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Méthode et appareil pour commander une turbine hydraulique par un moteur à combustion.
L'invention, se rapporte à une méthode et un appareil pour commander une turbine hydraulique par une colonne de liquide en circulation, propulsée par l'expansion d'un combustible allumé.
Un tel appareil est connu du brevet français 540.614. Dans cet appareil, il y a un espace toujours libre au-dessus de la co- lonne de liquide, rempli de gaz., et par conséquent. l'espaça de combustion est toujours en contact avec la masse métallique du moteur, de sorte que le gaz de combustion. subit un refroidissement considérable. Ici aussi la combustion, respectivement l'explosion a toujours lieu dans le même espace, de sorte que le métal aussi bien que le liquide s'échauffent extrêmement et quil se forme de la vapeur, ce qui signifie encore plus de pertes.
Par la méthode selon l'invention, ces-désavantages sont évi- tés parce que l'espace de combustion est formé chaque fois par aspiration temporaire d'une partie du liquide et que celui-ci est
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remplacé par le mélange explosif, de telle manière que l'espace de combustion est entouré complètement de la masse de liquide et chaque fois d'une autre partie de cette masse, après quoi le li- quide aspiré est reconduit dans la conduite de circulation.
L'appareil pour la mise en oeuvre de la méthode selon l'inven- tion consista en une conduite de circulation, qui est en communica- tion, de deux côtés, avec une cuve, dans laquelle est montée une plaque courbée, sous laquelle débouchent la conduite d'arrivée de l'air de combustion, celle du combustible et la conduite d'aspira- tion d'une pompe, aspirant le liquide pour former l'espace de com- bustion, tandis qu'il y a un amortisseur pour recevoir le liquide retourné. Par cette plaque courbée, il est formé une sphère presque sans mouvements du liquide pendant la formation de la bulle d'air.
En outre, selon l'invention, un tampon est prévu dans la con- duite de circulation, consistant en un réservoir, rempli partielle- ment d'un liquide et d'air, et formant par conséquent un coussin d'air, servant comme accumulateur pour servir de force excitatrice auxiliaire et éventuellement aussi de force hydraulique pour ouvrir la soupape d'échappement, après que l'explosion a eu lieu pendant l'expansion du mélange de combustible et d'air.
Le dessin présente en coupe verticale un appareil schématique selon l'invention.
L'appareil consiste en un réservoir 1, dans lequel est monté rotativement un rotor 2, avec des palettes sur un axe 3. Ce réser- voir 1 est fermé par un couvercle 4, dans lequel est monté au cen- tre un tube 5, dont l'ouverture inférieure, arrivant jusqu'au ré- servoir 1, sert de siège à une soupape d'échappement 6, et est pourvue d'une plaque courbée 7 pour séparer un espace dans le ré- servoir, où il n'y a point de tourbillons. En outre, le couvercle est pourvu d'un tube d'arrivée 8 pour le liquide circulant, par exemple l'eau, et de l'autre coté d'un tube d'admission 10 pour communiquer avec le tampon 23. Dans le tube d'arrivée 8 est montée une soupape de retour 9, qui s'ouvre seulement vers le réservoir 1
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et est pressée sur son siège par un ressort.
Sur le tube d'admis- sion 8 est fixé un tube, de circulation 11 pour le liquide, dont l'autre extrémité communique avec un tube d'échappement la du ré- servoir 1, de sorte que le liquide passif du rotor est propulsé vers le haut.
Sur le tube 5 pour la soupape d'échappement, est appliquée une boite 12, sur laquelle sont appliqués deux cylindres 13 et 14, dans lesquels des pistons 15 et 16 peuvent se déplacer. L'espace dans le cylindre 13 au-dessus du piston 15 est en communication avec le tube de circulation 11 par une ouverture 17 et l'espace du cylindra 14 au-dessus du piston 16 par un tube 18 avec l'espace du réservoir 1 au-dessus de la plaque 7.
Les pistons 15 et 16, dont le piston 16 a une plus grande sur- face que le piston 15, sont reliés par un étrier 19 avec la tige de la soupape 6 et sont maintenus en haut par un ressort 20 et un butoir 21 de la tige de soupape, lequel ressort presse la soupape 6 sur son siège et exerce une pression d'ascension égale à la pression exercée par la liquide circulant sur le piston 15 et la pression exercée par le tube 18 sur le piston 16.
Il va sans dire qu'on peut se passer du cylindre 14, du pis- ton 16 et du tube 18 quand la pression du liquide circulant-est en équilibre avec le ressort de la soupape 6.
Le tampon 23 consiste en un cylindre et un piston 24 mobile et réglable dans ce cylindre, qui est influencé par un ressort 25, pressant le piston 24 toujours vers le bas contre la pression de l'expansion de l'explosion. La tension du ressort 25 est réglable.
Dans le tube de circulation 11 est monté un organe de pres- sion 22 consistant en un cylindre avec manomètre 39, partiellement rempli de liquide, de telle sorte qu'un coussin d'air 26 est formé, qui est comprimé par l'expansion du combustible et se dilate lui- même après l'expansion du combustible et exerce une pression auxi- liaire sur le liquide circulant en accélérant le mouvement de celui- ci, tandis qu'un flotteur 27 flotte sur le liquide pour diminuer le
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mouvement ondulatoire.
Dans le réservoir débouchent sous la plaque 7 une embouchure
28 avec soupape d'admission 32, pour admettre l'air d'ignition et de combustion sous très haute pression et,du côté opposé, une em- bouchure d'aspiration 29 d'une pompe 30, tandis que sous la plaque 7 débouche aussi une embouchure 31 pour admettre le combustible pulvérisé.
La pompe consiste en un cylindre 30 avec soupape d'aspiration 33, soupape de refoulement 34 et un piston 35. Le piston 35 est re- lié à un arbre de manivelle 38 par une tige 37, lequel arbre de ma- nivelle est animé à partir de l'axe principal 3.
La soupape d'aspiration 33 est montée dans un tube communiquant avec l'embouchure d'aspiration 29, arrivant jusqu'au réservoir 1 au-dessous de la plaque 7 et la soupape de refoulement 34 est mon- tée dans une conduite 36, qui retourne dans le réservoir 1.
L'appareil fonctionne de la manière suivante .
La conduite 11 et le réservoir 1 sont supposés être complète- ment remplis. La pompe est mise en rotation en tournant l'axe prin- c ipal 3 par un moteur de commande ou une manivelle de démarrage.
Le piston 35, qui est dessiné dans la figure dans la position infé- rieure, se déplace vers le haut et aspire une quantité déterminée de liquide, tandis qu'au même instant une autre pompe (non dessinée) pour comprimer l'air de combustion presse cet air sous très haute pression sous la plaque 7 dans le liquide. Quand le piston 35 des- cend, il presse le liquide contenu dans l'espace au-dessous du pis- ton dans le réservoir par la conduite 36 et la soupape 34 en compri- mant ainsi plus fortement l'air sous la plaque 7. Maintenant le combustible est admis dans la bulle d'air par l'embouchure 31 ; ce combustible s'allume et se dilate, de sorte que le mouvement du li- quide circulant est accéléré et la turbine est commandée.
Par cette expansion, le piston 24 dans le cylindre-tampon 23 est élevé contre la tension du ressort 25 et le coussin d'air 26 dans l'organe de pression 22 est plus comprimé. En réglant le piston 24, on peut ré-
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gler la pression de compression. Par cette pression auxiliaire du coussin d'air 26, la période entre deux explosions est traversée et il est aussi exercé une plus grande pression sur le piston 15.
La soupape de refoulement 6 est ouverte et le piston 24 du cylin- dre de tampon 23 retourne dans sa position inférieure, tandis que le niveau du liquide dans l'organe de pression descend. Après cela la seconde période de combustion peut commencer. En variant la transmission de l'axe 3 sur l'arbre de manivelle 38, on peut varier le nombre des révolutions de la turbine.
La soupape de retour 9 dans la conduite de circulation 11 em- pêche que le liquide retourne dans cette conduite, tandis que la plaque 7 crée une sphère où il n'y a pas ou presque pas de tourbil- lons, de sorte que la bulle d'air ne peut pas être détériorée par le liquide circulant.
REVENDICATIONS.
1. Méthode pour commander une turbine hydraulique au moyen d'une colonne de liquide mise en circulation par l'expansion d'un combustible allumé, caractérisée par le fait que l'espace pour re- cevoir le mélange explosif est formé par aspiration temporaire d'une partie du liquide et par son remplacement par le mélange ex- plosif, de telle sorte que l'espace de combustion est complètement entouré de la masse du liquide et chaque fois d'une autre partie de la masse, après-laquelle période le liquide aspiré est reconduit dans la colonne de liquide circulant et le mélange de combustible et d'air s'allume.