsque le fluide actif est comprimé à une température plus élevée que celle à laquelle se produit la détente, il faut fournir à la machine de l'énergie mécanique pour provoquer le transport de la chaleur d'un niveau plus bas vers un niveau plus élevé.
Dans ce dernier cas, la machine travaille comme machine frigorifique ou comme pompe thermique.
Comme le carter d'un tel moteur ou d'une telle machine renferme des impuretés, (liquides tels que de l'eau et du lubrifiant) et que, pour la sécurité de fonctionnement et l'économie du moteur ou de la machine, on s'efforce toujours de compléter le fluide du moteur ou de la machine, par exemple de l'air exempt, dans la mesure du possible d'impuretés, en particu- lier de particules d'huile il est d'usage dans les cas, où l'on utilise le fluide du carter comme fluide de complément, d'utiliser un filtre à huile ou un séparateur d'huile. En général, ces séparateurs sont assez compliqués et de plus,,il présentent d'autres inconvénients : lorsqu'ils s'encrassent la résistance offerte au passage du fluide de complément augmente, et en ou- tre ils sont parfôis très lourds.
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L'invention obvie à cet inconvénient. Elle fournit un dispositif très simple qui permet de débarrasser facilement le fluide du carter du lu- brifiant qui 3'encrasse, de sorte que le fluide ainsi purifié peut servir de fluide de complément,.
Conformément à l'invention, la machine à piston à gaz chaud du gen- re précité présente la particularité que, dans le carter ou en communication directe avec celui-ci, se trouve une enceinte protégée, dont la dimension longitudinale est petite par rapport à ses dimensions radiales, et dans la- quelle est entretenue en régime,¯une circulation centrifuge provoquée par la rotation du vilebrequin alors que, dans la partie centrale de cette en- ceinte, de préférence dans l'axe, débouche la canalisation nécessaire pour fournie au cycle le fluide provenant du carter.
Suivant l'invention, on engendre donc, dans une partie déterminée du carter, une circulation centrifuge. De ce fait, les particules plus lour- des se trouvant dans cette enceinte, à savoir les particules d'huile, sont projetées vers-l'extérieur, de sorte que dans la partie centrale de cette enceinte se trouve une atmosphère au moins pratiquement débarrassée d'impu- retés et c'est de cette atmosphère purifiée que se prélève le fluide de com- plément.
Suivant une forme de réalisation de l'invention, la circulation centrifuge désirée peut s'obtenir de façon très simple en limitant l'enceinte protégée dans -la direction longitudinale, au moins d'un côté, par une paroi entraînée par le vilbrequin et de préférence, montée sur ce dernier. Dans une autre forme de réalisation de l'invention, cette paroi fixée au vilebre- quin petit être constituée par un écran monté sur le contrepoids du vilebre- quin, éventuellement sur la face latérale de ce contre-poids.
Lorsque, suivant une autre forme de réalisation de l'invention, la paroi montée sur le vilebrequin comporte une partie rentrante dans laquel- le pénètre la canalisation servant à prélever du fluide, du carter vers le - cycle, on obtient l'avantage que le fluide de complément doit, sur son tra- jet de l'enceinte protégée vers le canal d'alimentation de cycle, changer plusieurs fois de route, ce qui favorise évidemment la séparation des parti- cules d'huile qui auraient pu être entraînées.
De plus; lorsque la partie de la canalisation de fluide pénétrant dans la partie rentrante ménagée dans la paroi entraînée par le vilebrequin comporte une ou plusieurs nervures transversales, on obtient l'avantage qu'il se forme une gouttière d'accumulation pour les particules d'huile qui par- viendraient malgré tout dans ladite partie rentrante, et cette gouttière trou- ve son évacuation dans la partie intérieure de l'enceinte à petites dimensions longitudinales.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de ladite invention.
La figure est une coupe longitudinale d'une partie du carter, mon- trant l'enceinte protégée de petites dimensions longitudinales, la canalisa- tion qui conduit du carter au cylindre actif et l'extrémité du vilebrequin se trouvant dans le carter.
La paroi du carter est indiquée par 1; à gauche de cette paroi se trouve l'enceinte limitée par le carter et à droite l'atmosphère. Dans le carter 2, se trouve le vilebrequin 2 avec maneton 2a. Les paliers du vile- brequin ne sont pas représentés sur le dessin. A l'extrémité du vilebrequin 2 est fixé, à l'aide de l'écrou 3, et par l'intermédiaire du bras 4, un con- trepoids 5 en forme de segment circulaire. Sur la fade latérale de droite de ce contrepoids, est monté l'écran 6 en tôle, de forme extérieure circulai- re. Le diamètre extérieur de cet écran est choisi de façon qu'il s'adapte avec un léger jeu radial, dans l'ouverture circulaire, dont la périphérie est indiquée par 7, et qui est ménagée dans la paroi 1 du carter.
Cette ou-
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verture est fermée à l'aide du couvercle 8 par des moyens de fixation non représentés sur le dessin. Dans l'ouverture 9 du couvercle 8 est fixé le tube épais 10 qui sert à amener le fluide du carter vers l'enceinte dans la- quelle se déroule le cycle.
Comme le ontre le dessin, l'extrémité de gauche du tube 10 pénètre, sur une certaine longueur; à l'intérieur d'un rentrant du couvercle 8. L'é- cran comporte en effet le rentrant central il dans lequel pénètre l'extrémité de gauche du tube 10. Cette extrémité comporte une nervure circulaire 12.
Entre cette nervure et la partie répaissie du tube 10 se trouve une gouttiè- re 13. La figure montre que la distance comprise entre la face de droite de l'écran 6 et la face intérieure du couvercle 8 est petite par rapport à la dimension radiale de l'enceinte 14 formée entre cet écran et le couvercle 8.
La machine étant en fonctionnement, les parties en mouvement de la machine provoquent, dans le carter, un fort tourbillon. De ce fait,-l'air (ou un autre fluide gazeux) contenu dans le carter sera fortement souillé par de l'huile. Entre la partie intérieure du carter et l'enceinte dans la- quelle se déroule le cycle, existe une communication continue ou périodique.
Par suite de cette communication et aussi de la différence de pression régnant entre ces deux enceintes, du fluide affluera du carter, à travers le tube 10, vers l'enceinte dans laquelle se déroule le cycle. Ce fluide doit alors pas- ser par l'ouverture circulaire (7) ménagée dans la paroi 1 du carter dans la fente annulaire 15 existant entre le bord extérieur de l'écran 6 et la paroi 7 de cette ouverture, dans l'enceinte protégée 14. Dans cette enceinte, par suite du mouvement de rotation de l'écran 14, règne une circulation centri- fuge, de sorte que le fluide qui pénètre dans cette enceinte par la fente annulaire 15 et qui la quitte par la canalisation 10, doit se déplacer à l'en- contre de cette circulation.
De ce fait, les particules d'huile que contient le fluide se déplaceront, à l'encontre de la direction imposée au fluide, dans l'enceinte 14, de sorte qu'au fur et à mesure que le fluide parvient dans des parties plus centrales de l'enceinte 14, ce fluide est de mieux en mieux débarrassé de particules d'huile. Comme l'extrémité de gauche du tube 10 pénètre dans le rentrant 11 de l'écran 6, le fluide subira encore quel- ques variations de direction avant de pénétrer dans le tube 10, ce qui favo- rise encore notablement la séparation de l'huile. On a constaté que fipale- ment l'air sortant du tube 10 est entièrement débarrassé de particules d'huile.- Dans pratiquement tous les cas, la purification ainsi obtenue du fluide sera suffisante.
Si, pour une raison ou une autre, on désirait une purification plus poussée encore du fluide, on peut évidemment insérer un filtre dans la canalisation 10. Toutefois, par suite de la présence du dispositif conforme à l'invention, ce filtre peut être beaucoup plus petit et plus léger qu'en absence du dispositif conforme à l'invention.
L'huile subsistant éventuellement encore dans la partie centrale de l'enceinte 14 est accumulée dans la gouttière 13 et s'écoule par la partie inférieure de l'enceinte 14 pour parvenir alors, par l'intermédiaire du bord 16, dans le carter.