BE353037A - - Google Patents

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BE353037A
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B33/00Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2700/00Supplying, feeding or preparing air, fuel, fuel air mixtures or auxiliary fluids for a combustion engine; Use of exhaust gas; Compressors for piston engines
    • F02M2700/33Compressors for piston combustion engines
    • F02M2700/331Charging and scavenging compressors

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Description


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  "Amélioration du rendement et de l'utilisation de la chaleur perdue totale d'un moteur à huile ou à gaz par accouplement mé- canique et thermodynamique avec un compresseur." 
L'objet de la présente invention est d'améliorer le rende- ment d'un moteur à huile ou à gaz par balayage par l'air en le groupant avec un compresseur qui fournit l'air de balayage, soit de ses boîtes   à vilebrequin,   soit de ses chambres de compres-   sion   Dans le premier cas, le groupe mécanique donne uniquement de l'air comprimé, dans le deuxième, il donne un mélange com- posé   d'air   comprimé conduit à travers le cylindre de combustion et qui, en même temps, refroidit efficacement le cylindre   inté-   

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   @   rieurement,

   de gaz d'échappement et en tous cas également de va- peur qui est produite dans un réservoir de   compression   établi pour fonctionner comme réfrigérant par évaporation, par l'utili- sation de la chaleur perdue de la machine motrice. A cette occa- sion, l'air de balayage peut être introduit sous' une pression plus faible que la contrepression de la canalisation extérieure débouchant dans le cylindre, parce qu'il s'y produit une   diminu-   tion de pression par suite du refroidissement rapide des gaz d'échappement dans le réfrigérant par évaporation en connexion avecla force vive de ceux-ci. 



   Il résulta déjà du fait seul que les pistons du compresseur actionné, par suite de leur surface beaucoup plus grande que celle des pistons de moteur, débitent hors de leurs boîtes à vi- lebrequin du compresseur, et encore plus hors des' chambres de com -pression de celui-ci, une quantité d'air de balayage plusieurs fois plus considérable que celle que les pompes de balayage de la boîte à   vilebrequin   du moteur à combustion interne sont capa- en bles de débiter, il./résulte conséquemment que le rendement de ce dernier est   considérablement   amélioré, étant   donné   que l'air comburant contient incomparablement moins de résidus de combus- tion et qu'on second lieu, le processus   circulatoire,   par suite de la pression plus élevée de l'air de balayage,

   s'effectuant   à   une température plus élevée, est donc plus économique. 



   Dans le dessin; la fige 1 représente la modalité de réalisation adoptée de préférence, partie en vue en élévation, partie en coupe d'un groupe mécanique composé d'un moteur à huile lourde, à tête d'al- lumage, travaillant en deux temps, ett des deux côtés de   celui..   ci, sur la même boîte à vilebrequin, un compresseur à piston respectivement. 



   La fig. 2 montre la crosse en coupe suivant la ligne brisée x-y de la fig. 3 qui représente la vue en plan de dessous. 

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   La   fig.   4' montre, à échelle agrandie et en coupe, la par- tie inférieure du réfrigérant par 'évaporation avec serpentin, la fig. 5, à échelle plus grande encore, également en coupe, à titre de détail, le guidage de   l'eau     à   vaporiser dans le ser- pentin, et la fig. 6, à la même échelle en coupe en long, le mouve- ment des gaz d'échappement dans le serpentin. 



   Sur la charpente 1 servant de base, sur les traverses de laquelle les paires de roues dessinées en pointillé, peuvent être fixées par des boulons pour assurer le déplacement sur desrails, se trouvent sur la même boîte à vilebrequin commune subdivisée en trois oompartiments par des cloisons séparatives, à droite, le grand compresseur d'air 2a, à gauche'le petit com- presseur d'air 2b et au milieu un moteur à combustion interne, à tête d'allumage 5, par exemple.

   La commande du moteur se fait, suivant un procédé   connu,par   le piston même, qui encore, avant   d'atteindre   son point mort inférieur, ouvre la lumière d'échap- pement 10 un peu plus tot que la lumière d'admission 7 pour   l'air   de balayage ou le mélange combustible. a 
L'arbre vilebrequin commun porte sur un bout le volant 4, ainsi que la poulie 3 conçue sous forme de pièce d'accouplement, ce qui permet au groupe mécanique, de toute manière, en plus   d'air   comprimé, de produire simultanément, à partir d'une dynamo accouplée directement,, de l'énergie électrique ou de l'énergie mécanique, ce qui, par exemple, est généralement nécessaire dans l'industrie de la construction, dans les   at@liers métallurgiques   et dans les fonderies.

   Les pistons, les bielles, bref les masses des deux compresseurs mises   en,.mouvement,   ont le   mêrne   poids res- pectif, et, ensemble, pèsent autant que les masses du moteur à huile intermédiaire 5, mises en mouvement.. Les tourillons des manivelles des compresseurs marchent dans le même sens et sont déportés de 180  par rapport à ceux du moteur à huile. Etant 

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 donné que la course motrice du moteur à combustion interne con- corde ¯dans le temps avec la course utile des compresseurs, le volant est léger.

   C'est pourquoi, on réalise,même dans le cas d'emploi de moteurs à combustion interne monocylindriques, un équilibre des masses qui permet d'atteindre un grand nombre de tours par minute et l'emploi de fondations légères, sans qu'il soit nécessaire de disposer des contrepoids d'équilibrage sur les bras de manivelles, qui, pour le surplus, ne permettent pas d tatteindre de façon aussi complète le but précité* La tranquil- lité de marche   ,,le   trouve aussi accrue par l'augmentation de la pression de balayage dans lesboîtes à vilebrequin, étant d on- né que lesbras de vilebrequin sont remplacés par des plateaux 
30, 31 et 32, qui comblent les boîtes vilebrequin des deux compresseurs conçues aussi étroites que possible dans le sens de l'axe, beaucoup   mLeux   que les contrepoids usuels,

   de sorte que le degré d'admission est beaucoup   amélioré   comparativement   à   celui du balayage usuel des chambres à vilebrequin du moteur à combustion interne à deux temps et que dans la boîte à mani- velles de ce dernier, il se crée conséquement une pression   plu     élevée   de   nature   à balayer rapidement les résidus de la   canbus-   tion. Pour la plupart des pressions d'air utilisées, la sur- face des pistons de compresseurs, notamment, est multiple de celle de ceux du moteur à combustion interne.

   A côté de cela,   l'air   de balayage s'augmente de   l'air   qui s'échappe des cham- bres de compression ou des pistons à air, par suite de manque   d'étanchéité*   Lesplateaux de vilebrequin appuient en outre le moment   dtinertie   du volant et ne donnent que de faibles pertes occasionnées par frottement de   l'air.et'de     l'huile.   



   L'aspiration de l'air de balayage dans la boîte à vilebre- quin des compresseurs se fait par les soupapes   d'aspiration   34 et 35 des côtés face de la 'boîte à vilebrequin, la pénétration dans la boîte à vilebrequin du moteur à huile par les soupapes de refoulement 36 et 37 aménagées ,dans les 'cloisons séparatives, soupapes 

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 qui   sérvent   en même temps de soupapes aspirantes pour la 'boîte vilebrequin du moteur à huile.

   Cette dernière peut en   outm,   en servant de réservoir d'air, être agrandie à cet effet aux dépens de la boite à vilebrequin des compresseurs voisins, par- ce qu'ici la contre-pression fait presque complètement défaut, contre-pression qui détermine l'extension en retour lors de la course d'aspiration suivante, c'est-à-dire la diminution du de- gré d'admission, étant donné que l'air de balayage ne pénètre que lorsque l'échappement stest produit, dans le cylindre 5 où il trouve même à son arrivée, par suite du pouvoir d'inertie des gaz expulsés et de leur refroidissement, une dépression. 



  Pour refroidir les surfaces du cylindre graissées, par suite de grande quantité d'air de balayage, il vient donc encore   s'ajou-   ter un refroidissement supplémentaire par suite de l'expansion de l'air. Ceci permet, soit une diminution de la quantité d'eau réfrigérante, soit une augmentation du rendement du moteur.. 



  L'espace nuisible des boîtes à vilebrequin des compresseurs 2a et 2b doit, par contre, être petit, parce. que ces deux pompes de balayage doivent refouler contre une pression constamment en croissance dans la boîte à vilebrequin du moteur à huile, comme deuxième étage de compression*. 



   Les surfaces des pistons à air ont les dimensions   respecti.   ves voulues pour que les deux compresseurs   d'air,   réunis par le réfrigérant   intermédiaire' 38   forment un compresseur à deux éta- ges. Le plus grand cylindre, qui dans ce cas, travaille comme cylindre à basse   pre'ssion,   est pourvu, à droite, d'une. tubulure d'aspiration 39, munie du régulateur connu 40, à contrepoids par exemple, qui admet   l'air   de réglage par'le petit tube 41 et qui, à l'intervention des bielles de renvoi usuelles peut également être employé pour régler l'alimentation de combusti- ble. La   tubulure   33, qui setrouve au milieu du cylindre, dé- bouche directement dans le réfrigérant intermédiaire 38.

   En ce 

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 qui concerne le cylindre à basse pression 2b, le raccord d'as- piration, aussi bien que le raccord   @e   refoulement, débouchent également dans le réfrigérant intermédiaire; ils sont   cependant .   réunis par la boîte commune 42 de la noix de robinet 43, qui, en qualité de robinet double à trois voies muni de deux passages en forme de T, influence automatiquement et   simultané-   ment le passage aussi bien à travers la tubulure d'aspiration qu'à travers celle de refoulement.

   Quand on règle sur la com- pression en deux étages, la tubulare d'aspiration est connectée à gauche sur le réfrigérant intermédiaire 38, tandis que la tu-   bulure   de refoulement se trouvant au milieu du cylindre, est coupée du réfrigérant intermédiaire, mais par contre se trouve en relation avecl'embranchement latéral 44 avec lequel se trou- ve en relation, soit le réfrigérant par évaporation 11, qui, avec sa console, doit être déplacé de l'autre côté du groupe   mé-   canique et qui sert de réservoir   d'air   comprimé ordinaire, soit encore un autre réservoir d'air comprimé quelconque.

   Dans le premier cas, le pot d'échappement usuel du moteur à huile , est vissé sur le raccord   d'échappement   14 du moteur combustion interne 5, dans ce cas, le groupe mécanique ne fournit que de   l'air     comprimé seulement   pour actionner les outils à air compri- mé en ordre de marche. 



     @i   l'on tourne le robinet 43 de 90 degrés, si l'on met en relation la tubulure de   refoulement   avec le   réfrigérant   intermé- diaire   38   et si l'on met hors circuit la dérivation 44 de la   tubulure   de refonlement, la communication de la   tubulure   d'aspi- ration avec le réfrigérant intermédiaire 38 par contre est   in-     terrompue   et l'aspiration de l'air extérieur peut se faite par l'embranchement 45 de la tubulure d'aspiration.

   Dans ce réglage, les cylindres 2a et 2b travaillént en parallèle (à un seul étage et débitent une grande quantité d'air sous une faible pression, par exemple, pour un cement gun; ou encore via le   réfrigérant   

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 par le tube 46 sous   forme/d'air   de balayage dans le moteur à tête d'allumage 5, quand on a besoin d'un mélange d'air de balayage, de gaz d'échappement et de vapeur d'eau pour un ap- pareil à gaz comprimé (par exemple pour une demoiselle). Le robinet à trois voies   47   met en relation le cylindre du moteur à tête d'allumage soit avec le réfrigérant 38, soit, conformé- ment   à'la   position indiquée dans le dessin, avec la boite à vi- lebrequin du moteur à huile. 



   En cas de compression à un seul étage, l'air aspiré par le petit cylindre 2b n'est, bien entendu, pas réglé par le ré- gulateur de refoulement 40; cependant, cette quantité extrême- ment faible peut s'échapper sans danger par la soupape de sûre- té, d'autant plus que   Inspiration   du grand cylindre également est complètement coupée quand on dépasse la pression. Le réfri- gérant intermédiaire 38   devient   dans ce cas un réservoir d'air comprimé qui peut être refroidi par de l'eau ou, au lieu de ce- ci, être chauffé par des gaz   d'échappement   introduits quand par exemple, un bétonnage en temps de gelée exige que l'on chauffe la place où   l'on   travaille.

   Dans ce cas, on raccorde sur le ré- servoir 38, au lieu du tuyau de balayage 46, directement la con- duite extérieure, 
Si   l'on   a besoin d'une quantité d'air encore plus considé- rable à une pression encore plus faible, on peut faire. appel aux boites à vilebrequin des deux compresseurs pour le débit   supplé-   mentaire ; ces derniers, en cas d'une communication à deux éta- ges, doivent être pourvus, en plus dessoupapes indiquées dans. le dessin sur les parois de face, également de soupapes, pou- vant se fermer, sur les parois latérales des boîtes à vilebre- quin. Au même endroit, la boîte à vilebrequin du moteur à huile doit aussi être pourvue d'une soupape, dont le balayage, oette fois, est assuré, comme usuellement, uniquement par le propre piston.

   Le dispositif commutateur pour compression à un ou plu- 

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 sieurs étages permet enfin   la/!mise   en marche du moteur à la main ou encore le rend encore possible dans le cas de groupes   mécani-     ques   d'assez grandes dimensions.

   Si par exemple, on règle le ro- binet 43 près de la position centrale entre les positions finales requises poux la compression à un étage ou la compression à deux étages, la tubulure de refoulement du cylindre à basse pression 2a étant via la réfrigérant intermédiaire 38 et l'embranchement latéral 44, le robinet 43 étant proportionnellement   entr'ouvert   en relation avec l'air extérieur, il ne se produit donc pas de contre-pression, tandis que le cylindre à haute pression 2b, par l'intermédiaire de   1''embranchement   45 de la tubulure d'aspiration   à   tubulure de refoulement fermée, possède encore une étroite com- munication avec l'air extérieur.

   L'arbre de vilebrequin peut maintenant effectuer entre la compression du cylindre à haute pression 2b et celle du cylindre 5 du moteur à combustion inter- ne, des mouvements pendulaires allant jusqu'à 180  environ qui fatiguent moins les machinistes que les mouvements pendulaires atteignant jusqu'à près de 360 , comme dans le cas d'un moteur à combustion interne monocylindrique indépendant. 



   Four les pressions d'air usuelles, la surface totale des pistons de compresseurs est plus grande que celle des pistons du moteur à combustion interne, du nombre de fois requis pour que les boîtes à vilebrequin des premiers débitent beaucoup plus d'air que la quantité nécessaire pour opérer le balayage complet du cylindre 5. Il en résulte que sans diminuer notablement le balayage, partant le rendement, on peut réduire le compresseur à peu près aux dimensions voulues 'pour la moitié du débit et   uti-   liser le restant de la production comme énergie mécanique, ou pour actionner une dynamo. 



   Les parties usées des arbres composés de divers bouts d'ar- bres, tourillons de manivelles et plateaux de manivelles, peu- vent être   remplacées.   



   L'utilisation de la chaleur perdue pour chauffer par les 

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 gaz résiduaires des surchauffeurs d'air- ou des chaudières à va- peur, est connue. Le rendement est toutefois faible en cette occurrence par suite de la transmission de chaleur défavorable du gaz d'échappement à la paroi métallique (tube de chauffe). 



  Plus défavorable encore est l'utilisation de la chaleur perdue. de l'eau réfrigérante par suite de la faible chute de températu- re pour une quantité d'eau relativement grande., Une quantité beaucoup plus grande d'énergie résiduaire peut être récupérée en mélangeant les gaz dréchappement avec de l'air, beaucoup plus considérable en-quantité, transporté par un ventilateur ou com- presseur et conduit à travers le cylindre du moteur à combustion interne comme air de balayage et en s'en servant pour actionner   un.   moteur à gaz comprimé.

   Tandis que l'air de balayage en surabon dance dans ce système, refroidit la paroi du cylindre, à l'oppo- sé de la réfrigération par l'eau usuelle, précisément là où la haute température de combustion présente le maximum de danger pour la marche, notamment sur la surface intérieure   huilée,   la quantité d'eau réfrigérante nécessaire diminue, partant également la quantité de chaleur résiduaire plus difficilement récupérable qui y correspond et ce pour une faible contre-pression et un grand excès correspondant d'air de balayage à un tel point que cette eau réfrigérante est vaporisée entièrement à l'aide de la .chaleur résiduaire et que .la vapeur de toute manière peut égale- ment être mélangée au mélange d'air et de gaz d'échappement. 



   Ceci se fait dans un réfrigérant par évaporation spéciale 11, dans lequel s'effectue le mélange des gaz résiduaires avec   l'air   de balayage et au besoin avec la vapeur   d'eau   également. 



  .Point pour point, il en résulte, sans compter un balayage plus complet, une amélioration du rendement thermique du moteur à combustion interne qui actionne le compresseur, par suite de la plus élevée pression plus élevée et de la température auxquelles s'effec-   ue   le processus cyclique, par suite du fait de la pression de 

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 balayage plus considérable. Cette pression de balayage peut toutefois être plus faible que la contre-pression de la machine à gaz comprimé (p.ex. demoiselle ou marteau) quand l'inertie des masses des gaz d'échappement est soutenue par le fait que ceux-ci sont refroidis rapidement et dans une large mesure.

   Le processus est analogue   à   celui de la condensation dans une ma- chine à vapeur, sans que toutefois desquantités de chaleur aussi considérables doivent être évacuées sans être utilisées. 



   Sur   l'orifice     d'échappement.10,   le réfrigérant par   vapo-   ration est raccordé par la tubulure 14, conformément aux figu-   res 2 et 4 ; se compose d'un réservoir en une ou plusieurs   parties 11, qui est fermé, par exemple, par le couvercle supé- rieur 12 et le couvercle inférieur 13.

   L'extrémité de la tubu- lure   d'échappement   14 pénétrant dans le réservoir 11, est vissé sur le tuyau de serpentin 15, ou soudée dessus, de sorte que dans le premier cas, on crée un simple pot d'échappement en en- levant le tuyau du serpentin, tandis que dans le deuxième cas (assemblage par soudure), le réservoir 11 fournit, en conser- vant le tuyau du serpentin, un pot d'échappement refroidi par l'eau et à amortissement parfait;   l'un   et l'autre, pour autant que   l'on   renonce à la récupération de la chaleur résiduaire et qu'il n'est fourni que de l'air comprimé uniquement. 



   Mais si le groupe mécanique travaille en faisant usage de l'air de balayage des chambres de compression du compresseur   2   avec récupération de la chaleur résiduaire, on agrandit tout d'abord l'espace nuisible du cylindre du moteur à huile 5, en vue d'éviter une pression de compression par trop considérable, par exemple, en disposant des annexes en   tôle   en-dessous de la bride du cylindre 5. 



   A la partie intérieure du tuyau de serpentin 15 (fig.2,4 et 5) se trouve une bande métallique élastique 16 enroulée éga- lement en forme d'hélice qui,en collaboration avec la paroi du 

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 tuyau de serpentin forme une rigole pour recevoir l'eau réfrigé- rante réchauffée par la chaleur résiduaire, qui arrive de la chemise de réfrigération du cylindre 5 par le tube   17.   Cette eau entre, conformément à la fig. 5 tout d'abord en contact avec la surface de chauffe constituée par le quart droit (inté- rieur) supérieur de la périphérie du tuyau, ensuite avec le quart droit (intérieur) inférieur de cette périphérie; la bande métallique est assemblée avec le tuyau de serpentin 15, soit par soudage,ou bien y adhère simplement par l'effet   d'un   ressort;

   il en résulte que l'eau réfrigérante vient, finement divisée, sourdre à travers la fente étroite ménagée entre les deux, arro- se le quart intérieur inférieur de la périphérie du tuyau et - si elle n'est pas complètement vaporisée encore - tombe sous forme de gouttelettes 18 sur la surface supérieure sèche, de l'enrou- lement situé en-dessous; elle s'y vaporise intégralement ou bien reflue vers la droite dans la rigole, pour autant qu'elle ne soit pas chassée par la vapeur en circulation sur le quart exté- rieur supérieur de la périphérie du   tuyau   Par suite de la gran- deur de la surface de chauffe et de la finesse de répartition de l'eau, il   n'est   entraîne qu'un minimum d'eau;

   on obtient donc de la vapeur très sèche qui est desséchée sur la surface extérieure du tuyau du serpentin, laquelle n'est mouillée que partiellement et elle y est au besoin, également surchauffée. 



   Si   l'eau   a une tendance à 'former des incrustations, il faut donner la préférence à l'assemblage par soudage sur celui qui consiste à fixer tout simplement la bande métallique à l'aide   d'un   ressort conformément aux figures 4 et 5. La bande métalli- que, qui, à l'état débandé, a un écartement de spires un peu plus petit et un diamètre d'enroulement un peu plus grand que le tuyau de serpentin 15, se colle notamment vers   l'extérieur     élastiquement   sur celui-ci et repose, étant donné qu'elle est 
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 assemblée par son extrémité inférieure avec le tuyau ai,, 1 I"ffl - 

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 également à   @ ressort, par son arête inférieure,

   sur la lamelle ou marche 19   soudée sur le tuyau de serpentin ou fabriquée d'une seule pièce avec celui-ci par exemple par recouvrement. L'extrémité   infé-   rieure de la bande métallique 16 peut aussi être tirée vers le bas par un contrepoids ou par un ressort spécial et, de cette manière, venir reposer sur une butée portée par le tuyau du serpentin. 



   Four tenir compte aussi de l'éventualité   où,   entre la ban- de métallique 16 et le tuyau du serpentin, ou encore entre celle-ci et la lamelle 19, il ne passerait pas, en certaines places, suffisamment d'eau, on a percé la bande métallique   d'une   série de passages étroits   20     à   travers lesquels   l'eau   peut   paiement   passer.

   De ce fait, une partie de la surface in-   térieure   de la bande métallique est également utilisée comme surface de chauffe.   Au::.\:   endroits où, par suite d'adaptation inexacte de la bande métallique au tuyau du serpentin, il pas- se directement suffisamment d'eau, on peut obturer les passa- ges 20 par des bouchons métalliques pour réaliser un arrosage aussi   régulier   que possible de la surface inférieure du tuyau du serpentin. La lamelle 19 possède à cet effet vne section qui, vers le bas, colle à peu près tangentiellement à la sec- tion circulaire du tuyau 15, à peu près triangulaire, afin que les gouttelettes d'eau   21   qui sortent de la fente ou des passas- ges 20 ne tombent pas directement de la lamelle 19, mais cou- lent le long de la périphérie du tuyau.

   La disposition décrite permet de détacher rapidement la bande métallique 16 du tuyau du serpentin, de la sorte, également, permet de les débarras- ser facilement tous deux des incrustations. 

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    @   
Dans la modalité de réalisation donnée à titre d'exemple, le tuyau du serpentin 15 est ferme par une soupape de retenue qui s'ouvre vers l'extérieur. Celle-ci se compose de la boîte 
22, dans l'ouverture supérieure de laquelle s'introduit, à ti- tre libre, le bout inférieur du tuyau de serpentin 15 muni d'un collet d'appui 23. Un ressort   24,   qui prend appui sur le fond de cette boîte, pousse en permanence la plaque de soupape 25 sur l'embouchure du tuyau.

   La boîte 22 possède des ouvertures latérales à travers lesquelles passe la vapeur remplissant le réservoir 11, et qui équilibre les variations de pression, pour arriver dans le mélange   dTair   de balayage et de gaz d'échappe- ment, se surchauffer en présence de ceux-ci, pour être ensuite conduite avec ceux-ci par le tuyau 26 dans une machine action- née par le gaz comprimé (machine à vapeur, turbine, demoiselle, marteau). La grande élasticité du tuyau de serpentin, qui est simplement introduit sans être fixé, évite complètement toutes les difficultés que sinon on rencontre avec les tubes de chauf- fe par suite de manque d'étanchéité en cas de dilatation sous l'action de la chaleur. 



   Le mode d'action du dispositif est le suivant, 
Ainsi que le montre la fig. 2, quand le piston 6 descend, couverture d'échappement 10 est tout d'abord ouverte, les gaz d'échappement arrivent dans le tuyau du serpentin 15 et expul- sent le mélange gaz-air qui y est demeuré, par la soupape 22. 



  Les gaz d'échappement chauds sont à présent, en traversant le tuyau de serpentin 15, refroidis de façon extrêmement rapide par suite de la réfrigération par   l'eau   qui n'agit que sur les sur- faces intérieures, en collaboration avec   Inaction   centrifuge provoquée par le fait que la trajectoire d'écoulement est héli-   coïdale,   les particules gazeuses les plus froides tendent, en effet, conformément à la   fige,   6, à se frayer un chemin vers l'extérieur pour repousser de là vers la surface   intérieuré   ré- frigérante, les particules plus chaudes;

   pour ensuite, lorsqu'- 

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 elles se sont réchauffées sur la surface extérieure, être elles- mêmes repoussées par des particules plus froides contre la péri- phérie intérieure de la trajectoire hélicoïdale; de cette façon, au mouvement   tourbillonnaire   habituel, vient encore s'ajouter un mouvement des gaz approximativement dans le sens indiqué par la ligne sinueuse pointillée.

   La capacité du tuyau du serpentin doit être au moins deux à trois fois plus grande que la capacité du cylindre 5, la largeur intérieure doit, à l'origine, être au moins égale à celle de la tubulure   d'échappement   et le diamètre de l'enroulement aussi grand que possible, afin que l'action d'inertie des colonnes gazeuses expulsées par le tuyau du ser- pentin en collaboration avec la rapidité du refroidissement, puisse créer dans le cylindre 5 une dépression par rapport à la pression qui règne dans le réservoir 11 ou encore par rapport à la contre-pression de la machine actionnée par le gaz comprime ( demoiselle ). - 
Un emploi particulier du mélange chaud gaz-air est celui par exemple de son. introduction dans la terre gelée ou dans le ballast gelé pour ponvoir plus facilement déterrer ce dernier. 



   L'arbre à vilebrequin du groupe mécanique est compose de bouts d'arbres,de tourillons, de manivelles et de plateaux de manivelles séparés; ceux-ci diminuent l'espace nuisible de la boîte à vilebrequin, diminuent le frottement occasionné .par   l'air   et l'huile et soutiennent le pouvoir d'inertie du volant; ce dernier, d'ailleurs, peut être calculé plus facilement en faisant-concorder dans le temps la course motrice avec la course de compression.. En outre, lespièces  de     l'arbre   de vilebrequin, qui se sont usées,peuvent être remplacées. De plus, la chaleur dégagée Dar le frottement des pièces glissantes de l'arbre de vi-   lebrequin   peut être évacuée facilement par suite de la grandeur de la surface des plateaux de   manivelle s.  

Claims (1)

  1. REVENDICATIONS.
    1 Dispositif pour améliorer le rendement des moteurs à hui- le ou à gaz à balayage par l'air, caractérisé par l'accouplement mécanique et thermique de ceux-ci avec un compresseur à piston dans lequel ou bien les pistons à air fournissent, au moyen de boîtes à vilebrequin correspondantes, l'air de balayage pour le moteux à combustion interne, en vue d'augmenter leur rende- ment par suite de la présence d'une quantité d'air de balayage plus considérable du fait que la surface des pistons à air est plus grande que celle de ceux du moteur à combustion interne (5) et du fait des pertes par manque d'étanchéité des pistons à air, ou bien,
    l'air des chambres de compression des compresseurs est conduit comme air de balayage à travers les cylindres du moteur a combustion interne 2 Dispositif conforme à la revendication 1,' caractérisé en ce que la compression de l'air de balayage fourni par les pompée de balayage des boîtes à vilebrequin (Sa et 2b) s'opère en deux étages, à savoir tout d'abord dans les boîtes à vilebrequin des compresseurs et ensuite dans les boîtes à vilebrequin du moteur à huile ou à gaz.
    3 Dispositif conforme à la revendication 1 et à la revendi- cation 2, caractérisé par un moteur à huile ou à gaz monocylindri -que (5) situé au centre de la boîte à vilebrequin commune subdi- visée par des cloisons séparatives et des deux côtés de ce mo- teur un grand (2a) et un petit (2b) compresseur à piston à arbre de vilebrequin commun, marchant dans le même sens et déportés de 1800 par rapport aux tourillons des manivelles du moteur, dont les masses en mouvement (pistons, bielles) ont le même poids res- pectif et pèsent ensemble exactement autant que les masses en mouvement du moteur ;
    par le fait que les boîtes à vilebrequin des compresseurs aspirent par des soupapes d'aspiration (34 et <Desc/Clms Page number 16> 35), l'air de balayage et refoulent celui-ci par des soupapes qui sont de refoulement (36, 37), en même temps soupapes d'aspiration de la pompe de balayage/de la boîte à vilebrequin du moteur, dans la boîte à vilebrequin de celui-ci.
    4 Dispositif conforme aux revendications 1 à 3, caracté- risé en ce que les chambres de compression au-dessus des pis- tonsdes compresseurs d'air (2a, 2b) peuvent être mises en rela- tion par l'intermédiaire d'un robinet tournant (43) aussi bien en parallèle (un seul étage) que l'une derrière l'autre, c'est à-dire en deux étages.
    5 Dispositif conforme aux revendications 1 à 4, caractéri- sé en ce qu'une soupape ou un robinet à trois voies (47) est intercalé devant la fente de balayage (7) du moteur à combustion interne (5) en vue de mettre en relation la fente de balayage soit avec la boîte à vilebrequin, soit avec les chambres de com. pression des compresseurs (2a, 2b), suivant que le groupe mécani. que doit fournir de l'air comprimé ou un mélange d'air et de gaz d'échappement ou de vapeur.
    6 Dispositif conforme aux revendications 1 à 5, caractéri- sé en ce que, par l'accouplement du moteur à combustion inter- ne avec un compresseur à manivelles déportées de 180 , ainsi que par la mise hors circuit de la tubulure de refoulement dans le cas d'un ou de plusieurs cylindres de compresseurs (2b), en mettant en même temps en communication les tubulures de refoule.
    ment des autres cylindres de compresseurs (2a) avec l'air ex- térieur à l'intervention du robinet double à trois voies (43), les mouvements pendulaires à effectuer entre la compression du moteur à combustion interne et celle du cylindre de compres- seur hors circuit, lors du démarrage, sont notablement plus courts que ceux à effectuer pour le démarrage d'un moteur mono- cylindrique indépendant et sont maintenus par les deux coussins d'air élastiques, de sorte que l'opérateur doit uniquement <Desc/Clms Page number 17> vaincre le frottement - et pour le dernier mouvement pendulaire, doit uniquement faire intervenir un effort supplémentaire peu important, en vue de dépasser le point mort.-..
    7.- Dispositif conforme aux revendications 1 à 6 à arbre à vilebrequin, composé de plateaux de manivelles, de tourillons de manivelles à bouts d'arbres, caractérisé en ce que les pla- teaux de manivelles qui offrent la plus grande surface de con- tact possible à l'air qui passe et à l'huile de graissage en présence d'un frottement dû à l'air et à l'huile très faible, sont assemblés avec les tourillons de manivelles et les bouts d'arbres à bonne conductibilité calorifique et.en outre, dimi- nuent l'espace nuisible de la boîte à vilebrequin et forment également une partie de la masse du volant nécessaire.
    8. - Dispositif conforme aux revendications 1 à 7, caracté- risé en ce que, en vue de débiter de grandes quantités d'air sous une faible pression, on peut faire entrer en jeu également les boîtes à vilebrequin du compresseur (2), en mettant en acti- vité la soupape d'aspiration usuelle de la boîte à vilebrequin du compresseur qui sinon est fermée, mais en empêchant par con- tre les deux soupapes de refoulement (36 et 37) donnant sur les boites à vilebrequin des compresseurs, de s'ouvrir. EMI17.1 ,,/ . , /.49.1?
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