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La présente invention est relative à des générateurs de gaz et spécialement à des générateurs de gaz du type à "piston libre".
Les générateurs de gaz connus de ce type présentent le désavantage que, tandis qu'ils sont économiques lorsqu'ils sont utilisés dans les bateaux, ils ne conviennent pas pour la pro- pulsion des véhicules à moteur, car leurs dimensions et leurs poids sont hors de proportion avec la puissance qu'ils fournis- sent et,'par leurs caractéristiques fondamentales, ils sont des
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unités /à mouvement lent et à vitesse constante, dépourvues de sou- un plesse, ce qui est/désavantage 'dans un moteur de véhicule.
Un autre désavantage est que, dans les générateurs connus, à "piston libre", les pistons sont projetés à l'écart l'un de l'autre par une explosion et sont ramenés à leur posi- tion normale par des poches d'air comprimé, qui sont formées aux extrémités du cylindre. Cette opération ne permet pas au générateur de fonctionner au grand ralenti et à des vitesses faibles. De plus, le fonctionnement de ces générateurs est tel que les gaz qui sont envoyés à la turbine à gaz sont fournis à partir d'une "masse" d'air comprimé se trouvant dans une chambre d'air, cet air étant libéré lorsque les pistons sont chassés à l'écart l'un de l'autre. De la sorte aucun moyen direct n'est prévu pour chasser les gaz à travers les lumières d'échappement vers la turbine à gaz.
Il entre dans les buts de l'invention d'éviter ces désa vantages et de procurer un générateur de gaz, spécialement desti- né à l'utilisation dans les véhicules à moteur, automobiles, véhicules commerciaux, hélicoptères, etc, générateur qui soit sùr, de poids léger, massif et comportant un nombre minimum de pièces mobiles.
Un autre but de l'invention est de procurer un généra- teur de gaz qui.puisse opérer à partir d'une vitesse de grand ra lenti jusqu'à une vitesse de plusieurs milliers de tours par minute avec peu ou pas de risque de raté d'allumage.
Un autre but encore de l'invention est de procurer des moyens grâce auxquels les gaz d'échappement sont chassés sous une compression mécanique directe à travers les lumières d'échap- pement vers la turbine à gaz.
Suivant l'invention, dans un procédé de fonctionnement d'un génére eur de gaz, l'air pour le mélange air-carburant des- tiné l'entraïnement d'un moteur diesel est chassé sous pres- sion dans les chambres de combustion du moteur diesel grâce à
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un compresseur d'air qui @ commandé par le moteur diesel, les gaz d'échappement du moteur diesel étant chassés hors des cham- bres de combustion et utilisés pour entraîner une roue-turbine.
Suivant l'invention encore, un générateur de gaz com- prend un moteur diesel, un compresseur d'air entraîné par ce moteur, une roue-turbine entraînée par les gaz d'échappement du moteur et des moyens pour accoupler le moteur et le compresseur d'air et pour faire passer les gaz d'échappement, depuis le moteur diesel, sous pression, vers la roue-turbine.
L'invention est schématiquement illustrée à titre d'exem- pel aux dessins annexés.
La figure 1 est une coupe à travers un générateur de gaz suivant l'invention.
La figure 2 est une vue d'extrémité montrant les bielles et l'arbre à manivelle.
La figure 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la figure 1.
La figure 4 est une coupe suivant la ligne 4-4 de la figure 1.
La figure 5 est une coupe à travers une réalisation modifiée d'un générateur de gaz suivant l'invention.
Dans la mise en oeuvre de l'invention suivant la cons- truction représentée aux dessins, un générateur de gaz, comprend un cylindre diesel à deux temps 1, annulaire fixe, qui est agen- cé pour commander un cylindre 2 de compresseur d'air, annulaire, fixe, en vue d'entraîner une turbine à gaz 3. Le cylindre 2 a en- viron quatre à cinq fois la capacité cubique du cylindre 1.
Dans le cylindre 1 sont prévues deux paires de piston 4,5 et 6,7 à deux têtes qui sont montés à pivotement en des positions diamétralement opposées sur des bras oscillants 8,9 et 10,11., Les bras oscillants 8.9 et 10,11 sont rormés d'une
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pièce respectivement avec les disques 12 et 13 qui sont eux- mêmes formés d'une pièce avec des manchons 14 et 15.
Les pistons sont réalisés en fonte ou en autre matière lourde de manière à absorber les pressions d'explosion et à ré- duire ainsi les fatigues internes.
Le cylindre annulaire 1 est fendu.circonférentiellement pour former deux moitiés qui sont boulonnées ensemble, une rai- nure annulaire étant formée suivant le.plus petit diamètre interne, les bras 8, 9, 10 et 11 passant à travers cette rai- nure.
Le cylindre de compression 2 est pourvu également de deux paires de pistons à deux têtes 16,17 et 18,19 qui sont montés à pivotement en des endroits diamétralement opposés res- pectivement sur les bras oscillants 20, 21 et 22, 23. Les bras oscillants 20, 21 et 22,23 sont formés d'une pièce avec dea disques 24 et -25 qui sont eux-mêmes constitués d'une pièce avec des manchons.26 et 27.
Le cylindre 1 est fixé grâce à des boulons au cylindre 2,et celui-ci est fixé par des boulons à un carter fixe 28.
Les manchons 15 et 27 sont fixés par des clavettes 29 à un manchon 30 qui est agencé pour tourner autour d'un arbre 31. Le manchon 30 s'étend dans le-carter 28 et est pourvu d'un bras de manivelle 32 comportant un manneton 33 sur lequel la petite extrémité d'une bielle 34 est montée.
Le manchon 14 est claveté sur l'arbre 31 qui est pourvu, à une extrémité dans le carter 28, d'un bras de manivelle 35.
Le manchon 26 est fixé par des clavettes 36 à un manchon 37 qui est agencé pour tourner autour du manchon 30. Une extrémité du manchon 37 s'étend dans le carter 28 et/est fixé à un flasque 38 prévu sur le bras de manivelle 35. Le manchon 37 présente une fente 39 permettant un mouvement relatif entre ce manchon 37 et le manchon 30.
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Le bras de manivelle 35 présente un manneton 40 sur le- quel la petite extrémité d'une bielle 41 est montée.
Les têtes des bielles 34 et 41 sont reliées à un arbre deux manivelles 42 sur une extrémité duquel est monté un volant 43.
De la sorte, on comprendra que les ,pistons .du cylindre diesel 1 sont .interconnectés avec les listons du -cylindre de compresseur d'air 2, de sorte qu'en fonctionnement, les pistons 4, 5 .servent à commander les pistons 18, 19. L'arbre à manivell 42 ne sert pas à :autre chose qu'à réaliser un entraînement pour des mécanismes auxilaires, tels qu'une pompe à carburant, une pompe à eau et une pompe à huile. De plus, l'arbre à manivelle supporte le volant 43 qui peut être pourvu d'un appareil de mise en marche électrique et qui aide également au fonctionne- ment uniforme du générateur lorsqu'il marche à des vitesses de grand ralenti.
Le cylindre diesel 1 comporte quatre lumières d'admis- sion d'air 44 et quatre lumières d'échappement 45. Les lumières d'admission 4 sont reliées par les lumières de transfert 46 au cylindre de compresseur d'air 2. Les lumières de transfert 46 peuvent être obliques et tangentiels de sorte que le gaz passe de l'extrémité d'admission à l'extrémité de sortie de la partie du cylindre en cause,en empêchant ainsi un "buffeting" des gaz qui pourrait réduire la vitesse.
De l'air est amené dans le cylindre 2 par quatre paires de lumières d'admission 47 qui sont pourvues'de certaines lon- gueurs de conduites 48 qui servent à procurer un tteffet de bélier" pour l'air entrant dans le cylindre.
De plus, le cylindre 1 est,pourvu de quatre gicleurs de carburant 49 qui sont agencés pour opérer par paires et sont commandés par tout moyen de contrôle connu dans le but décrit ci-après.
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La suite des opérations s'établit comme ci-après.
Dans la position montrée aux figures 3 et 4, des chambres A sont formées entre les pistons 4 et 7 et entre les pistons 5 et 6, et en même temps de l'air est amené dans les chambres de combustion B par les lumières d'admission 44, en chassant des gaz d'échappement à travers les lumières d'échappement 45. Au moment approprié, du carburant est envoyé dans les chambres
49 de combustion A par les gicleurs/et une combustion se réalise dans les deux chambres A en chassant ainsi les pistons 4 et 7 ainsi que 5 et 6 à l'écart les uns des autres.
Cette action amène les pistons à obturer les lumières d'admission et les lumières d'échappement d'air des chambres de combustion B et à ouvrir les lumières d'admission et les lumières d'échappement d'air des chambres de combustion A, en permettant ainsi aux gaz d'échappement des chambres A d'être chassés sous pression dans la turbine à gaz 3, et en provoquant ainsi le rapproche- ment des pistons µµet 7 ainsi que 4 et 6 pour comprimer l'air dans les chambres B, grâce à quoi une combustion simultanée se réalise dans les deux chambres B, ce qui écarte les pistons 5 et 7 ainsi que 4 et 6 les uns des autres, de sorte qu'ils re- prennent leur position précédente. Le cycle d'opérations est ensuite répété.
On verra, par conséquent, que chaque piston est amené à "flotter"' en un mouvement d'oscillation entre deux chambres de combustion, d'une manière telle que les pistons soient chas- sés par l'explosion dans deux directions et ne dépendent pas d'une poche d'air comprimé pour les chasser dans une des direc- tions comme dans les générateurs connus du type à "piston libre".
De plus, comme les pistons sont chassés dans deux directions, cela permet au générateur de fonctionner à une vitesse de grand ralenti, ce qui n'est pas possible avec les types connus.
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Comme les pistons 4,5 et 6,7 du cylindre 1 sont reliés aux pistons 16, 17 et 18, 19 du cylindre 2, les mouvements des pistons de cylindre 1 sont transmis aux pistons du cylindre 2.
Les pistons de celui-ci sont montés par rapport aux pistons du cylindre 1 de telle sorte que, lorsque les pistons 4, 7 et 5, 6 atteignent une compression maximum dans les chambres de combus- tion A, les pistons 16, 18 et 17, 19 atteignent une compression maximum en une position voisine des lumières d'admission 44 des chambres de combustion B, comme montré clairement aux figu- res 3 et 4, Dans cette position, par conséquent, les lumières de transfert $6 qui servent à l'alimenter de l'air dans les chambres de combustion A sont fermées par les pistons 4 et 5, et de l'a ire est amené par les deux paires de lumières d'admis- sion 47 qui desservent les chambres de combustion b.
De la sorte, on voit que le cylindre diesel 1 fait fonctionner le cylindre de compression d'air 2, en chassant ainsi de l'air comprimé dans les.chambres de combustion du cylindre 1, qui à son tour chasse les gaz d'échappement vers la turbine à gaz 3.
L'arbre à manivelle 42, qui est commandé par le cylindre 1 par l'intermédiaire de l'arbre 31 et du manchon 30, peut être pourvu d'une roue tentée 50 qui peut être agencée pour entraîner une pompe à carburant, une pompe à eau, une pompe à huile et tout autre équipement auxiliaire nécessaire. L'arbre à manivelle 42 porte également le volant 43 qui peut être relié à un appa- reil de démarrage électrique qui permet un démarrage efficace du générateur sans l'utilisation d'une installation auxiliaire qui est nécessaire dans les générateurs connus de ce type.
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Le cyli.ndre 1 peut être refroidi par eau en prévoyant une série de conduits 51 dans le carter de ce cylindre,de l'eau étant pompé dans ces conduits de toute manière convenable.
Des paliers convenables 52, par exemple des buselures métalliques à paroi mince,sont prévus aux endroits convenables
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dans tout le générateur. La lubrification des paliers 52 est réalisée par de l'huile qui y est pompée, passant par des vannes 53, vers des réservoirs d'huile 54 et, de là, par de nombreux conduits 55 vers les paliers.
Pour empêcher une perte de compression, des anneaux d'étanchéité 56 sont prévus entre les disques 12 et 13 et les disques 24 et 25, ainsi qu'entre ces mêmes disques et leurs car- ters cylindriques respectifs.
Lorsque le générateur doit être utilisé dans une automo- bile ou un véhicule'semblable, la roue-turbine 3 peut être mon- tée sur un arbre tronqué 58 qui est fixé au cylindre 1, et elle peut être reliée à l'arbre d'entraînement du véhicule par l'in- reédiaire d'un joint à cardan 59 et d'un engrenage 60. Ou bien, le générateur peut être monté à une extrémité du véhicule et la turbine 3 à l'extrémité opposée, auquel cas des conduits convenables peuvent être prévus pour guider les gaz d'échappe- ment depuis les lumières d'échappement vers la turbine 3.
De cet- te manière, l'embrayage, la botte de vitesses et le mécanisme de changement de vitesses des automobiles normales peuvent être supprimés et la puissance est contrôlée par le régulateur à pa- pillon, ce qui permet ainsi la réalisation d'une automobile à deux pédales.
Dans une va*ante de construction illustrée à la figure 5, la dispoition et le fonctionnement des pièces principales sont pratiquement les mêmes que décrit ci-avant. Cependant, dans cette construction, les pistons du compresseur d'air 2 ne sont pas entraînés directement par les pistons du cylindre diesel 1; ils sont entraînés par l'intermédiaire de l'arbre à manivelle 42 qui est un arbre à quatre manivelles, dont deux bielles sont reliées aux pistons du cylindre 1 et les deux autres aux pis- tons du cylindre 2.