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L'invention se rapporte à un compresseur d'air de machines à combustion, à un ou plusieurs étages, avec deux groupes de cylindres paral- lèles à l'axe et pistons volants à course libre,se mouvant en sens opposée où chaque fois un piston volant d'un groupe-de cylindres est relié avec chaque fois un piston volant de l'autre groupe de cylindres., par un levier oscillant à deux branches et des bielles.
Les compresseurs d'air de machines à combustion, de ce genre., connus jusqu'à présent, sont principalement conçus comme machine compound où chacun des deux groupes de cylindres parallèles à l'axe contient chaque fois un élément de machine à combustion et un élément de machine à com- pression, placés l'un derrière l'autre, dans un axe, et qui sont actionnés entre eux de telle façon que la course d'expansion de chaque fois un piston à combustion dans un groupe de cylindres coïncide avec la course de compres- sion de chaque fois un piston à combustion, dans l'autre groupe de cylindres.
La disposition des éléments de machines à combustion et à com- pression, placés l'un derrière l'autre, sur un axe, présente pour chacun des deux groupes de cylindres. L'inconvénient que le piston à combustion et le piston de compression sont chaque fois réunie en une seule pièce, et que la chaleur du piston à combustion chaud et transmise au piston du com- presseur. Ceci provoque un échauffement supplémentaire des éléments de machine à compression, ce qui diminue le rapport de compression applicable dans celle-ci et abaisse le rendement volumétrique.
Pour éviter cet inconvénient,on connaissait déjà également le procédé qui consisté à séparer l'un de l'autre les éléments de machine à combustion et de machine à compression, en disposant un troisième cylindre, conçu comme une machine à compression, tandis que les deux autres cylindres ne sont employés que comme machine à combustion. L'élément de machine à compression peut alors être conçu aussi à plusieurs étages.
La commande du compresseur, dans ce genre de machines, est dérivée d'une colonne de liquide, intercalée entre les pistons à combustion et se mouvant avec eux, qui exige des pistons supplémentaires, incorporés dans la colonne de li- quide.Ceci, ainsi que la disposition d'un troisième cylindre, aboutit à un genre de construction compliqué et à des pannes plus nombreuses, provoquées par l'emploi de colonne de liquide comme organe de transmission.
On connaît aussi le procédé, chez des compresseurs d'air de machines à combustion, avec deux cylindres disposés l'un à c8té de l'autre dans le même plan, et des pistons volante libres se mouvant en sens opposée qui sont reliés entre eux par un levier oscillant et des bielles qui consiste à faire servir un cylindre avec les pistons volante se mouvant en sens opposé, comme machine à combustions et l'autre cylindre, avec les pistons volants, en sens opposé, comme machine de compression.
Cette disposition présente, à son tour, l'important déaavan- tage que d'une part, l'élément de la machine à combustion ne contient pas de pistons et de chambre de course spéciale pour fournir l'air de balayage et de chargement, et que, d'autre part, l'élément de la machine de compression ne possède pas de pistons et de chambres de course spéciales pour accumuler les énergies de retour. Il en résulte que l'élément de la machine qui fournit l'énergie (le générateur) est limité dans son rendement et que l'élément qui reçoit l'énergie (le compresseur) doit comporter de grande espaces morts pour accumuler les énergies de retour. Ces deux facteurs aboutissent à des machines de trop grandes dimensions, avec de mauvais rendements thermiques et volumétriques.
L'emploi simultané des étages du compresseur pour le transport de l'air et l'accumulation des, énergies de retour présente, en outre, le désavantage que, lorsque par suite d'une rupture des soupapes d'aspiration ou de refoulement ou d'autres circonstan- ces, la résistance dans les espaces morts des étages du compresseur diminue fortement ou disparait tout à fait, les pistons volants se heurtent et peuvent être endommagés. En cas de soupapes non étanches. Cette disposition
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mène à des variations de course plus ou moins fortes, avec une diminution correspondante du rendement, renforcée encore du fait que, par la diminution des énergies de retour, la compression du moteur, nécessaire pour le déroulement impeccable de la combustion, n'est pas atteinte.
On sait également que pour atteindre une marche uniforme des compresseurs d'air de machines à combustion, avec pistons libres, on dispose sur des machines avec des éléments de machines à combustion et à compression se trouvant placés l'un derrière l'autre, sur un axe, des pistons et des chambres de course supplémentaires pour l'accumulation séparée des énergies de retour. Quand de telles machines à pistons à course libre ont un arrangement symétrique, il faut disposer de chaque coté de la machine, en partant du centre, exactement de manière énantiomorphe, chaque fois des chambres de course pour les cylindres à combustion, les pompes de balayage, un ou plusieurs étages de compression et des accumulateurs d'énergie, à placer les une derrière les autres, sur un axe.
Le désavantage d'une telle disposition consiste dans le fait que ces machines sont extrêmement longues et encombrantes et difficilement accessibles. Pour réduire les longueurs de construction, on connaît aussi le procédé qui consiste à ne disposer un réservoir d'énergie que d'un seul coté. Ceci mène à un genre de construc- tion asymétrique, dont on connaît bien les désavantages dans la technique de fabrication.
La présente invention évite complètement les désavantages cités plus haut et permet de disposer le compresseur d'air des machines à combus- tion, exécuté à une ou plusieurs étages, en une construction très compacte, tout en assurant une accessibilité facile à tous les éléments de la machine.
La caractéristique de la disposition et de la conformation des compresseurs d'air de machines à combustion, suivant la présente invention; consiste dans le fait que pour le relevage et la marche synchrone des paires de pistons libres. Parallèles à l'axe, disposés symétriquement dans les cylindres, mais aussi, séparément l'un de l'autre, sont disposés, dans l'un et/ou l'autre des deux groupes de cylindres, des accumulateurs d'énergie pneumatique ou des tampons de sécurité, où ceux-ci forment une chambre de course commune et/ou deux chambres de course séparées l'une de l'autre, ou respectivement des chambres de courses partielles.
L'un des deux groupes de cylindres contient un générateur fonctionnant à deux temps, et les pompes de balayage et de chargement qui sont nécessaires pour le balayage et le chargement du cylindre à combustion, tandis que l'autre groupe de cylindres contient les chambres de course pour l'accumulation des énergies de retour, ainsi que d'autres chambres de course pour la compression de l'air de refoulement.
Pour la disposition et la répartition des fonctions les pistons volants des deux groupes des cylindres ont, de préférence, la forme de pistons différentiels.
Dans le groupe de cylindres formant l'élément de la machine de compression, on peut, par exemple, répartir les chambres de course comme suit:
I. - La chambre de course commune, formée par les pistons dif- férentiela se mouvant en sens opposé, est conçue comme étage de compression et les chambres circulaires, disposées des deux cotés, symétriquement par rapport à celle-ci, servent d'accumulateurs d'énergie.
2.- La chambre de course intérieure, commune, formée par les pistons différentiels se mouvant en sens opposé, est conçue comme accumu- lateur d'énergie et les deux chambres circulaires disposées symétriquement des deux côtés,par rapport à celle-ci, servent d'étages de compression.
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3.- Les chambres circulaires extérieures, formées par les pis- tons différentiels se mouvant en sens opposé, servent dans la première course partielle, de premiers étages de compression et, dans la deuxième course partielle, d'accumulateurs d'énergie, et la chambre de course inté- rieure conmune, est conçue comme deuxième étage de compression.
Les chambres de course de 1-'élément de la machine de compression peuvent être subdivisées, à volonté, par des fentes et/ou des soupapes pla- cées latéralement dans les parois des cylindres, et peuvent être réparties en étages de compression et accumulateurs d'énergie.
Les chambres de course servant d'accumulateurs d'énergie sont reliées par des fentes, à l'atmosphère ou à une chambre se trouvant sous pression constante, par exemple, le réservoir d'air de balayage:; de ce fait les fentes sont libérées par les pistons volants, dans les positions extérieures de point mort,ce qui assure le raccordement entre les chambres en question et la production, dans celles-ci, d'une compensation de pression.
Pour éviter, lors d'une avance prématurée d'un piston volant par rapport à l'autre, que celui-ci ne se heurte contre le cylindre de combustion, les chambres circulaires, formées par les pistons volants se mouvant en sens opposé, dans Isolément de machine à combustion, peuvent également être conçues, dans la première course partielle, comme pompes de balayage et de chargement et, dans la deuxième course partielle,, comme tampons de sécurité.
Les dessins ci-joints, I-3 montrent des exemples de disposition et d'exécution de l'invention.
Les fige. I et 2 représentant des compresseurs d'air de machines à combustion,en exécution à un étage, et la fig. 3 représente un compresseur d'air de machines à combustion en exécution à deux étages. La disposition et la réalisation des chambres de course de l'élément de la machine à combustion sont les mêmes dans tous les exemples d'exécution, tandis que la disposition et la réalisation des chambres de course ,dans l'e'lément de la. machine de compression, sont différentes.-,
La fig. I montre la disposition de principe du compresseur à air de machines à combustion.
Le cylindre à gradins I, avec les pistons volants, actionnés en sens inverse, 2 et 3, représente l'élément de la. machine à combustion et le cylindre à gradins 4, avec les pistons volants actionnés en sens opposé 5 et 6,.1'élément de la machine de compression.
Les pistons volants 2 et 5, ainsi que 3 et 6, sont reliés par les mêmes bielles 7 et par les leviers oscillants 8 et 9, également conçus de la manière connue, et sont placés de façon oscillante dans le support du compresseur 12, par les axes 10 et II. Les leviers oscillants 8 et 9 à mouvement pendulaire, sont prévus pour la transmission d'énergie et sont solidaires des axes I0 et II, placés dans le support du compresseur, de sorte que ceux-ci exécutant également les mêmes mouvements pendulaires et peuvent être employés pour la commande des dispositifs auxiliaires, tels que la pompe d'injection de carburant, la pompe d'huile de lubrification etc..
Dans l'élément de la machine à combustion, la chambre de course 13 sert de générateur et est pourvue de l'injecteur de carburant I4, ainsi que de la fente d'admission de carburant 15 et de la fonte d'échappement 16. La douille d'injection de carburant 14 est alimentée en carburant par une pompe de carburant qui n'est pas représentée au dessin.
Les chambres de course 17 et 18 de l'élément de machine à com- buation sont conçues comme pompes de balayage et de chargement et sont pourvues des soupapes d'aspiration 19 et 20 pour l'entrée de l'air et des soupapes de refoulement 21 et 22 pour la sortie de l'air.
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Dans l'élément de machine de compression, la chambre de course 23 est conçue comme étage de compression et est pourvue des soupapes d'as- piration 24 et des soupapes de refoulement 25, tandis que les chambres de course 26 et 27 servent d'accumulateurs d'énergie et sont pourvues des fentes 28 et 29 qui relient les chambres de course 26 et 27 au réservoir d'air de balayage 30 qui est formé par l'intérieur de la machine et les couvercles de la carcasse 31,32.
Le fonctionnement des compresseurs d'air de machines à com- buation, représentés à la fig. I, est le suivant:
Quand les pistons volants 2 et 3 se trouvent, après la compres- sion, dans leurs positions intérieures de point mort, du carburant est alors injecté par la douille d'injection 14 dans l'air fortement compri- mé et échauffé de la chambre de course 13 du générateur. Par l'inflamma- tion et la combustion du mélange d'air et du carburant, qui se produit alors, les pistons volants 2 et 3 sont violemment écartés et lespistons volants 5 et 6 violemment rapprochés.
Quand les pistons volants 2 et 3 se meuvent vers l'extérieur, la course d'expansion se produit dans la cham- bre de course 13 du générateur et la course d'aspiration se produit dans les chambres de course 17 et 18 des pompes de balayage et de chargement, ce qui fait que l'air est aspiré de l'atmosphère par les soupapes d'aspi- ration 19 et 20
Pendant le mouvement vers l'intérieur des pistons volants 5 et 6 à lieu, dans la chambre de course 23 de l'étage de compression, la course de compression et d'échappement par laquelle l'air comprimé est évacué par la soupape de refoulement 25 dans la conduite à pression 33,
tandis que dans les chambres de course 26 et 27 l'accumulateur d'énergie comprime l'air et que de cette façon sont accumulées les énergies pour le retour des paires de pistons volants 2 et 3 ou respectivement 5 et 6.
Quand les pistons volants 2 et 3 se trouvent près de leurs positions extérieures de point mort, alors le piston volant 2 ouvre la fente de sortie 16 et le piston volant 3 la fente d'entrée 15 et la phase de balayage se fait dans la chambre de course 13 du générateur.
Quand les pistons volants 2 et 3 ont atteint leurs positions extérieures de point mort et les pistons volants 5 et 6 leurs positions intérieures de point mort, ce qui comprime l'air dans les chambres de course 26 et 27 des accumulateurs d'énergie, les pistons volants 5 et 6 sont de nouveau violemment séparés et les pistons volants 2 et 3 violem- ment rapprochés.
Lors du mouvement vers l'extérieur des pistons volants 5 et 6, l'air comprimé accumulé dans les chambres de course 26 et 27 se détend tandis que, dans la chambre de course 23 de l'étage de compression, de l'air est aspiré de l'atmosphère par le soupape d'aspiration 24.
Lors du mouvement vers l'intérieur des pistons volants 2 et 3, la course de compression se produit dans la chambre de course 13 du géné- rateur et, dans les chambres de course 17 et 18 des pompes de balayage et de chargement, il se produit la course de compression et d'échappement, par laquelle l'air est évacué par les soupapes de refoulement 21 et 22 dans le réservoir d'air de balayge 30.
Ceci met fin à une phase du fonctionnement et l'opération re- commence, de la même fagon comme décrite ci-dessus.
La fig. 2 représente également un compresseur d'air d'une ma- chine à combustion à un étage où seules différent la disposition et la ré- alisation des chambres de course de l'élément de machine de compression.
La chambre de course intérieure, commune 23a, formée par les pistons volants 5 et 6, est prévue comme, accumulateur d'énergie, celui-ci
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étant relié par exemple avec l'atmosphère par les fentes 34 et 35, tandis que les chambres de course 26a et 27a servent d'étages de compression et sont pourvues des soupapes d'aspiration 36 et 37 et des soupapes de refou- lement 38 et 39. Les chambres de refoulement 40 et 41 servent à recevoir l'air comprimé. La conduite collectrice 42 assure le raccordement avec un réservoir d'air, non représenté.
Dans la fig. 3, l'élément de la machine de compression du com- presseur d'air de machines à combustion représenté est conçu à deux étages.
Les chambres de course 26b et 27b, formées par les pistons volants 5 et 6 sont congues, dans la première course partielle, comme premiers étages de compression et dans la deuxième course partielle, comme accumulateurs d'éner- gie. Des soupapes d'aspiration 36b et 37b (indiquées inversement), ainsi que des soupapes de refoulement 38b et 39b sont disposées latéralement dans les parois des cylindres. Ceci assure la répartition des fonctions des chambres de course 26b et 27b. La chambre de course intérieure commune 23b est con- que comme deuxième étage du compresseur et est équipée d'une soupape d'as- piration 24b et d'une soupape de refoulement 25b.
L'air qui est refoulé dans les premiers étages de compression des chambres de course 26b et 27b passe par les conduites de raccordement 43 et 44 dans un refroidisseur in- termédiaire 45 et, de là, arrive par la soupape d'aspiration. 24b dans la chambre de course 23b du deuxième étage du compresseur.
En principe, si ceci présente des avantages, on peut aussi subdiviser la chambre de course 23b du deuxième étage de compression, de la même façon que les chambres de course 26b et 27b du premier étage de compression, en deux courses partielles.
REVENDICATIONS.
I. - Compresseur d'air de machine à combustion à un ou plusieurs étages avec groupes de cylindres parallèles à 1'axe et pistons volants libres se mouvant en sens opposé, où chaque fois un piston volant d'un groupe de cylindres est relié avec chaque fois un piston volant de l'autre groupe de cylindres, par un levier oscillant à deux branches et des bielles, caractérisé en ce que pour le relevage et la marche synchrone des deux paires de pistons volants disposés symétriquement, mais oscillant cependant séparément l'une de l'autre, sont disposés dans l'un et/ou l'autre des deux groupes de cylindres, des accumulateurs d'énergie pneumatique, ou des tampons de sécurité;
par quoi ceux-ci formant une chambre de course commune et/ou également deux chambres de course séparées l'une de l'autre, ou des chambres de courses partielles.
2. - Compresseur d'air de machines à combustion suivant la revendication I, caractérisé en ce que l'un des deux groupes de cylindres d'un générateur à deux tempe comprend les pompes de balayage et de chargement servant au balayage et au chargement du cylindre, de%, combustion, tandis que 19 autre groupe de cylindres comprend les chambres de course pour 1'accumulation des énergies de retour, ainsi que d'autres chambres de course pour la compression de l'air refoulée
3. - Compresseur d'air de machines à combustion, suivant les revendications I et 2 caractérisé en ce que, pour la disposition et la répartition des diverses fonctions, les pistons volants des deux groupes de cylindres sont conçus comme pistons différentiels .
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