CA1145264A - Generateur thermique d'impulsions - Google Patents
Generateur thermique d'impulsionsInfo
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- F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
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Abstract
Générateur thermique d'impulsions comportant une coupelle mobile dans une chambre aménagée dans un cylindre. Elle est adaptée à créer dans celle-ci -au cours d'un déplacement en aller et retour- un mélange détonant qui, mis à feu par un dispositif d'allumage, donne une violente impulsion a un piston de commande associé à un organe lui-même connecté à un quelconque appareillage. Le piston de commande revenant en position initiale d'attente sous l'effet d'un ressort.
Description
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La présente invention concerne un générateur thermique d'impulsions. Le demandeur a décrit dans sa demande de brevet français No. 76 24559 du 12 août 1976, et dans le premier certificat d'addition qui lui est rattaché No 77 23197 du 28 juillet 1977, un appareil à percussion comprenant, un organe de percussion associé
à un piston principal de commande déplaçable dans un cylindre, ainsi qu'un piston auxiliaire déplaçable entre des positions de fin de course haute et basse, ce piston auxiliaire étant adapte d'une part, à emmagasiner une quantite dosee de carburant et, d'autre part, en position de fin de course basse, à degager un espace formant une chambre de combustion pour un melange détonant mis à feu par un moyen d'allumage, tandis que des moyens sont prevus pour evacuer les gaz de combustion.
Un tel appareil avec son équipement complet d'alimentation en carburant par exemple un gaz, et son equipement apte à allumer le melange detonant, peut, au moyen d'une gachette de commande fonctionner de façon automatique, ou au coup par coup et ce, d'une manière autonome.
Diverses applications d'un tel appareil peuvent être prevues, etant donne que le piston de commande anime de mouvements en aller et retour, et ce avec une force remarquable au cours du mouvement aller, peut 8tre accouple à differents equipements, notamment pour enfoncer des clous, des agrafes, des pitons, pour injecter des liquides etc... ces exemples d'application n'etant nulle-ment limitatifs.
La presente invention a pour objet un appareil du genre considere de réalisation simplifiée comparative-ment à la technique antérieure et dont le but est essentiellement de venir en complement de l'appareil a per-cussion connu, afin de repondre a certaines utilisations particulieres, dans lesquelles le fonctionnement rapide automatique n'est pas nécessaire.
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A cet effet, et selon un premier aspect général de l'invention, il est revendiqué un générateur thermique d'impulsions à combustion interne, du type à fonctionne-ment intermittent, comprenant un cylindre, une culasse ménagée dans ledit cylindre, un piston principal mobile dans ce cylindre, des moyens de ressort pour commander en déplacement le piston principal d'une premiere position, ou position d'attente, ce piston principal étant adapté
a être commandé de sa première position a une position active en réponse à un allumage intermittent d'un mélange explosif, ledit piston principal étant associé
à un organe d'entrainement, caractérisé en ce qu'il comprend une coupelle montée mobile en va-et-vient indé-pendamment du piston principal a l'intérieur d'une chambre définie dans ledit cylindre par un espace formé
entre le piston principal et la culasse, entre une position de fin de course haute et une position de fin de course basse, des moyens, distants de la culasse, pour l'admission d'un carburant dans une chambre d'admis-sion formée entre la culasse et la coupelle lors desdéplacements de ladite coupelle d'une position de fin de course haute a une position de fin de course basse, et des moyens d'admission d'un comburant dans une chambre de combustion formee entre le piston principal et la coupelle lors de son deplacement de sa position de fin de course basse vers sa position de fin de course haute, et un passage de fuite unidirectionnel prevu sur la cou-pelle pendant le déplacement de celle-ci de sa position de fin de course basse vers sa position de fin de course haute pour transférer le mélange explosif dans ladite chambre de combustion, le comhurant et le carburant étant admis progressivement dans ladite chambre sous forme d'un mélange détonant produit par les turbulences créées lors du transfert du mélange comburant-carburant a travers le passage de fuite unidirectionnel précité.
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Toujours selon l'invention mais selon un second aspect général, il est également revendiqué un générateur thermique d'impulsions à combustion interne du type à
fonctionnement intermittent, comprenant un cylindre, une S culasse ménagée dans ledit cylindre, un piston principal déplaçable dans ledit cylindre entre une première posi-tion d'attente et une seconde position active, ledit piston principal étant adapté à être entralné de sa première position, à sa position active en réponse à
l'allumage d'un mélange explosif de comburant et une quantité dosée d'un combustible gazeux confiné entre la culasse et le piston principal, caractérisé en ce qu'il comprend une coupelle montée mobile dans une chambre principale dudit cylindre limitée d'un côté par la culasse et d'un autre côté par le piston principal, entre une position de fin de course haute et une posi-tion de fin de course basse, ladite coupelle fonctionnant indépendamment dudit piston principal, une source de carburant sous pression, des moyens pour recevoir une quantité dosée dudit carburant et transférer celui-ci dans une chambre d'admission, et des moyens pour admettre le comburant à l'intérieur de la chambre d'ad-mission, des moyens d'orifices calibrés prévus dans la coupelle pour mélanger -par effet de turbulences-intimement le comburant et le carburant lors du déplace-ment de ladite coupelle entre une position de fin de course à une autre position de fin de course, des moyens pour allumer le mélange explosif intimement mélangé.
De la position de fin de course haute à la position de fin de course basse, la coupelle est avanta-geusement commandée manuellement en sorte que le carbu-rant et le comburant, en l'occurrence de l'air sont admis de fa~on progressive dans la chambre d'admission ainsi créée. Il se produit alors un pré-mélange du carburant et de l'air au cours du *éplacement de la coupelle.
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Mais ce pre-melange ne donne pas lieu à un melange détonant parfaitement homogène et c'est ici qu'inter-vient le passage de fuite unidirectionnel lequel, au cours du deplacement de la coupelle, vers sa position 5 initiale, c'est-à-dire de sa position de fin de course basse, à sa position de fin de course haute assure un brassage particulièrement efficace du pré-mélange; en effét ce passage est adapté à créer dans la chambre de combustion en cours de formation, tout au long du 1~ déplacement de la coupelle vers sa position de fin de course haute, des turbulences donnant lieu à un mélange detonant qui est mis à feu alors que les effets des turbulences ainsi créees se font encore sentir, cette mise à feu étant effectuée lorsque ladite coupelle atteint sa position haute de fin de course.
Le moyen de fuite unidirectionnel est avanta-geusement constitue en combinaison, par une grille ménageant avec la face de la coupelle qui est située en vis-à-vis du piston principal de commande un espace, et par un joint de preférence torique, disposé dans un logement prévu entre ladite grille et la coupelle, et qui peut occuper deux positions respectivement en a-pui sur la coupelle, ou en appui sur ladite grille, la premi8re position sus-indiquée correspondant à l'admission du carburant et de l'air dans.la chambre d'admission, tan-dis que la seconde position correspond à la formation du mélange detonant.
Le brassage étant effectué au fur et a.
mesure du déplacement de.la coupelle de sa position de fin de course basse a sa position de fin de course haute, ou un système d'allumage intervient, il ---- - ~~~-~
_ . .
S~2~4 n'y a aucun ~em?s mort, en sorte que le mélange détonant e~t mis à feu dans les meilleures condi,ions possibles, puisque en Lait la mise 2 ' eu est asservie en sim~l,anéité lors~ue la coupelle attein. sa posi,ion de fin de course haute et que le mélange est encore en mouvemcnt.
Dc telles dispositions conduisent donc à un rendement élevé
de l'app~reil. du point de vue orce donnée au piston principal de commande.
Selon une autre caracté~istique de l'invention la coupelle es~
solidarisée à un réservoir au moven d'une colonne portant'un bou-ton poussoir adapté à délivrer une cuantité dosée de carburant lors~u'il est sollici~é ; une telle colonne porte de plus une sou-p2pe d'échappement dont le role est, bien entendu de permettre 1' évacuation des gaz de combustion, mais aussi de réchauffer un pas-sagelaminaire~. d'écoulement du ca~burant dosé.
On cbtient ainsi, sous un ensemble compact, et de réalisationsimple, non'seulement un doszge parfait du carburant nécessaire à
un cycle.de fonctionnement, mais encore une mise en condition de ce carburant par son écoulement dans le passage lamellaire précité.
~ien entendu, le com~urant en l'occurrence de l'air est é~a-lement dosé par un orifice convenablement calibré.
Plus brièvement un appareil selon la présente invention répond à un souci de réaliser un générateur thermique d'impulsions qui soit fiabLe, et qui permette au~ utilisateurs de disposer d'appa-reils zdaptés en fonction des travaux à effectuer.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressor-tiront d'ailleurs de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple en référence aux planches de dessins annexées dans les-quelles :
la figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un appareil _ selon la présente invention ;
la figure 2 est une vue ~ plus grande.échelle de la partie entourée à la figure 1 et indiquée en II ;
la figure 2A. est une vue en coupe transversale suivant la li-gneILA-~ de la fig~re 2 , la figure 3 est'une vue analogue à la figure 2 le poussoir doseur du carburant étan-t enfoncé ;
la figure 4 est une vue de l'aDpareil au cours d'un cycle de fonctionnement, la coupelle étant en position de fin de course basse;
la figure 5 est une vue partielle à échelle agrandie de la partie entourée à la figure 4 et indiquée par V ;
la figure 6 est une vue partielle de l'appareil au cours d' un cycle de fonctionnement la coupelle étant en cours de déplace-ment de sa position de fin de course basse à sa position de finde course haute , la figure 7 montre une variante de réalisation,l'appareil étant en position d'attente ;
la figure 7A est une vue de détail de l'encart indiqué par lo v~ à la figure 7 ;
la figure 8 est une vue analogue à la précédente l'appareil étant en cours de fonctionnement ;
la figure 9 montre une autre variante de réalis~tion.
Dans l'exemple de réalisation choisi et représenté aux figures 1 à 6, le générateur thermique d'impulsions selon la présente in-vention comprend un cylindre lo à l'intérieur duquel est ménagée une culasse 11, formant avec un piston principal de commande 12 une chambre primaire C. Le piston principal 12 est déplaçable dans le cylindre 10 entre une position de fin de course haute déterminée par un moyen de butée périphérique 13, et une position de fin de course basse limitée par un fond de cylindre rapporté 14 pourvu d' un moyen amortisseu~l5 Le piston principal 12 est doté d'une tige 16 formant un orga-ne de percussion apte à commander un quelconque appareillage non représenté ici parce que ne faisant pas l'objet de la présente demande ; le fond de cylindre 14 compoxte de plus un ~olongement de guidage 17 pour l'organe de percussion, tandis qu'un ressort 18 est interposé entre ledit piston principal 12 et le fond de cylin-dre 14.
Dans la chambre primaire C est disposée une coupelle indiquée globalement en 20 qui sera décrite en détail plus loin, et qui est solidarisée à une extrémité d'une colonne 21 coulissante dans la culasse 11 avec interposition de joints d'étanchéité 22, l'aùtre extrémité de la colonne formant un réservoir à carburant 25.
Au cylindre 10 est également associée une poignée de préhen-sion 26, logeant un dispositif d'a~umage 27 connu en soi tel que décrit dans le brevet francais N 1.346.969 du 20 Février 1962.
au nom du demandeur pour "Multirupteur à résonateur mécanique".
En référence plus particulièrement à la figure 2, la coupelle 20 est surmontée d'un mancho~ cylindrique 20A comportant sur sa . ~ ', ' :
" ~ .
.
11~5264 surface extérieure plusieurs nervures 20s par exemple quatre (figure 2 A) ménageant avec la surface intérieure de la colonne 21 autant de passager d'écoulement 30 du carburant.
La colonne 21 loge, au dessus du manchon cylindri-que 20A, une bague 31 solidarisée à la colonne par exemple au moyen des extrémités rigides de deux tubulures 32, 33, plongeant dans le réservoir dans cette bague peut coulisser un piston doseur 34, se terminant par un bouton de manoeuvre 35 soumis à l'action d'un ressort de rappel 36 interposé entre ce bouton et la face supérieure du réservoir.
Le dosage du carburant pour un cycle de fonctionne-ment est déterminé par une gorge circulaire 40 de part et d'autre de laquelle sont disposés des joints 41, 42, propres à assurer l'étanchéité entre le piston doseur et la bague, laquelle comporte deux passages radiaux 43, aptes à mettre en communication les tubulures 32, 33, avec la gorge précitée 40.
Un joint d'etancheite 48 est dispose au sommet du manchon 20A comportant à cet effet un epaulement d'appui 20D.
La coupelle 20 comporte en son centre un siège 20E
pour une soupape 50 dont la queue 50A est asservie au bouton-poussoir 35; ~ cet effet l'extremite de la queue de soupape est raccordée à une extrémité d'un élément tubulaire 51, tandis que l'autre extrémité de cet élément qui débouche dans un chambrage 52 porte une broche diametrale 53 emprisonnee entre une portee 56A d'un capuchon 56 engage dans le cha~brage pre-cite, et un fond 52A dans le piston doseur 34.
Au long de son parcours dans le manchon 20A, la queue de soupape 50A menage, avec la surface interieure du manchon 20A un chambrage annulaire 60 d'evacuation des gaz provenant de l'explosion du melange detonant.
Le chambrage annulaire precite est mis en comm~mi-cation avec l'elément tubulaire 51 au moyen de canaux 61, 1~5~
tandis que l'extrémite dudit el.ement tubulaire debouch,e dans le chambrage 52, lequel est mis a l'atmosphere au moyen de trous radiaux 63 menages dans le bouton de commande 35.
Ainsi la mise à l'echappement des gaz de combustion est constituee par le chambrage annulaire 60, les canaux 61, l'element tubulaire 51, et les trous 62, 63.
On notera que les gaz chands de combustion imme-diatement apres l'explosion, en passant dans le chambrage annulaire 60, chauffent le manchon 20A, et par consequent les r passages laminaires 30 d'ecoulement du carburant en sorte que celui-ci subit un effet de vaporisation avant son admission dans des volumes V menages dans la colonne 21 au niveau de l'intersection de Ia coupelle 20 et de la culasse 11 lorsque 'la coupelle 20 est en position de fin de course haute ainsi qu'il est represente à la figure 2.
La coupelle designee plus avant dans son ensemble par 20 comprend une plaque circulaire 20F dont le diametre D
est prevu pour menager, avec la paroi du cylindre 10 un jeu J; du côte regardant le piston principal la plaque 20F porte une grille 20G dans laquelle sont menages une pluralite de trous 20H dont les axes sont orientes de preference en n'etant pas paralIeles entre eux. La plaque circulaire 20F comporte sur sa périphérie une gorge 20I et, entre cette gorge et la : ' surface correspondant de la plaque, un joint 20J est interpose;
ce joint est avantageusement realise en caoutchouc auto-lubriflant resistant aux hautes températures.
Le reservoir 25 porte (figure 1) sur sa face infe-' rieure un moyen de retenue, tel qu'anneau ou becquet 70 adapté
à coopérer avec un cliquet 71 solidaire d'une tige 72 montée :
pivotante dans la culasse, laquelle tige est, par timonerie 73 reliée à une gachette 74 montee sur pivot 75 dans la poignée ,~. .
~4~26~
de préhension 26.
Le cylindre 10 por-te aussi au niveau du piston principal 12 une ou plusieurs bougies d'allumage 76 connectées au dispositif d'allumage 27~
Le fonctionnement d'un tel appareil de percussion peut s'analyser de la maniere suivante en partant de la posi-tion des differents organes representes aux figures 1 et 2 montrant l'appareil au repos.
Dans cette position, la coupelle 20 est en position de fin de course haute, le bouton-poussoir 35, le piston doseur associe 34, ainsi que la soupape 50 sont en position haute;
cette position haute, ou encore de fermeture, de la soupape etant obtenue par le fond 52A du chambrage 52 qui repousse vers le haut la broche 53 sous l'effet du ressort 36 cooperant avec le bouton-poussoir 35.
Le carburant peut etre admis dans la gorge de dosage 40 puisque celle-ci est en regard des amenees de car-burant 32, 33.
Dans un premier temps du cycle de fonctionnement, 20 . le bouton-poussoir 35 est enfonce fleche F (figure 3), ce qui a pour effet de presenter la gorge de dosage 40 en regard des orifices des passages laminaires d'écoulement 30 en sorte que le carburant se repand dans les volumes V; la soupage 50 est ouverte au moyen de la portee 56A du capuchon 56 qui exerce une poussée sur la broche 53 et les gaz for~és par la précédente combustion s'échappent en suivant le trajet fleché
af en chauffant les passages laminaires d'écoulement 30 du carburant et les volumes V précités.
Il est à noter que le ressort 36 de rappel du bouton-poussoir 35 a une force moindre qu'un ressort de rappel R interposé entre la face inérieure du réservoir 25 et la cuIasse 11.
~ - 7 -~S264 En poursui~ant la poussée sur le bouton-poussoir 35 fleche Fl (figures 4 et 5), c'est l'ensemble reservoir 25, colonne 21, et coupelle 20, qui est deplace a l'intérieur du cylindre et de la chambre C vers le piston principal 12, jusqu'a ce que la coupelle 20 arrive au voisinage immediat de ce piston principal, et se trouve immobilisee dans cette position de fin de course basse par cooperation du becquet 70 avec le cliquet 71. Au cours de cette phase, le carburant a ete admis dans un espace d'admission Cl ainsi forme, tandis que le comburant, en l'occurence de l'air, a été admis a travers une membrane déformable 80 po.rtée par la culasse 11.
Pendant cette phase, le joint 20J est plaqué contre la plaque 20F, ainsi qu'il est visible et traits mixte a la figure 3, et les gaz d'échappement sont chassés avant la coupelle 20 et sortent par la soupape 50 qui est alors ouverte.
En relâchant l'action sur le bouton-poussoir 35, la soupape 50 se referme sous l'effet du ressort 36, en sorte que les differents elements se trouvent en position, comme indique figure 5.
En agissant sur la gâchette 74 fleche F3 (figure 4), on provoque le desaccouplement du cliquet 71 d'avec le becquet 70, et par suite la remontee brutale de la coupelle 20 de sa position de fin de course basse, à sa position de fin de course haute, sous l'effet du ressort de rappel R precedem-ment comprime.
La figure 6 montre la coupelle 20 en cours de re-montee, et au cours de cette remontee (fleche F2) le pre-melange forme par le carburant et l'air, en attente dans l'espace Cl, compris entre.une face de la coupelle 20 et une face correspondante de la culasse 11 est transfere de l'es-pace d'admission Cl dans un espace de combustion C2 forme au fur et a mesure du deplacement de la coupelle dans le ~. - 7a -1~4526~
cylindre 10 avec au cours de ce transfert un brassage parti-culièrement efficace du carburant avec l'air afin d'obtenir un mélange detonant homogène. Un tel brassage est obtenu (voir figure 6 en particulier) par la circulation de l'air et du carburant a travers trois passages successi~s P, Pl, P2 formés respectivement par le bord périphérique de la plaque circulaire 20F et la paroi du cy-lindre, par le joint 20J avec la plaque circulaire, et par les trous orientés 20H ménayés dans la grille, ces derniers formant des filets qui s'entrecroisent et qui créent des turbulences en aval de ladite grille 20G, au fur et à mesure de la formation de l'espa-ce C2 formant une chambre de combustion.
Lorsque la coupelle 20 est à sa position de fin de course haute, un palpeur 85 associé au réservoir 25 actionne le dispositif de mise à feu 27 délivrant une étincelle aux bou~ies d'allumage 75, en sorte que le mélange détonant est mis à feu alors qu'il se trou-ve sous l'influence des turbulences formées par le passage unidirec-tionnel.
On comprendra que l'explosion du mélange détonant repousse violemment le piston principal de commande 12 à l'encontre du res-sort 18 et, par voie de conséquence entraine l'organe de percussion 16, auquel peut être associé un quelconque appareillage, apte par exemple à enfoncer des clous, des agrafes, des pitons, etc, ou un appareillage propre à l'injection d'un liquide etc, ces exemples d'appareillages n'étant nullement limitatifs et non décrits ici parce que ne faisant pas partie de l'invention.
L'appareil décrit fonctionne au coup par coup, c'est-à-dire qu'un cycle de fonctionnement est déclenché à chaque fois qu'une action est exercée sur l'ensemble bouton-poussoir, colonne,coupel-le et gachette.
On se référera maintenant à la variante de réalisation illus-trée à la figure 7.
Selon cette variante pour laquelle on a repris les mêmes ré-férences pour désigner des éléments analogues à ce qui a été dé-crit en regard des figures 1 à 6 l'appareil se distingue de la réa-lisation précédente par le fait que le carburant ~azeux sous pres-sion est utilisé pouramener la coupelle 20 d'une position de fin de course haute à une position de fin de course basse d'attente.
A cet eEfet, la poignée de préhension 26 loge un réservoir 90 de carburant sous pression qui est, à travers un détendeur 91, et par canalisation92, connecté à un robinet trois voies 93, ce der-nier étant asservi à une gâchette 95 à travers une timonerie 96.
Du robinet trois voies précité partent deux canalisations 1' une 97 aboutissant à un él~ment tubulaire 98 solidarisé axialement au cylindre, et l'autre 99 débouchant dans la chambreSménagée entre 1~45Z64 la culasse 11 et la coupelle 20.
Suivant cette variante la coupelle 20 comporte un prolongement 101 monte, avec interposition de joint 102, cou-lissant sur l'element tubulaire precite 98. Un ressort de rappel 103 en appui par une extrémite sur la culasse et par son autre extrémité sur un plateau 104 solidarisé au prolonge-ment 101 tend à ramener la coupelle 20 à une position de fin de course haute.
La culasse 11 supporte une palpeur 105 asservi à la coupelle 20, et qui est destiné à commander le dispositif d'allumage 27; de même, la culasse porte un clapet déformable 106, pour l'admission d'air, tandis que le cylindre est mis à la pression atmosphérique par exemple au moyen d'un trou 107 ménagé dans l'exemple représenté dans la partie supérieure du cylindre.
Une soupape extérieure au cylindre 10 globalement indiquée par 120, est couplée avec la gâchette 95 et est pré-vue sur un même niveau qu'une, ou préférentiellement deux bougies 121, ces organes étant sensiblement à même hauteur que le piston principal de commande 12 en position de repos c'est-à-dire en de course haute.
La soupape 120 est montée coulissante radialement par rapport au cylindre dans un bossage rapporté 120A com-portant d'une part, un siège de soupape 120B et, d'autre part, des trous 120C d'évacuation des gaz de combustion. Un res-sort 120~ est prévu pour faire occuper à la soupape en ques-tion une position de fermeture par appui sur son siège lors-que la gâchette 95 est sollicitée.
Le fonctionnement d'un tel appareil peut s'expliguer de la même façon suivante:
A la figure 7, les différents organes sont en posi-tion d'attente armée, on notera que la coupelle 20 est en _ g _ 45Z:6~
.. , position de fin de course basse du fait que la vanne 93 est, lorsque la gâchette 95 n'est pas sollicitée, adaptée à délivrer du carburant sous pression (fleche F4) dans l'élement tubulaire 98, tandis que la soupape 120 est ouverte.
Tant que la gâchette n'est pas sollicitee, la coupelle est maintenue en position de fin de course basse, et de l'air à la pression atmospherique est admis dans la chambre C ainsi formee.
Lorsque l'operateur actionne la gâchette 95 suivant la flèche F5, la timonerie 96 actionne simultanement la vanne 93 et la soupape 120; la vanne 93 coupe la pression dans l'element tubulaire 98 et libère la dose de gaz (alors enfermee dans ce cylindre) dans l'espace C par l'element tubulaire 99, tandis que la soupape 120 .
ll~SZ6~
vient en appui sur son siège.
La pression étant supp-imée dans l'élément tubulaire 98 (figure 8), la cou?elle 20 est ramenée sous l'e~ et d_ recsort 103 de sa position de fin de course basse, à sa ~osi,ion de fin de course haute;pendant le déplacement de la coupelle,la dose de carburant confinéedans le prolong~ment 101 et l'elément tubulaire 98 est admise par le tube 99dansl'espace empli d'air,C,formé entre la culasse 11 et la couFelle 20.Au cours d~t déplacement , un mélange detonant est forme dans l'espace Cl par le passage de l'air et du carburant dans le passage de fuite unidirectionnel pre-vu dans la coupelle et déc-it plus avant.
Lorsque la coupelle 20 arrive en position de fin de course ha-___, e'le 2C ' ' 5n:1e le _~.lpeur 10_, le~;ue' c son t_-~- ac,ionne -au moyen de conductcurs non représentés ici- le dis~ositif d'al-lumage 27 et, partant, les bougies 121.
lS La mise à feu du mélange détonant qui est effectuée alors que celui-ci est encore sous l'effet des turbulences provoquées notam-ment par la grille 20G, proT~Jque l'entra~r.ement brutal du piston principal de~commande 12 de sa position dlattente haute à une posi-tion basse actionnant ainsi l'organe 16 qui lui est associé.
Le cycle de fonctionnement étant terminé lorsque l'opérateur libère la gâchette 95, les organes reviennent en position d'atten-te, tel que représenté à la figure 7, pour un nouveau cycle de fonctionnement .
Un tel appareil est également automatique du fait qu'un réar-mement manuel n'est pas nécessaire, mais ce type d'appareil ne peut fonctionner qu'avec des carburants sous pression nécessaire pour actionner l'ensemble 104-101.
Dans les deux modes de réalisation qui viennent d'etre dé-crits, la coupelle mobile 20, disposée entre la culasse 18 et le piston principal de commande 12, est adaptée à dégager successive-ment dans la chambre primaire C, formée entre la culasse et le piston principal de commande, un espace Cl formant une chambre d' admission lorsque ladite coupelle passe d'une position à une autre, et un espace C2 formant une chambre de combustion, lorsque cette coupelle revient de cette autre position à sa position initiale.
Toutefois, la chambre primaire précitée à l'intérieur de la-quelle la coupelle 20 peut être déplacée peut ne pas etre située ainsi qu'il est dit plus haut.
En effet, dans son brevet franc,ais No. 76 2a599 du 12 Ao~t 40 1976, et dans le premier certificat d'addition No 77 23197 du
La présente invention concerne un générateur thermique d'impulsions. Le demandeur a décrit dans sa demande de brevet français No. 76 24559 du 12 août 1976, et dans le premier certificat d'addition qui lui est rattaché No 77 23197 du 28 juillet 1977, un appareil à percussion comprenant, un organe de percussion associé
à un piston principal de commande déplaçable dans un cylindre, ainsi qu'un piston auxiliaire déplaçable entre des positions de fin de course haute et basse, ce piston auxiliaire étant adapte d'une part, à emmagasiner une quantite dosee de carburant et, d'autre part, en position de fin de course basse, à degager un espace formant une chambre de combustion pour un melange détonant mis à feu par un moyen d'allumage, tandis que des moyens sont prevus pour evacuer les gaz de combustion.
Un tel appareil avec son équipement complet d'alimentation en carburant par exemple un gaz, et son equipement apte à allumer le melange detonant, peut, au moyen d'une gachette de commande fonctionner de façon automatique, ou au coup par coup et ce, d'une manière autonome.
Diverses applications d'un tel appareil peuvent être prevues, etant donne que le piston de commande anime de mouvements en aller et retour, et ce avec une force remarquable au cours du mouvement aller, peut 8tre accouple à differents equipements, notamment pour enfoncer des clous, des agrafes, des pitons, pour injecter des liquides etc... ces exemples d'application n'etant nulle-ment limitatifs.
La presente invention a pour objet un appareil du genre considere de réalisation simplifiée comparative-ment à la technique antérieure et dont le but est essentiellement de venir en complement de l'appareil a per-cussion connu, afin de repondre a certaines utilisations particulieres, dans lesquelles le fonctionnement rapide automatique n'est pas nécessaire.
I !
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A cet effet, et selon un premier aspect général de l'invention, il est revendiqué un générateur thermique d'impulsions à combustion interne, du type à fonctionne-ment intermittent, comprenant un cylindre, une culasse ménagée dans ledit cylindre, un piston principal mobile dans ce cylindre, des moyens de ressort pour commander en déplacement le piston principal d'une premiere position, ou position d'attente, ce piston principal étant adapté
a être commandé de sa première position a une position active en réponse à un allumage intermittent d'un mélange explosif, ledit piston principal étant associé
à un organe d'entrainement, caractérisé en ce qu'il comprend une coupelle montée mobile en va-et-vient indé-pendamment du piston principal a l'intérieur d'une chambre définie dans ledit cylindre par un espace formé
entre le piston principal et la culasse, entre une position de fin de course haute et une position de fin de course basse, des moyens, distants de la culasse, pour l'admission d'un carburant dans une chambre d'admis-sion formée entre la culasse et la coupelle lors desdéplacements de ladite coupelle d'une position de fin de course haute a une position de fin de course basse, et des moyens d'admission d'un comburant dans une chambre de combustion formee entre le piston principal et la coupelle lors de son deplacement de sa position de fin de course basse vers sa position de fin de course haute, et un passage de fuite unidirectionnel prevu sur la cou-pelle pendant le déplacement de celle-ci de sa position de fin de course basse vers sa position de fin de course haute pour transférer le mélange explosif dans ladite chambre de combustion, le comhurant et le carburant étant admis progressivement dans ladite chambre sous forme d'un mélange détonant produit par les turbulences créées lors du transfert du mélange comburant-carburant a travers le passage de fuite unidirectionnel précité.
B
5Z6~
Toujours selon l'invention mais selon un second aspect général, il est également revendiqué un générateur thermique d'impulsions à combustion interne du type à
fonctionnement intermittent, comprenant un cylindre, une S culasse ménagée dans ledit cylindre, un piston principal déplaçable dans ledit cylindre entre une première posi-tion d'attente et une seconde position active, ledit piston principal étant adapté à être entralné de sa première position, à sa position active en réponse à
l'allumage d'un mélange explosif de comburant et une quantité dosée d'un combustible gazeux confiné entre la culasse et le piston principal, caractérisé en ce qu'il comprend une coupelle montée mobile dans une chambre principale dudit cylindre limitée d'un côté par la culasse et d'un autre côté par le piston principal, entre une position de fin de course haute et une posi-tion de fin de course basse, ladite coupelle fonctionnant indépendamment dudit piston principal, une source de carburant sous pression, des moyens pour recevoir une quantité dosée dudit carburant et transférer celui-ci dans une chambre d'admission, et des moyens pour admettre le comburant à l'intérieur de la chambre d'ad-mission, des moyens d'orifices calibrés prévus dans la coupelle pour mélanger -par effet de turbulences-intimement le comburant et le carburant lors du déplace-ment de ladite coupelle entre une position de fin de course à une autre position de fin de course, des moyens pour allumer le mélange explosif intimement mélangé.
De la position de fin de course haute à la position de fin de course basse, la coupelle est avanta-geusement commandée manuellement en sorte que le carbu-rant et le comburant, en l'occurrence de l'air sont admis de fa~on progressive dans la chambre d'admission ainsi créée. Il se produit alors un pré-mélange du carburant et de l'air au cours du *éplacement de la coupelle.
- 2a -B
ll~S26~
Mais ce pre-melange ne donne pas lieu à un melange détonant parfaitement homogène et c'est ici qu'inter-vient le passage de fuite unidirectionnel lequel, au cours du deplacement de la coupelle, vers sa position 5 initiale, c'est-à-dire de sa position de fin de course basse, à sa position de fin de course haute assure un brassage particulièrement efficace du pré-mélange; en effét ce passage est adapté à créer dans la chambre de combustion en cours de formation, tout au long du 1~ déplacement de la coupelle vers sa position de fin de course haute, des turbulences donnant lieu à un mélange detonant qui est mis à feu alors que les effets des turbulences ainsi créees se font encore sentir, cette mise à feu étant effectuée lorsque ladite coupelle atteint sa position haute de fin de course.
Le moyen de fuite unidirectionnel est avanta-geusement constitue en combinaison, par une grille ménageant avec la face de la coupelle qui est située en vis-à-vis du piston principal de commande un espace, et par un joint de preférence torique, disposé dans un logement prévu entre ladite grille et la coupelle, et qui peut occuper deux positions respectivement en a-pui sur la coupelle, ou en appui sur ladite grille, la premi8re position sus-indiquée correspondant à l'admission du carburant et de l'air dans.la chambre d'admission, tan-dis que la seconde position correspond à la formation du mélange detonant.
Le brassage étant effectué au fur et a.
mesure du déplacement de.la coupelle de sa position de fin de course basse a sa position de fin de course haute, ou un système d'allumage intervient, il ---- - ~~~-~
_ . .
S~2~4 n'y a aucun ~em?s mort, en sorte que le mélange détonant e~t mis à feu dans les meilleures condi,ions possibles, puisque en Lait la mise 2 ' eu est asservie en sim~l,anéité lors~ue la coupelle attein. sa posi,ion de fin de course haute et que le mélange est encore en mouvemcnt.
Dc telles dispositions conduisent donc à un rendement élevé
de l'app~reil. du point de vue orce donnée au piston principal de commande.
Selon une autre caracté~istique de l'invention la coupelle es~
solidarisée à un réservoir au moven d'une colonne portant'un bou-ton poussoir adapté à délivrer une cuantité dosée de carburant lors~u'il est sollici~é ; une telle colonne porte de plus une sou-p2pe d'échappement dont le role est, bien entendu de permettre 1' évacuation des gaz de combustion, mais aussi de réchauffer un pas-sagelaminaire~. d'écoulement du ca~burant dosé.
On cbtient ainsi, sous un ensemble compact, et de réalisationsimple, non'seulement un doszge parfait du carburant nécessaire à
un cycle.de fonctionnement, mais encore une mise en condition de ce carburant par son écoulement dans le passage lamellaire précité.
~ien entendu, le com~urant en l'occurrence de l'air est é~a-lement dosé par un orifice convenablement calibré.
Plus brièvement un appareil selon la présente invention répond à un souci de réaliser un générateur thermique d'impulsions qui soit fiabLe, et qui permette au~ utilisateurs de disposer d'appa-reils zdaptés en fonction des travaux à effectuer.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressor-tiront d'ailleurs de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple en référence aux planches de dessins annexées dans les-quelles :
la figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un appareil _ selon la présente invention ;
la figure 2 est une vue ~ plus grande.échelle de la partie entourée à la figure 1 et indiquée en II ;
la figure 2A. est une vue en coupe transversale suivant la li-gneILA-~ de la fig~re 2 , la figure 3 est'une vue analogue à la figure 2 le poussoir doseur du carburant étan-t enfoncé ;
la figure 4 est une vue de l'aDpareil au cours d'un cycle de fonctionnement, la coupelle étant en position de fin de course basse;
la figure 5 est une vue partielle à échelle agrandie de la partie entourée à la figure 4 et indiquée par V ;
la figure 6 est une vue partielle de l'appareil au cours d' un cycle de fonctionnement la coupelle étant en cours de déplace-ment de sa position de fin de course basse à sa position de finde course haute , la figure 7 montre une variante de réalisation,l'appareil étant en position d'attente ;
la figure 7A est une vue de détail de l'encart indiqué par lo v~ à la figure 7 ;
la figure 8 est une vue analogue à la précédente l'appareil étant en cours de fonctionnement ;
la figure 9 montre une autre variante de réalis~tion.
Dans l'exemple de réalisation choisi et représenté aux figures 1 à 6, le générateur thermique d'impulsions selon la présente in-vention comprend un cylindre lo à l'intérieur duquel est ménagée une culasse 11, formant avec un piston principal de commande 12 une chambre primaire C. Le piston principal 12 est déplaçable dans le cylindre 10 entre une position de fin de course haute déterminée par un moyen de butée périphérique 13, et une position de fin de course basse limitée par un fond de cylindre rapporté 14 pourvu d' un moyen amortisseu~l5 Le piston principal 12 est doté d'une tige 16 formant un orga-ne de percussion apte à commander un quelconque appareillage non représenté ici parce que ne faisant pas l'objet de la présente demande ; le fond de cylindre 14 compoxte de plus un ~olongement de guidage 17 pour l'organe de percussion, tandis qu'un ressort 18 est interposé entre ledit piston principal 12 et le fond de cylin-dre 14.
Dans la chambre primaire C est disposée une coupelle indiquée globalement en 20 qui sera décrite en détail plus loin, et qui est solidarisée à une extrémité d'une colonne 21 coulissante dans la culasse 11 avec interposition de joints d'étanchéité 22, l'aùtre extrémité de la colonne formant un réservoir à carburant 25.
Au cylindre 10 est également associée une poignée de préhen-sion 26, logeant un dispositif d'a~umage 27 connu en soi tel que décrit dans le brevet francais N 1.346.969 du 20 Février 1962.
au nom du demandeur pour "Multirupteur à résonateur mécanique".
En référence plus particulièrement à la figure 2, la coupelle 20 est surmontée d'un mancho~ cylindrique 20A comportant sur sa . ~ ', ' :
" ~ .
.
11~5264 surface extérieure plusieurs nervures 20s par exemple quatre (figure 2 A) ménageant avec la surface intérieure de la colonne 21 autant de passager d'écoulement 30 du carburant.
La colonne 21 loge, au dessus du manchon cylindri-que 20A, une bague 31 solidarisée à la colonne par exemple au moyen des extrémités rigides de deux tubulures 32, 33, plongeant dans le réservoir dans cette bague peut coulisser un piston doseur 34, se terminant par un bouton de manoeuvre 35 soumis à l'action d'un ressort de rappel 36 interposé entre ce bouton et la face supérieure du réservoir.
Le dosage du carburant pour un cycle de fonctionne-ment est déterminé par une gorge circulaire 40 de part et d'autre de laquelle sont disposés des joints 41, 42, propres à assurer l'étanchéité entre le piston doseur et la bague, laquelle comporte deux passages radiaux 43, aptes à mettre en communication les tubulures 32, 33, avec la gorge précitée 40.
Un joint d'etancheite 48 est dispose au sommet du manchon 20A comportant à cet effet un epaulement d'appui 20D.
La coupelle 20 comporte en son centre un siège 20E
pour une soupape 50 dont la queue 50A est asservie au bouton-poussoir 35; ~ cet effet l'extremite de la queue de soupape est raccordée à une extrémité d'un élément tubulaire 51, tandis que l'autre extrémité de cet élément qui débouche dans un chambrage 52 porte une broche diametrale 53 emprisonnee entre une portee 56A d'un capuchon 56 engage dans le cha~brage pre-cite, et un fond 52A dans le piston doseur 34.
Au long de son parcours dans le manchon 20A, la queue de soupape 50A menage, avec la surface interieure du manchon 20A un chambrage annulaire 60 d'evacuation des gaz provenant de l'explosion du melange detonant.
Le chambrage annulaire precite est mis en comm~mi-cation avec l'elément tubulaire 51 au moyen de canaux 61, 1~5~
tandis que l'extrémite dudit el.ement tubulaire debouch,e dans le chambrage 52, lequel est mis a l'atmosphere au moyen de trous radiaux 63 menages dans le bouton de commande 35.
Ainsi la mise à l'echappement des gaz de combustion est constituee par le chambrage annulaire 60, les canaux 61, l'element tubulaire 51, et les trous 62, 63.
On notera que les gaz chands de combustion imme-diatement apres l'explosion, en passant dans le chambrage annulaire 60, chauffent le manchon 20A, et par consequent les r passages laminaires 30 d'ecoulement du carburant en sorte que celui-ci subit un effet de vaporisation avant son admission dans des volumes V menages dans la colonne 21 au niveau de l'intersection de Ia coupelle 20 et de la culasse 11 lorsque 'la coupelle 20 est en position de fin de course haute ainsi qu'il est represente à la figure 2.
La coupelle designee plus avant dans son ensemble par 20 comprend une plaque circulaire 20F dont le diametre D
est prevu pour menager, avec la paroi du cylindre 10 un jeu J; du côte regardant le piston principal la plaque 20F porte une grille 20G dans laquelle sont menages une pluralite de trous 20H dont les axes sont orientes de preference en n'etant pas paralIeles entre eux. La plaque circulaire 20F comporte sur sa périphérie une gorge 20I et, entre cette gorge et la : ' surface correspondant de la plaque, un joint 20J est interpose;
ce joint est avantageusement realise en caoutchouc auto-lubriflant resistant aux hautes températures.
Le reservoir 25 porte (figure 1) sur sa face infe-' rieure un moyen de retenue, tel qu'anneau ou becquet 70 adapté
à coopérer avec un cliquet 71 solidaire d'une tige 72 montée :
pivotante dans la culasse, laquelle tige est, par timonerie 73 reliée à une gachette 74 montee sur pivot 75 dans la poignée ,~. .
~4~26~
de préhension 26.
Le cylindre 10 por-te aussi au niveau du piston principal 12 une ou plusieurs bougies d'allumage 76 connectées au dispositif d'allumage 27~
Le fonctionnement d'un tel appareil de percussion peut s'analyser de la maniere suivante en partant de la posi-tion des differents organes representes aux figures 1 et 2 montrant l'appareil au repos.
Dans cette position, la coupelle 20 est en position de fin de course haute, le bouton-poussoir 35, le piston doseur associe 34, ainsi que la soupape 50 sont en position haute;
cette position haute, ou encore de fermeture, de la soupape etant obtenue par le fond 52A du chambrage 52 qui repousse vers le haut la broche 53 sous l'effet du ressort 36 cooperant avec le bouton-poussoir 35.
Le carburant peut etre admis dans la gorge de dosage 40 puisque celle-ci est en regard des amenees de car-burant 32, 33.
Dans un premier temps du cycle de fonctionnement, 20 . le bouton-poussoir 35 est enfonce fleche F (figure 3), ce qui a pour effet de presenter la gorge de dosage 40 en regard des orifices des passages laminaires d'écoulement 30 en sorte que le carburant se repand dans les volumes V; la soupage 50 est ouverte au moyen de la portee 56A du capuchon 56 qui exerce une poussée sur la broche 53 et les gaz for~és par la précédente combustion s'échappent en suivant le trajet fleché
af en chauffant les passages laminaires d'écoulement 30 du carburant et les volumes V précités.
Il est à noter que le ressort 36 de rappel du bouton-poussoir 35 a une force moindre qu'un ressort de rappel R interposé entre la face inérieure du réservoir 25 et la cuIasse 11.
~ - 7 -~S264 En poursui~ant la poussée sur le bouton-poussoir 35 fleche Fl (figures 4 et 5), c'est l'ensemble reservoir 25, colonne 21, et coupelle 20, qui est deplace a l'intérieur du cylindre et de la chambre C vers le piston principal 12, jusqu'a ce que la coupelle 20 arrive au voisinage immediat de ce piston principal, et se trouve immobilisee dans cette position de fin de course basse par cooperation du becquet 70 avec le cliquet 71. Au cours de cette phase, le carburant a ete admis dans un espace d'admission Cl ainsi forme, tandis que le comburant, en l'occurence de l'air, a été admis a travers une membrane déformable 80 po.rtée par la culasse 11.
Pendant cette phase, le joint 20J est plaqué contre la plaque 20F, ainsi qu'il est visible et traits mixte a la figure 3, et les gaz d'échappement sont chassés avant la coupelle 20 et sortent par la soupape 50 qui est alors ouverte.
En relâchant l'action sur le bouton-poussoir 35, la soupape 50 se referme sous l'effet du ressort 36, en sorte que les differents elements se trouvent en position, comme indique figure 5.
En agissant sur la gâchette 74 fleche F3 (figure 4), on provoque le desaccouplement du cliquet 71 d'avec le becquet 70, et par suite la remontee brutale de la coupelle 20 de sa position de fin de course basse, à sa position de fin de course haute, sous l'effet du ressort de rappel R precedem-ment comprime.
La figure 6 montre la coupelle 20 en cours de re-montee, et au cours de cette remontee (fleche F2) le pre-melange forme par le carburant et l'air, en attente dans l'espace Cl, compris entre.une face de la coupelle 20 et une face correspondante de la culasse 11 est transfere de l'es-pace d'admission Cl dans un espace de combustion C2 forme au fur et a mesure du deplacement de la coupelle dans le ~. - 7a -1~4526~
cylindre 10 avec au cours de ce transfert un brassage parti-culièrement efficace du carburant avec l'air afin d'obtenir un mélange detonant homogène. Un tel brassage est obtenu (voir figure 6 en particulier) par la circulation de l'air et du carburant a travers trois passages successi~s P, Pl, P2 formés respectivement par le bord périphérique de la plaque circulaire 20F et la paroi du cy-lindre, par le joint 20J avec la plaque circulaire, et par les trous orientés 20H ménayés dans la grille, ces derniers formant des filets qui s'entrecroisent et qui créent des turbulences en aval de ladite grille 20G, au fur et à mesure de la formation de l'espa-ce C2 formant une chambre de combustion.
Lorsque la coupelle 20 est à sa position de fin de course haute, un palpeur 85 associé au réservoir 25 actionne le dispositif de mise à feu 27 délivrant une étincelle aux bou~ies d'allumage 75, en sorte que le mélange détonant est mis à feu alors qu'il se trou-ve sous l'influence des turbulences formées par le passage unidirec-tionnel.
On comprendra que l'explosion du mélange détonant repousse violemment le piston principal de commande 12 à l'encontre du res-sort 18 et, par voie de conséquence entraine l'organe de percussion 16, auquel peut être associé un quelconque appareillage, apte par exemple à enfoncer des clous, des agrafes, des pitons, etc, ou un appareillage propre à l'injection d'un liquide etc, ces exemples d'appareillages n'étant nullement limitatifs et non décrits ici parce que ne faisant pas partie de l'invention.
L'appareil décrit fonctionne au coup par coup, c'est-à-dire qu'un cycle de fonctionnement est déclenché à chaque fois qu'une action est exercée sur l'ensemble bouton-poussoir, colonne,coupel-le et gachette.
On se référera maintenant à la variante de réalisation illus-trée à la figure 7.
Selon cette variante pour laquelle on a repris les mêmes ré-férences pour désigner des éléments analogues à ce qui a été dé-crit en regard des figures 1 à 6 l'appareil se distingue de la réa-lisation précédente par le fait que le carburant ~azeux sous pres-sion est utilisé pouramener la coupelle 20 d'une position de fin de course haute à une position de fin de course basse d'attente.
A cet eEfet, la poignée de préhension 26 loge un réservoir 90 de carburant sous pression qui est, à travers un détendeur 91, et par canalisation92, connecté à un robinet trois voies 93, ce der-nier étant asservi à une gâchette 95 à travers une timonerie 96.
Du robinet trois voies précité partent deux canalisations 1' une 97 aboutissant à un él~ment tubulaire 98 solidarisé axialement au cylindre, et l'autre 99 débouchant dans la chambreSménagée entre 1~45Z64 la culasse 11 et la coupelle 20.
Suivant cette variante la coupelle 20 comporte un prolongement 101 monte, avec interposition de joint 102, cou-lissant sur l'element tubulaire precite 98. Un ressort de rappel 103 en appui par une extrémite sur la culasse et par son autre extrémité sur un plateau 104 solidarisé au prolonge-ment 101 tend à ramener la coupelle 20 à une position de fin de course haute.
La culasse 11 supporte une palpeur 105 asservi à la coupelle 20, et qui est destiné à commander le dispositif d'allumage 27; de même, la culasse porte un clapet déformable 106, pour l'admission d'air, tandis que le cylindre est mis à la pression atmosphérique par exemple au moyen d'un trou 107 ménagé dans l'exemple représenté dans la partie supérieure du cylindre.
Une soupape extérieure au cylindre 10 globalement indiquée par 120, est couplée avec la gâchette 95 et est pré-vue sur un même niveau qu'une, ou préférentiellement deux bougies 121, ces organes étant sensiblement à même hauteur que le piston principal de commande 12 en position de repos c'est-à-dire en de course haute.
La soupape 120 est montée coulissante radialement par rapport au cylindre dans un bossage rapporté 120A com-portant d'une part, un siège de soupape 120B et, d'autre part, des trous 120C d'évacuation des gaz de combustion. Un res-sort 120~ est prévu pour faire occuper à la soupape en ques-tion une position de fermeture par appui sur son siège lors-que la gâchette 95 est sollicitée.
Le fonctionnement d'un tel appareil peut s'expliguer de la même façon suivante:
A la figure 7, les différents organes sont en posi-tion d'attente armée, on notera que la coupelle 20 est en _ g _ 45Z:6~
.. , position de fin de course basse du fait que la vanne 93 est, lorsque la gâchette 95 n'est pas sollicitée, adaptée à délivrer du carburant sous pression (fleche F4) dans l'élement tubulaire 98, tandis que la soupape 120 est ouverte.
Tant que la gâchette n'est pas sollicitee, la coupelle est maintenue en position de fin de course basse, et de l'air à la pression atmospherique est admis dans la chambre C ainsi formee.
Lorsque l'operateur actionne la gâchette 95 suivant la flèche F5, la timonerie 96 actionne simultanement la vanne 93 et la soupape 120; la vanne 93 coupe la pression dans l'element tubulaire 98 et libère la dose de gaz (alors enfermee dans ce cylindre) dans l'espace C par l'element tubulaire 99, tandis que la soupape 120 .
ll~SZ6~
vient en appui sur son siège.
La pression étant supp-imée dans l'élément tubulaire 98 (figure 8), la cou?elle 20 est ramenée sous l'e~ et d_ recsort 103 de sa position de fin de course basse, à sa ~osi,ion de fin de course haute;pendant le déplacement de la coupelle,la dose de carburant confinéedans le prolong~ment 101 et l'elément tubulaire 98 est admise par le tube 99dansl'espace empli d'air,C,formé entre la culasse 11 et la couFelle 20.Au cours d~t déplacement , un mélange detonant est forme dans l'espace Cl par le passage de l'air et du carburant dans le passage de fuite unidirectionnel pre-vu dans la coupelle et déc-it plus avant.
Lorsque la coupelle 20 arrive en position de fin de course ha-___, e'le 2C ' ' 5n:1e le _~.lpeur 10_, le~;ue' c son t_-~- ac,ionne -au moyen de conductcurs non représentés ici- le dis~ositif d'al-lumage 27 et, partant, les bougies 121.
lS La mise à feu du mélange détonant qui est effectuée alors que celui-ci est encore sous l'effet des turbulences provoquées notam-ment par la grille 20G, proT~Jque l'entra~r.ement brutal du piston principal de~commande 12 de sa position dlattente haute à une posi-tion basse actionnant ainsi l'organe 16 qui lui est associé.
Le cycle de fonctionnement étant terminé lorsque l'opérateur libère la gâchette 95, les organes reviennent en position d'atten-te, tel que représenté à la figure 7, pour un nouveau cycle de fonctionnement .
Un tel appareil est également automatique du fait qu'un réar-mement manuel n'est pas nécessaire, mais ce type d'appareil ne peut fonctionner qu'avec des carburants sous pression nécessaire pour actionner l'ensemble 104-101.
Dans les deux modes de réalisation qui viennent d'etre dé-crits, la coupelle mobile 20, disposée entre la culasse 18 et le piston principal de commande 12, est adaptée à dégager successive-ment dans la chambre primaire C, formée entre la culasse et le piston principal de commande, un espace Cl formant une chambre d' admission lorsque ladite coupelle passe d'une position à une autre, et un espace C2 formant une chambre de combustion, lorsque cette coupelle revient de cette autre position à sa position initiale.
Toutefois, la chambre primaire précitée à l'intérieur de la-quelle la coupelle 20 peut être déplacée peut ne pas etre située ainsi qu'il est dit plus haut.
En effet, dans son brevet franc,ais No. 76 2a599 du 12 Ao~t 40 1976, et dans le premier certificat d'addition No 77 23197 du
2~4 28 Juillet 1977 qui lui est rattaché, 1 demandeur ~.-oposé
un appareil du genre considéré dans lequel le comburant est admis dans une chambre s-~parée de la chambre de combustion et est mélangQ au caîburan-t lors du deplacement d'une coupelle solidaire d'un pi,tO;l auxiliaire.
Une telle technique es sc~ematiquement illustrée ~ la figure 9 sur laquelle on voit que la coupelle 110 est mobile dans un cylindre 111 entre une face de culasse 112 et un dessus de cy-lindre 113, tandis que le piston principal de comn~nde 114 est 1~ disposé dans le cylindre en ayant une face an re~ard de ladite culasse.
Dans c~o~te forme de ré~lisation, des passages d'entrée d' air 115, sont mellagés dans le cylindre au voisinage de 1~ culasse 112; dans le piston auxiliaire doseur de carburant 118, sont ménagés respectivement des passages lL5 d'entrée de carburant, tandis que dans la coupelle 11~ est ménagée une pluralité de ~rous 117 adaptés à hrasser le pre'mélange carbur~nt comburant.
Le brassage du pré-mélange est pro~Joqué par le dep'.~cement de la coupelle 110, associé à un e~fet d'aspiration provoqué
par la descente du piston 11~. Les j~ts de gaz sortant des pas-sa~es 116 sont obtenus par la descente du piston dos2llr 113, e' la mise e.n comm~mication des passages 116 avec la chambre doseuse prévue à l'intérieur du piston dos~ur 118 On remarque-. ra que la mise en commmication della chambre doseuse avec les pas9ages 115 s'effectue avant l'ouverture des orifices 130, 131.
Ceci améliore notablement la formation du mélange détonant avant son transfert dans la chambre d'explosion.
Il convient de noter que les trous 117 ont de préférence des axes orientés de manière à former une multitude de filets de carburant et d'air qui s'entrecrolssllt; de plus les passages d'entrée d'air extérieur 115 peuvent être avantageusoment dotés d'un clapet non représenté ici, lequel pourrait être constitué
par exemple, par une membrane élastiquement défo.mable.
Bien entendu l'invention n'e.st pas limitée aux formes de réalisation choisies et r~présontées lesquelles peuvent au COII-traire subir des modifications sans pour autant s~rtir du cadre de la présente inventioli.
un appareil du genre considéré dans lequel le comburant est admis dans une chambre s-~parée de la chambre de combustion et est mélangQ au caîburan-t lors du deplacement d'une coupelle solidaire d'un pi,tO;l auxiliaire.
Une telle technique es sc~ematiquement illustrée ~ la figure 9 sur laquelle on voit que la coupelle 110 est mobile dans un cylindre 111 entre une face de culasse 112 et un dessus de cy-lindre 113, tandis que le piston principal de comn~nde 114 est 1~ disposé dans le cylindre en ayant une face an re~ard de ladite culasse.
Dans c~o~te forme de ré~lisation, des passages d'entrée d' air 115, sont mellagés dans le cylindre au voisinage de 1~ culasse 112; dans le piston auxiliaire doseur de carburant 118, sont ménagés respectivement des passages lL5 d'entrée de carburant, tandis que dans la coupelle 11~ est ménagée une pluralité de ~rous 117 adaptés à hrasser le pre'mélange carbur~nt comburant.
Le brassage du pré-mélange est pro~Joqué par le dep'.~cement de la coupelle 110, associé à un e~fet d'aspiration provoqué
par la descente du piston 11~. Les j~ts de gaz sortant des pas-sa~es 116 sont obtenus par la descente du piston dos2llr 113, e' la mise e.n comm~mication des passages 116 avec la chambre doseuse prévue à l'intérieur du piston dos~ur 118 On remarque-. ra que la mise en commmication della chambre doseuse avec les pas9ages 115 s'effectue avant l'ouverture des orifices 130, 131.
Ceci améliore notablement la formation du mélange détonant avant son transfert dans la chambre d'explosion.
Il convient de noter que les trous 117 ont de préférence des axes orientés de manière à former une multitude de filets de carburant et d'air qui s'entrecrolssllt; de plus les passages d'entrée d'air extérieur 115 peuvent être avantageusoment dotés d'un clapet non représenté ici, lequel pourrait être constitué
par exemple, par une membrane élastiquement défo.mable.
Bien entendu l'invention n'e.st pas limitée aux formes de réalisation choisies et r~présontées lesquelles peuvent au COII-traire subir des modifications sans pour autant s~rtir du cadre de la présente inventioli.
Claims (16)
1. Générateur thermique d'impulsions à com-bustion interne, du type à fonctionnement intermittent, comprenant un cylindre, une culasse ménagée dans ledit cylindre, un piston principal mobile dans ce cylindre, des moyens de ressort pour commander en déplacement le piston principal d'une première position, ou position d'attente, ce piston principal étant adapté à être commandé de sa première position à une position active en réponse à un allumage intermittent d'un mélange explosif, ledit piston principal étant associé à un organe d'entraînement, caractérisé en ce qu'il com-prend une coupelle montée mobile en va-et-vient indé-pendamment du piston principal à l'intérieur d'une chambre définie dans ledit cylindre par un espace formé
entre le piston principal et la culasse, entre une position de fin de course haute et une position de fin de course basse, des moyens, distants de la culasse, pour l'admission d'un carburant dans une chambre d'admission formée entre la culasse et la coupelle lors des dépla-cements de ladite coupelle d'une position de fin de course haute à une position de fin de course basse, et des moyens d'admission d'un comburant dans une chambre de combustion formée entre le piston principal et la cou-pelle lors de son déplacement de sa position de fin de course basse vers sa position de fin de course haute, et un passage de fuite unidirectionnel prévu sur la coupelle pendant le déplacement de celle-ci de sa posi-tion de fin de course basse vers sa position de fin de course haute pour transférer le mélange explosif dans ladite chambre de combustion, le comburant et le carbu-rant étant admis progressivement dans ladite chambre sous forme d'un mélange détonant produit par les turbu-lences créées lors du transfert du mélange comburant-carburant à travers le passage de fuite unidirectionnel précité.
entre le piston principal et la culasse, entre une position de fin de course haute et une position de fin de course basse, des moyens, distants de la culasse, pour l'admission d'un carburant dans une chambre d'admission formée entre la culasse et la coupelle lors des dépla-cements de ladite coupelle d'une position de fin de course haute à une position de fin de course basse, et des moyens d'admission d'un comburant dans une chambre de combustion formée entre le piston principal et la cou-pelle lors de son déplacement de sa position de fin de course basse vers sa position de fin de course haute, et un passage de fuite unidirectionnel prévu sur la coupelle pendant le déplacement de celle-ci de sa posi-tion de fin de course basse vers sa position de fin de course haute pour transférer le mélange explosif dans ladite chambre de combustion, le comburant et le carbu-rant étant admis progressivement dans ladite chambre sous forme d'un mélange détonant produit par les turbu-lences créées lors du transfert du mélange comburant-carburant à travers le passage de fuite unidirectionnel précité.
2. Générateur thermique d'impulsions selon la revendication 1, caractérisé en ce que la coupelle est associée à une colonne tubulaire montée à coulissement dans la culasse avec interposition de moyens d'étanchéité, ladite colonne portant un réservoir à carburant.
3. Générateur thermique d'impulsions selon la revendication 2, caractérisé en ce que la coupelle comporte un orifice central d'échappement des gaz de combustion susceptible d'être obturé par une soupape associée à un bouton-poussoir.
4. Générateur thermique d'impulsions selon la revendication 3, caractérisé en ce que le bouton-poussoir comporte un prolongement formant piston doseur de carburant, qui est monté coulissant dans un manchon axialement fixe dans la colonne et en communication avec le réservoir à carburant.
5. Générateur thermique d'impulsions selon la revendication 4, caractérisé en ce que la coupelle pré-sente un prolongement s'étendant dans la colonne tubu-laire avec sur sa surface extérieure, une pluralité de cannelures formant des passages d'écoulement laminaires du carburant délivré par le piston doseur.
6. Générateur thermique d'impulsions selon la revendication 5, caractérisé en ce que le piston doseur comprend une saignée circulaire apte à être en regard d'orifices en communication avec le réservoir, ou suite à un déplacement axial, en regard d'orifices en communication avec les passages d'écoulement laminaires précités.
7. Générateur thermique d'impulsions selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'un chambrage annu-laire est ménagé entre la queue de ladite soupape et le prolongement de la coupelle, ce chambrage étant lui-même susceptible d'être en communication avec l'atmosphère au moyen d'un élément tubulaire reliant la soupape au bouton-poussoir.
8. Générateur thermique d'impulsions selon la revendication 7, caractérisé en ce que la coupelle com-prend une plaque circulaire qui porte sur sa face en regard du piston de commande une grille comportant une pluralité de trous calibrés.
9. Générateur thermique d'impulsions selon la revendication 8, caractérisé en ce que les trous ménagés dans la grille ont leurs axes respectifs parallèles.
10. Générateur thermique d'impulsions selon la revendication 8, caractérisé en ce que les trous ménagés dans la grille sont orientés de manière à ne pas être parallèles.
11. Générateur thermique d'impulsions selon la revendication 8, caractérisé en ce que le passage de fuite unidirectionnel est constitué, en combinaison, par un diamètre de la plaque circulaire plus petit que celui du cylindre, par une gorge périphérique ménagée dans la face de la plaque en regard du piston principal, par la dis-position entre la grille et la gorge d'un joint dont le diamètre extérieur est légèrement supérieur au diamètre intérieur du cylindre, ledit joint étant au cours du déplacement de la coupelle alternativement en appui sur celle-ci et sur la grille.
12. Générateur thermique d'impulsions selon les revendications 1, 8 ou 11, caractérise en ce que la culasse porte un organe de verrouillage de la coupelle en position basse, cet organe étant asservi à une gâchette de déclenchement et adapté à coopérer avec un élément complémentaire prévu sur la face inférieure du réservoir, un ressort de rappel étant en outre interposé
entre ledit réservoir et la culasse.
entre ledit réservoir et la culasse.
13. Générateur thermique d'impulsions selon la revendication 2, caractérisé en ce que la colonne associée à la coupelle est montée coulissante sur un élément tubulaire solidaire du cylindre, et est adaptée à
être connectée, à travers une vanne aménagée à cet effet, à une source de pression qui n'est autre que le carbu-rant, en sorte que le déplacement de ladite coupelle de sa position de fin de course haute à sa position de fin de course basse est commandé à l'aide du carburant sous pression, tandis que ladite vanne est adaptée à trans-férer une quantité dosée de carburant dans la chambre d'admission formée par le déplacement précité de ladite coupelle, ladite chambre recevant elle-même de l'air extérieur.
être connectée, à travers une vanne aménagée à cet effet, à une source de pression qui n'est autre que le carbu-rant, en sorte que le déplacement de ladite coupelle de sa position de fin de course haute à sa position de fin de course basse est commandé à l'aide du carburant sous pression, tandis que ladite vanne est adaptée à trans-férer une quantité dosée de carburant dans la chambre d'admission formée par le déplacement précité de ladite coupelle, ladite chambre recevant elle-même de l'air extérieur.
14. Générateur thermique d'impulsions suivant la revendication 13, caractérisé en ce que le cylindre comporte un moyen d'échappement des gaz de combustion, ce moyen étant avantageusement constitué par au moins une soupape radiale située sensiblement au niveau du piston principal de commande en position de fin de course haute.
15. Générateur thermique d'impulsions selon les revendications 13 ou 14, caractérisé en ce que la soupape est couplée à une gâchette de commande.
16. Générateur thermique d'impulsions aà com-bustion interne du type à fonctionnement intermittent, comprenant un cylindre, une culasse ménagée dans ledit cylindre, un piston principal déplacable dans ledit cylindre entre une première position d'attente et une seconde position active, ledit piston principal étant adapté à être entraîné de sa première position, à sa position active en réponse à l'allumage d'un mélange explosif de comburant et une quantié dosée d'un com-bustible gazeux confiné entre la culasse et le piston principal, caractérisé en ce qu'il comprend une cou-pelle montée mobile dans une chambre principale dudit cylindre limitée d'un côté par la culasse et d'un autre côté par le piston principal, entre une position de fin de course haute et une position de fin de course basse, ladite coupelle fonctionnant indépendamment dudit piston principal, une source de carburant sous pression, des moyens pour recevoir une quantité dosée dudit carburant et transférer celui-ci dans une chambre d'admission, et des moyens pour admettre le comburant à l'intérieur de la chambre d'admission, des moyens d'orifices calibrés prévus dans la coupelle pour mélanger -par effet de turbulences- intimement le comburant et le carburant lors du déplacement de ladite coupelle entre une position de fin de course à une autre position de fin de course, des moyens pour allumer le mélange explosif intimement mélangé.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MKEX | Expiry |