Machine<B>à</B> piston fonctionnant<B>à</B> la manière des machines<B>à</B> pistons libres. La présente invention a pour objet une machine<B>à</B> piston fonctionnant<B>à</B> qa, manière des machines<B>à</B> pistons libres et caractérisée en ce que le piston et la aambre de travail avec laquelle il coopère effectuent l'un par rapport<B>à</B> l'autre un mouvement rotatif d'os cillation autour d'un axe commun.
Le dessin montre,<B>à</B> titre d'exemples, deux formes d'exécution de qa, machine selon la présente invention, ainsi qu#un détail d'une variante.
Les fiol. <B>1</B> et 2, montrent, schématiquement, la première forme d'exécution respectivement en coupe normale<B>à</B> l'axe et en coupe axiale.
La fig. <B>3</B> montre, schématiquement, un<B>dé-</B> tail d'une variante de #tte forme d'exécution. Les fig. 4 et<B>à</B> sont des vues; schématiques analogues aux fig. <B>1</B> et 2 de, la deuxième forme d'exécution.
La machine<B>à</B> pistons libres représentée aux fig. <B>1</B> et'2- est un compresseur d-'air actionné au moyen de vapeur d'eau ou,<B>-</B> le -cas échéant, au moyen de gaz chaud- & sous pres- si-on.
Cette machine comprend une enveloppe formée au moyen de, six sections de longueur égale la<B><I>lb le</I></B> Id <I>le</I> lf présentant chacune int6rieur-ement une partiede surface,de, révo lution engendrée par une demi-circonférence. Ces surfaces de révolutionont toutes ile même axe qui est celui de l'enveloppe. Dans, une va riante, la longueur des sections, pourrait va rier et le rayon de la demi-circonférenrce <B>gé-</B> nératrice pourrait varier d'une section<B>à</B> l'autre.
Les six sections sont assemblées deux <B>à</B> deux entre elles par six cloisons, formant entretoîîises# àa àb àc àd àe <B><I>5f.</I></B> Les, sections et les cloisons sont assemblées par des boulons 16a (fig. <B>1)</B> passant dans des trous méi#agés dans des brides làa des# sections.
L'enveloppe comprend en outre<B>-</B> les flasques<B>8</B> et<B>9</B> munies de portées cAindri- que,s. tubulaîres <B>10.</B>
<B>A</B> l'intérieur de l'enveloppe est disposé un roter cylindrique<B>6</B> ayant mêmeaxe que cette enveloppe et délimitant auvec celle-ci six chambres -de travail identiques séparées par les cloisons. Chacune de ces èhambres a la forme -d'un tronçon #d',anneau de révolution de section semi-circulaire. Le rotor<B>6</B> comporte six pales 7a<B>7b</B> 7c <B>7d</B> 7e<B>7f</B> venues de forge avec lui. Le rotor #6 est claveté sur l'arbre, central<B>11,</B> lequel tourne dans, les portées cylindriques<B>10</B> des flasques<B>8</B> et<B>9</B> qui lui servent de paliers.
Ces portées cylindriques <B>10, à</B> leur tour, sont montées dans des paliers de supports fixes,<B>16</B> et<B>16'.</B>
Chacune des pales se déplace dans une -des six chambres de -travail et constitue un pis ton divisant cette éhambre en deux comparti ments. Des segments non représentés a-ssurent P-éta,nchéité des joints -entre les pales et les surfaces de révolution des sections avec, les quelles ces pales sont en -contact. raTbre <B>Il</B> se termine pa-r des portées de diamètre réduit <B>18</B> destinées<B>à</B> porter des roues dentées com mandant le dispositif -de distribution.
La chambre de travail HPm correspon dant;<B>à</B> la, section la Teçoit q-a vapeur vive ou le gaz moteur<B>à</B> sa pleine pression. La vapeur ou le gaz, après travail dans cette. chambre, passe simultanément dans les, -chambres BP,,, et BY.correspondant aux sections<B>lb</B> et lf -situées de part et d'autre de la précédente.
L'air atmosphérique, ou<B>-déjà</B> comprimé par ailleurs, subit une premikecompression dans les chambres de travail BP et BP' cor respondant aux sections.<B>le</B> et<B>le,</B> et ensuite une -deuxième compression dans la chambre de travail, HP -de la section Id.
Chaque -cloison présence quatre orifices de distribution commandés par des organes ob turateurs. 21, et dont -deux<B>19</B> et 20-commu- niquent avec, la chambre de travail située d'un côté de la cloison, et deux 19;1 et 2-0! communiquent avec la chambre -de travail ,située de Pautre côté. Chaque cloison porte également une partie -du mécanisme de com.- mande <B>29, 30</B> des obturateuTs 21.
Les obturateurs<B>21</B> sont des obtuTat#eurs <B>à</B> grille, mais ils pourraient aussi être,,eon#st-i- tués par dessoupape#s ou par des tiroirs cylin- #driques, par exemple.
Les -cloisons -sont munies de tuyauteries d'amenée et d'évacuation pour la vapeur ou les gaz moteurs et pour l'air comprimé dans la maéhine. Pour ne pas compliquer les figures, on a. représenté seulementles, tuyaux dont est munie la cloison 5a, -soit un tuyau 2<B>2</B> 2 pour l'arrivée de la vapeur, un tuyau 23 pour l'évacuation 4e cette vapeur partielle ment -détendue vers la chambre BPM, Un tuyau 24 amenant de la.
vapeur détendue dans la chambre BP'. et un tuyau<B>2,5</B> d'éva,cuation de la vapeur de cette chambre BP,,,. Pour amener la vapeur de la chambre HP,,, aux chambres BP. et RP'., <B>on</B> pourrait aussi uti- liser,desca.naux ménagés dans l'épaisseur des parois de J'enveloppe, ainsi que, dans les cloi- -sons.
La commande des obturateurs 21 se fait au moyen de deux arbres de :distribution<B>26</B> et<B>27</B> parallèles<B>à</B> l'arbre principal et symé triquement placés. Ces arbres sont animés, au moyen d'un mécanisme convenablement dis posé, d'un mouvement de rotation continu,<B>à</B> raison d'un tour pour deux battements aller et retour & l'arbre principal.
Les arbres dedis- tribution actionnent les obturateurs au moyen de cames<B>28,</B> de tringles<B>29</B> et de cuîlbuteurs <B>30.</B> Il<B>y</B> a, ainsi qu'on peut aisément com.- prendre, quatre cames, quatre tringles et quatre -culbuteurs par cloison, soit 24 en tout, ou<B>12</B> par arbre de distribution.
Les tuyauteries d'amenée et d' & vacu#a-tion de vapeur -et d'air sont disposées de façon que Penveloppe puisse librement, osciller autour de son axe de même que le rot-or, mais dans une variante, l'enveloppe pourrait être, fixe. lien- veloppeest dans tous les cas munie d'un -calo- rffugeage.
Dans une variante de la. machine décrite, la partie motrice pourrait aussi être<B>à</B> co-mbus- tion interne,<B>à</B> deux temps ou<B>à</B> -quatre temps et<B>à</B> double effet. Dans<B>ce</B> cas, cette partie motrice sera munie d'un dispositif de refroi dissement. Une autre variante, de la machine pourrait être établie pour le pompage de liquides.
Dans le cas où<B>à</B> s'agit d'obtenir de l'air ou du gaz<B>à</B> très<B>-</B>haute pression<B>(100, kg</B> ou au delà), on pourra utiliser une variante de la ma/chine des fig. <B>1</B> et 2donnant une -compres sion en quatre étaoes. Cette variante,<B>à</B> la quelle se rapporte qa, fig. <B>3,</B> comporte deux enveloppes et deux rotors analogues<B>à</B> ceux<B>de</B> la machine des fig. <B>1</B> et 2#. Ces deux enve loppes sont accouplées rigidement entre elles, et les deux rotors,
coaxiaux et établis de façon <B>à</B> avoir la -même fréquence de battemeiit, sont accouplés par<B>le.</B> mécanisme repré#sen#6 sché matiquement<B>à</B> la fig. <B>3,</B> de façon<B>à</B> osciller en opposition. Dans ces conditions, les enve loppes seront fixes sans -qu'il soit nécessaire de les ancrer dans le sol.
Ce mécanisme est disposé<U>-comme</U> suit: Sur "arbre d'axe<B>0</B> du premier rotor est calée. la manivelle, o a actionnant la bielle a c; sur l'arbre du deuxième rotor est!oaÊée la mani velle, o<B>b</B> symétrique -de o a et actionnant la bielle<B>b</B> c.
En c, les deux bielles sont arti- eulées sur le même coulisseau muni de deux patins<B><I>d</I></B><I>e</I> guidés par deux gîlissières. <B><I>f g.</I></B> Quand la manivelle o a décrira Pare a, la manivelle<B>b</B> décrira -un am identique, mais en tournant en sens -inverse; le couqisseau, pendant<B>ce</B> temps effectuera une oscillation d'amplitude #1.
La machine représentée aux fig. 4 et<B>5</B> comporte une enveloppe -présentaut une paroi cylindrique 4 et deux flasques<B>8</B> et<B>9</B> portant chacune une portée cylindrique tubulaire centrale<B>10.</B> Dans -cette enveloppe est,
disposé un rotor 2 montédans Ies portées<B>10</B> e#tcldl.i- mitant avec l'enveloppe ëBux chambres<B>de</B> travail<B>13</B> et 14 ayant la forme de tronçons d'anneau cylindrique et séparées par -des cloi sons<B>à</B> -et<B>5'.</B> Le rotoT. <B>6</B> est porté par un arbre<B>11</B> tournant dans des paliers<B>Il.</B> Ce rotor cylindrique<B>6</B> porte, deux pales<B>7</B> et<B>7,</B> formant pistons et se -dépqaçaut dans, les chambres<B>13.</B> et 14 respectivement. Dies or ganes<B>3</B> assurent l'étanchéité des joints.
La machine est pourvue d'une, distribution et de tuyauteries, d'ame>ni6e et d'évacuation non re présentées..
Dans cette, machine<B>à</B> pistons libres, l'en veloppe pourrait être fixée au sol sur un massif de fondation avec interposition, le 4cas échéant, de matelas élastiques., mais pour rait également être laissée libre d'osciHer de même -que lie rotor autour de ce rotor cylin drique<B>6</B> qui lui servirait alors de tourillon.
Les machines décrites pourraient être conçu,es# de façon<B>à</B> fonctionner avec un temps moteur par course, ou par cycle, c'est-à-dire par deux courses.
La machine selon l'invention pourrait, le cas éclié#,%nt, être munie d'accumulateurs d'énergie de renvoi, d'organes accélérateurs et de volants<B>à</B> inertie réglables, par exemple.
<B> Piston </B> machine operating <B> </B> in the manner of free-piston <B> </B> machines. The present invention relates to a <B> </B> piston machine operating <B> at </B> qa, in the manner of free piston <B> </B> machines and characterized in that the piston and the the working amber with which it cooperates, one relative <B> to </B> the other a rotary movement of bone cillation around a common axis.
The drawing shows, <B> by </B> by way of example, two embodiments of the machine according to the present invention, as well as a detail of a variant.
The vials. <B> 1 </B> and 2 show, schematically, the first embodiment, respectively in normal section <B> to </B> the axis and in axial section.
Fig. <B> 3 </B> shows, schematically, a <B> detail- </B> of a variant of #tte embodiment. Figs. 4 and <B> to </B> are views; diagrams similar to FIGS. <B> 1 </B> and 2 of, the second embodiment.
The <B> </B> free piston machine shown in fig. <B> 1 </B> et'2- is an air compressor operated by means of water vapor or, <B> - </B> where appropriate, by means of hot gas- & under press.
This machine comprises an envelope formed by means of six sections of length equal to <B> <I> lb on </I> </B> Id <I> le </I> lf each having a portion of the surface internally. , of, revolution generated by a half-circumference. These surfaces of revolution all ile same axis which is that of the envelope. In a variant, the length of the sections, could vary and the radius of the <B> generator </B> semicircle could vary from one section <B> to </B> the other.
The six sections are assembled two <B> to </B> two between them by six partitions, forming spacers # àa àb àc àd àe <B><I>5f.</I> </B> The sections and partitions are assembled by bolts 16a (fig. <B> 1) </B> passing through holes drilled in flanges there # sections.
The casing also includes <B> - </B> the flanges <B> 8 </B> and <B> 9 </B> provided with cAindric seats, s. tubular <B> 10. </B>
<B> A </B> inside the casing is arranged a cylindrical roter <B> 6 </B> having the same axis as this casing and delimiting therewith six identical working chambers separated by the partitions. Each of these chambers has the shape of a section of a ring of revolution of semi-circular section. The <B> 6 </B> rotor has six blades 7a <B> 7b </B> 7c <B> 7d </B> 7th <B> 7f </B> that came from the forge with it. Rotor # 6 is keyed to the central shaft <B> 11, </B> which rotates in the cylindrical seats <B> 10 </B> of the flanges <B> 8 </B> and <B> 9 </B> which serve as its bearings.
These cylindrical bearings <B> 10, in </B> in turn, are mounted in fixed support bearings, <B> 16 </B> and <B> 16 '. </B>
Each of the blades moves in one of the six work chambers and constitutes a pis ton dividing this chamber into two compartments. Segments not shown a-ssurent P-eta, nchéité of the joints -between the blades and the surfaces of revolution of the sections with which these blades are in -contact. raTbre <B> It </B> ends with bearings of reduced diameter <B> 18 </B> intended <B> to </B> carry toothed wheels controlling the distribution device.
The corresponding HPm working chamber; <B> to </B> the section Tcits live steam or motive gas <B> at </B> its full pressure. Steam or gas, after work in this. chamber, passes simultaneously through the, -rooms BP ,,, and BY. corresponding to sections <B> lb </B> and lf -situated on either side of the previous one.
Atmospheric air, or <B> -already </B> compressed on the other hand, undergoes a first compression in the working chambers BP and BP 'corresponding to the sections. <B> the </B> and <B> the, </B> and then a -second compression in the working chamber, HP -of section Id.
Each partition has four distribution orifices controlled by shutter members. 21, and of which -two <B> 19 </B> and 20-communicate with, the working chamber located on one side of the partition, and two 19; 1 and 2-0! communicate with the working chamber, located on the other side. Each partition also carries a part -of the control mechanism <B> 29, 30 </B> of the shutters 21.
The <B> 21 </B> shutters are <B> to </B> gate shutters, but they could also be ,, eon # st-i- killed by valves # s or by cylindrical drawers. driques, for example.
The partitions are fitted with supply and discharge pipes for the steam or engine gases and for the compressed air in the mahine. So as not to complicate the figures, we have. shown only the pipes with which the partition 5a is fitted, -or a pipe 2 <B> 2 </B> 2 for the arrival of the steam, a pipe 23 for the discharge 4th this partial vapor -detensioned towards the chamber BPM, A 24 pipe bringing the.
steam relaxed in the LP chamber '. and a pipe <B> 2.5 </B> for evacuating the vapor from this LP chamber ,,,. To bring the steam from the HP chamber ,,, to the LP chambers. and RP '., <B> one </B> could also use, desca.nals provided in the thickness of the walls of the envelope, as well as, in the partitions.
The shutters 21 are controlled by means of two distribution shafts <B> 26 </B> and <B> 27 </B> parallel <B> to </B> the main shaft and symmetrically placed. These shafts are driven, by means of a suitably arranged mechanism, with a continuous rotational movement, <B> at </B> the rate of one revolution for two back and forth strokes & the main shaft.
The distributing shafts actuate the shutters by means of cams <B> 28, </B> rods <B> 29 </B> and valve arms <B> 30. </B> It <B> y </ B> a, as can easily be understood.- take four cams, four rods and four-rockers per partition, that is to say 24 in all, or <B> 12 </B> per distribution shaft.
The steam and air inlet and outlet pipes are arranged so that the casing can freely oscillate around its axis like the rot-or, but in a variant, the envelope could be, fixed. link- veloppe is in all cases provided with a -calo- rffugeage.
In a variant of the. machine described, the driving part could also be <B> to </B> internal co-mination, <B> to </B> two-stroke or <B> to </B> -four stroke and <B> to </B> double acting. In <B> this </B> case, this driving part will be fitted with a cooling device. Another variant of the machine could be established for pumping liquids.
In the case where <B> to </B> involves obtaining air or gas <B> at </B> very <B> - </B> high pressure <B> (100, kg </B> or above), we can use a variant of the machine in fig. <B> 1 </B> and 2 giving a four-step-compression. This variant, <B> to </B> which relates to qa, fig. <B> 3, </B> comprises two casings and two rotors similar <B> to </B> those <B> of </B> the machine of FIGS. <B> 1 </B> and 2 #. These two envelopes are rigidly coupled to each other, and the two rotors,
coaxial and established so <B> to </B> have the-same beat frequency, are coupled by <B> the. </B> mechanism shown # sen # 6 matically <B> at </B> the fig. <B> 3, </B> so <B> to </B> oscillate in opposition. Under these conditions, the envelopes will be fixed without it being necessary to anchor them in the ground.
This mechanism is arranged <U> -as </U> follows: On "axis shaft <B> 0 </B> of the first rotor is wedged. The crank, oa activating the connecting rod ac; on the shaft of the second rotor is! oaÊed the crank, o <B> b </B> symmetrical -de oa and operating the connecting rod <B> b </B> c.
At c, the two connecting rods are articulated on the same slide fitted with two <B> <I> d </I> </B> <I> e </I> pads guided by two slide rails. <B> <I> f g. </I> </B> When the crank o a describes Pare a, the crank <B> b </B> will describe -an identical am, but turning in the opposite direction; the couqisseau, during <B> this </B> time will perform an oscillation of amplitude # 1.
The machine shown in fig. 4 and <B> 5 </B> comprises a casing - represents a cylindrical wall 4 and two flanges <B> 8 </B> and <B> 9 </B> each carrying a central tubular cylindrical bearing <B> 10 . </B> In -this envelope is,
arranged a rotor 2 mounted in the litters <B> 10 </B> and # tcldl.i- mitant with the envelope ëBux chambers <B> of </B> work <B> 13 </B> and 14 having the form of sections of cylindrical ring and separated by - partitions sound <B> to </B> -and <B> 5 '. </B> The rotoT. <B> 6 </B> is carried by a shaft <B> 11 </B> rotating in bearings <B> II. </B> This cylindrical rotor <B> 6 </B> carries two blades < B> 7 </B> and <B> 7, </B> forming pistons and moving into, chambers <B> 13. </B> and 14 respectively. Dies or ganes <B> 3 </B> ensure the tightness of the joints.
The machine is provided with distribution and piping, feed and discharge not shown.
In this machine with <B> free </B> pistons, the envelope could be fixed to the ground on a foundation block with the interposition, if necessary, of elastic mattresses., But could also be left free of osciHer in the same way - that binds the rotor around this cylindrical rotor <B> 6 </B> which would then serve as a journal.
The machines described could be designed, es # <B> to </B> operate with one engine time per stroke, or per cycle, that is, two strokes.
The machine according to the invention could, if the case arises #,% nt, be provided with return energy accumulators, accelerator members and adjustable inertia <B> </B> flywheels, for example.