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Compresseur Diesel comme transformateur à com- bustion interne pour turbines à gaz.
Par transformateur à combustion interne on en- tend un groupe de machines composé d'un compresseur et d'un moteur à combustion interne, dans lequel l'énergie d'un agent moteur (huile , poussier de charbon, gaz) est transformée en énergie d'un courant de gaz moteur, qui débite du travail dans une turbine à gaz couplé à la sui- te. Le cycle de travail est le suivant : Le cylindre à combustion est chargé d'air comprimé provenant du com- presseur, la charge est ensuite encore plus comprimée dans le moteur à combustion et ce au point que le combus- tible chargé est allumé par la chaleur de compression.
Après que les gaz de combustion se sont dilatés environ jusqu'à la pression de refoulement du compresseur, des lu- mières et soupapes sont ouvertes dans le cylindre à com- bustion. L'air comprimé introduit expulse les gaz de
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combustion du cylindre et les conduit comme gaz mo- teurs à la turbine à gaz. Aucune énergie libre ou seu- lement dans une très faible mesure est disponible sur l'arbre du transformateur à combustion interne. La puis- sance effective est débitée par la turbine à gaz.
Par rapport à un moteur à combustion interne ordinaire la puissance de travail spécifique du cylindre de combustion est considérablement augmentéedans le trans- formateur à combustion interne. La pression moyenne spé- cifique du piston est environ deux à trois fois plus grande. De même la valeur absolue des pressions gazeuses dépasse la mesure ordinaire. On obtient de cette manière de très fortes pressions de mécanisme moteur, dont la commande nécessite des mesures particulières. Tout d'abord pour obtenir une construction simple du transfor- mateur à combustion interne il faudra avoir soin de re- lier rigidement l'un à l'autre le piston de combustion et le piston du compresseur; afin de ne pas être obligé de transmettre les forces par de longues conduites de force mécaniques (manivelles, arbres, etc...).
Mais même avec l'accouplement rigide il se produit, lorsqu'on se sert des moyens jusqu'ici proposés,de très notables pressions, et il faut faire passer de très grandes quantités de travail par les manivelles, et dans les grandes unités on ne dis- pose pas encore de moyens pour être maître de ces quanti- tés.
Pour supprimer les inconvénients qui en résul- tent, on doit d'après la présente invention exécuter le cycle opératoire d'un compresseur Diesel avec accouplement rigide d'un piston de combustion et du piston du compres- seur de manière que le moteur à combustion interne tra- vaille en simple cycle à deux temps et que le travail de combustion est transformé en un travail pour le déplace- ment d'une quantité ou volume d'air contre la pression de refoulement, et qu'à la course de retour ce travail de
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déplacement sert à couvrir le travail de compression dans le cylindre du compresseur et dans le cylindre de combus- tion, ainsi que pour couvrir le travail d'expulsion des gaz moteurs hors du cylindre de combustion.
Pour la compréhension de ce procédé on peut imaginer qu'on a raccordé au cylindre de compresseur un espace collecteur de grandeur telle que la quantité d'air débitée dans cet espace ou enlevée de cet espace dans une course ne provoque pas de changement de pression.
D'après le présent procédé un volume d'air déterminé se- rait poussé, pendant la course d'expansion du cylindre de combustion dans cet espace collecteur sous une pression constante, et le travail de combustion serait donc en quelque sorte emmagasiné. Lorsque maintenant la course de retour débute, dans laquelle du travail de compression doit être effectué aussi bien dans le cylindre du com- presseur que dans le cylindre de combustion, l'énergie ac- cumulée dans le réservoir collecteur coule en arrière et couvre le travail de compression dans le cylindre de com- bustion et le travail de compression dans le cylindre du compresseur, et le cas échéant aussi le travail qui est nécessaire pour expulser les gaz moteurs hors du cylindre de combustion.
Dans ce procédé de l'énergie est emmagasinée à une pression constante et de l'énergie retourne à une pression constante. La surface de travail représente en conséquence un rectangle qui dans un cas particulier est égal au diagramme de travail de l'ensemble du processus de compression. Les conditions seront plutôt telles que les forces momentanées de la compression sont dans une certaine section de travail plus grandes que les forces momentanées qui proviennent du travail de déplacement.
Ces différences des forces momentanées doivent avant com- me après être compensées par l'action du mécanisme moteur que l'on équipera en général d'un volant. Du reste on
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n'est pas lié à l'égalité de surface du diagramme du tra- vail de compression et du travail de déplacement. Même lorsque le diagramme du travail de déplacement est plus petit que celui du travail de compression, l'effet avan- tageux de l'invention se manifeste car les quantités d'é- nergie non couvertes par le travail de déplacement, qui entrent dans le volant ou en sont retirées sont de beau- coup plus petites que lorsqu'une certaine compensation de puissance n'est pas effectuée par le travail de déplace- ment.
Dans la mise en oeuvre pratique on remplacera de préférence un très grand espace collecteur par un deuxième transformateur à combustion interne, dont le cycle de tra- vail est décalé de 180 . Le travail de combustion de l'un des transformateurs à combustion interne est alors trans- formé en travail de déplacement, mais ce travail de dépla- cement se transforme immédiatement dans l'autre transfor- mateur en travail de compression. On peut se représenter l'effet comme si par exemple le piston de chaque transfor- mateur était projeté dans un sens et dans l'autre entre deux tampons élastiques. Le mécanisme moteur ne sert alors qu'à recevoir et à restituer les différences. de tra- vail relativement faibles qui sont données par les pres- sions de tampon des deux côtés.
Les conditions obtenues dans le procédé de l'in- vention seront décrites en se reportant aux diagrammes de la fig. 1, dans lesquels on a inscrit au-dessus de la course dans un sens et dans l'autre des pistons, les pres- sions des pistons, les pressions de masse, etc... Dans le premier diagramme, la ligne a représente la courbe de pression dans le cylindre de combustion, la ligne b la courbe de pression dans le cylindre du compresseur et la ligne la pression de refoulement constante pendant une course dans un sens et dans l'autr , tandis que les pertes sont indiquées dans les surfaces h churées b. Les
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pressions résultant de ces pressions séparées sont re- présentées sur le deuxième diagrarme par la ligne e.
Si on inscrit encore la ligne des pressions de masses f, on obtient comme résultat final la ligne g représentée dans le troisième diagramme en tant que ligne de pres- sion. Les. surfaces hachurées I, II représentent les quantités de travail à recevoir et à recéder par le mé- canisme moteur. Elles atteignent à peine les valeurs se manifestant dans les moteurs Diesel ordinaires, malgré la puissance effective plusieurs fois augmentée. Le dernier diagramme montre finalement les conditions qui sont don- nées par l'augmentation du nombre de tours.
On a admis par rapport à l'avant-dernier diagramme une augmentation du nombre de tours de 25 %. Le cours de ce diagramme permet de se rendre compte que l'on peut encore réduire par aug- mentation du nombre de tours, c'est-à-dire augmentation des forces de masses, les quantités de travail qui pas- sent dans le mécanisme moteur.
La fig. 2 montre un exemple d'exécution pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention ; n'a repré- senté que le transformateur à combustion interne, tandis que l'installation de turbine à gaz adjointe a été omise.
Ce transformateur se compose du cylindre de combustion 1 et du cylindre de compresseur 2.
Le piston de combustion 3 et le piston de compresseur 4 sont assemblés en un piston étagé, qui est construit de préférence de façon que le piston de combustion 3 s'étende par un prolongement dans le piston de compresseur 4 pourvu d'un col de piston 5. Ce pro- longement sert à recevoir le tourillon de piston 6, qui est attaqué par la barre de manivelle 7 ; le prolongement s'appuie sur un saillant 8 et est rigidement relié en ce point au piston de compresseur par des vis non repré- sentées qui se trouvent devant et derrière le plan de la figure. Après desserrage de ces vis le piston de combustion
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peut, si son prolongement possède le même diamètre ou un diamètre plus petit que le cylindre de combustion, être retiré par en haut, sans qu'il faille enlever le cylindre de combustion.
Un autre avantage de la disposition de piston ici proposée consiste en ce que le tourillon de piston 6 peut être déporté jusqu'à hauteur de la surface de frottement du piston'de compresseur, de sorte qu'on peut diminuer la longueur de construction de l'ensemble de la machine.
Le piston étagé est représenté dans sa position supérieure dans laquelle le combustible est injecté par la soupape 9 dans l'espace de combustion 10. Sous l'ac- tion de la combustion et de l'expansion, le piston est ac- tionné vers le haut, et de l'air à faible compression préalable est aspiré au-dessus du piston de compresseur 4 de la conduite 11 par les soupapes d'aspiration 12. En même temps une quantité d'air est déplacée, au-dessous du piston 4, à travers l'ouverture libre 13 dans l'espace collecteur 14 contre la pression régnant dans cet espace Ainsi que décrit dans la suite, l'espace collecteur sert en même temps de récepteur pour l'air comprimé par la sur- face supérieure du piston du compresseur.
Lorsque mainte- nant le piston étagé a atteint environ sa position la plus basse, la soupape d'échappement 15 et la soupape d'ad- mission 16 sont ouvertes, les gaz de combustion passent par la conduite 17 à la turbine à gaz, et en même temps de l'air frais pénètre de l'espace collecteur 14 par les lumières d'admission 16 dans le cylindre de combustion.
Dans lamontée subséquente du piston étagé, la pression régnant dans l'espace collecteur 14 actionne la surface inférieure du piston de compresseur 4 ; au-dessus du piston de compresseur l'air précédemment aspiré est compri- mé et est refoulé par les soupapes de refoulement 18 dans l'espace 19 et de cet espace par l'ouverture 21 dans l'espace collecteur 14, tandis qu'au-dessus du piston de 1.
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combustion, après expulsion complète des gaz de combus tion, l'air frais est encore comprimé jusqu'à ce que la température nécessaire pour l'allumage du nouveau combus- tible soit atteinte. Un nouveau cycle de travail recom- mence alors.
On raccorde en général aux espaces collecteurs
14 plusieurs transformateurs à combustion interne, qui fonctionnent avec des courses de piston décalées, de pré- férence de manière que deux transformateurs soient chaque fois décalés de 180 l'un par rapport à l'autre. On ob- tient alors l'effet ci-dessus décrit dans lequel le tra- vail de déplacement de l'un des transformateurs à combus- tion interne se transforme directement en travail de com- pression du transformateur inférieur. Un calcul spécial du rapport des surfaces de piston f et ±1 permet d'en arriver à ce que le travail moteur et le travail de dépla- cement conduits par la course sont égaux, ce qui donne des surfaces I et II de même grandeur dans le deuxième et le troisième diagramme de la fig. 1.
Les conditions de fonctionnement déterminent s'il est nécessaire de viser à cette égalité de travail dans chaque cas.
On se reportera encore particulièrement à la construction représentée sur la fig. 2 de l'espace de sou- pape du compresseur ainsi que des chemins d'air entre le compresseur et le moteur à combustion interne ou l'espace collecteur, car on obtient ainsi de très bons chemins d'é- coulement au point de vue de la technique d'écoulement et qu'on s'assure en outre une forme d'exécution de construc- tion très simple. L'ensemble de la disposition est tel que l'espace de travail du compresseur passe dans un espa- ce de soupape 20, dont l'étendue est un multiple de l'étendue radiale, et dont les surfaces périphériques ser- vent à recevoir les soupapes d'aspiration 12 et les sou- papes de refoulement 18.
Dans ces conditions on peut su- perposer plusieurs rangées de soupapes, lorsque plusieurs
Il
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transformateurs à combustion interne sont disposés étroi- tement côte à côte et qu'en conséquence les soupapes ne peuvent être établies que sur une partie de la circonfé- rence, ainsi que représenté sur la fig. 3 suivant une coupe transversale de la chapelle des soupapes, d'après la ligne n - n. Les soupapes de refoulement 18 débou- chent dans un espace annulaire 19 entourant le cylindre de combustion, espace qui communique par des lumières 16 avec le cylindre de combustion et d'autre part au moyen de l'ouverture 21 avec l'espace collecteur 14.
Lorsque grâce au présent procédé la charge du mécanisme moteur d'un transformateur à combustion interne peut être considérablement réduite, dans certaines condi- tions jusque près de la valeur zéro, ainsi que le montre le dernier diagramme de la fig. l, on cherchera à rempla- cer le mécanisme de manivelle normal par d'autres méca- nismes qui permettent une construction plus simple et plus économique. En premier lieu il s'agit des plateaux oscil- lants connus, qui dans certaines conditions peuvent être remplacés par des mécanismes de cames. Or d'après la pré- sente invention, cette forme d'exécution particulièrement avantageuse en ce qui concerne sa construction peut être perfectionnéeen ce qu'on assure un équilibrage ou compen- sation des masses, et ce par l'emploi de pistons mobiles en sens contraire.
Si les pistons ont même grandeur, et s'ils comportent même course, on obtient deux plateaux os- cillants inclinés en sens opposé mais inclinés symétrique- ment à l'axe central. Le transformateur à combustion in- terne comporte donc comme caractéristiques essentielles une ou plusieurs paires de pistons étagés mobiles en sens contraire dont les commandes sont constituées par des pla- teaux oscillants, les espaces situés derrière le piston de compresseur étant conformément au procédé opératoire, en communication ouverte l'un avec l'autre et avec l'espa- ce de refoulement pour l'air de balayage et de charge.
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Dans la forme d'exécution de la fig. 4, les pistons étagés A, B, C, D, forment deux paires de pis- tons A, B et C, D, mobiles en sens opposé, paires qui sont accouplées l'une à l'autre de manière connue par des plateaux oscillants 25 et 26 disposés sur l'arbre
27. Le cycle de travail de la paire de piston A, B est décalé de 180 par rapport au cycle de la paire C, D, de sorte que les pistons A et B se trouvent dans leur po- sition de point mort externe et les pistons C et D dans leur position de point mort interne. Les deux cylindres de combustion 28 et 29 comportent à leurs extrémités ex- ternes les lumières d'entrée 30 à 33 et dans leur milieu les soupapes d'échappement 34 à 37. En conséquence le balayage du cylindre de combustion se fait des extrémités du cylindre vers le milieu.
L'avantage de cette disposi- tion consiste en ce que la commande de l'échappement, no- tamment sa fermeture, est indépendante de la position des pistons et peut être réglée à volonté lorsqu'il s'agit par exemple, en cas de changement de charge, de régler plus tôt ou plus tard le début de la compression dans le moteur à combustion interne. Dans certaines conditions on peut alors prendre une disposition telle que l'une des soupapes d'échappement appartenant à un cylindre est commandée de manière invariable et l'autre de manière réglable.
Quant au reste le fonctionnement de la machine représentée sur la fig. 4 est exactement le même que celui déjà décrit dans le schéma de la fig. 2. Par contre ce qui n'est pas distinctement représenté sur la fig. 2, à savoir la coopération de deux pistons fonctionnant en dé- calage de 180 quant au travail de déplacement, est dis- tinctement visible sur la fig. 4. Les deux espaces 38 et 39 situés derrière les pistons A et C sont reliés l'un à l'autre par l'espace 40 et de même les espaces 41 et 42 situés derrière les pistons B et D sont re- liés l'un à l'autre par l'espace 43. Les tuyaux 44 et
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45 établissent en outre la communication de tous ces espaces entre eux et avec les espaces de compression 46 et 49, dans lesquels l'air frais aspiré par les com- presseurs au moyen du tuyau 50 est refoulé.
De cette manière les surfaces arrière de tous les pistons étagés sont toujours soumises à l'action de la pression de ba- layage et de charge engendrée par les compresseurs, et on se rend compte que le travail de déplacement que le piston C par exemple doit effectuer dans sa course vers l'extérieur est transmis à travers l'espace 40 directe- ment sur le piston A se déplaçant vers l'intérieur.
R E V E N D I C A T 1 ON S :-
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Diesel compressor as internal combustion transformer for gas turbines.
By internal combustion transformer is meant a group of machines made up of a compressor and an internal combustion engine, in which the energy of a driving agent (oil, coal dust, gas) is transformed into energy a flow of motive gas, which delivers work in a gas turbine coupled to the following. The working cycle is as follows: The combustion cylinder is charged with compressed air coming from the compressor, the charge is then further compressed in the combustion engine to the point that the charged fuel is ignited by the combustion engine. heat of compression.
After the combustion gases have expanded to approximately the discharge pressure of the compressor, lights and valves are opened in the combustion cylinder. The compressed air introduced expels the gases from
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combustion of the cylinder and leads them as gas engines to the gas turbine. No free energy or only to a very small extent is available on the shaft of the internal combustion transformer. The actual power is delivered by the gas turbine.
Compared to an ordinary internal combustion engine the specific working power of the combustion cylinder is considerably increased in the internal combustion transformer. The specific average piston pressure is approximately two to three times greater. Likewise, the absolute value of the gas pressures exceeds the ordinary measurement. In this way, very high pressures of the motor mechanism are obtained, the control of which requires special measures. First of all, in order to obtain a simple construction of the internal combustion transformer, care must be taken to connect the combustion piston and the compressor piston rigidly to each other; so as not to have to transmit the forces by long mechanical force conduits (cranks, shafts, etc.).
But even with the rigid coupling it occurs, when using the means hitherto proposed, very noticeable pressures, and very large amounts of work must be passed through the cranks, and in large units one does not does not yet have the means to control these quantities.
In order to eliminate the resulting disadvantages, according to the present invention it is necessary to carry out the operating cycle of a diesel compressor with rigid coupling of a combustion piston and the piston of the compressor so that the combustion engine internal works in a simple two-stroke cycle and that the combustion work is transformed into a work for the displacement of a quantity or volume of air against the discharge pressure, and that at the return stroke this work of
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displacement is used to cover the work of compression in the compressor cylinder and in the combustion cylinder, as well as to cover the work of expelling the driving gases out of the combustion cylinder.
For the understanding of this process one can imagine that one has connected to the compressor cylinder a collecting space of a magnitude such that the quantity of air delivered into this space or removed from this space in a stroke does not cause a pressure change.
According to the present process a determined volume of air would be pushed, during the expansion stroke of the combustion cylinder into this manifold space under constant pressure, and the work of combustion would therefore be stored in a way. When now the return stroke begins, in which compression work must be carried out both in the compressor cylinder and in the combustion cylinder, the energy accumulated in the collecting tank flows back and covers the work. compression in the combustion cylinder and the compression work in the compressor cylinder, and possibly also the work that is necessary to expel the engine gases out of the combustion cylinder.
In this process energy is stored at constant pressure and energy returns at constant pressure. The working surface therefore represents a rectangle which in a particular case is equal to the working diagram of the entire compression process. Rather, the conditions will be such that the momentary forces of the compression are in a certain section of work greater than the momentary forces which come from the displacement work.
These differences in momentary forces must before and after be compensated for by the action of the motor mechanism which will generally be fitted with a flywheel. Besides, we
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is not related to the surface equality of the diagram of the compression work and the displacement work. Even when the diagram of the displacement work is smaller than that of the compression work, the advantageous effect of the invention is manifested because the quantities of energy not covered by the displacement work, which enter into the flywheel or removed from it are much smaller than when some power compensation is not effected by shift work.
In the practical implementation, a very large collector space will preferably be replaced by a second internal combustion transformer, the duty cycle of which is shifted by 180. The combustion work of one of the internal combustion transformers is then transformed into displacement work, but this displacement work is immediately transformed in the other transformer into compression work. We can imagine the effect as if, for example, the piston of each transformer were projected in one direction and the other between two elastic buffers. The motor mechanism then only serves to receive and restore the differences. relatively low working pressure which is given by the buffer pressures on both sides.
The conditions obtained in the process of the invention will be described with reference to the diagrams of FIG. 1, in which we have written above the stroke in one direction and in the other of the pistons, the pressures of the pistons, the mass pressures, etc ... In the first diagram, the line a represents the pressure curve in the combustion cylinder, line b the pressure curve in the compressor cylinder and line the constant discharge pressure during one-way and the other stroke, while the losses are indicated in the areas h chured b. The
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pressures resulting from these separate pressures are shown in the second diagram by line e.
If we write down the mass pressure line f again, we get as a final result the line g shown in the third diagram as the pressure line. The. hatched surfaces I, II represent the quantities of work to be received and given back by the motor mechanism. They hardly reach the values manifested in ordinary diesel engines, despite the effective power increased several times. The last diagram finally shows the conditions which are given by the increase in the number of revolutions.
An increase in the number of revolutions of 25% has been admitted compared to the penultimate diagram. The course of this diagram makes it possible to realize that one can further reduce by increasing the number of revolutions, that is to say increasing the mass forces, the quantities of work which pass through the mechanism. engine.
Fig. 2 shows an example of execution for the implementation of the method of the invention; only shown the internal combustion transformer, while the associated gas turbine installation was omitted.
This transformer consists of combustion cylinder 1 and compressor cylinder 2.
The combustion piston 3 and the compressor piston 4 are assembled into a stepped piston, which is preferably constructed so that the combustion piston 3 extends through an extension into the compressor piston 4 provided with a piston neck. 5. This extension serves to receive the piston journal 6, which is engaged by the crank bar 7; the extension rests on a projection 8 and is rigidly connected at this point to the compressor piston by screws (not shown) which are located in front of and behind the plane of the figure. After loosening these screws the combustion piston
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can, if its extension has the same or a smaller diameter than the combustion cylinder, be removed from above, without having to remove the combustion cylinder.
Another advantage of the piston arrangement proposed here is that the piston journal 6 can be offset up to the height of the friction surface of the compressor piston, so that the construction length of the compressor can be reduced. whole machine.
The stepped piston is shown in its upper position in which fuel is injected through valve 9 into the combustion space 10. Under the action of combustion and expansion, the piston is actuated upward. high, and low pre-compression air is sucked above the compressor piston 4 of the line 11 by the suction valves 12. At the same time a quantity of air is displaced, below the piston 4 , through the free opening 13 in the collector space 14 against the pressure prevailing in this space As described below, the collector space serves at the same time as a receiver for the air compressed by the upper surface of the compressor piston.
When the stepped piston has now reached approximately its lowest position, the exhaust valve 15 and the inlet valve 16 are opened, the combustion gases pass through line 17 to the gas turbine, and at the same time fresh air enters from the manifold space 14 through the intake ports 16 into the combustion cylinder.
In the subsequent rise of the stepped piston, the pressure prevailing in the manifold space 14 actuates the lower surface of the compressor piston 4; above the compressor piston the air previously sucked in is compressed and is discharged through the discharge valves 18 into space 19 and from this space through the opening 21 into the manifold space 14, while at -above the piston of 1.
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combustion, after complete expulsion of the combustion gases, the fresh air is further compressed until the temperature necessary for the ignition of the new fuel is reached. A new cycle of work then begins again.
We generally connect to the collector spaces
14 several internal combustion transformers, which operate with staggered piston strokes, preferably so that two transformers are each time offset by 180 with respect to each other. This results in the effect described above in which the displacement work of one of the internal combustion transformers is transformed directly into the compression work of the lower transformer. A special calculation of the ratio of the piston surfaces f and ± 1 makes it possible to achieve that the motor work and the displacement work carried out by the stroke are equal, which gives surfaces I and II of the same size in the second and the third diagram of fig. 1.
The operating conditions determine whether it is necessary to aim at this working equality in each case.
Reference will again be made particularly to the construction shown in FIG. 2 of the valve space of the compressor as well as of the air paths between the compressor and the internal combustion engine or the manifold space, since this gives very good flow paths from the point of view flow technology and, in addition, a very simple construction form is ensured. The whole arrangement is such that the working space of the compressor passes through a valve space 20, the extent of which is a multiple of the radial extent, and the peripheral surfaces of which serve to receive the valves. suction valves 12 and discharge valves 18.
Under these conditions it is possible to overlap several rows of valves, when several
he
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Internal combustion transformers are arranged closely side by side and as a consequence the valves can only be established on a part of the circumference, as shown in fig. 3 in a transverse section of the valve chapel, along line n - n. The delivery valves 18 open into an annular space 19 surrounding the combustion cylinder, which space communicates through openings 16 with the combustion cylinder and on the other hand by means of the opening 21 with the manifold space 14.
When by means of the present process the load on the driving mechanism of an internal combustion transformer can be considerably reduced, under certain conditions down to close to zero, as shown in the last diagram of fig. 1, an attempt will be made to replace the normal crank mechanism by other mechanisms which allow a simpler and more economical construction. In the first place these are known oscillating plates, which under certain conditions can be replaced by cam mechanisms. Now, according to the present invention, this particularly advantageous embodiment as regards its construction can be improved by ensuring a balancing or compensation of the masses, and this by the use of movable pistons. contrary.
If the pistons have the same size, and if they have the same stroke, we obtain two oscillating plates inclined in opposite directions but inclined symmetrically to the central axis. The internal combustion transformer therefore has as essential characteristics one or more pairs of staged pistons movable in opposite directions, the controls of which are formed by oscillating plates, the spaces behind the compressor piston being in accordance with the operating process, in open communication with each other and with the discharge space for purge and charge air.
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In the embodiment of FIG. 4, the stepped pistons A, B, C, D, form two pairs of pistons A, B and C, D, movable in opposite directions, pairs which are coupled to each other in a known manner by plates oscillating 25 and 26 arranged on the shaft
27. The duty cycle of piston pair A, B is offset by 180 from the cycle of pair C, D, so that pistons A and B are in their external dead center position and pistons C and D in their internal neutral position. The two combustion cylinders 28 and 29 have at their outer ends the inlet ports 30 to 33 and in their middle the exhaust valves 34 to 37. Consequently the combustion cylinder is scanned from the ends of the cylinder. towards the middle.
The advantage of this arrangement consists in that the control of the exhaust, in particular its closing, is independent of the position of the pistons and can be adjusted at will when it comes, for example, in the event of load change, to adjust earlier or later the onset of compression in the internal combustion engine. Under certain conditions it is then possible to take an arrangement such that one of the exhaust valves belonging to a cylinder is controlled in an invariable manner and the other in an adjustable manner.
As for the rest, the operation of the machine shown in FIG. 4 is exactly the same as that already described in the diagram of FIG. 2. On the other hand, which is not clearly represented in FIG. 2, namely the cooperation of two pistons operating at an offset of 180 as regards the displacement work, is clearly visible in fig. 4. The two spaces 38 and 39 located behind the pistons A and C are connected to each other by the space 40 and likewise the spaces 41 and 42 located behind the pistons B and D are connected. to each other through space 43. Pipes 44 and
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45 further establish the communication of all these spaces with each other and with the compression spaces 46 and 49, into which the fresh air drawn in by the compressors by means of the pipe 50 is discharged.
In this way the rear surfaces of all the staged pistons are always subjected to the action of the purge and load pressure generated by the compressors, and it is realized that the displacement work which the piston C for example must effect in its outward stroke is transmitted through the gap 40 directly onto the piston A moving inward.
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