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Machine à piston à gaz chaud.
Dans les moteurs à gaz chaud, il est connu de munir le balayeur, qui peut se déplacer dans la chambre chaude du moteur, d'un couvercle en matière mauvaises conductrice de la chaleur. Ce couvercle fait essentiellement office de calorifuge entre la cham- bre chaude et la chambre froide du moteur, qui sont séparées par le balayeur.
Pour tirer tout le profit possible des propriétés calori- fuges d'un balayeur muni d'un tel couvercle, il faut que l'assem- blage entre ce couvercle et le balayeur soit étanche aux gaz. En outre, si l'assemblage permettait des fuites, le moteur devrait fournir du travail pour pomper le fluide dans le couvercle et pour l'en extraire.. Il-est vrai que si la fuite est petite, ce pompage n'entraînerait pas encore des pertes notables, mais si le moteur a fonctionne pendant un certain temps à une pression très élevée,
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par suite d'une telle fuite, la pression dans le couvercle attein- drait une valeur très élevée.
Faute d'un assemblage très robuste, une brusque diminution de la pression dans le moteur pourrait chasser le couvercle du balayeur sous l'effet de la pression de gaz plus élevée qui y règne. Pour obvier à cet inconvenient, en générale on soude le couvercle au balayeur.
La présente invention fournit une fixation plus simple entre le couvercle et le balayeur.
La machine à piston à gaz chaud (moteur à gaz chaud.ou machine frigorifique fonctionnant suivant le principe inverse de celui du moteur à gaz chaud),dont le piston balayeur comporte un couvercle en matière mauvaise conductrice de la chaleur, est ca- ractériseepar le fait que le couvercle est boulonné au balayeur et que l'enceinte comprise entre le couvercle et le piston connu- nique de façon permanente avec une autre enceinte, dans laquelle, à un certain moment, la pression est tout au plus aussi élevée que celle régnant à ce moment dans la machine.
Dans ce cas, du point de vue construction, il est simple de faire en sorte que l'enceinte comprise entre le couvercle et le piston communique avec le carter du vilebrequin de la machine, car, lorsque ce carter, comme il est d'usage, est isolé de l'ambiance dans la- quelle est montée la machine, la pression dans cette enceinte est pratiquement égale ou inférieure à la pression moyenne dans la machine. Or, si à un moment donné, le fluide actif pénétrait dans le couvercle à travers l'assemblage entre le couvercle et le ba- layeur, ce fluide peut s'échapper de nouveau, par la. communica- tion permanente, vers le carter. Cette communication peut être as- surée par un creux dans la bielle du balayeur ou par une condui- te prévue à cet effet dans la machine.
Conformément à l'idée de base de la présente invention, il suffit de boulonner le couvercle au piston, à l'aide par exempled'un boulon central.
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La description du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de la dite invention.
La figure montre schématiquement une machine à piston à gaz chaud. La culasse de la machine est indiquée par 1, la che- mise du cylindre par 2, le carter du vilebrequin par 3, le balayeur par 4, le couvercle fixé au balayeur par 5 - couvercle qui est en une matière mauvaise conductrice de la chaleur, par exemple en acier V2A - le piston par 6, la bielle du piston par 7, la mani- velle par 8,' le vilebrequin par 9, la bielle du balayeur par 10, les tiges accouplant la bielle du balayeur à la tige de piston et 'assurant le décalage requis entre le balayeur 4 et le piston 6, par 11, 12, 13 et 14; 15 est le dispositif servant à fournir l'é- nergie thermique au fluide, 16 le dispositif servant à prélever l'énergie thermique du fluide actif de la machine, tandis que 17 est le récupérateur.
Le fluide actif dans la machine s'écoule de l'enceinte 18, à travers l'échangeur de chaleur 15, le récupérateur
17 et l'échangeur de chaleur 16,-vers l'enceinte 19 comprise entre la surface inférieure du balayeur 4 et la surface supérieure du piston 6, et inversement. Lorsque la machine à piston à gaz chaud constitue un moteur à gaz chaude le' fluide actif dans le moteur est porté à la température requise par un chauffage extérieur à l'aide de l'échangeur de chaleur 15, tandis qu'il est refroidi à l'aide de, l'échangeur de chaleur 16. Dans ce cas, l'enceinte 18, appelée "chambre 'chaude", est portée à une température notable- ment plus élevée que celle régnant dans l'enceinte 19, appelée "chambre froide".
Lorsque la machine à piston à gaz chaud est une machine frigorifique, l'échangeur de chaleur 15 se trouve dans l'ambiance à refroidir et, dans l'enceinte 18, appelée alors
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"chambre refroidie" règne une température'plus basse que dans l'enceinte 19 ("chambre chauffée"), tandis que l'énergie thermique absorbée par l'échangeur de chaleur 15 est évacuée à une températu- re plus élevée, à l'aide de l'echangeur de chaleur 16.
Lorsque, comme il a déjà été dit, le couvercle 5 est fixé au balayeur 4, à l'aide d'un assemblage par soudure, et que cet assemblage présente une petite fuite, l'enceinte dans le couvercle - le fluide actif dans la machine étant porté à une pression très élevée - se remplit graduellement de fluide qui est porté, lui aussi., à une pression très élevée. Lorsque, par exemple en vue du r'églage de la machine, on diminue brusquement et fortement la pression dans la machine, il règne dans l'enceinte du couvercle le pression élevée initiale, et il se peut que, l'assemblage par soudure ayant cédé sous l'effet de cette pression élevée, le couvercle se détache du balayeur 4, ce qui entraine la mise hors service de la machine.
Dans la.forme d'exécution représentée sur le dessin, on obvie à cet inconvénient en faisant en sorte que l'enceinte dans le couvercle 5 communique de façon permanente, par 1''intermédiaire de la conduite 20 qui passe dans le corps.de piston 6, avec l'enceinte du carter du vilebrequin 3, isolée de l'ambiance. De cette manière, la pression régnant dans le cou- vercle 5 ne dépasse jamais celle régnant dans le carter 3 du vile- brequin. Il n'est donc pas nécessaire de prendre des précautions spéciales pour fixer le couvercle 5 d'une manière particulièrement robuste au balayeur 4. Un simple boulon 21 suffit.
Fvidemment, par l'application de.bords d'ajustage etc., on veillera à ce que le joint d'asseiablage entre le couvercle 5 et le balayeur 4 soit étanche aux gaz, car, sinon, il y aurait danger de fuite du fluide actif de l'enceinte de la machine vers le carter du vilebrequin à travers la conduite 20. Eventuellement, on peut tarauder la partie cylindrique du couvercle et fixer celui-ci à une partie du balayeur 4 filetée en conséquence.
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Hot gas piston machine.
In hot gas engines, it is known to provide the sweeper, which can move in the hot chamber of the engine, with a cover made of a material that is not a good conductor of heat. This cover essentially acts as thermal insulation between the hot chamber and the cold chamber of the motor, which are separated by the sweeper.
To take full advantage of the heat-insulating properties of a sweeper provided with such a cover, the assembly between this cover and the sweeper must be gas-tight. Also, if the assembly allowed leaks, the motor would have to do some work to pump fluid into and out of the cover. It is true that if the leak is small, this pumping would not yet cause noticeable losses, but if the engine has been running for a while at very high pressure,
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as a result of such a leak, the pressure in the cover would reach a very high value.
In the absence of a very robust assembly, a sudden decrease in the pressure in the engine could drive out the sweeper cover under the effect of the higher gas pressure prevailing there. To overcome this drawback, the cover is generally welded with a sweeper.
The present invention provides a simpler attachment between the cover and the sweeper.
The hot gas piston machine (hot gas engine or refrigeration machine operating on the opposite principle to that of the hot gas engine), the sweeper piston of which has a cover made of a material that is not a good conductor of heat, is characterized by the that the cover is bolted to the sweeper and that the enclosure between the cover and the piston is known permanently with another enclosure, in which, at a certain moment, the pressure is at most as high as that prevailing at this time in the machine.
In this case, from the construction point of view, it is simple to arrange for the enclosure between the cover and the piston to communicate with the crankshaft housing of the machine, because, when this housing, as is customary , is isolated from the environment in which the machine is mounted, the pressure in this chamber is practically equal to or less than the average pressure in the machine. However, if at a given moment, the active fluid penetrates into the cover through the assembly between the cover and the scrubber, this fluid can escape again, through the. permanent communication, towards the housing. This communication can be ensured by a hollow in the connecting rod of the sweeper or by a pipe provided for this purpose in the machine.
In accordance with the basic idea of the present invention, it suffices to bolt the cover to the piston, using for example a central bolt.
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The description of the appended drawing, given by way of non-limiting example, will make it clear how the invention can be implemented, the particularities which emerge both from the text and from the drawing, of course, forming part of said invention.
The figure schematically shows a hot gas piston machine. The cylinder head of the machine is indicated by 1, the cylinder liner by 2, the crankshaft housing by 3, the sweeper by 4, the cover attached to the sweeper by 5 - cover which is made of a material which is poor conductor of heat , for example in V2A steel - the piston by 6, the connecting rod of the piston by 7, the crank by 8, the crankshaft by 9, the connecting rod of the sweeper by 10, the rods coupling the rod of the sweeper to the rod of piston and 'ensuring the required offset between the sweeper 4 and the piston 6, by 11, 12, 13 and 14; 15 is the device for supplying thermal energy to the fluid, 16 the device for withdrawing thermal energy from the working fluid of the machine, while 17 is the recuperator.
The fluid active in the machine flows from the enclosure 18, through the heat exchanger 15, the recuperator
17 and the heat exchanger 16, -to the enclosure 19 between the lower surface of the sweeper 4 and the upper surface of the piston 6, and vice versa. When the hot gas piston machine constitutes a hot gas engine, the fluid active in the engine is brought to the temperature required by an external heater using the heat exchanger 15, while it is cooled to using the heat exchanger 16. In this case, the enclosure 18, called the "hot chamber", is brought to a temperature appreciably higher than that prevailing in the enclosure 19, called the "hot chamber". cold ".
When the hot gas piston machine is a refrigeration machine, the heat exchanger 15 is located in the environment to be cooled and, in the enclosure 18, then called
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The "cooled chamber" is at a lower temperature than in the chamber 19 ("heated chamber"), while the thermal energy absorbed by the heat exchanger 15 is discharged at a higher temperature, at the same time. heat exchanger help 16.
When, as has already been said, the cover 5 is fixed to the sweeper 4, using an assembly by welding, and this assembly exhibits a small leak, the enclosure in the cover - the active fluid in the machine being brought to a very high pressure - gradually fills with fluid which is also brought to a very high pressure. When, for example for the purpose of adjusting the machine, the pressure in the machine is suddenly and sharply reduced, the initial high pressure reigns in the enclosure of the cover, and it is possible that, the assembly by welding having yielded under the effect of this high pressure, the cover is detached from the sweeper 4, which causes the machine to be shut down.
In the embodiment shown in the drawing, this drawback is obviated by ensuring that the enclosure in the cover 5 communicates permanently, through the conduit 20 which passes through the body. piston 6, with the crankshaft housing enclosure 3, isolated from the environment. In this way, the pressure prevailing in the cover 5 never exceeds that prevailing in the crankcase 3 of the crankshaft. It is therefore not necessary to take special precautions to secure the cover 5 in a particularly robust manner to the sweeper 4. A simple bolt 21 is sufficient.
Obviously, by applying adjustment edges etc., it will be ensured that the seating seal between the cover 5 and the sweeper 4 is gas-tight, otherwise there would be a risk of fluid leakage. active from the enclosure of the machine to the crankshaft housing through the pipe 20. Optionally, the cylindrical part of the cover can be threaded and the latter fixed to a part of the sweeper 4 threaded accordingly.