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MACHINE A PISTON A GAZ CHAUD.
Dans certaines machines à piston à gaz chaud connues le piston guidé dans le cylindre actif par une tige dont il est solidaire, est équipé d'un ou de plusieurs segments de piston. Par "machine à piston à gaz chaud il y a lieu d'entendre ici un moteur à piston à gaz chaud, une machine fri- gorifique à gaz froid, fonctionnant suivant le principe inverse de celui du moteur à gaz chaud et une pompe thermique. Les dites formes de construction se rencontrent, par exemple, pour le balayeur de machines à piston balayeur ainsi que dans les machines comportant un piston équipé d'une crosse.
Jusqu'à présent, il était d'usage de garnir ces pistons d'un certain nombre de segments métalliques. Ceci présente un inconvénient; ces segments doivent être lubrifiés. Or, si on lubrifie les parois du cylindre et les segments, il se peut que, par suite du mouvement de va et vient du piston,une certaine quantité d'huile parvienne dans l'enceinte active.
Ceci est nuisible surtout dans les machines à piston à gaz chaud, car ce lubrifiant peut être entraîné par les gaz de la chambre active dans les échan- geurs de chaleur et dans le récupérateur., Ce lubrifiant affecte alors la transmission de la chaleur et partant le rendement de la machine.
La Demanderesse a constaté que, même dans les machines à régime rapide, par exemple les machines tournant de 1500 à 2000 tours par minute, pour autant que les forces latérales exercées sur les surfaces de portée des pistons ne soient pas trop grandes, les segments métalliques peuvent être avantageusement remplacés, conformément à l'invention, par des segments de bois.
Par "bois" il y a lieu d'entendre ici le produit naturel ou un produit essentiellement constitué par du bois ou des fibres de bois.
On a constaté que ces segments de bois ne demandent aucune lu- brification, ce qui élimine donc les difficultés esquissées ci-dessus. Les segments de bois peuvent être en une seule pièce ou en plusieurs pièces.
Il y a lieu de noter qu'il est connu d'utiliser des segments de bois dans les
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machines à vapeur à régime lent. Ces segments sont alors lubrifiés par l'eau de condensation.
Suivant une forme de réalisation de l'invention, le bois a une structure stratiforme. Suivant une autre particularité de l'invention, les couches sont de préférence perpendiculaires, à l'axe du segment, tandis que les nervures du bois sont orientées différemment dans les diverses couches.
Suivant une autre forme de réalisation de l'invention le bois est comprimé.
Etant donné que l'élasticité du bois est assez petite de sorte que, sans dispositions spéciales, le segment ne constituerait pas un joint convenable pour la paroi, il est désirable, que ce segment soit appliqué contre la paroi par une force additionnelle. A cet effet, suivant une autre forme de réalisation de l'invention, on dispose derrière le segment, dans la gorge du piston, une bague élastique. Cette disposition élimine ou du moins atténue notablement les fuites du gaz par le fond de la gorge.
Lorsqu'on utilise des segments de bois dans les machines fri- gorifiques à gaz froid, par suite des basses températures régnant dans la machine, les segments se contractent, de sotte qu'ils jouent dans les gorges.
Il peut en résulter un effet de pompage par le fond de la gorge. On peut éliminer cet effet de pompage, suivant une autre forme de réalisation de 1' invention, en disposant des moyens de fermeture entre au moins un flanc du segment et le bord latéral correspondant de la gorge.
De préférence, suivant une autre forme de réalisation de l'in- vention, on a prévu, dans au moins une face latérale de la gorge du piston une rainure concentrique à la surface de portée du piston, rainure dans la- quelle se dispose une bague de matière élastique de manière que cette bague forme joint entre le segment de piston et le corps du piston.
La description qui va suivre en regard 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 ladite invention.
La Fig. 1 représente une machine frigorifique à gaz froid munie d'un balayeur équipé de segments de piston en bois.
Les Figs. 2 et 3 montrent, à plus grande échelle, en coupe un segment de piston et une partie du balayeur.
La Fig. 4 est une coupe axiale d'un segment de piston.
La Fig. 5 est une vue en plan d'un segment de piston en plusieurs pièces.
La machine frigorifique de la Fig. 1 comporte un cylindre 1 dans lequel se déplacent, avec un décalage constant, un balayeur 2 et un piston 3. Le balayeur est' accouplé, par l'intermédiaire d'un mécanisme de bielles 4, 5 au maneton d'un vilebrequin 6, tandis que le piston 3 est accouplé à ce vilebrequin 6 par une bielle 7.
L'enceinte 8 au-dessus du balayeur est la chambre de congélation de la machine et celle-ci communique, par l'intermédiaire d'un congélateur 9, d'un récupérateur 10 et d'un réfrigérant 11, avec l'enceinte 12 formée entre le balayeur et le piston. Cette dernière enceinte est la chambre re- froidie .
La tige de piston 4 est fixée rigidement au balayeur 2 et est guidée dans le piston 3. Dans cette forme de réalisation, le .balayeur n'est pratiquement pas soumis à des forces transversales-de sorte qu'il peut-être garni de segments de bois 13. Le piston 3 est garni de segments métalliques normaux 14, car sur la surface de portée de ce piston s'exercent d'assez gran- des forces transversales. Les segments du balayeur ne doivent pas être lu- brifiés, de sorte qu'il ne faut pas prendre de dispositions spéciales pour amener le lubrifiant à la surface de portée .
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La machine frigorifique est entraînée à l'aide d'un moteur électrique 15
La Fig. 2 montre à plus grande échelle, une section transver- sale partielle d'un balayeur. Le balayeur 20 comporte une gorge 21, dans laquelle est disposé un segment de piston de bois 22. Ce segment frotte contre la paroi 23 du cylindrée Etant donné que le segment 22 n'est pas suffisamment élastique, on a disposé derrnière ce segment une bague de caoutchouc 24, qui le pousse vers l'extérieur. Dans l'exemple représenté, la bague de caoutchouc a une section circulaire, mais on peut évidemment lui donner une autre forme, par exemple une section rectangulaire. La présence de la bague de caoutchouc empêche en même temps les fuites de gaz derrière le segment de piston.
La Fig. 3 montre une forme de construction analogue. Toute- fois, derrière le segment 30 se trouve une lame de ressort 31 qui pousse le segment vers l'extérieur, tandis que dans la gorge de piston 32 sont mé- nagées des rainures 33 et 34 dans lesquelles se trouvent des bagues de caout- chouc 35 et 36. Cette forme de construction élimine également les fuites de fluide actif derrière le segment. Ces formes de réalisation peuvent partiou- lièrement être utilisées dans le cas de segments en bois, en particulier dans les machines frigorifiques à gaz froid, car dans ces machines, par 'sui- te de la grande contraction des segments, ceux-ci peuvent jouer dans les gorges de piston,
La Fig. 4 est une coupe axiale d'un segment de piston ; elle montre que ce segment est constitué par plusieurs couches 38.
Les couches sont perpendiculaires à l'axe 37 et les nervures des couches sont orientées différemment.
La Fig. 5 montre un segment de piston en six pièces., dont trois, à savoir 40, 41, et 42, sont poussées vers l'extérieur par des ressorts 44, 45 et 46 qui s'appuient sur la paroi 43 du balayeur, ce qui assure en même temps la poussée vers l'extérieur des pièces 47, 48 et 49. De cette façon même en cas d'usure, toutes les portions de segment resteront appliquées contre la paroi du cylindre, ce qui assure une usure uniforme des diverses pièces.