Procédé pour maintenir en phase la marche de deux machines à piston libre et installation pour la mise en aeuvre de ce procédé On a constaté que dans une installation compre nant au moins deux machines à piston, libre, notamr- ment deux auto-générateurs, il pouvait être,
le cas échéant, avantageux, au moins pour certains régimes de l'installation, de faire fonctionner en phase les pistons des deux machines,
c'est-à-dire à obtenir que les pistons libres des deux machines se trouvent simultanément à leur point mort intérieur et à lieur point mort extérieur.
Le présent brevet a pour objet un procédé pour maintenir en phase la marche de deux machines. à piston libre à combustion interne comportant des accumulateurs pneumatiques. d'énergie de retour, notamment de dieux auto-générateurs à piston libre,
caractérisé par le fait que l'on fait communiquer entre eux lesdits accumulateurs des deux machines et que hon introduit les mêmes quantités de coun- bustible dans les cylindres moteurs des deux machines.
Le brevet concerne également une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé, comportant deux machines à piston libre munies d'accumulateurs pneumatiques d'énergie de retour,
caractérisée par un conduit de liaison de ces accumulateurs et par des moyens pour assurer Pintroduction dans les cylinr dres moteurs de quantités de combustible égales.
Le dessin représente, à titre d'exemple, une for me d'exécution de l'installation selon l'invention, pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention.
La fig. 1 montre, schématiquement et en coupe, cette forme d'exécution de l'installation.
La fig. 2 montre une première variante. La fig. 3 montre une deuxième variante. L'installation représentée par la fig. 1 comporte deux auto-générateurs A et B à piston libre.
Chaque auto-générateur comporte deux cylindres coaxiaux dont le premier 1 constitue un cylindre moteur, tandis que 1e deuxième 2 constitue, dans sa partie 2a qui est tournée vers lie cylindre 1, un cylin- dre compresseur et, dans sa partie 2b,
un accumu- lateur pneumatique d'énergie de retour. Dans ces deux cylindres travaille un piston libre comprenant un élément moteur 3 qui coopère avec le cylindre moteur 1,
et un élément compresseur 4 qui travaille dans le cylindre 2 et dont la face annulaire tournée vers le piston 3 assure l'aspiration et la compression de l'air dans la ,partie 2a du cylindre 2, alors que sa face opposée coopère avec le matelas d'air qui est emprisonné dans la partie 2b du cylindre 2.
Le cylindre moteur 1 comporte un injecteur 5 et des ouvertures d'admission 6 et d'échappement 7, ces ouvertures étant commandées par l'élément de piston 3.
Le compartiment 2ct du cylindre 2 est muni d'une ou de plusieurs soupapes d'aspiration d'air 8 et d'une ou de plusieurs soupapes de refoulement 9 à travers lesquelles l'air comprimé est transvasé dans un réservoir d'air 10 qui entoure le cylindre moteur 1 et qui constitue un carter pour celui-ci.
L'air est donc aspiré à travers la soupape 8 lors que le piston 3-4 accomplit sa course vers l'exté rieur sous l'influence de la combustion du combus- tible dans le cylindre 1 et il est comprimé et refoulé dans le réservoir 10 lorsque 1e piston 3-4
accomplit sa course inverse sous l'influence de l'énergie qui a été emmagasinée dans l'accumulateur d'énergie 2b lors de la course précédente.
Les ouvertures d'échappement 7 du cylindre moteur 1 de chacun des auto-générateurs A et B sont reliées par leurs, conduits d'échappement 11 à un collecteur ou un conduit commun 12 qui amène les gaz débités par les deux auto-générateurs à une machine réceptrice, par exemple à une turbine, non représentée par le dessin. En outre, les carters 10 des deux machines A et B sont reliés à l'aide d'un conduit de communication 13.
Les auto-générateurs pourraient également être à pistons opposés dont les éléments moteurs travail lent en sens opposé dans un même cylindre moteur et dont les éléments compresseurs travaillent dans deux cylindres disposés de part et d'autre dru cylin- dre moteur, les deux pistons libres opposés étant reliés entre eux par un mécanisme <B>de</B> synchroni- sation.
Afin de faire marcher en phase les deux auto générateurs de l'installation représentée par la fig. 1, les deux accumulateurs pneumatiques d'énergie de retour 2b des. deux machines A et B communiquent par un conduit 14 constamment ouvert.
En outre, on règle les quantités de combustible qui sont injec tées, respectivement dans les auto-générateurs A et B, de façon telle qu'elles soient toujours les mêmes pour les deux auto-générateurs. L'expérience a prou vé qu'on obtient ainsi une marche en phase des pis tons libres des deux machines A et B.
Même. si, au début du démarrage, les pistons libres des deux machines étaient déphasés, la marche en phase serait rétablie automatiquement après quelques oscillations des pistons.
Par suite de la communication 14 entre les deux accumulateurs 2b, il suffit de prévoir un seul dispo- sitif stabilisateur assurant la marche stable des deux machines A et B.
Le combustible est fourni à chaque cylindre par une pompe d'injection individuelle 50, les pistons de ces pompes sont entraînés par des tiges 53 fixées aux éléments de piston 4 et agissant chacune sur un levier 51 qui peut pivoter autour d'un axe 52 et contre lequel est appliqué un poussoir qui agit sur le ,piston de la pompe 50 correspondante.
Le réglage du débit de ces deux pompes est obtenu par des crémaillères 54 accouplées mécaniquement de façon que l'on obtienne à chaque moment le même débit de chacune de ces pompes.
Dans une variante, il pourrait n'y avoir qu'une seule pompe débitant des quantités égales de com bustible dans les deux cylindres.
Le dispositif stabilisateur comporte un tiroir 15 qui se trouve sous l'influence de la pression qui règne dans le carter 10 et qui est amenée par un conduit 16 dans un cylindre 17 dans lequel peut se déplacer un piston 18, solidaire du tiroir 15 et se trouvant encore sous l'action d'un ressort 19.
D'au tre part, le tiroir 15 est soumis à l'influence d'une pression égale à la moyenne des pressions régnant dans. les accumulateurs 26 et amenée par un conduit à étranglement 20 dans un cylindre 21 dans lequel peut se déplacer un piston 22, solidaire également du tiroir 15.
Lorsque la pression dans le carter aug mente par rapport à celle dans les accumulateurs, le tiroir est déplacé vers le bas, ce qui fait rentrer une partie de l'air contenu dans le carter 10,à tra vers une soupape de retenue 23 et un conduit 24, dans l'accumulateur 2b de la machine A et, de là, par l'intermédiaire du conduit 14, dans l'accumula teur 2b de la machine B.
Par contre, si la pression dans le carter 10 diminue par rapport à celle dans les accumulateurs, le tiroir 15 se déplace vers le haut et fait communiquer le conduit 24 avec une ouverture d'échappement 25.
Afin d'assurer la marche en phase des pistons des deux machines A et B dès le début de démar rage, celles-ci sont pourvues chacune d'une butée tournante 26. Ces butées, dans, la position représen tée par la fig. 1, bloquent les pistons libres 3-4 des deux machines A et B dans leur position de démar rage.
Dans cette position, les accumulateurs pneu matiques 26 des deux machines peuvent être rem plis d'une certaine quantité d'air de démarrage qui arrive par un conduit 27 et qui, dans la position de la soupape de démarrage 28, est amenée par un conduit 29 dans le conduit 14 d'où cet air se répartit sur les deux accumulateurs pneumatiques d'énergie 2b.
Au moment où on désire produire le démarrage de l'installation, on déplace la manette 30 de la soupape 28 de la position indiquée en lignes conti nues à la ,position indiquée en lignes interrompues, ce quia pour effet de fermer le conduit 29 par rap port au conduit d'arrivée d'air 27 et de brancher ce dernier conduit sur un cylindre 31 dans lequel tra vaille un piston 32 dont la tige 33 est reliée à un mécanisme à genouillère 34,
lequel est relié à des leviers 35 calés sur l'axe des butées tournantes 26. Lorsque, par suite de l'arrivée d'air sous pression sous le piston 32, celui-ci se déplace dans son cylin- dre 31 contre l'action d'un ressort 36, le mécanisme à genouillère 34 agit et les deux butées 26 tournent en sens inverse, de façon à libérer les pistons 3-4 de chacune des deux machines A et B.
Ces pistons sont, par conséquent, libérés simultanément et pous sés vers leur point mort intérieur par l'air de démar rage qui, auparavant, a été introduit dans les accu mulateurs 2b.
Dans 1'installation de la fig. 1, les pistons des deux machines A et B marchent constamment en phase. Cependant, dans certains cas, on peut avoir intérêt à ;pouvoir limiter la marche en phase des pistons à certains régimes, par exemple aux régimes qui suivent immédiatement le démarrage, tandis que la marche en phase opposée doit être établie pour les autres régimes.
Une. variante de l'installation de la fig. 1, susceptible de marcher selon ces dernières indications, est représentée schématiquement dans la fig. 2, tandis que la fig. 3 montre une deuxième variante.
Dans cette fig. 2, on a représenté uniquement les extrémités des deux auto-générateurs A et B de l'installation où se trouvent les accumulateurs pneu matiques 2b. Ces deux accumulateurs sont réunis entre eux par un conduit 14 dans lequel est inter calée une vanne 37 actionnée par un volant 38 et permettant d'ouvrir ou de fermer le conduit 14.
En outre, ces deux accumulateurs sont reliés entre eux par un second conduit 39, commandé par un tiroir 40. Ce -tiroir est relié à un piston étagé 41 sur l'un des étages duquel (étage 41a) agissent, par l'inter médiaire d'un conduit 42, les pressions instantanées de l'un des deux accumulateurs, tandis que sur son autre étage (étage 41b) agissent, par l'intermédiaire d'un conduit 43,
les pressions instantanées de l'autre accumulateur. Les pressions instantanées des accu mulateurs amenées par les conduits 42 et 43 ont tendance à entraîner le piston 41 dans une position pour laquelle le tiroir 40 ouvre le conduit 39.
La partie 411 du piston étagé divise l'intérieur du cylin dre 44 en deux espaces dans l'un desquels débouche le conduit susmentionné 42, tandis que dans l'autre agit une pression égale à la moyenne des pressions qui règnent dans les accumulateurs 2b, cette pression étant amenée à cet autre espace par un conduit à étranglement 45 et agissant sur le piston 41 dans le sens de la fermeture du tiroir 40.
Enfin, des ressorts 46-47 sont disposés à Pinté- rieur du cylindre 44, de part et d'autre de la partie élargie 411 du piston étagé 41.
Le dispositif comprenant les éléments 40, 41, 46 et 47, dont le fonctionnement est décrit dans le bre vet suisse N 279052, maintient le conduit 39 fermé tant que les pistons des deux machines A et B tra vaillent avec un déphasage de 1801,
et rétablit ce déphasage par suite du transvasement d'une certaine quantité d'air de l'un des accumulateurs pneumati ques à l'autre lorsque les pistons ont tendance à s'écarter d'un déphasage de 180,1. Cependant, lorsque le conduit 14 a été ouvert par le mécanisme, le dis positif constitué par les éléments 39 à 47,
ayant pour but de maintenir un déphasage de 180o entre les pistons des deux auto-générateurs A et B, devient inopérant et les pistons marchent en phase. Lors qu'on ferma la vanne 37, le dispositif 39 à 47 entre en fonction et provoque d'abord le déphasage de 180 entre les pistons des deux auto-générateurs et, ensuite, maintient ce déphasage aussi longtemps que le conduit 14 reste fermé.
Dans la variante de la fig. 3, qui ne comprend pas le conduit 14 avec sa vanne 37, lorsqu'on veut faire marcher les machines A et B en phase, on pro voque le blocage du tiroir 40 dans une position pour laquelle ce tiroir ouvre le conduit 39. Aussi long temps que le tiroir 40 est bloqué dans cette position, le conduit 39 fait communiquer les deux accumula- teurs 2b des auto-générateurs A et B.
Le blocage du tiroir 40 dans sa position ouverte est obtenu en intercalant, dans le conduit 45 qui sert à amener la pression égale à la moyenne des pressions au cylin dre 44, un robinet à trois voies 48 qui, dans sa position normale, relie le conduit 42, par l'intermé diaire du conduit 45, au cylindre 44 et qui, dans sa position qui correspond au blocage du tiroir 40 dans sa position ouverte,
relie l'espace du cylindre 44 dans lequel débouche le conduit 45 à l'atmosphère en fermant en même temps la branche -du conduit 45 qui est raccordée au conduit 42..
En manaeuvrant le robinet 48 pour bloquer le tiroir 40 dans sa position ouverte, on obtient la mar che en phase des pistons des auto-générateurs A et B, et en amenant le robinet 48 dans. la position pour laquelle la pression moyenne des accumulateurs peut agir dans le cylindre 44,
on obtient la marche des auto-générateurs A et B avec un déphasage des pis- tons de 180o.