BE433826A - - Google Patents

Info

Publication number
BE433826A
BE433826A BE433826DA BE433826A BE 433826 A BE433826 A BE 433826A BE 433826D A BE433826D A BE 433826DA BE 433826 A BE433826 A BE 433826A
Authority
BE
Belgium
Prior art keywords
cylinder
air
combustion
pressure
regenerator
Prior art date
Application number
Other languages
French (fr)
Publication of BE433826A publication Critical patent/BE433826A/fr

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B9/00Engines characterised by other types of ignition
    • F02B9/02Engines characterised by other types of ignition with compression ignition
    • F02B9/04Methods of operating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Description

       

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



   ,La présente invention se rapporte à un moteurà combus- tion interne dans lequel la chaleur-soutirée des gaz de com- bustion est transmise, par l'intermédiaire d'un échangeur de chaleur disposé dans la chambre de combustion et de travail, à la charge d'air comprimé; l'invention vise à rendre aussi petit que possible l'espace nuisible de la chambre de com- bustion et de travail pour diminuer autant que possible les pertes déterminées par l'espace nuisible considéré. 



   Conformément à l'invention, on obtient ce résultat par le fait que la transmission de la chaleur des gaz de combus- tion à la charge d'air comprimé a lieu en deux phases. Un ré- générateur disposé dans le cylindre d'expansion ne sert à transmettre à l'air comprimé que la partie de la chaleur situés dans-la zone des températures élevées, tandis que la partie de la chaleur qui se trouve dans la zone des tempéra- tures peu élevées est absorbée par l'air comprimé, avant son 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 entrée dans le cylindre, dans un échangeur de chaleur dis- posé en dehors du cylindre précité. La compression a lieu dans un compresseur à plusieurs étages, l'air comprimé étant refroidi entre les différents étages en question. 



     Grâce   à ce moyen, on obtient le résultat que le régéné- rateur disposé dans le cylindre ne doit transmettre à l'en- semble de l'air qu'une partie de la chaleur à céder et que, par conséquent, le régénérateur et également l'espace nuisi- ble du cylindre peuvent être sensiblement diminués. L'air et les gaz sont alors amenés successivement et à contre-courant à travers les deux échangeurs de chaleur de manière que dans chaque échangeur de chaleur, le produit de la quantité d'air par la chaleur spécifique de l'air soit à peu près égal au produit de la quantité de gaz par la chaleur spécifique du gaz en question. 



   L'avantage résultant de l'invention est que, d'une part, on réduit à une valeur négligeable les pertes produites n' par l'espace nuisible grâce au fait que   l'on/utilise   pas de cylindre auxiliaire et que, d'autre part, la température des gaz au cours de leur passage dans les organes de commande de la chambre de combustion et de travail est tellement basse qu'un refroidissement spécial des organes de commande sus- visés devient superflu et que l'on peut ainsi supprimer des pertes appréciables par cession de chaleur aux organes de commande. 



   D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion résultent de la description qui va suivre, description faite à l'appui du dessin annexé sur lequel les figures 1 à 6 représentent des modes de réalisation de l'invention. 



   La figure 1 représente un moteur à combustion inter- ne avec cylindre haute pression et cylindre basse pression. 



   La figure 2 est une coupe de la partie supérieure du cylindre et de la tête de cylindre, coupe montrant la   dis- @   position du régénérateur. 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 



   La figure 3 représente, à plus grande échelle, une partie de la figure 2' 
La figure 4 est un diagramme sur lequel sont repré- sentés les mouvements du piston et du régénérateur en fonction du temps. 



   La   figure'5   est une vue en plan   d'une   moitié du régénérateur. 



     La   figure 6, enfin, représente un moteur avec cylin- dre haute pression et cylindre basse pression,moteur dans lequel l'air chauffé dans l'échangeur de chaleur est comprimé encore une fois par un autre étage.de compresseur, avant son entraînement dans le cylindre   hauté   pression. 



   Dans le moteur représenté sur la figure 1, l'air à la pression atmosphérique pénètre à travers la tubulure 10.dans le compresseur 11 à trois étages, équipé avec des réfrigé- rateurs intermédiaires 12 et 13 de construction usuelle. 



  L'air comprimé à la pression maximum s'écoule du dernier étage du compresseur 11, à travers la canalisation 14, vers   l'échangeur   de chaleur 16. En amont de cet échangeur, se trouve une capacité 15 raccordée de telle manière à la cana- lisation de liaison 14, par l'intermédiaire d'une dérivation , que seules pénètrent dans cette capacité ou sortent de cette dernière les quantités d'air correspondant à la différence entre l'air fourni par le compresseur et l'air que nécessi- te le moteur. L'échangeur de chaleur 16 est organisé sous forme d'échangeur de chaleur à surfaces.

   L'air est chauffé à contre-courant dans :L'échangeur de chaleur 16 par les gaz d'échappement dans la z8ne des températures peu élevées dont on a'parlé précédemment et cet air s'écoule ensuite, à tra- vers la soupape d'admission 17 du cylindre 18, dans la par- tie supérieure duquel se trouve le régénérateur 19 prévu pour réchauffement dans la z8ne des températures élevées dont on a également parlé précédemment. Cet échangeur est organisé sous forme d'accumulateur de chaleur et est constitué par 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 des t8les minces entre lesquelles peut passer l'air parallè- lement à l'axe du cylindre de combustion. 



   Pendant la première partie de la course du piston 20 descendant de son point mort supérieur, la température de l'air comprimé continue à croître dans l'accumulateur de chaleur 19 au-delà de la température que cet air avait acqui- se dans l'échangeur de chaleur 16. L'air comprimé et forte- ment chauffé sortant de la partie inférieure de l'accumula- teur de chaleur 19 est ensuitechauffé, à pression constante, jusqu'à la température la plus élevée grâce au combustible liquide par exemple amené par l'intermédiaire de la soupape 21, combustible qui brûle immédiatement dans l'air fortement chauffé. A cette phase de combustion succède, pendant la conti- nuation du mouvement descendant du piston 20, la détente adia- batique au cours de laquelle baisse la température des gaz de combustion. 



   Avant, toutefo is , que le pis ton 20 n'atteigne le point mort inférieur, la soupape de communication 22 s'ouvre, grâce à quoi se trouve établie la liaison avec le cylindre basse pression 26. Etant donné que la manivelle du piston du cylindre basse pression 26 est décalé de 180  par rapport au piston du cylindre haute pression 18, la baisse de tempé- rature des gaz qui se détendent (baisse de température due à la cession de chaleur dans le régénérateur ) ainsi que la détente dans le cylindre basse pression 26 ont lieu, en grande partie, simultanément. La manivelle du piston du cylindre basse pression peut également être décalée de plus de 120 , par exemple de 180 , par rapport à la manivelle du piston du cylindre hautepression. 



   Après que s'est achevée la détente, dans le cylindre basse pression 26, la soupape d'échappement 27 du cylindre basse pression en question s'ouvre lorsque le piston du cylindre basse pression se trouve au voisinage du point mort bas, après qu'a été   fermée  préalablement la soupape de 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 communication 22, ce qui fait que le piston 20 du cylindre haute pression, piston qui se meut vers le haut, peut comprimer le résidu de gaz se trouvant dans le cylindre haute pression 18. Pendant le mouvement ascendant du piston du cylindre basse pression 26 et pendant l'ouverture de la soupape 27, les gaz de combustion sont refoulés à travers l'échangeur de chaleur 16 pour que leur chaleur soit cédée à   l'air   comprimé provenant du compresseur, comme on l'a déjà indiqué précédemment. 



   Un peu avant que le piston du cylindre basse pression 26 ait atteint le point mort haut, la soupape d'échappement 27 se ferme également, ce qui fait que le résidu de gaz est comprimé à une pression correspondant sensiblement à celle qui règne dans le cylindre haute pression 18, lors de l'ouver- ture de la soupape de communication 22. 



   Le moteur peut, également, ne comporter qu'un cylin- dre unique, le cylindre basse pression 26 étant supprimé. 



  Le cylindre 18 doit alors, En raison du rapport de détente plus grand, avoir des dimensions plus grandes, ce qui pré- sente des inconvénients au point de vue thermique. Une subdivision du moteir en cylindres haute pression et basse pression conformément à l'invention présente encore l'avan- tage suivant: étant donné qu'au cours de leur passage du cy- lindre haute pression au cylindre basse pression, les gaz cèdent une partie de la, chaleur au régénérateur 19, le cylindre basse pression peut avoir des dimensions plus peti- tes que celà ne serait le cas si les gaz, partiellement dé- tendus dans le cylindre haute pression, s'écoulaient directe- ment   (cest-à-dire   sans cession de chaleur au régénérateur) dans le cylindre basse pression.

   La soupape de communication 22 est à l'abri des températures élevées étant donné que les gaz sortant du cylindre haute pression se refroidissent dans le régénérateur 19. 



   Lorsque l'on utilise non pas du combustible liquide mais 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 du combustible gazeux, il faut diviser le régénérateur   19   
16 et l'échangeur de telle manière que l'air comprimé soit amené à travers certaines parties du régénérateur et de l'échangeur de chaleur et que le combustible comprimé soit amené à travers les autres parties des organes précités, toutes les parties considérées étant traversées par des portions correspondantes des gaz de combustion détendus. 



   Sur les figures 2 et 3, on a représenté à plus grande échelle, la partie supérieure du cylindre 18 avec le régé- nérateur 19 et les soupapes 17 et 22. 



   Pour rendre aussi petit que possible l'espace nuisi-   ble-que   nécessite le régénérateur 19, ce régénérateur est disposé, avec un faible jeu, sous la paroi frontale du cy- lindre. Afin que les soupapes 17 et 22 puissent tout de mê- me s'ouvrir et que les gaz puissent traverser aussi uni- formément que possible toutes les parties transversales du régénérateur, ce dernier est monté de manière à pouvoir se mouvoir, dans le sens de l'axe du cylindre 18 et il comporte une commande grâce à laquelle ledit régénérateur est écar- té de la paroi frontale du cylindre 'chaque fois que s'ou- vrent les soupapes d'admission et de détente.

   Ceci est re- présenté sur le diagramme de la figure 4, diagramme   .ans   le- quel les temps sont représentés par les abscisses Z, tandis que les courses du piston (courbes a) et du régénérateur (courbes b) sont représentées par les ordonnées H. Pendant la première partie de la course descendante du piston 20, la soupape d'admission est ouverte et le régénérateur 19 s'abaisse pour se rapprocher de nouveau de la paroi frontale du cylindre conformément à la courbe b.

   Dès que la soupape d'échapepement, soupape de communication 22, commence à sou- vrir avant le point mort bas du piston 20, le régénérateur s'abaisse conformément à la   courbe c.   pour revenir devant la paroi frontale du cylindre au moment de la fermeture de la soupape d'échappement 22 et avant que soit atteint le point   @   mort haut du piston. 

 <Desc/Clms Page number 7> 

 



   Le régénérateur peut, par exemple, être actionné, à partir de l'arbre principal du   mdteur,   par l'intermédiai- re d'un mécanisme de levier à genouillère, mécanisme qui oscille suivant un mouvement de va-et-vient lorsque le le- vier à genouillère est en position allongée. Le levier à genouillère oscille dans ce mécanisme d'une quantité plus grande sur un coté de sa position allongée que sur l'autre côté, suivant les durées d'ouverture différentes -des sou- papes d'admission et d'échappement. Il est avantageux de      disposer la soupape pour l'admission du combustible dans l'axe du cylindre et de la fixer au régénérateur de manière que la soupape précitée participe aux mouvements dudit régénérateur.

   La liaison entre la soupape et la chambre de combustion doit, par conséquent, être organisée d'une manière souple. 



   Le cylindre haute pression 18 comporte, dans .sa par- tie supérieure, comme le montre la figure 2, une chemise calorifugée 30, .tandis que la partie inférieure de ce même cylindre,.partie dans laquelle   glissent   les   semgents   dé pis- ton, comporte une chemise de refroidissement 31.      



   La moitié de   gauche   de la figure 2 montre, en coupe,      la 'cage de la soupape d'admission, tandis que la moitié de droite de la   mme   figure montre, en coupe, la cage de la soupape de communication ou d'échappement. Il est avantageux de disposer, dans la culasse.du cylindre, deux soupapes d'ad- ; mission 17 diamétralement opposées, et également deux soupa- pes d'échappement ou de communication 22 diamétralement oppo- sées. 



   Le régénérateur disposé dans le cylindre 18 est vu en coupe verticale sur la figure 3 et en plan sur la figure 5. 



   Ce régénérateur est formé, d'une part, d'un cadre con- stitué par des rais 77, courbés en développantes et partant d'un moyeu 76 et par un anneau 78 et., d'autre part, d'une couronne interne de tôles 79 et d'une couronne externe de tôles 80-également courbées en développantes et maihtenues dans le 

 <Desc/Clms Page number 8> 

 
79 cadre précité. Les tôles/courbées en développantes sont in- troduites dans les ouvertures de cadre formées du moyeu 76, des rais 77 et de l'anneau 78 grâce au fait qu'en un point de chaque ouverture, les bords faisant saillie vers l'inté- rieur de l'ouverture considérée comportent des fentes étroi- tes à travers les-quelles on peut introduire, par glisse- ment, les tôles 79 précitées.

   Les fentes étroites en ques- tion, obtenues avantageusement par un trait de scie, peuvent   tre   fermées par soudure, après introduction des tôles. D'une manière analogue, les tôles 80 également courbées en déve- loppantes, tôles qui sont maintenues par des queues d'aron- de dans le bord externe de l'anneau 78, peuvent être intro- duites dans la rainure en queue d'aronde à travers une ouverture ménagée en un point de la périphérie. L'intervalle entre les tôles, intervalle qui est, par exemple, de 0,1 mm peut être assuré de la manière usitée dans les les aubages des roues de turbine à vapeur, ou bien à l'aide de petites saillies embouties dans les tôles.

   Il convient de prévoir un anneau 83 sur la périphérie de l'accumulateur de chaleur, périphérie formée des extrémités libres des tôles 80, l'anneau 83 étant soudé aux tôles précitées après mise en position. 



   Comme matière première pour les tôles et le cadre du régénérateur, on utilise des alliages résistant aux tempé- ratyres élevées. 



   Dans l'axe du cadre régénérateur se trouve la soupape 21 pour l'admission du combustible liquide. Fendant l'injec- tion du combustible dans le cylindre, ce combustible est in- troduit avec une pression tellement élevée que la soupape   21   s'écarte légèrement de son siège, malgré l'action du res- sort puissant 75. Le combustible sort, alors (de la soupape) sous forme d'une pluie divergente horizontale et il rencontre à angle droit, des parties toujours fraiches d'air comprimé fortement chauffé s'écoulant verticalement vers le bas, hors du régénérateur 19. On obtient, de cette manière, une 

 <Desc/Clms Page number 9> 

 combustion complète. 



   Un autre mode de réalisation de l'invention est repré- senté schématiquement sur la figure 6. Le moteur représenté sur cette figure se différencie de celui que montre la figure 1 par le fait que l'air chauffé dans l'échangeur de chaleur 16 par les gaz d'échappement est comprimé avant soh   .introduc-'   tion dans le cylindre haute pression 18 par un quatrième éta- ge 11a du compresseur. La capacité 15 est, dans ce cas, inter- posée entre l'étage compresseur lla et le cylindre haute pression 18. D'autre part, on a prévu une autre capacité 25 . entre le cylindre haute pression 18 et le cylindre basse pression 26. L'air comprimé n'est pas refroidi entre le troisième étage compresseur 11 et le quatrième étage 11a. 



    ;et   air reçoit, au contraire, de la chaleur dans   l'échan-   geur de chaleur 16: 
La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation   décrits.ci-dessus   et représentés sur le des- sin.annexé; l'invention peut être mise en oeuvre de manières très diverses et   peutfaire   l'objet de nombreuses variantes..



   <Desc / Clms Page number 1>
 



   The present invention relates to an internal combustion engine in which the heat withdrawn from the combustion gases is transmitted, via a heat exchanger arranged in the combustion and working chamber, to the combustion chamber. compressed air charge; the invention aims to make as small as possible the harmful space of the combustion and working chamber to reduce as much as possible the losses determined by the harmful space considered.



   In accordance with the invention, this result is obtained by the fact that the transfer of heat from the combustion gases to the compressed air charge takes place in two phases. A re-generator placed in the expansion cylinder serves to transmit to the compressed air only the part of the heat situated in the high temperature zone, while the part of the heat which lies in the high temperature zone. - low tures is absorbed by the compressed air, before its

 <Desc / Clms Page number 2>

 entry into the cylinder, into a heat exchanger placed outside the aforementioned cylinder. Compression takes place in a multistage compressor, the compressed air being cooled between the different stages in question.



     Thanks to this means, the result is obtained that the regenerator placed in the cylinder must transmit to the whole of the air only a part of the heat to be released and that, consequently, the regenerator and also the nuisance cylinder space can be significantly reduced. The air and the gases are then brought successively and in counter-current through the two heat exchangers so that in each heat exchanger, the product of the quantity of air by the specific heat of the air is little near equal to the product of the quantity of gas times the specific heat of the gas in question.



   The advantage resulting from the invention is that, on the one hand, the losses produced by the harmful space are reduced to a negligible value thanks to the fact that no auxiliary cylinder is used and that, of on the other hand, the temperature of the gases during their passage through the control members of the combustion and working chamber is so low that a special cooling of the aforementioned control members becomes superfluous and which can thus be eliminated. appreciable losses by heat transfer to the control units.



   Other characteristics and advantages of the invention result from the description which follows, description given in support of the appended drawing in which FIGS. 1 to 6 represent embodiments of the invention.



   FIG. 1 shows an internal combustion engine with a high pressure cylinder and a low pressure cylinder.



   Figure 2 is a sectional view of the upper part of the cylinder and cylinder head, section showing the arrangement of the regenerator.

 <Desc / Clms Page number 3>

 



   Figure 3 shows, on a larger scale, part of Figure 2 '
FIG. 4 is a diagram showing the movements of the piston and of the regenerator as a function of time.



   Figure 5 is a plan view of one half of the regenerator.



     Figure 6, finally, shows an engine with a high pressure cylinder and a low pressure cylinder, an engine in which the air heated in the heat exchanger is compressed once again by another compressor stage, before it is driven into the heat exchanger. the high pressure cylinder.



   In the engine shown in Fig. 1, air at atmospheric pressure enters through tubing 10 into the three-stage compressor 11, equipped with intermediate refrigerators 12 and 13 of conventional construction.



  The compressed air at maximum pressure flows from the last stage of the compressor 11, through the pipe 14, to the heat exchanger 16. Upstream of this exchanger, there is a capacity 15 connected in such a way to the pipe. - linkage 14, by means of a bypass, that only enter this capacity or leave the latter the quantities of air corresponding to the difference between the air supplied by the compressor and the air required. te the engine. The heat exchanger 16 is organized as a surface heat exchanger.

   The air is heated against the current in: The heat exchanger 16 by the exhaust gases in the zone of low temperatures mentioned previously and this air then flows through the valve inlet 17 of cylinder 18, in the upper part of which is located the regenerator 19 provided for heating in the high temperature zone which has also been mentioned previously. This exchanger is organized in the form of a heat accumulator and consists of

 <Desc / Clms Page number 4>

 thin sheets between which air can pass parallel to the axis of the combustion cylinder.



   During the first part of the stroke of the piston 20 descending from its upper dead center, the temperature of the compressed air continues to rise in the heat accumulator 19 above the temperature which this air had acquired in the heat accumulator. heat exchanger 16. The compressed and strongly heated air leaving the lower part of the heat accumulator 19 is then heated, at constant pressure, up to the highest temperature thanks to the liquid fuel, for example supplied. via the valve 21, fuel which immediately burns in the strongly heated air. This combustion phase is followed by adiabatic expansion during the continued downward movement of piston 20, during which the temperature of the combustion gases drops.



   Before, however, that the udder 20 does not reach the lower dead center, the communication valve 22 opens, thanks to which the connection is established with the low pressure cylinder 26. Since the crank of the piston of the low pressure cylinder 26 is offset by 180 with respect to the piston of the high pressure cylinder 18, the drop in temperature of the expanding gases (drop in temperature due to the heat transfer in the regenerator) as well as the expansion in the cylinder low pressure 26 take place, for the most part, simultaneously. The low pressure cylinder piston crank can also be offset by more than 120, for example 180, from the high pressure cylinder piston crank.



   After the expansion has ended, in the low pressure cylinder 26, the exhaust valve 27 of the low pressure cylinder in question opens when the piston of the low pressure cylinder is in the vicinity of the bottom dead center, after that has been closed beforehand, the

 <Desc / Clms Page number 5>

 communication 22, whereby the piston 20 of the high pressure cylinder, piston which moves upwards, can compress the gas residue in the high pressure cylinder 18. During the upward movement of the piston of the low pressure cylinder 26 and during the opening of the valve 27, the combustion gases are forced through the heat exchanger 16 so that their heat is transferred to the compressed air coming from the compressor, as already indicated above.



   Shortly before the low pressure cylinder piston 26 has reached top dead center, the exhaust valve 27 also closes, causing the gas residue to be compressed to a pressure substantially corresponding to that in the cylinder. high pressure 18, when opening the communication valve 22.



   The engine may also have only a single cylinder, the low pressure cylinder 26 being omitted.



  The cylinder 18 must then, due to the larger expansion ratio, have larger dimensions, which presents disadvantages from a thermal point of view. A subdivision of the engine into high-pressure and low-pressure cylinders in accordance with the invention also has the following advantage: given that during their passage from the high-pressure cylinder to the low-pressure cylinder, the gases give up a part. of heat to the regenerator 19, the low pressure cylinder can have smaller dimensions than would be the case if the gases, partially expanded in the high pressure cylinder, flowed directly (that is to say - say without heat transfer to the regenerator) in the low pressure cylinder.

   The communication valve 22 is protected from high temperatures since the gases leaving the high pressure cylinder cool in the regenerator 19.



   When not using liquid fuel but

 <Desc / Clms Page number 6>

 gaseous fuel, the regenerator must be divided 19
16 and the exchanger in such a way that the compressed air is supplied through certain parts of the regenerator and the heat exchanger and that the compressed fuel is supplied through the other parts of the aforementioned members, all the parts considered being traversed by corresponding portions of the expanded combustion gases.



   In Figures 2 and 3, there is shown on a larger scale the upper part of cylinder 18 with regenerator 19 and valves 17 and 22.



   In order to make as small as possible the harmful space required by the regenerator 19, this regenerator is arranged, with a small clearance, under the front wall of the cylinder. So that the valves 17 and 22 can still open and the gases can pass as uniformly as possible through all the transverse parts of the regenerator, the latter is mounted so that it can move in the direction of movement. the axis of the cylinder 18 and it comprises a control by which said regenerator is moved away from the front wall of the cylinder whenever the inlet and expansion valves are opened.

   This is shown in the diagram of figure 4, diagram in which the times are represented by the abscissa Z, while the strokes of the piston (curves a) and of the regenerator (curves b) are represented by the ordinates H. During the first part of the downstroke of the piston 20, the intake valve is opened and the regenerator 19 is lowered to again approach the front wall of the cylinder according to curve b.

   As soon as the exhaust valve, communication valve 22, begins to lift before the bottom dead center of piston 20, the regenerator is lowered in accordance with curve c. to return in front of the front wall of the cylinder when the exhaust valve 22 is closed and before the top dead center of the piston is reached.

 <Desc / Clms Page number 7>

 



   The regenerator can, for example, be operated from the main shaft of the gearbox by means of a toggle lever mechanism, a mechanism which oscillates in a reciprocating motion when the - kneepad sink is lying down. The toggle lever oscillates in this mechanism by a greater amount on one side of its extended position than on the other side, depending on the different opening times of the intake and exhaust valves. It is advantageous to arrange the valve for the admission of fuel in the axis of the cylinder and to fix it to the regenerator so that the aforementioned valve participates in the movements of said regenerator.

   The connection between the valve and the combustion chamber must therefore be organized in a flexible manner.



   The high pressure cylinder 18 comprises, in its upper part, as shown in FIG. 2, an insulated jacket 30, while the lower part of this same cylinder, .part in which the piston rods slide, has a cooling jacket 31.



   The left half of FIG. 2 shows, in section, the cage of the intake valve, while the right half of the same figure shows, in section, the cage of the communication or exhaust valve. It is advantageous to have, in the cylinder head, two ad- valves; mission 17 diametrically opposed, and also two exhaust or communication valves 22 diametrically opposed.



   The regenerator arranged in cylinder 18 is seen in vertical section in FIG. 3 and in plan in FIG. 5.



   This regenerator is formed, on the one hand, of a frame constituted by spokes 77, curved in involute and starting from a hub 76 and by a ring 78 and., On the other hand, of an internal crown of sheets 79 and of an external ring of sheets 80 - also curved in involute and maihtenues in the

 <Desc / Clms Page number 8>

 
79 above. The involute / curved sheets are introduced into the frame openings formed of the hub 76, spokes 77 and ring 78 by virtue of the fact that at one point of each opening the edges protruding inwardly. inside the opening in question have narrow slots through which the aforementioned sheets 79 can be inserted by sliding.

   The narrow slots in question, advantageously obtained by a saw cut, can be closed by welding, after introduction of the sheets. Similarly, the equally developingly curved plates 80, which plates are held by dovetail tails in the outer edge of the ring 78, may be inserted into the tail groove. dovetailed through an opening made at a point on the periphery. The gap between the sheets, which interval is, for example, 0.1 mm can be ensured in the usual way in the blades of the steam turbine wheels, or by means of small protrusions stamped in the sheets. .

   A ring 83 should be provided on the periphery of the heat accumulator, the periphery formed by the free ends of the sheets 80, the ring 83 being welded to the aforementioned sheets after positioning.



   As raw material for the sheets and frame of the regenerator, high temperature resistant alloys are used.



   In the axis of the regenerator frame is the valve 21 for the admission of liquid fuel. During the injection of fuel into the cylinder, this fuel is introduced with such a high pressure that the valve 21 moves slightly away from its seat, despite the action of the powerful spring 75. The fuel comes out, then (from the valve) in the form of a horizontal divergent rain and it meets at right angles, always fresh parts of strongly heated compressed air flowing vertically downwards, out of the regenerator 19. In this way we obtain , a

 <Desc / Clms Page number 9>

 complete combustion.



   Another embodiment of the invention is shown schematically in Figure 6. The motor shown in this figure differs from that shown in Figure 1 by the fact that the air heated in the heat exchanger 16 by the exhaust gas is compressed before its introduction into the high pressure cylinder 18 by a fourth stage 11a of the compressor. The capacity 15 is, in this case, interposed between the compressor stage 11a and the high pressure cylinder 18. On the other hand, another capacity 25 is provided. between the high pressure cylinder 18 and the low pressure cylinder 26. The compressed air is not cooled between the third compressor stage 11 and the fourth stage 11a.



    ; and air, on the contrary, receives heat in the heat exchanger 16:
The present invention is not limited to the embodiments described above and shown in the appended drawing; the invention can be implemented in a variety of ways and can be the subject of many variations.


    

Claims (1)

RESUME. ABSTRACT. La présente invention a pour objet: A. - Un procédé de fonctionnement d'un moteur à combus- tion, procédé dans lequel la charge d'air est comprimée et chauffée avant la combustion à l'aide de la chaleur soutirée des gaz de combustion. Ce procédé présente les caractéristi- ques suivantes et leur combinaison. la) L'espace nuisible du cylindre est diminué grâce au.fait que l'échange de chaleur entre les gaz de combustion et la charge d'air a lien en deux phases de températures dif- férentes; The present invention relates to: A. - A method of operating a combustion engine, in which the air charge is compressed and heated prior to combustion using heat withdrawn from the combustion gases. This process has the following characteristics and their combination. la) The harmful space of the cylinder is reduced by the fact that the heat exchange between the combustion gases and the air charge takes place in two phases of different temperatures; 1)échange de chaleur, dans la zone des températures élevées, a lieu à l'aide d'un échangeur de chaleur disposé dans la chambre de combustion et de travail, tandis que l'échange de chaleur, dans la z8ne des températures basses, a lieu à l'ai- EMI9.1 de d'un deuxième échangeur de chaleur disposé en dehors de/la <Desc/Clms Page number 10> chambre de combustion et de travail. 1) heat exchange, in the high temperature zone, takes place using a heat exchanger arranged in the combustion and working chamber, while the heat exchange, in the low temperature zone, takes place at EMI9.1 of a second heat exchanger placed outside the <Desc / Clms Page number 10> combustion chamber and work. 2 ) Les deux échangeurs de chaleur sont traversés successivement à contre-courant par des quantités sensi- blement égales de gaz de combustion et d'air comprimé. 2) The two heat exchangers are passed through successively countercurrently by substantially equal quantities of combustion gas and compressed air. 3 ) Les gaz de combustion sont détendus en une pha- se avant l'échange de chaleur jusqu'à ce qu'ils atteignent à peu près la pression d'échappement. 3) The combustion gases are released in one phase before the heat exchange until they approximately reach exhaust pressure. 4 ) La détente des gaz de combustion a lieu en deux phases entre lesquelles a lieu l'échange de chaleur entre les gaz de combustion et la charge d'air dans les zônes de 'températures hautes et basses, l'air d'abord comprimé iso- thermiquement étant ensuite comprimé adiabatiquement jus- qu'à la pression finale avec sensiblement le même rapport de pression avec lequel sont détendus les gaz de combustion au cours de la deuxième phase. 4) The expansion of the combustion gases takes place in two phases between which takes place the exchange of heat between the combustion gases and the air charge in the zones of high and low temperatures, the first compressed air isothermally then being adiabatically compressed to the final pressure with substantially the same pressure ratio with which the combustion gases are expanded during the second phase. 5 ) La détente des gaz de combustion a lieu en deux phases, l'échange de chaleur dans la zone des températures élevées ayant lieu entre les deux phases de détente tandis que l'échange de chaleur dans la zone des températures basses a lieu après la deuxième phase de détente; l'air, d'abord com- primé isothermiquement est ensuite comprimé adiabatiquement après- chauffage dans la zone des températures basses jusqu'à la pression finale avec sensiblement le même rapport de pres- sion avec lequel ont été détendus les gaz de combustion au cours de la deuxième phase. 5) The combustion gas expansion takes place in two phases, the heat exchange in the high temperature zone taking place between the two expansion phases while the heat exchange in the low temperature zone takes place after the expansion. second phase of relaxation; the air, first compressed isothermally is then compressed adiabatically after heating in the low temperature zone to the final pressure with substantially the same pressure ratio with which the combustion gases were expanded during of the second phase. 6 ) La détente des gaz de combustion a lieu en deux pha- ses, l'échange de chaleur dans la zone des températures éle- vées ayant lieu pendant la détente basse pression à laquelle succède l'échange de chaleur dans la zone des températures basses, l'air d'abord comprimé isothermiquement étant ensui- te comprimé adiabatiquement à la pression finale après chauf- fage dans la zône des températures basses;, 7 ) La détente des gaz de combustion a lieu en deux phases, l'échange de chaleur, dans la zône des températures <Desc/Clms Page number 11> élevées ayant lieu pendant la détente basse pression à laquelle succède l'échange de chaleur dans la zone des tem- pératures basses, l'air étant comprimé isothermiquement jusqu'à la pression finale; 6) The combustion gas expansion takes place in two phases, the heat exchange in the high temperature zone taking place during low pressure expansion followed by heat exchange in the low temperature zone. , the first isothermally compressed air then being compressed adiabatically to the final pressure after heating in the low temperature zone ;, 7) The expansion of combustion gases takes place in two phases, the heat exchange, in the temperature zone <Desc / Clms Page number 11> high taking place during low pressure expansion followed by heat exchange in the low temperature zone, the air being isothermally compressed to the final pressure; 8 ) Tous les gaz de combustion ou une partie de ces gaz, sensiblement refroidie à la température de l'air exté-' rieur après détente et cession de chaleur conformément à un des moyens du procédé sont détendus autant que possible isothermiquement jusqu'à la pression de l'air atmosphérique, au cours d'une phase-ultérieure qui sert à comprimer, dans même , la/mesure, une charge d'air appropriée qui est à la pression atmosphérique. 8) All the combustion gases or a part of these gases, substantially cooled to the temperature of the outside air after expansion and heat transfer in accordance with one of the means of the process are expanded as far as possible isothermally to the atmospheric air pressure, in a subsequent phase which serves to compress, in the same, the / measure, an appropriate air charge which is at atmospheric pressure. B. - Un moteur à combustion pour la mise en oeuvre du procédé spécifié sous A, ce moteur présentant les carac- téristiques suivantes et leur combinaison; 1 ) On a prévu, dans la chambre de combustion et de travail du cylindre du-moteur, directement en avant des soupapes d'admission et d'achappement, un régénérateur muni de passages pour l'air et les gaz de combustion, tandis que l'on a prévu, en dehors du cylindre susvisé, un échangeur de chaleur monté, d'une part, dans la canalisation d'échap- pement du moteur et, d'autre part, dans la canalisation d'air allant du compresseur au cylindre susvisé ; B. - A combustion engine for implementing the process specified under A, this engine having the following characteristics and their combination; 1) In the combustion and working chamber of the engine cylinder, directly in front of the intake and exhaust valves, a regenerator is provided with passages for air and combustion gases, while a heat exchanger mounted, on the one hand, in the exhaust duct of the engine and, on the other hand, in the air duct going from the compressor to the compressor, is provided, apart from the aforementioned cylinder. aforementioned cylinder; 2 ) Dans un moteur comprenant des cylindres haute pression et basse pression, le régénérateur spécifié sous 1 ) est disposé dans le cylindre haute pression, tandis que l'échangeur de chaleur disposé en dehors du moteur est mon- té dans la canalisation d'échappement du cylindre basse pression ; 3 ) On a prévu une canalisation de raccordement par- tant de la soupape d'échappement du cylindre haute pression et aboutissant directement dans le cylindre basse pression, la manivelle du piston du cylindre basse pression étant dé- calée par rapport à la manivelle du piston du cylindre haute) <Desc/Clms Page number 12> pression de manière que la première manivelle soit en retard sur la deuxième d'un angle compris entre 120 et 180 environ. 2) In an engine comprising high pressure and low pressure cylinders, the regenerator specified under 1) is arranged in the high pressure cylinder, while the heat exchanger arranged outside the engine is mounted in the exhaust pipe of the low pressure cylinder; 3) A connecting pipe is provided starting from the exhaust valve of the high pressure cylinder and ending directly in the low pressure cylinder, the crank of the piston of the low pressure cylinder being offset with respect to the crank of the piston. high cylinder) <Desc / Clms Page number 12> pressure so that the first crank is behind the second by an angle of between 120 and 180 approximately. 4 ) On interpose, dans la canalisation allant de l'échangeur de chaleur au cylindre haute pression, un com- presseur ou un étage de compresseur grâce auxquels l'air préalablement comprimé est chauffé et amené à une pression encore plus élevée; 5 ) Le régénérateur disposé dans le cylindre du mo- teur est formé, d'une part, d'un cadre constitué par un moyeu, par des rais avantageusement courbés en développantes et par un ou plusieurs anneaux et, d'autre part, d'une ou de plu- sieurs couronnes constituées par des tôles avantageusement courbées en développantes et maintenues dans le cadre précité; 6 ) On a prévu, dans les bords des ouvertures de ca- dre, une ou plusieurs fentes à l'aide desquelles on peut introduire les tôles, les fentes précitées pouvant être fer- mées, par exemple par soudure après introduction desdites tôles. 4) A compressor or a compressor stage is interposed in the pipe going from the heat exchanger to the high pressure cylinder, thanks to which the previously compressed air is heated and brought to an even higher pressure; 5) The regenerator arranged in the engine cylinder is formed, on the one hand, of a frame consisting of a hub, by spokes advantageously curved in involute and by one or more rings and, on the other hand, of one or more crowns formed by sheets advantageously curved in involute and held in the aforementioned framework; 6) One or more slots are provided in the edges of the frame openings by means of which the sheets can be introduced, the aforementioned slots being able to be closed, for example by welding after introduction of said sheets. 7 ) Les organes d'admission et d'échappement du cylin- dre sont répartis sous la forme de plusieurs soupapes d'ad- mission et d'échappement avantageusement opposées diamétra- lement, ceci de manière que l'on obtienne une répartition aus- si uniforme que possible du courant d'air et de gaz sur leré- générateur: 7) The intake and exhaust members of the cylinder are distributed in the form of several intake and exhaust valves, advantageously diametrically opposed, in such a way that a similar distribution is obtained. as uniform as possible of the air and gas flow over the generator: 8 ) Le régénérateur disposé dans le cylindre du mo- teur est organisé pour se mouvoir dans l'axe du cylindre et l'on a prévu pour sa commande un mécanisme qui, lorsque les soupapes d'admission et d'échappement sont ouvertes, ménage entre lesdites soupapes et le régénérateur un es- pace suffisant pour l'écoulement des gaz et qui, lorsque les soupapes susvisées sont fermées, maintient alors aussi petit que possible 1'intervalle entre le régénérateur et le fond du cylindre <Desc/Clms Page number 13> 9 ) On a disposé la soupape d'admission prévue pour le combustible, suivant l'axe du cylindre, dans le régéné- rateur, cette soupape étant organisée de manière que le combustible soit injecté d'une. 8) The regenerator placed in the engine cylinder is organized to move in the axis of the cylinder and a mechanism has been provided for its control which, when the intake and exhaust valves are open, protects sufficient space between said valves and the regenerator for the flow of gases and which, when the above-mentioned valves are closed, then keeps the gap between the regenerator and the cylinder bottom as small as possible <Desc / Clms Page number 13> 9) The inlet valve provided for the fuel has been arranged, along the axis of the cylinder, in the regenerator, this valve being organized so that the fuel is injected from one. manière sensiblement perpen- diculaire au sens du courant d'air sous la forme d'une nap- pe divergente}: - Il substantially perpendicular to the direction of the air current in the form of a divergent sheet}: - It
BE433826D BE433826A (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BE433826A true BE433826A (en)

Family

ID=93119

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BE433826D BE433826A (en)

Country Status (1)

Country Link
BE (1) BE433826A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BE1013791A5 (en) FIVE-TIME INTERNAL COMBUSTION ENGINE.
BE1017617A5 (en) FOUR-STROKE INTERNAL COMBUSTION ENGINE
EP3585993B1 (en) Regenerative cooling system
EP2064431A2 (en) Heat engine with external hot source
OA11186A (en) Method and device for recovering the ambient thermal energy for a vehicle equipped with a fresh-air engine with additional compressed air injection.
BE433826A (en)
EP1290326B1 (en) Internal combustion engine without external cooling
WO2013093224A1 (en) Device for controlling a decompression machine of a rankine cycle closed circuit, and method using such a device
WO1997001700A1 (en) External combustion engine
WO1986000374A1 (en) Method for improving the operation of a two-stroke internal combustion engine
CH96738A (en) Process for the production of mechanical energy in an internal combustion engine and engine for its implementation.
WO2006064118A2 (en) Thermodynamic machine with continuously circulating refrigerant
BE421068A (en)
CA3189414A1 (en) Using a fluid as a virtual secondary compression piston for an internal combustion engine.
BE504864A (en)
BE491592A (en)
BE368069A (en)
BE337981A (en)
BE509496A (en)
FR2883036A1 (en) Rotating heat engine e.g. petrol engine, has rotor rotating in stator, where stator has air inlet orifice, exhaust gas evacuation orifice, and explosion chamber for explosion of air-petrol mixture which leads to rotating movement of rotor
CH137836A (en) Compound internal combustion engine.
FR2587063A1 (en) Regeneration device for heat engines with reciprocating manoeuvres
CH97131A (en) Process for the transformation of heat from a fuel into work and internal combustion compound engine working according to this process.
BE474762A (en)
BE346461A (en)