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Machine à piston à gaz chaud à plusieurs cycles.
Certaines machines à piston à gaz chaud à plusieurs cylcles, par exemple les moteurs à gaz chaud ou les machines frigorifiques, fonctionnant suivant le principe inverse de celui du moteur à gaz chaud, sont réalisées de manière que le volume de chaque cycle ne soit influencé que par deux faces de pistons différents, l'une de ces faces modifiant le volume de'la chambre chaude d'un cycle déterminé et l'autre, le volume de la chambre froide du même cycle, les pistons balayant des cylindres différents.
Ceci implique donc par exemple que dans une machine à quatre cylindres, le nombre total de cycles décrits est de quatre, les chambres chaudes de ces cycles se trouvent, par exemple, au-dessus des pistons dans les cylindres, tandis que les chambres froides se trouvent dans Vautres cylindres, au-dessous des pistons. Les enceintes situées au-dessus de ces derniers
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pistons constituent alors des chambres chaudes; cependant, la chambre chaude- située au-dessus d'un piston déterminé ne fait pas partie du même cycle que la chambre froide formée au-dessous de ce piston. Les autres éléments essentiels d'un cyele, le réchauffeur,le récupérateur et le réfrigérant peuvent alors être montés dans les canaux de communication entre la chambre chaude et la chambre froide.
Dans un montage particulièrement favorable conrzu, les axes des cylindres se trouvent sur un cercle et les pistons agissent, par l'inter- médiaire d'accouplements appropriés, sur un mécanisme de com- mande à disque de nutation. Entre autres avantages, cet agence- ment permet de faire communiquer les diverses chambres par de courts canaux de même longueur. De ce fait, les volumes moyens des chambres dans lesquelles se déroulent tous les cycles. sont égaux et les espaces nuisibles sont réduits au minimum.
Dans la forme d'exécution précitée d'une machine à piston à gaz chaud comportant un mécanisme de commande à disque de nutation, le décalage requis entre les variations des volumes déterminées par les deux faces de piston conju- guées, s'obtient automatiquement. Ce décalage est déterminé par l'expression 180 - 360 /n, n étant le nombre de cy- lindres., pour autant que les axes des cylindres soient uni- formément répartis sur le cercle et que les pistons de deux cylindres voisins soient conjugués.
Dans des machines comportant plus de 4 cylindres, il peut cependant arriver que le décalage ainsi obtenu ne soit pas compatible avec la construction de la machine. Sui- vant l'invention,une machine à piston à gaz chaud à plusieurs cycles et dont les faces de piston qui influencent, avec un certain décalage, le volume des enceintes dans lesquelles se dé- crit un cycle,, sont accouplées à un disque de nutation, le volume de chaque cycle n'étant influencé que par deux faces
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de pistons différents dont l'une règle le volume de la chambre chaude d'un cycle dét'erminé et l'autre le volume de la chambre froide du même cycle,
est réalisée de manière que le nombre des cycles dépasse quatre et que les deux pistons dont les faces influencent le même cycle, balaient des cylindres dis- posés de manière que les plans passant par les axes respectifs de ces cylindres forment, avec le plan passant par l'axe de l'arbre entrainé par le disque de nutation, un angle plus grand que celui que forment les plans passant par les axes respectifs de deux cylindres voisins et l'axe de l'arbre entraîné par le disque de nutation. Dans ce cas, la face du piston dans un cylindre n'est donc pas conjuguée avec une face de piston dans un cylindre voisin, mais avec une face de piston dans un cylindre écarté du premier.
Le décalage peut cependant se calculer aussi à l'aide de la formule précitée, dans laquelle n est alors non pas le nombre des cylindres utilisés, mais une fraction dont le numérateur est le nombre de cylindres et le dénomina- teur de nombre de places séparant les deux cylindres conjùgués sur le cercle. C'est ainsi que dans le cas de 7 cylindres, uniformément répartis sur un cercle, le cylindre 1 étant con- -jugué avec le cylindre 3, le décalage obtenu est de :
360
180 - --- = + 77
7/2 -
Pour 10 cylindres, le cylindre 1 étant conjugué avec le cylindre 4, le décalage est de 180 - 360 - 72 .
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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 tand du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de l'invention.
La fig. 1 montre la forme d'exécution connue d'un moteur à gaz chaud dit à doubla effet à quatre cylindres, équipé d'un disque de nutation. Le cylindre 1 est balayé par @ --
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le piston 14. L'espace 10 situé au-dessus du piston et ap-
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pelé "chambre chaude '9 COTI'Ll11111.ique, par l'intermédiaire d'un iéchauffleyr, d'un récupérateur et d'un réfrigérant, représentés sch4matiquement,, avec la chambre froide 19 qui se trouve au-dessous du piston 15 dans le cylindre 2. La chambre chaude 11 au-dessus du piston 15 du cylindre 2 cor.1.i'l1ooiqU8, son toiir, par l'int'Bltl1tdiaire d'un réchauffeur, d'un récupérateur et d'un réfrigérante avec la chambre froide 20, située au-dessous du
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piston 16 dans le cylindre 3.
De la même manière, la chambre chaude 12,située eû-dess-Lis du piston 16 dans le cylindre 3. communique;, par l'intermédiaire d'un réchauffeur, d'un récu- pérateur et d'un réfrigérant, avec la chambre froide 21 sous le piston 17 du cylindre 4, dont la chambre chaude communique enfin, par l'intermédiaire d'un réchauffeur, d'un récupérateur et d'un réfrigérant, avec la chambre froide 18 du cylindre 1.
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Par l'Intermédiaire d'accouplements appropriés, les quatre pistons agissent sur le disque de nutation 26 et provoquant ainsi la rotation de l'arbre 27.
Dans ce cas, le piston 14 du cylindre 1 est donc conjugué avec le piston 15 du cylindre 2, Le piston 15 avec le piston 16 du cylindre 3, le piston 16 avec le piston 17 dy cylindre 4 et enfin le piston 17 avec le piston 14 du cylindre 1; comme les quatre cylindres sont répartis uniformé- ment sur une circonférence, le décalage entre les volumes, déterminé par deux faces de piston, est égal à 4=
360 -90
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1F0 ¯ ri ¯¯ = 90 .
La fig. 2 montre schématiquement les communications entre les cylindres d'un moteur à 6 cylindres conforme à l'in vention. Dans de cas, le cylindre 1 ne communique pas avec
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1,2 cylindre 2, mais av-ec le cylindre 3; celui-ci avec le ey- lindre 5 et ce dernier, avec le cylindre 1. Le cylindre 2 comA -
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munique avec le cylindre 4, celui-ci avec le cylindre 6 et ce dernier, avec le cylindre 2. Si le cylindre 1 communiquait @ avec le cylindre 2 et ainsi de suite, le décalage entre les volumes déterminé par deux faces de piston conjuguées. serait de 120 ; dans la forme d'exécution représentée sur la fig. 2, qui est donc conforme à 1*invention, cet angle est de 60 .
Les figs. 3a et b représentent schématiquement un mo- teur à 7 cylindres, dont les cylindres sont reliés entre eux conformément à l'invention; sur la fig. 3a, le cylindre 1 communique avec le cylindre 3, et ainsi de suite; sur la fig. 3b, le cylindre 1 communique avec le cylindre 4, celui-ci avec le cylindre 7, et ainsi de suite. Dans ce cas, on passe donc deux cylindres.
Si.1 on reliait les cylindres de la manière connue, c'est-à- dire le cylindre 1 avec le cylindre 2, etc, le décalage serait de ! 1290; dans le montage représenté sur la fig. 3a, cet angle est de 77 et dans celui de la fig. 3b, de 26 . Le choix de l'angle désiré dépend de plusieurs facteurs.