CA2998581C - Dual-acting expansion cylinder with adaptive support - Google Patents
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Abstract
Description
CYLINDRE DETENDEUR A DOUBLE EFFET
A SUPPORT ADAPTATIF
La présente invention est relative à un cylindre détendeur à double effet à
support adaptatif, ledit cylindre pouvant opérer à haute température et être soumis à
des dilatations thermiques différentes de celles du carter de transmission sur lequel il est fixé.
Il y aurait un grand intérêt énergétique à réaliser des moteurs à régénération volumétriques inspirés des moteurs à cycle de Brayton à turbocompresseur, turbine motrice, brûleur et régénérateur. Ces derniers moteurs constituent la principale source motrice de certaines centrales de production d'électricité à
gaz ou de certains navires tels ceux propulsés par le moteur Rolls-Royce WR-21 .
On note que le demandeur détient deux demandes de brevet français portant sur un moteur thermique à transfert-détente et régénération. La première de ces demandes a été enregistrée le 30 janvier 2015 sous le n 1550762, et la seconde est en date du 25 février 2015 et porte le n 1551593.
Ledit moteur se distingue des moteurs à cycle de Brayton à régénération conventionnels en ce que la turbine motrice ordinairement utilisée est remplacée par un cylindre détendeur dont la performance énergétique est maximisée par des soupapes doseuses d'admission et d'échappement opérant selon un mode spécial décrit dans la section fonctionnement desdites demandes.
Notamment, le phasage de la soupape doseuse d'admission maximise le rendement de la détente des gaz en prolongeant cette dernière jusqu'à la pression d'échappement. En outre, le phasage de la soupape doseuse d'échappement est prévu pour re-comprimer les gaz d'échappement résiduels emprisonnés dans le volume mort trouvé au Point Mort Haut du piston afin qu'avant que ne s'ouvre la soupape doseuse d'admission, la pression et la température desdits gaz redeviennent équivalentes à celles des gaz sortant du brûleur. Ce dernier phasage évite toute irréversibilité due à la décharge de gaz sous haute pression dans un volume mort resté sous basse pression.
Selon lesdites demandes, le remplacement de ladite turbine motrice par ledit cylindre détendeur est notamment rendu possible par des moyens d'étanchéité de DOUBLE ACTING EXPANSION CYLINDER
WITH ADAPTIVE SUPPORT
The present invention relates to a double-acting expansion cylinder with support adaptive, said cylinder being able to operate at high temperature and be subjected to of the thermal expansions different from those of the transmission case on which he is fixed.
There would be great energy interest in creating regenerative engines volumetric engines inspired by turbocharged Brayton cycle engines, driving turbine, burner and regenerator. These latter engines constitute the main driving source of certain electricity production plants in gas or certain ships such as those powered by the Rolls-Royce WR-21 engine .
We note that the applicant holds two French patent applications relating to a heat engine with transfer-expansion and regeneration. The first of these requests was registered on January 30, 2015 under number 1550762, and the second is dated February 25, 2015 and bears number 1551593.
Said engine is distinguished from regenerative Brayton cycle engines conventional in that the driving turbine ordinarily used is replaced by an expansion cylinder whose energy performance is maximized by of the intake and exhaust metering valves operating in a special mode described in the operation section of said requests.
In particular, the phasing of the intake metering valve maximizes the efficiency of the gas expansion by extending the latter until the pressure exhaust. Additionally, the phasing of the exhaust metering valve is intended to re-compress residual exhaust gases trapped in the dead volume found at the Top Dead Center of the piston so that before it opens there inlet metering valve, the pressure and temperature of said gases become equivalent again to those of the gases leaving the burner. This last phasing avoids any irreversibility due to the discharge of gas under high pressure in A
dead volume remaining under low pressure.
According to said requests, the replacement of said driving turbine by said expansion cylinder is made possible in particular by sealing means of
2 piston innovants qui empêchent les gaz sous pression de fuir entre ledit cylindre et le piston détendeur avec lequel il coopère. Ces deux derniers organes étant portés à très haute température, ils excluent tout recours à quelque lubrification par huile que ce soit d'un segment ou d'une bague et à tout contact entre le cylindre détendeur chaud d'une part, et un segment ou un joint d'étanchéité d'autre part.
C'est pourquoi les moyens d'étanchéité innovants proposés dans les demandes de brevet n 1550762 et n 1551593 permettent de s'affranchir de tout besoin en lubrification et en contact grâce au maintien d'un film d'air intercalé entre un anneau continu perforé et le cylindre détendeur, le débit dudit air assurant en outre le refroidissement dudit anneau.
Par là même, lesdites demandes proposent un agencement et des solutions techniques inédites qui résolvent un problème technique jusqu'ici non-résolu, répondant ainsi au besoin identifié et non-satisfait de rendre possible la production de moteurs à régénération d'un rendement très supérieur à celui des moteurs à
cycle de Brayton à régénération à turbines, et très supérieur à celui des moteurs thermiques alternatifs à combustion interne Otto ou Diesel quel qu'en soit le type.
On note que dans les demandes n 1550762 et n 1551593, les moyens d'étanchéité figurent en revendication secondaire pour ne pas exclure l'éventualité
d'autres moyens d'étanchéité qui procureraient les mêmes avantages.
Ceci étant exposé, qu'il s'agisse du cylindre détendeur tel que présenté dans les demandes n 1550762 et n 1551593, ou de tout autre cylindre détendeur ou non, dès lors que ledit cylindre opère à haute température, il doit être constitué -de même que la ou les culasse(s) qui en ferme(nt) la ou les extrémité(s) et que le piston avec lequel il coopère - d'un matériau doté d'une résistance mécanique suffisamment élevée à haute température tel que l'alumine, le carbure de silicium ou l'oxyde de zirconium. Certaines nuances d'acier inoxydable ou superalliages peuvent également être utilisés. Toutefois, leur résistance mécanique rapportée à
leur prix de revient n'en fait pas nécessairement le choix le plus judicieux.
Le problème est que ces organes et matériaux portés à des températures avoisinant les mille degrés Celsius voire davantage coopèrent avec d'autres organes dont la température de fonctionnement reste notablement plus basse, de l'ordre de cent degrés Celsius seulement. Parmi lesdits autres organes figurent 2 innovative pistons that prevent pressurized gases from leaking between said cylinder and the regulator piston with which it cooperates. These last two organs being doors at very high temperatures, they exclude any recourse to any lubrication by oil whether of a ring or a ring and any contact between the cylinder hot regulator on the one hand, and a segment or seal on the other go.
This is why the innovative sealing means proposed in the applications of patent n 1550762 and n 1551593 allow you to eliminate any need in lubrication and in contact thanks to the maintenance of a film of air interposed between A
continuous perforated ring and the expansion cylinder, the flow of said air ensuring in in addition to cooling said ring.
By the same token, said requests propose an arrangement and solutions new techniques which resolve a hitherto unresolved technical problem, thus responding to the identified and unmet need to make possible the production of regenerative motors with a much higher efficiency than that of motors Brayton cycle with turbine regeneration, and much superior to that of engines alternative thermal engines with internal combustion Otto or Diesel whatever the kind.
We note that in applications no. 1550762 and no. 1551593, the means sealing appear in a secondary claim so as not to exclude the possibility other means of sealing which would provide the same advantages.
This being explained, whether it is the expansion cylinder as presented in THE
applications n 1550762 and n 1551593, or any other expansion cylinder or not, since said cylinder operates at high temperature, it must be made up of -of same as the cylinder head(s) which close(s) the end(s) and that THE
piston with which it cooperates - of a material with mechanical resistance sufficiently high at high temperature such as alumina, carbide silicon or zirconium oxide. Certain grades of stainless steel or superalloys can also be used. However, their mechanical resistance reported to their cost price does not necessarily make them the most judicious choice.
The problem is that these organs and materials brought to temperatures around a thousand degrees Celsius or more cooperate with other organs whose operating temperature remains notably lower, the order of only one hundred degrees Celsius. Among the said other organs appear
3 par exemple les moyens mécaniques de transmission de la puissance auxquels est relié le piston, ou le carter qui renferme lesdits moyens et sur lequel est directement ou indirectement fixé le cylindre - détendeur ou non - et sa ou ses culasse(s).
Il faut donc rendre possible la coopération entre ces différents organes qui sont reliés ou fixés entre eux, qui opèrent à des températures différentes, et qui sont possiblement constitués de matériaux dont le coefficient de dilatation thermique est différent.
Notamment, il faut que les efforts produits par la pression des gaz sur le piston à
simple ou double effet puissent être recueillis par les moyens mécaniques de transmission afin que ces derniers puissent en délivrer le travail sous une forme exploitable. Lesdits gaz appliquant les mêmes efforts sur la ou les culasse(s) obturant le cylindre, lesdits mêmes efforts doivent être repris par une liaison mécanique intercalée entre la ou lesdites culasse(s) et le carter qui renferme les moyens mécaniques de transmission. Tout en remplissant chacun leur fonction, ces différents organes doivent pouvoir librement se dilater et se déformer de façon homogène ou non.
On note aussi que pour préserver à la machine thermique qu'ils constituent le maximum de rendement, les organes chauds doivent communiquer le moins de chaleur possible aux organes froids. Ceci est décisif dans le cas par exemple du moteur thermique à transfert-détente et régénération objet des demandes de brevet n 1550762 et n 1551593 appartenant au demandeur. En effet, toute chaleur transférée par les organes chauds aux organes froids dudit moteur est irrémédiablement perdue et ne peut plus être transformée en énergie motrice.
Or, la fixation de pièces chaudes portées à haute température et soumises à
des efforts élevés est préférentiellement réalisée au moyen de pièces froides en acier à haute résistance mécanique. Il ne doit pas résulter de cette configuration un transfert excessif de chaleur depuis les pièces chaudes vers les pièces froides.
C'est pourquoi le cylindre détendeur à double effet à support adaptatif suivant l'invention est notamment prévu pour les machines thermiques volumétriques alternatives à cylindre et piston opérant à haute température, et pour répondre à la triple nécessité de reprendre des efforts élevés, de permettre aux différents , 3 for example the mechanical means of transmitting power to which is connected the piston, or the casing which contains said means and on which East directly or indirectly fixed the cylinder - regulator or not - and its or his cylinder head(s).
It is therefore necessary to make cooperation possible between these different bodies which are connected or fixed together, which operate at different temperatures, and which are possibly made of materials whose coefficient of expansion thermal is different.
In particular, the forces produced by the pressure of the gases on the piston to single or double acting can be collected by mechanical means of transmission so that they can deliver the work under a shape exploitable. Said gases applying the same forces on the cylinder head(s) closing the cylinder, the same forces must be taken up by a connection mechanical interposed between said cylinder head(s) and the casing which contains THE
mechanical means of transmission. While each fulfilling their function, these different organs must be able to freely expand and deform way homogeneous or not.
We also note that to preserve the thermal machine that they constitute the maximum output, the hot organs must communicate the least amount of possible heat to cold organs. This is decisive in the case for example of heat engine with transfer-expansion and regeneration subject of requests for patent n 1550762 and n 1551593 belonging to the applicant. In fact, all heat transferred by the hot components to the cold components of said engine is irremediably lost and can no longer be transformed into motive energy.
However, the fixing of hot parts brought to high temperature and subjected to of the high efforts is preferentially carried out by means of cold parts in steel with high mechanical resistance. It must not result from this configuration A
excessive heat transfer from hot rooms to rooms cold.
This is why the double-acting expansion cylinder with adaptive support following the invention is particularly intended for volumetric thermal machines cylinder and piston alternatives operating at high temperatures, and for to answer the triple necessity to resume high efforts, to allow the different ,
4 organes mécaniquement reliés entre eux et portés à des températures opérationnelles différentes de se dilater et de se déformer sans compromettre leur fonctionnement, et de limiter les transferts de chaleur depuis les pièces chaudes vers les pièces froides.
En outre, le cylindre détendeur à double effet à support adaptatif suivant l'invention est prévu pour faciliter la réalisation de machines alternatives dont le ou les cylindre(s) et piston(s) sont par exemple portés à des températures de l'ordre de neuf cents à mille degrés Celsius. De telles température résultent du fait que le ou lesdits cylindre(s) et piston(s) compriment et/ou détendent des gaz dont la température peut être de l'ordre de mille cent à mille trois cent degrés Celsius, de telles températures étant nécessaires pour prétendre à des rendements thermodynamiques élevés.
Dans le domaine d'application des machines thermiques alternative à piston(s) en général et des moteurs thermiques en particulier, il résulte de l'invention un cylindre détendeur à double effet à support adaptatif :
= Dont la dilatation isotrope ou anisotrope peut être différente de celle du carter de transmission sur lequel est fixé et ceci, sans compromettre ni le fonctionnement dudit cylindre ni celui du piston qui évolue dans ledit cylindre, et sans altérer de façon significative le rapport volumétrique de tout moteur ou de toute machine thermique dont il est l'un des constituants;
= Qui reste toujours centré sur le piston avec lequel il coopère malgré que ce dernier puisse également être porté à haute température et être relié à des moyens de transmission opérant à basse température tout comme le carter de transmission dans lequel ils sont logés et sur lequel est fixé ledit cylindre ;
= Qui peut être solidement fixé ¨ ainsi que sa ou ses culasses(s) - sur le carter de transmission au moyen de liaisons en acier à haute résistance mécanique et ceci, malgré la température basse que requiert ledit acier pour conserver sa résistance, et malgré la température haute à laquelle est soumise ledit cylindre et sa ou ses culasses(s) ;
= Qui exporte peu de sa chaleur vers les pièces froides avec lesquelles il coopère ce qui préserve le rendement de tout moteur ou de toute machine thermique dont il est l'un des constituants ; 4 organs mechanically connected together and brought to temperatures different operational functions to expand and deform without compromising their operation, and to limit heat transfers from the rooms hot towards cold rooms.
In addition, the following adaptive support double-acting expansion cylinder the invention is intended to facilitate the production of alternative machines whose or the cylinder(s) and piston(s) are for example brought to temperatures of the order from nine hundred to a thousand degrees Celsius. Such temperatures result from the fact that the or said cylinder(s) and piston(s) compress and/or expand gases whose temperature can be of the order of one thousand one hundred to one thousand three hundred degrees Celsius, such temperatures being necessary to claim yields high thermodynamics.
In the field of application of reciprocating thermal machines with piston(s) in general and heat engines in particular, the invention results in a double-acting expansion cylinder with adaptive support:
= Whose isotropic or anisotropic expansion may be different from that of the crankcase transmission on which is fixed and this, without compromising either the operation of said cylinder nor that of the piston which evolves in said cylinder, and without significantly altering the volumetric ratio of any engine Or of any thermal machine of which it is one of the constituents;
= Which always remains centered on the piston with which it cooperates despite this the latter can also be brought to high temperature and be connected to means of transmission operating at low temperature just like the crankcase transmission in which they are housed and on which said cylinder is fixed ;
= Which can be securely fixed ¨ as well as its cylinder head(s) - on the carter transmission using high mechanical strength steel connections and this, despite the low temperature that said steel requires to preserve her resistance, and despite the high temperature to which said cylinder and its cylinder head(s);
= Which exports little of its heat towards the cold rooms with which it cooperates which preserves the efficiency of any engine or machine thermal of which it is one of the constituents;
5 =
Dont le ou les matériau(x) dont il est constitué est (sont) soumis à un gradient de température modéré ce qui confère au(x) dit(s) matériau(x) une résistance élevée et une grande pérennité.
Il est entendu que le cylindre détendeur à double effet à support adaptatif selon l'invention est adaptable à toute machine ou appareil doté(e) d'au moins un cylindre opérant ou non à haute température ledit cylindre étant relié à un carter ou bâti possiblement maintenu à basse température. A titre non-limitatif, parmi les exemples d'application de ladite invention figure le moteur thermique à
transfert-détente et régénération objet des demandes de brevet français n 1550762 et n 1551593, lesdites demandes appartenant au demandeur.
Les autres caractéristiques de la présente invention ont été décrites dans la description et dans les revendications secondaires dépendantes directement ou indirectement de la revendication principale.
Le cylindre détendeur à double effet à support adaptatif comporte un fût de cylindre coopérant avec un piston détendeur à double effet qui est relié par une tige inférieure de piston à des moyens de transmission logés dans un carter de transmission sur lequel est fixé le fût de cylindre, tandis que l'extrémité
dudit fût qui débouche du coté desdits moyens est fermée par une culasse inférieure que traverse la tige inférieure de piston via un orifice de tige inférieure pour définir avec le piston détendeur à double effet une chambre à gaz chauds inférieure cependant que l'autre extrémité dudit fût est fermée par une culasse supérieure pour définir avec ledit piston une chambre à gaz chauds supérieure, et comprend selon l'invention :
= Au moins un pilier évidé traversé de part en part dans le sens de sa longueur par un tunnel de tige, une première extrémité de pilier dudit pilier reposant directement ou indirectement sur le carter de transmission tandis qu'une deuxième extrémité de pilier dudit pilier supporte directement ou indirectement le fût de cylindre, la culasse inférieure et la culasse supérieure, cependant que ladite première extrémité peut pivoter autour d'une liaison rotule et/ou fléchir par , 5 =
Of which the material(s) of which it is made is (are) subject to a gradient of moderate temperature which gives the said material(s) resistance high and great durability.
It is understood that the double-acting expansion cylinder with adaptive support according to the invention is adaptable to any machine or device equipped with at least one cylinder operating or not at high temperature, said cylinder being connected to a carter or frame possibly maintained at low temperature. On a non-limiting basis, from examples of application of said invention include the heat engine with transfer-relaxation and regeneration subject of French patent applications n 1550762 and n 1551593, said applications belonging to the applicant.
The other characteristics of the present invention have been described in the description and in the dependent secondary claims directly or indirectly from the main claim.
The double-acting expansion cylinder with adaptive support has a barrel of cylinder cooperating with a double-acting expansion piston which is connected by a lower piston rod to transmission means housed in a housing transmission on which the cylinder barrel is fixed, while the end of said barrel which opens onto the side of said means is closed by a lower yoke that passes through the lower piston rod via a lower rod hole to define with the double-acting expansion piston a lower hot gas chamber however that the other end of said barrel is closed by a breech superior to define with said piston an upper hot gas chamber, and understand according to the invention:
= At least one hollow pillar crossed from side to side in the direction of its length by a rod tunnel, a first pillar end of said pillar resting directly or indirectly on the transmission case while a second pillar end of said pillar supports directly or indirectly the cylinder barrel, the lower cylinder head and the upper cylinder head, however that said first end can pivot around a ball joint and/or flex by ,
6 rapport audit carter tandis que ladite deuxième extrémité peut pivoter autour d'une liaison rotule et/ou fléchir par rapport audit fût de cylindre ;
= Au moins une tige de traction logée dans le tunnel de tige, une première extrémité de tige de ladite tige de traction étant directement ou indirectement arrimée au carter de transmission tandis qu'une deuxième extrémité de tige de ladite tige de traction est arrimée au fût de cylindre et/ou à la culasse inférieure et/ou à la culasse supérieure, ladite première extrémité pouvant pivoter autour d'une liaison rotule et/ou fléchir par rapport audit carter tandis que ladite deuxième extrémité peut pivoter autour d'une liaison rotule et/ou fléchir par rapport audit cylindre ;
= Des moyens inférieurs de centrage du cylindre positionnés au voisinage de la culasse inférieure, lesdits moyens prenant appui sur le fût de cylindre ou la culasse inférieure de première part, et directement ou indirectement sur le carter de transmission de seconde part, et lesdits moyens laissant le fût de cylindre libre de se déplacer parallèlement à son axe longitudinal par rapport au carter de transmission, mais interdisant audit fût de se déplacer dans le plan perpendiculaire audit axe, toujours par rapport audit carter ;
= Des moyens supérieurs de centrage du cylindre positionnés au voisinage de la culasse supérieure, lesdits moyens prenant appui sur le fût de cylindre ou la culasse supérieure de première part, et sur un portique de centrage rigidement fixé au carter de transmission et maintenu à une hauteur voisine de celle de la culasse supérieure par au moins un pilier rigide de portique de seconde part, lesdits moyens laissant le fût de cylindre libre de se déplacer parallèlement à
son axe longitudinal par rapport au carter de transmission, mais interdisant audit fût de se déplacer dans le plan perpendiculaire audit axe, toujours par rapport audit carter.
Le cylindre détendeur à double effet suivant la présente invention comprend au moins un tube de refroidissement de tige qui enveloppe de façon étanche la tige de traction sur tout ou partie de la longueur de ladite tige, un fluide de refroidissement provenant d'une source de fluide de refroidissement pouvant circuler dans un espace laissé entre la paroi interne dudit tube et la surface externe de ladite tige cependant que la plus grande part possible de la surface i 6 relative to said casing while said second end can pivot around a ball joint and/or flex relative to said cylinder barrel;
= At least one traction rod housed in the rod tunnel, a first rod end of said pull rod being directly or indirectly secured to the transmission case while a second rod end of said pull rod is secured to the cylinder barrel and/or to the cylinder head lower and/or to the upper cylinder head, said first end being able to pivot around of a ball joint and/or flex relative to said casing while said second end can pivot around a ball joint and/or flex by report to said cylinder;
= Lower means for centering the cylinder positioned in the vicinity of there lower cylinder head, said means bearing on the cylinder barrel or the lower cylinder head of the first part, and directly or indirectly on the second part transmission casing, and said means leaving the barrel of cylinder free to move parallel to its longitudinal axis relative to At transmission casing, but prohibiting said barrel from moving in the plane perpendicular to said axis, always relative to said casing;
= Upper cylinder centering means positioned in the vicinity of there upper cylinder head, said means bearing on the cylinder barrel or the upper cylinder head of the first part, and on a rigidly centering gantry fixed to the transmission case and maintained at a height close to that of there upper cylinder head by at least one rigid second part gantry pillar, said means leaving the cylinder barrel free to move parallel has its longitudinal axis relative to the transmission housing, but prohibiting said barrel to move in the plane perpendicular to said axis, always by crankcase audit report.
The double-acting expansion cylinder according to the present invention comprises at least minus a stem cooling tube which sealingly envelops the stem traction over all or part of the length of said rod, a fluid of cooling from a source of cooling fluid which can circulate in a space left between the internal wall of said tube and the surface external of said rod while the greatest possible part of the surface i
7 externe dudit tube ne touche pas la paroi interne du tunnel de tige de sorte à
définir avec cette dernière paroi un espace vide.
Le cylindre détendeur à double effet suivant la présente invention comprend au moins un premier orifice d'alimentation de tube qui communique avec l'intérieur du tube de refroidissement de tige au voisinage de la première extrémité de tige, et/ou au moins un deuxième orifice d'alimentation de tube qui communique avec l'intérieur du tube de refroidissement de tige au voisinage de la deuxième extrémité de tige, le fluide de refroidissement pouvant circuler entre les deux dits orifices.
Le cylindre détendeur à double effet suivant la présente invention comprend un tube de refroidissement de tige qui comporte une collerette de tube maintenue directement ou indirectement serrée par la tige de traction soit contre une oreille de fixation que présente le fût de cylindre ou la culasse supérieure, soit contre le carter de transmission.
Le cylindre détendeur à double effet suivant la présente invention comprend une collerette de tube qui est maintenue serrée par la tige de traction contre l'oreille de fixation par l'intermédiaire d'un raccord Banjo qui comporte au moins un conduit radial de raccord relié à la source de fluide de refroidissement d'une part, et communiquant avec l'intérieur du tube de refroidissement de tige d'autre part.
Le cylindre détendeur à double effet suivant la présente invention comprend une rehausse d'isolation thermique qui est intercalée entre la collerette de tube et l'oreille de fixation, ladite rehausse étant traversée de part en part dans le sens de sa longueur par un tunnel de rehausse dans lequel est logée la tige de traction et le tube de refroidissement de tige qui l'enveloppe de façon étanche cependant que la plus grande part possible de la surface externe dudit tube ne touche pas la paroi interne du tunnel de rehausse de sorte à définir avec cette dernière paroi un espace vide.
Le cylindre détendeur à double effet suivant la présente invention comprend un tube de refroidissement de tige qui comporte au moins un renflement de tube constitué d'une portion axiale dudit tube dont le diamètre est sensiblement équivalent voire légèrement supérieur à celui du tunnel de tige dans lequel il est logé. 7 external of said tube does not touch the internal wall of the rod tunnel so as to define an empty space with this last wall.
The double-acting expansion cylinder according to the present invention comprises at least minus a first tube feed port which communicates with inside the rod cooling tube in the vicinity of the first rod end, and/or at least a second tube feed port which communicates with inside the rod cooling tube in the vicinity of the second rod end, the cooling fluid being able to circulate between the two said orifices.
The double-acting expansion cylinder according to the present invention comprises a stem cooling tube which has a retained tube flange directly or indirectly tightened by the pull rod either against a ear fixing that the cylinder barrel or the upper cylinder head has, either against the transmission housing.
The double-acting expansion cylinder according to the present invention comprises a tube collar which is held tight by the pull rod against the ear of fixing via a Banjo fitting which includes at least one led radial connection connected to the source of cooling fluid on the one hand, And communicating with the inside of the rod cooling tube on the other hand.
The double-acting expansion cylinder according to the present invention comprises a thermal insulation extension which is inserted between the tube collar And the fixing ear, said extension being crossed right through in the direction of its length by an extension tunnel in which the rod of traction and the stem cooling tube which wraps it tightly however that as much of the external surface of said tube as possible does not touch the internal wall of the extension tunnel so as to define with the latter wall one empty space.
The double-acting expansion cylinder according to the present invention comprises a stem cooling tube which has at least one tube bulge consisting of an axial portion of said tube whose diameter is substantially equivalent or even slightly superior to that of the stem tunnel in which it East housed.
8 Le cylindre détendeur à double effet suivant la présente invention comprend un tube de refroidissement de tige qui comporte au moins une restriction de diamètre de tube constitué d'une portion axiale dudit tube dont le diamètre est sensiblement équivalent voire légèrement inférieur à celui du corps de la tige de traction.
Le cylindre détendeur à double effet suivant la présente invention comprend un tube de refroidissement de tige qui comporte au moins un trou de communication radial qui permet au fluide de refroidissement de pénétrer dans ledit tube, ou de s'en échapper.
Le cylindre détendeur à double effet suivant la présente invention comprend une tige de traction qui est creuse pour former un canal interne de refroidissement de tige aménagé dans la longueur de ladite tige, ledit canal débouchant axialement ou radialement de ladite tige tandis qu'un fluide de refroidissement provenant d'une source de fluide de refroidissement peut circuler dans ledit canal.
Le cylindre détendeur à double effet suivant la présente invention comprend une chambre de pression qui est reliée à une source d'air sous pression et qui est fixée sur le portique de centrage ou aménagée sur ou dans ce dernier tandis qu'une tige supérieure de piston qui prolonge le piston détendeur à double effet du coté de la chambre à gaz chauds supérieure traverse la culasse supérieure via un orifice de tige supérieure aménagé dans ladite culasse et via un orifice d'accès à
la chambre traversant le portique de centrage pour déboucher dans la chambre de pression de sorte que l'extrémité de ladite tige qui est la plus éloignée dudit piston reste toujours plongée dans ladite chambre quelle que soit la position dudit piston.
Le cylindre détendeur à double effet suivant la présente invention comprend un carter de transmission qui est coiffé d'une platine de centrage et d'étanchéité
percée d'un orifice d'accès aux moyens de transmission au travers duquel passe la tige inférieure de piston pour être reliée aux moyens de transmission, ladite platine étant rigidement fixée sur ledit carter.
Le cylindre détendeur à double effet suivant la présente invention comprend un orifice d'accès à la chambre qui coopère avec - ou qui comporte - des moyens d'étanchéité de tige qui réalisent une étanchéité entre ledit orifice et la tige supérieure de piston.
WO 2017/046478 The double-acting expansion cylinder according to the present invention comprises a stem cooling tube which has at least one restriction of diameter tube consisting of an axial portion of said tube whose diameter is noticeably equivalent or even slightly lower than that of the body of the pull rod.
The double-acting expansion cylinder according to the present invention comprises a rod cooling tube which has at least one communication hole radial which allows the cooling fluid to enter said tube, or of escape from it.
The double-acting expansion cylinder according to the present invention comprises a pull rod which is hollow to form an internal channel of cooling of rod arranged in the length of said rod, said channel opening axially or radially from said rod while a cooling fluid coming from a source of cooling fluid can circulate in said channel.
The double-acting expansion cylinder according to the present invention comprises a pressure chamber which is connected to a source of pressurized air and which is fixed on the centering gantry or fitted on or in the latter while that an upper piston rod which extends the double expansion piston effect of side of the upper hot gas chamber passes through the upper cylinder head via A
upper rod orifice arranged in said cylinder head and via an orifice access to the chamber passing through the centering gantry to emerge into the chamber of pressure so that the end of said rod which is furthest away of said piston always remains immersed in said chamber whatever the position of said piston.
The double-acting expansion cylinder according to the present invention comprises a transmission housing which is covered with a centering plate and sealing breakthrough of an access orifice to the means of transmission through which passes the lower piston rod to be connected to the transmission means, said plate being rigidly fixed on said casing.
The double-acting expansion cylinder according to the present invention comprises a access port to the chamber which cooperates with - or which comprises - means stem seal which provides a seal between said orifice and the stem upper piston.
WO 2017/04647
9 PCT/FR2016/052232 Le cylindre détendeur à double effet suivant la présente invention comprend un orifice d'accès aux moyens de transmission qui coopère avec - ou qui comporte -des moyens d'étanchéité de tige qui réalisent une étanchéité entre ledit orifice et la tige inférieure de piston.
Le cylindre détendeur à double effet suivant la présente invention comprend des moyens d'étanchéité de tige qui comprennent une étanchéité supérieure de tige et une étanchéité inférieure de tige suffisamment éloignées l'une de l'autre pour former - entre les deux dites étanchéités, - une chambre à circulation d'huile dans laquelle débouche un conduit d'amenée d'huile de refroidissement-lubrification et de laquelle repart un conduit de sortie d'huile de refroidissement-lubrification.
Le cylindre détendeur à double effet suivant la présente invention comprend des moyens d'étanchéité de tige qui coopèrent avec une bague de guidage de tige logée à l'intérieur ou en dehors de la chambre à circulation d'huile.
Le cylindre détendeur à double effet suivant la présente invention comprend des moyens inférieurs de centrage du cylindre et/ou des moyens supérieurs de centrage du cylindre qui sont constitués d'un disque élastique de centrage pouvant être percé en son centre d'un trou de disque au travers duquel passe respectivement la tige inférieure de piston ou une tige supérieure de piston tandis que sa périphérie constitue une collerette de fixation de disque fixée de manière étanche respectivement sur le carter de transmission et/ou sur le portique de centrage.
Le cylindre détendeur à double effet suivant la présente invention comprend une platine de centrage et d'étanchéité qui porte les moyens inférieurs de centrage du cylindre lesquels sont constitués d'un disque élastique de centrage dont la périphérie forme une collerette de fixation de disque fixée de manière étanche sur ladite platine, ledit disque étant percé en son centre d'un trou de disque au travers duquel passe la tige inférieure de piston sans toucher ledit disque, le bord du trou de disque présentant un patin de contact circulaire qui est maintenu en contact étanche avec un cône de centrage et d'étanchéité que présente la culasse inférieure, ledit cône pouvant être mâle ou femelle, et le contact entre ledit patin et ledit cône ayant pour effet de déformer axialement et depuis son centre le disque élastique de centrage.
Le cylindre détendeur à double effet suivant la présente invention comprend des moyens supérieurs de centrage du cylindre qui sont constitués d'un disque élastique de centrage dont la périphérie forme une collerette de fixation de disque 5 fixée de manière étanche sur le portique de centrage, ledit disque étant percé en son centre d'un trou de disque dont le bord présente un patin de contact circulaire qui est maintenu en contact étanche avec un cône de centrage et d'étanchéité
que présente la culasse supérieure, ledit cône pouvant être mâle ou femelle, et le contact entre ledit patin et ledit cône ayant pour effet de déformer axialement et 9 PCT/FR2016/052232 The double-acting expansion cylinder according to the present invention comprises a access orifice to the means of transmission which cooperates with - or which comprises -rod sealing means which provide a seal between said orifice and the lower piston rod.
The double-acting expansion cylinder according to the present invention comprises of the rod seal means which includes an upper rod seal And a lower stem seal sufficiently distant from each other to form - between the two said seals, - an oil circulation chamber In which opens into a cooling-lubricating oil supply conduit And from which a cooling oil outlet conduit leaves -lubrication.
The double-acting expansion cylinder according to the present invention comprises of the rod sealing means which cooperate with a rod guide ring housed inside or outside the oil circulation chamber.
The double-acting expansion cylinder according to the present invention comprises of the lower means of centering the cylinder and/or upper means of centering cylinder which consist of an elastic centering disc can be pierced in its center with a disc hole through which passes respectively the lower piston rod or an upper piston rod while that its periphery constitutes a disc fixing flange fixed by manner sealed respectively on the transmission housing and/or on the gantry centering.
The double-acting expansion cylinder according to the present invention comprises a centering and sealing plate which carries the lower means of centering of the cylinder which are made up of an elastic centering disc whose periphery forms a tightly secured disc mounting flange on said plate, said disc being pierced in its center with a disc hole at through through which the lower piston rod passes without touching said disc, the edge the hole disc having a circular contact pad which is held in contact waterproof with a centering and sealing cone that the cylinder head presents lower, said cone possibly being male or female, and the contact between said skate and said cone having the effect of deforming axially and from its center the disk centering elastic.
The double-acting expansion cylinder according to the present invention comprises of the upper means for centering the cylinder which consist of a disc centering elastic whose periphery forms a fixing collar of disk 5 fixed in a watertight manner on the centering gantry, said disc being pierced in its center of a disc hole whose edge has a contact pad circular which is maintained in sealed contact with a centering and sealing cone that presents the upper yoke, said cone being able to be male or female, and the contact between said pad and said cone having the effect of deforming axially and
10 depuis son centre le disque élastique de centrage.
La description qui va suivre en regard des dessins annexés et donnés à titre d'exemples non limitatifs permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente, et les avantages qu'elle est susceptible de procurer :
Figure 1 est une vue tridimensionnelle de trois-quarts du cylindre détendeur à
double effet suivant l'invention, et du carter de transmission sur lequel il est fixé.
Figure 2 est une vue tridimensionnelle de face et en écorché du cylindre détendeur à double effet suivant l'invention, ladite vue représentant également le carter de transmission sur lequel est fixé le fût de cylindre ainsi que le piston détendeur à double effet et les moyens de transmission hébergés dans ledit carter, lesdits moyens étant selon cet exemple de réalisation constitués d'une bielle articulée sur une manivelle reliée à un vilebrequin, et d'une crosse.
Figure 3 est une coupe schématique longitudinale du cylindre détendeur à
double effet suivant l'invention selon une variante de réalisation identique à celle présentée en figure 2.
Figures 4 est une vue tridimensionnelle éclatée du cylindre détendeur à double effet suivant l'invention, et selon une variante de réalisation identique à
celle présentée en figure 2.
Figure 5 est une vue latérale du cylindre détendeur à double effet suivant l'invention mettant en évidence au moyen d'une coupe la configuration particulière du pilier évidé, de la tige de traction et des diverses liaisons rotules avec 10 from its center the elastic centering disc.
The description which follows with regard to the appended drawings given as non-limiting examples will allow a better understanding of the invention, the characteristics it presents, and the advantages it is likely to provide provide:
Figure 1 is a three-dimensional three-quarter view of the expansion cylinder double acting according to the invention, and the transmission casing on which it is fixed.
Figure 2 is a three-dimensional front and cutaway view of the cylinder double-acting regulator according to the invention, said view representing also the transmission housing on which the cylinder barrel is fixed as well as the piston double-acting regulator and the transmission means housed in said casing, said means being according to this embodiment made up of a connecting rod articulated on a crank connected to a crankshaft, and a stock.
Figure 3 is a schematic longitudinal section of the expansion cylinder with double effect according to the invention according to an alternative embodiment identical to that presented in figure 2.
Figures 4 is an exploded three-dimensional view of the double expansion cylinder effect according to the invention, and according to an alternative embodiment identical to that presented in figure 2.
Figure 5 is a side view of the following double-acting expansion cylinder the invention highlighting by means of a section the configuration particular of the hollowed out pillar, the traction rod and the various ball joints with
11 lesquelles coopèrent ces deux organes, ladite coupe étant agrandie et sectionnée dans la partie droite de ladite figure pour en faciliter la compréhension.
Figure 6 est une vue en coupe schématique de la platine de centrage et d'étanchéité du cylindre détendeur à double effet suivant l'invention, du disque élastique de centrage, et des moyens d'étanchéité de tige ces derniers coopérant avec la tige inférieure de piston.
Figure 7 est une vue en coupe schématique d'une partie du portique de centrage du cylindre détendeur à double effet suivant l'invention, du disque élastique de centrage fixé sur ledit portique, et des moyens d'étanchéité de tige qui coopèrent avec la tige supérieure de piston qui débouche ¨ selon cet exemple particulier de réalisation ¨ dans une chambre de pression.
DESCRIPTION DE L'INVENTION :
On a montré en figures 1 à 7 le cylindre détendeur à double effet 1 à support adaptatif, divers détails de ses composants, ses variantes, et ses accessoires.
Comme le montrent clairement les figures 2 à 4, le cylindre détendeur à double effet 1 comprend un fût de cylindre 71 coopérant avec un piston détendeur à
double effet 2 qui est relié par une tige inférieure de piston 46 à des moyens de transmission 3 qui peuvent par exemple être constitués d'une bielle 4 articulée autour d'une manivelle 5 qui est aménagée sur un vilebrequin 6, ladite bielle étant reliée au piston détendeur à double effet 2 directement par un axe de piston ou indirectement par l'intermédiaire d'une crosse 7.
On remarque qu'en alternative, lesdits moyens 3 pourraient aussi être constitués d'une came, d'une pompe hydraulique émettrice, d'un générateur d'électricité
ou de tout autre moyen de transmission connu de l'homme de l'art.
On note que - comme l'illustrent les figures 1 à 5, les moyens de transmission sont logés dans un carter de transmission 8 maintenu à basse température sur lequel est fixé le fût de cylindre 71, ce dernier et le piston détendeur à
double effet 2 pouvant quant à eux opérer à haute température.
, 11 which cooperate these two organs, said section being enlarged and severed in the right part of said figure to facilitate understanding.
Figure 6 is a schematic sectional view of the centering plate and sealing of the double-acting expansion cylinder according to the invention, of the disk centering elastic, and rod sealing means the latter cooperating with the lower piston rod.
Figure 7 is a schematic sectional view of part of the centering gantry of the double-acting expansion cylinder according to the invention, of the elastic disk of centering fixed on said gantry, and rod sealing means which cooperate with the upper piston rod which opens ¨ according to this particular example of realization ¨ in a pressure chamber.
DESCRIPTION OF THE INVENTION:
We have shown in Figures 1 to 7 the double-acting expansion cylinder 1 with support adaptive, various details of its components, its variants, and its accessories.
As clearly shown in Figures 2 to 4, the double expansion cylinder effect 1 comprises a cylinder barrel 71 cooperating with a pressure reducing piston double acting 2 which is connected by a lower piston rod 46 to means of transmission 3 which can for example consist of a connecting rod 4 articulated around a crank 5 which is arranged on a crankshaft 6, said connecting rod being connected to the double-acting regulator piston 2 directly by an axis of piston or indirectly via a stock 7.
We note that alternatively, said means 3 could also be constituted a cam, a hydraulic transmitting pump, an electricity generator Or any other means of transmission known to those skilled in the art.
We note that - as illustrated in Figures 1 to 5, the means of transmission are housed in a transmission casing 8 maintained at low temperature on which is fixed the cylinder barrel 71, the latter and the regulator piston to double effect 2 being able to operate at high temperatures.
,
12 On note, toujours en figures 1 à 5, que l'extrémité du fût de cylindre 71 qui débouche du coté desdits moyens 3 est fermée par une culasse inférieure 9 que traverse la tige inférieure de piston 46 via un orifice de tige inférieure 51 pour définir avec le piston détendeur à double effet 2 une chambre à gaz chauds inférieure 11 cependant que l'autre extrémité dudit fût 71 est fermée par une culasse supérieure 10 pour définir avec ledit piston 2 une chambre à gaz chauds supérieure 12, la culasse inférieure 9 et la culasse supérieure 10 pouvant comporter au moins une soupape 50 pilotée par un actionneur de soupape 70.
Les figures 1 à 5 montrent aussi que le cylindre détendeur à double effet 1 à
support adaptatif selon l'invention comprend au moins un pilier évidé 13 traversé
de part en part dans le sens de sa longueur par un tunnel de tige 14 qui peut être soit totalement fermé, soit ajouré.
On y constate qu'une première extrémité de pilier 15 du pilier évidé 13 repose directement ou indirectement sur le carter de transmission 8 tandis qu'une deuxième extrémité de pilier 16 dudit pilier 13 supporte directement ou indirectement le fût de cylindre 71, la culasse inférieure 9 et la culasse supérieure 10.
En outre, le cylindre détendeur à double effet 1 à support adaptatif selon l'invention prévoit que la première extrémité de pilier 15 peut pivoter autour d'une liaison rotule 42 et/ou fléchir par rapport audit carter 8 tandis que la deuxième extrémité de pilier 16 peut pivoter autour d'une liaison rotule 42 et/ou fléchir par rapport audit fût de cylindre 71, le pivotement desdites extrémités 15, 16 pouvant s'opérer soit au moyen d'une liaison mécanique de type pivot ou cardan ou d'une liaison rotule 42, soit par la flexion de tout ou partie du pilier évidé 13, soit par les deux.
Selon un mode de réalisation particulier du cylindre détendeur à double effet selon l'invention, le pilier évidé 13 peut être réalisé en dioxyde de zirconium dit zircone , cette céramique offrant une bonne résistance mécanique à haute température, une faible conductivité thermique, et un coefficient de dilatation proche de celui de l'acier.
On remarque qu'avantageusement, pour éviter que le rapport volumétrique de la chambre à gaz chauds inférieure 11 et de la chambre à gaz chauds supérieure 12 12 We note, still in Figures 1 to 5, that the end of the cylinder barrel 71 which opens on the side of said means 3 is closed by a lower yoke 9 which passes through the lower piston rod 46 via a lower rod hole 51 For define with the double-acting expansion piston 2 a hot gas chamber lower 11 while the other end of said barrel 71 is closed by a upper cylinder head 10 to define with said piston 2 a gas chamber hot upper 12, the lower yoke 9 and the upper yoke 10 being able to comprise at least one valve 50 controlled by a valve actuator 70.
Figures 1 to 5 also show that the double-acting expansion cylinder 1 to adaptive support according to the invention comprises at least one hollow pillar 13 crossed right through in the direction of its length by a rod tunnel 14 which can be either completely closed or openwork.
It can be seen that a first end of pillar 15 of the hollowed-out pillar 13 rests directly or indirectly on the transmission casing 8 while a second end of pillar 16 of said pillar 13 supports directly or indirectly the cylinder barrel 71, the lower cylinder head 9 and the cylinder head superior 10.
In addition, the double-acting expansion cylinder 1 with adaptive support according to the invention provides that the first end of pillar 15 can pivot around of a ball joint connection 42 and/or flex relative to said casing 8 while the second end of pillar 16 can pivot around a ball joint 42 and/or flex by relative to said cylinder barrel 71, the pivoting of said ends 15, 16 can be operated either by means of a mechanical connection of the pivot or cardan type or of a ball joint connection 42, either by the bending of all or part of the hollow pillar 13, either by the two.
According to a particular embodiment of the double-acting expansion cylinder according to the invention, the hollow pillar 13 can be made of carbon dioxide zirconium says zirconia, this ceramic offering good mechanical resistance at high temperature, low thermal conductivity, and a coefficient of expansion close to that of steel.
We note that advantageously, to prevent the volumetric ratio of the lower hot gas chamber 11 and the upper hot gas chamber 12
13 ne varie de manière trop importante durant le réchauffement du fût de cylindre 71, ce dernier peut reposer sur la deuxième extrémité de pilier 16 approximativement à hauteur du piston détendeur à double effet 2 lorsque ce dernier est positionné à
la moitié de sa course. Ainsi, lorsque le fût de cylindre 71 se dilate sous l'effet de sa montée en température, la culasse inférieure 9 et la culasse supérieure 10 s'éloignent approximativement de la même distance par rapport à la position médiane du piston détendeur à double effet 2.
Les figures 1 à 5 illustrent également que le cylindre détendeur à double effet 1 à
support adaptatif selon l'invention comprend au moins une tige de traction 17 logée dans le tunnel de tige 14, une première extrémité de tige 18 de ladite tige de traction 17 étant directement ou indirectement arrimée au carter de transmission 8 tandis qu'une deuxième extrémité de tige 19 de ladite tige de traction 17 est arrimée au fût de cylindre 71 et/ou à la culasse inférieure 9 et/ou à la culasse supérieure 10, ladite première extrémité 18 pouvant pivoter autour d'une liaison rotule 42 et/ou fléchir par rapport audit carter 8 tandis que ladite deuxième extrémité 19 peut pivoter autour d'une liaison rotule 42 et/ou fléchir par rapport audit cylindre 1.
On note que le pivotement desdites extrémités 18, 19 peut s'opérer soit au moyen d'une liaison mécanique de type pivot ou cardan ou d'une liaison rotule 42, soit par la flexion de tout ou partie de la tige de traction 17, soit par les deux.
On remarque que pour être arrimée au fût de cylindre 71 et/ou aux dites culasses 9, 10, la deuxième extrémité de tige 19 peut traverser un orifice d'oreille 24 que comprend une oreille de fixation 25 que présente ledit fût 71 et/ou lesdites culasses 9, 10, cependant que soit une tête de tige 28 soit un écrou de tige vissé sur un filetage de tige 29 aménagé sur la tige de traction 17 prend appui sur ladite oreille 25 de sorte à enserrer cette dernière entre ladite tête 28 ou ledit écrou 26, et le pilier évidé 13.
On note d'ailleurs que la première extrémité de tige 18 peut être arrimée au carter de transmission 8 également au moyen d'une tête de tige 28, ou d'un écrou de tige 26 vissé sur un filetage de tige 29. En alternative, ledit filetage de tige 29 peut être vissé dans un taraudage 27 directement ou indirectement réalisé dans le carter de transmission 8. 13 does not vary too significantly during heating of the cylinder barrel 71, the latter can rest on the second end of pillar 16 approximately at the height of the double-acting regulator piston 2 when the latter is positioned at half of its journey. Thus, when the cylinder barrel 71 expands under the effect of its rise in temperature, the lower cylinder head 9 and the upper cylinder head 10 move away approximately the same distance from the position middle of the double-acting regulator piston 2.
Figures 1 to 5 also illustrate that the double expansion cylinder effect 1 to adaptive support according to the invention comprises at least one traction rod 17 housed in the rod tunnel 14, a first rod end 18 of said stem of traction 17 being directly or indirectly secured to the crankcase transmission 8 while a second rod end 19 of said traction rod 17 is secured to the cylinder barrel 71 and/or to the lower cylinder head 9 and/or to the cylinder head upper 10, said first end 18 being able to pivot around a connection ball joint 42 and/or flex relative to said casing 8 while said second end 19 can pivot around a ball joint 42 and/or flex by report said cylinder 1.
Note that the pivoting of said ends 18, 19 can take place either at AVERAGE
a mechanical connection of the pivot or cardan type or a ball joint 42, either by the bending of all or part of the traction rod 17, or by both.
We note that to be secured to the cylinder barrel 71 and/or to the said cylinder heads 9, 10, the second end of the rod 19 can pass through an ear hole 24 that comprises a fixing ear 25 presented by said barrel 71 and/or said cylinder heads 9, 10, however either a rod head 28 or a rod nut screwed onto a rod thread 29 arranged on the pull rod 17 takes press on said ear 25 so as to enclose the latter between said head 28 or said nut 26, and the hollowed pillar 13.
We also note that the first end of the rod 18 can be secured to the carter transmission 8 also by means of a rod head 28, or a nut rod 26 screwed onto a thread of rod 29. Alternatively, said thread of rod 29 can be screwed into a tapping 27 directly or indirectly made in the transmission housing 8.
14 Selon un mode particulier de réalisation du cylindre détendeur à double effet selon l'invention, un ressort de compression peut être intercalé soit entre la tête de tige 28 ou l'écrou de tige 26 et l'oreille de fixation 25, soit entre ladite tête 28 ou toute autre pièce taraudée dans laquelle se visse le filetage de tige 29, et toute autre pièce d'appui. Ledit ressort de compression peut être constitué par exemple d'une ou plusieurs rondelle(s) Belleville .
Un tel ressort de compression peut notamment limiter la tension à laquelle est soumise la tige de traction 17 lorsque les divers organes qu'elle maintient serrés entre eux se dilatent sous l'effet de leur montée en température. Dans tous les cas, avantageusement, le fût de cylindre 71, la culasse inférieure 9 et la culasse supérieure 10 doivent être préférablement recouverts d'au moins un écran thermique qui limite les émissions de chaleur desdits organes 71, 9 et 10 dans l'environnement, ledit écran pouvant par exemple être constitué de plusieurs couches de feuilles métalliques de faible épaisseur comportant des picots qui laissent entre chaque dite feuille une lame d'air, ou être constitué de tout autre aménagement propre aux écrans thermiques et connu de l'homme de l'art.
On note qu'à titre d'équivalent technique et de variante du cylindre détendeur à
double effet 1 selon l'invention, la tige de traction 17 peut être juxtaposée au pilier évidé 13 qui en ce cas peut ne pas être traversé de part en part dans le sens de sa longueur par un tunnel de tige 14 tandis que la fonction même de ladite tige 17 et dudit pilier 13 reste inchangée et que les liaisons rotule 42 avec lesquelles coopère ladite tige 17 et ledit pilier 13 produisent les mêmes effets.
Les figures 2, 3, 4 et 6 montrent de manière évidente que le cylindre détendeur à
double effet 1 selon l'invention comporte des moyens inférieurs de centrage du cylindre 20 positionnés au voisinage de la culasse inférieure 9, lesdits moyens 20 prenant appui sur le fût de cylindre 71 ou la culasse inférieure 9 de première part, et directement ou indirectement sur le carter de transmission 8 de seconde part, et lesdits moyens 20 laissant le fût de cylindre 71 libre de se déplacer parallèlement à son axe longitudinal par rapport au carter de transmission 8, mais interdisant audit fût 71 de se déplacer dans le plan perpendiculaire audit axe, toujours par rapport audit carter 8.
Les figures 2, 3, 4 et 7 illustrent que le cylindre détendeur à double effet 1 selon l'invention comporte aussi des moyens supérieurs de centrage du cylindre 21 positionnés au voisinage de la culasse supérieure 10, lesdits moyens 21 prenant appui sur le fût de cylindre 71 ou la culasse supérieure 10 de première part, et sur un portique de centrage 22 rigidement fixé au carter de transmission 8 et maintenu à une hauteur voisine de celle de la culasse supérieure 10 par au moins un pilier 5 rigide de portique 23 de seconde part, lesdits moyens 21 laissant le fût de cylindre 71 libre de se déplacer parallèlement à son axe longitudinal par rapport au carter de transmission 8, mais interdisant audit fût 71 de se déplacer dans le plan perpendiculaire audit axe, toujours par rapport audit carter 8.
10 Les figures 4 et 5 montrent au moins un tube de refroidissement de tige 30 que peut comporter le cylindre détendeur à double effet 1 selon l'invention, ledit tube 30 enveloppant de façon étanche la tige de traction 17 sur tout ou partie de la longueur de ladite tige 17, un fluide de refroidissement 31 provenant d'une source de fluide de refroidissement 40 pouvant circuler dans un espace laissé entre la 14 According to a particular embodiment of the double-acting expansion cylinder according to the invention, a compression spring can be inserted either between the head of rod 28 or the rod nut 26 and the fixing ear 25, or between said head 28 or any other tapped part into which the rod thread 29 screws, and all other support piece. Said compression spring can be constituted by example one or more Belleville washer(s).
Such a compression spring can in particular limit the tension at which is subjected the traction rod 17 when the various organs which it maintains tight between them expand under the effect of their rise in temperature. In all THE
case, advantageously, the cylinder barrel 71, the lower cylinder head 9 and the cylinder head upper 10 must preferably be covered with at least one screen thermal which limits the heat emissions of said organs 71, 9 and 10 in the environment, said screen being able for example to consist of several layers of thin metal sheets comprising pins which leave between each said leaf a blade of air, or be made up of all other arrangement specific to thermal screens and known to those skilled in the art.
Note that as a technical equivalent and variant of the expansion cylinder has double acting 1 according to the invention, the traction rod 17 can be juxtaposed at the pillar hollowed out 13 which in this case may not be crossed right through in the direction of its length by a rod tunnel 14 while the very function of said rod 17 and said pillar 13 remains unchanged and that the ball joints 42 with which cooperating said rod 17 and said pillar 13 produce the same effects.
Figures 2, 3, 4 and 6 clearly show that the cylinder regulator to double acting 1 according to the invention comprises lower means for centering the cylinder 20 positioned in the vicinity of the lower cylinder head 9, said means 20 bearing on the cylinder barrel 71 or the lower cylinder head 9 of first go, and directly or indirectly on the transmission housing 8 of second leaves, and said means 20 leaving the cylinder barrel 71 free to move in parallel at its longitudinal axis relative to the transmission casing 8, but prohibiting said barrel 71 to move in the plane perpendicular to said axis, always by crankcase audit report 8.
Figures 2, 3, 4 and 7 illustrate that the double-acting expansion cylinder 1 according to the invention also includes upper means for centering the cylinder 21 positioned in the vicinity of the upper cylinder head 10, said means 21 taking support on the cylinder barrel 71 or the upper cylinder head 10 of the first part, and on a centering gantry 22 rigidly fixed to the transmission casing 8 and maintained at a height close to that of the upper cylinder head 10 by at least one pillar 5 rigid gantry 23 of second part, said means 21 leaving the barrel of cylinder 71 free to move parallel to its longitudinal axis relative to the carter transmission 8, but prohibiting said barrel 71 from moving in the plane perpendicular to said axis, always relative to said casing 8.
10 Figures 4 and 5 show at least one rod cooling tube 30 that may include the double-acting expansion cylinder 1 according to the invention, said tube 30 sealingly enveloping the traction rod 17 on all or part of there length of said rod 17, a cooling fluid 31 coming from a source of cooling fluid 40 capable of circulating in a space left between there
15 paroi interne dudit tube 30 et la surface externe de ladite tige 17 cependant que la plus grande part possible de la surface externe dudit tube 30 ne touche pas la paroi interne du tunnel de tige 14 de sorte à définir avec cette dernière paroi un espace vide.
Les figures 4 et 5 précisent que le cylindre détendeur à double effet 1 selon l'invention peut comporter au moins un premier orifice d'alimentation de tube communiquant avec l'intérieur du tube de refroidissement de tige 30 au voisinage de la première extrémité de tige 18, et/ou au moins un deuxième orifice d'alimentation de tube 33 communiquant avec l'intérieur du tube de refroidissement de tige 30 au voisinage de la deuxième extrémité de tige 19, le fluide de refroidissement 31 pouvant circuler entre les deux dits orifices 32, cependant que ledit fluide 31 est plus froid quand il pénètre dans le tube de refroidissement de tige 30 que quand il en ressort.
On note qu'une pompe à fluide non-représentée peut être prévue pour forcer le fluide de refroidissement 31 à circuler dans le tube de refroidissement de tige 30, ladite pompe pouvant continuer à fonctionner un certain temps après l'arrêt de la machine thermique à laquelle s'applique le cylindre détendeur à double effet 1 suivant l'invention.
Cette dernière disposition permet par exemple d'évacuer la chaleur que le fût de cylindre 71 et ses culasses 9, 10 sont susceptibles de continuer à transmettre 15 internal wall of said tube 30 and the external surface of said rod 17 however that the as large a part as possible of the external surface of said tube 30 does not touch the internal wall of the rod tunnel 14 so as to define with the latter wall one empty space.
Figures 4 and 5 specify that the double-acting expansion cylinder 1 according to the invention may include at least a first tube feed port communicating with the interior of the rod cooling tube 30 at neighborhood of the first end of rod 18, and/or at least one second orifice tube supply 33 communicating with the interior of the tube cooling of rod 30 in the vicinity of the second end of rod 19, THE
cooling fluid 31 which can circulate between the two said orifices 32, however that said fluid 31 is colder when it enters the tube of cooling of rod 30 only when it comes out.
Note that a fluid pump not shown can be provided to force the cooling fluid 31 to circulate in the cooling tube of rod 30, said pump being able to continue to operate for a certain time after stopping there thermal machine to which the double-acting expansion cylinder 1 is applied according to the invention.
This last arrangement makes it possible, for example, to evacuate the heat that the barrel of cylinder 71 and its cylinder heads 9, 10 are capable of continuing to transmit
16 durant leur refroidissement à la tige de traction 17. On remarque d'ailleurs qu'une fois sorti du tube de refroidissement de tige 30, le fluide de refroidissement peut être refroidi par un échangeur de chaleur avant d'être à nouveau réintroduit dans ledit tube 30, ou renouvelé.
Toujours en figures 4 et 5, on note que le tube de refroidissement de tige 30 peut comporter une collerette de tube 34 maintenue directement ou indirectement serrée par la tige de traction 17 soit contre une oreille de fixation 25 que présente le fût de cylindre 71 ou la culasse supérieure 10, soit contre le carter de transmission 8.
Selon une variante particulière de réalisation du cylindre détendeur à double effet 1 selon l'invention, la collerette de tube 34 peut être maintenue serrée par la tige de traction 17 contre l'oreille de fixation 25 par l'intermédiaire d'un raccord Banjo 38 qui comporte au moins un conduit radial de raccord 39 relié à la source de fluide de refroidissement 40 d'une part, et communiquant avec l'intérieur du tube de refroidissement de tige 30 d'autre part.
On note que le conduit radial de raccord 39 peut être relié à la source de fluide de refroidissement 40 ou à d'autres conduits radiaux de raccord 39 que comporte le raccord Banjo 38 d'autres tubes de refroidissement de tige 30 au moyen d'un conduit souple ou déformable qui peut s'accommoder des variations de distance induites par la dilatation thermique des différents organes qui constituent le cylindre détendeur à double effet 1 suivant l'invention.
Comme on le remarque en figures 1 à 5, une rehausse d'isolation thermique 68 peut être intercalée entre la collerette de tube 34 et l'oreille de fixation 25, ladite rehausse 68 étant traversée de part en part dans le sens de sa longueur par un tunnel de rehausse 69 dans lequel est logée la tige de traction 17 et le tube de refroidissement de tige 30 qui l'enveloppe de façon étanche cependant que la plus grande part possible de la surface externe dudit tube 30 ne touche pas la paroi interne du tunnel de rehausse 69 de sorte à définir avec cette dernière paroi un espace vide.
On note que la rehausse d'isolation thermique 68 peut avantageusement être réalisée dans un matériau résistant aux températures élevées et offrant une faible conductivité thermique tel que le dioxyde de zirconium.
, 16 during their cooling at the traction rod 17. We also notice that one once out of the rod cooling tube 30, the cooling fluid can be cooled by a heat exchanger before being again reintroduced in said tube 30, or renewed.
Still in Figures 4 and 5, we note that the rod cooling tube 30 can include a tube collar 34 held directly or indirectly tightened by the traction rod 17 either against a fixing ear 25 that present the cylinder barrel 71 or the upper cylinder head 10, either against the crankcase transmission 8.
According to a particular embodiment of the double expansion cylinder effect 1 according to the invention, the tube collar 34 can be held tight by the stem traction 17 against the fixing ear 25 via a Banjo fitting 38 which comprises at least one radial connection conduit 39 connected to the source of cooling fluid 40 on the one hand, and communicating with the interior of the tube rod cooling 30 on the other hand.
Note that the radial connection conduit 39 can be connected to the source of fluid of cooling 40 or to other radial connection conduits 39 which comprises THE
Banjo fitting 38 other stem cooling tubes 30 by means of a flexible or deformable conduit which can accommodate variations in distance induced by the thermal expansion of the different organs which constitute the double-acting expansion cylinder 1 according to the invention.
As can be seen in Figures 1 to 5, a thermal insulation extension 68 can be inserted between the tube collar 34 and the fixing ear 25, said raises 68 being crossed right through in the direction of its length by a extension tunnel 69 in which the traction rod 17 and the tube are housed of cooling of rod 30 which envelops it in a sealed manner while the more possible large part of the external surface of said tube 30 does not touch the wall internal of the extension tunnel 69 so as to define with this last wall A
empty space.
Note that the thermal insulation extension 68 can advantageously be made from a material resistant to high temperatures and offering weak thermal conductivity such as zirconium dioxide.
,
17 Les figures 4 et 5 montrent que le tube de refroidissement de tige 30 peut comporter au moins un renflement de tube 35 constitué d'une portion axiale dudit tube 30 dont le diamètre est sensiblement équivalent voire légèrement supérieur à
celui du tunnel de tige 14 dans lequel il est logé ceci garantissant que ledit tube 30 reste localement centré dans ledit tunnel 14, et réalisant si nécessaire une étanchéité entre ledit tube 30 et ledit tunnel 14.
Le tube de refroidissement de tige 30 peut en outre comporter au moins une restriction de diamètre de tube 36 constituée d'une portion axiale dudit tube dont le diamètre est sensiblement équivalent voire légèrement inférieur à
celui du corps de la tige de traction 17 afin de réaliser localement une étanchéité
entre ledit tube 30 et ladite tige 17.
On notera aussi que comme illustré en figures 4 et 5, le tube de refroidissement de tige 30 peut aussi comporter au moins un trou de communication radial 37 qui permet au fluide de refroidissement 31 de pénétrer dans ledit tube 30, ou de s'en échapper.
A titre de variante non-représentée, on notera que la tige de traction 17 peut être creuse pour former un canal interne de refroidissement de tige aménagé dans la longueur de ladite tige 17, ledit canal débouchant axialement ou radialement de ladite tige 17 tandis qu'un fluide de refroidissement 31 provenant d'une source de fluide de refroidissement 40 peut circuler dans ledit canal.
Les figures 2, 3 et 7 montrent de façon claire que le cylindre détendeur à
double effet 1 selon l'invention peut comprendre une chambre de pression 44 reliée à
une source d'air sous pression 45 et qui est fixée sur le portique de centrage 22 ou aménagée sur ou dans ce dernier tandis qu'une tige supérieure de piston 47 qui prolonge le piston détendeur à double effet 2 du coté de la chambre à gaz chauds supérieure 12 traverse la culasse supérieure 10 via un orifice de tige supérieure 43 aménagé dans ladite culasse 10 et via un orifice d'accès à la chambre 52 traversant le portique de centrage 22 pour déboucher dans la chambre de pression 44 de sorte que l'extrémité de ladite tige 47 qui est la plus éloignée dudit piston 2 reste toujours plongée dans ladite chambre 44 quelle que soit la position dudit piston 2. 17 Figures 4 and 5 show that the rod cooling tube 30 can comprise at least one tube bulge 35 consisting of an axial portion said tube 30 whose diameter is substantially equivalent or even slightly better than that of the rod tunnel 14 in which it is housed, this guaranteeing that said tube 30 remains locally centered in said tunnel 14, and if necessary carrying out a sealing between said tube 30 and said tunnel 14.
The rod cooling tube 30 may also include at least one tube diameter restriction 36 consisting of an axial portion of said tube whose diameter is substantially equivalent or even slightly less than that of body of the traction rod 17 in order to locally achieve a seal between said tube 30 and said rod 17.
Note also that as illustrated in Figures 4 and 5, the tube of cooling of rod 30 can also include at least one radial communication hole 37 Who allows the cooling fluid 31 to penetrate said tube 30, or to go away escape.
As a variant not shown, it will be noted that the traction rod 17 can be hollow to form an internal rod cooling channel arranged in the length of said rod 17, said channel opening out axially or radially of said rod 17 while a cooling fluid 31 coming from a source of cooling fluid 40 can circulate in said channel.
Figures 2, 3 and 7 clearly show that the expansion cylinder double effect 1 according to the invention may comprise a pressure chamber 44 connected to a source of pressurized air 45 and which is fixed on the centering gantry 22 Or arranged on or in the latter while an upper piston rod 47 which extends the double-acting regulator piston 2 on the gas chamber side hot upper 12 passes through the upper cylinder head 10 via a rod hole superior 43 arranged in said cylinder head 10 and via an access port to the chamber 52 passing through the centering gantry 22 to emerge into the chamber pressure 44 so that the end of said rod 47 which is the most far from said piston 2 always remains immersed in said chamber 44 whatever the position of said piston 2.
18 Cette configuration particulière du cylindre détendeur à double effet 1 suivant l'invention permet par exemple d'approvisionner en air comprimé ¨ notamment via la chambre de pression 44 et un canal interne que comporte la tige supérieure de piston 47 - des moyens d'étanchéité 48 tels qu'un anneau continu perforé 49 à
coussin d'air logé dans une gorge de segment aménagée en périphérie du piston détendeur à double effet 2, lesdits moyens 48 pouvant être similaires ou identiques à ceux décrits dans les demandes de brevet français n 1550762 et n 1551593 appartenant au demandeur et permettant la réalisation d'un moteur thermique à transfert-détente et régénération.
En figure 1 à 4 et en figure 6, on a illustré que le carter de transmission 8 peut être coiffé d'une platine de centrage et d'étanchéité 53 percée d'un orifice d'accès aux moyens de transmission 54 au travers duquel passe la tige inférieure de piston pour être reliée aux moyens de transmission 3, ladite platine 53 étant rigidement fixée sur ledit carter 8 par des vis ou par tout autre moyen connu de l'homme de l'art. En alternative, ladite platine 53 peut faire partie intégrante dudit carter 8.
En figures 2, 3 et 7, on notera que l'orifice d'accès à la chambre 52 peut coopérer avec - ou comporter - des moyens d'étanchéité de tige 55 qui réalisent une étanchéité entre ledit orifice 52 et la tige supérieure de piston 47.
De manière analogue, les figures 2, 3 et 6 illustrent que l'orifice d'accès aux moyens de transmission 54 peut coopère avec - ou comporter - des moyens d'étanchéité de tige 55 qui réalisent une étanchéité entre ledit orifice 54 et la tige inférieure de piston 46.
C'est sur les figures 6 et 7 qu'en illustré de la manière la plus probante que les moyens d'étanchéité de tige 55 peuvent comprendre une étanchéité supérieure de tige 56 et une étanchéité inférieure de tige 57 suffisamment éloignées l'une de l'autre pour former - entre les deux dites étanchéités 56, 57 - une chambre à
circulation d'huile 58 dans laquelle débouche un conduit d'amenée d'huile de refroidissement-lubrification 59 et de laquelle repart un conduit de sortie d'huile de refroidissement-lubrification 60.
On note sur lesdites figures que la chambre à circulation d'huile 58 assure la double fonction de lubrifier et de refroidir la tige inférieure de piston 46 et/ou la tige supérieure de piston 47. On remarque en outre que l'étanchéité supérieure de tige , 18 This particular configuration of the double-acting expansion cylinder 1 following the invention makes it possible, for example, to supply compressed air ¨ in particular via the pressure chamber 44 and an internal channel that the upper rod comprises of piston 47 - sealing means 48 such as a continuous perforated ring 49 to air cushion housed in a segment groove arranged on the periphery of the piston double-acting regulator 2, said means 48 possibly being similar or identical to those described in French patent applications n 1550762 and n 1551593 belonging to the applicant and allowing the production of an engine thermal transfer-expansion and regeneration.
In Figure 1 to 4 and in Figure 6, it is illustrated that the transmission casing 8 maybe topped with a centering and sealing plate 53 pierced with an orifice access to transmission means 54 through which the lower piston rod passes to be connected to the transmission means 3, said plate 53 being rigidly fixed to said casing 8 by screws or by any other means known to man of art. Alternatively, said plate 53 can form an integral part of said housing 8.
In Figures 2, 3 and 7, it will be noted that the access orifice to the chamber 52 can cooperate with - or comprising - rod sealing means 55 which produce a sealing between said orifice 52 and the upper piston rod 47.
Analogously, Figures 2, 3 and 6 illustrate that the access port to transmission means 54 can cooperate with - or include - means stem seal 55 which provides a seal between said orifice 54 and the stem lower piston 46.
It is in Figures 6 and 7 that it is illustrated in the most convincing manner that THE
stem sealing means 55 may comprise an upper seal of rod 56 and a lower seal of rod 57 sufficiently distant from each other of the other to form - between the two said seals 56, 57 - a chamber oil circulation 58 into which an oil supply conduit opens cooling-lubrication 59 and from which an outlet conduit leaves of oil cooling-lubrication 60.
We note in said figures that the oil circulation chamber 58 ensures the dual function of lubricating and cooling the lower piston rod 46 and/or the stem upper piston 47. We also note that the upper sealing of stem ,
19 56 et/ou l'étanchéité inférieure de tige 57 peut être notamment constituée d'un segment à coupe ou de deux segments à coupe superposés et dont les coupes sont angulairement décalées tandis que la surface externe de la tige inférieure de piston 46 et/ou de la tige supérieure de piston 47 peut être pourvue de rayures de faible profondeur en double hélice qui forment une succession de réservoirs d'huile et de surfaces de portance hydrodynamique.
En figure 6, on remarque que le ou les segment(s) qui constituent l'étanchéité
supérieure de tige 56 peuvent être maintenus à distance de ceux constituants l'étanchéité inférieure de tige 57 par un ressort écarteur de segments 61 également conçu ¨ notamment parce qu'il comprend des orifices ou des passages ¨ pour laisser passer le débit d'huile de refroidissement et de lubrification établi entre le conduit d'amenée d'huile de refroidissement-lubrification 59 et le conduit de sortie d'huile de refroidissement-lubrification 60.
En figure 7, on voit que les moyens d'étanchéité de tige 55 peuvent coopérer avec une bague de guidage de tige 62 logée à l'intérieur ou en dehors de la chambre à
circulation d'huile 58, ladite bague 62 étant réalisée en bronze ou en toute autre matière usuellement utilisée pour fabriquer des paliers ou bagues antifriction et/ou hydrodynamiques, cependant que ladite bague 62 assure le guidage radial de la tige inférieure de piston 46 dans l'orifice d'accès aux moyens de transmission et/ou de la tige supérieure de piston 47 dans l'orifice d'accès à la chambre 52.
On remarque d'ailleurs que si les moyens de transmission 3 comprennent une crosse 7, les moyens d'étanchéité de tige 55 sont préférentiellement munis d'une bague de guidage de tige 62 lorsqu'ils s'appliquent à la tige supérieure de piston 47 tandis que le guidage radial de la tige inférieure de piston 46 est assuré
par ladite crosse 7 seule.
En figures 2 à 4 et en figures 6 et 7, on remarque que selon une configuration particulière du cylindre détendeur à double effet 1 suivant l'invention, les moyens inférieurs de centrage du cylindre 20 et/ou les moyens supérieurs de centrage du cylindre 21 peuvent être constitués d'un disque élastique de centrage 63 pouvant être percé en son centre d'un trou de disque 64 au travers duquel passe respectivement la tige inférieure de piston 46 ou une tige supérieure de piston 47 tandis que sa périphérie constitue une collerette de fixation de disque 65 fixée de , manière étanche respectivement sur le carter de transmission 8 et/ou sur le portique de centrage 22.
Les figures 2 à 4 et la figure 6 montrent que la platine de centrage et d'étanchéité
5 53 peut porter les moyens inférieurs de centrage du cylindre 20 lesquels sont constitués d'un disque élastique de centrage 63 dont la périphérie forme une collerette de fixation de disque 65 fixée de manière étanche sur ladite platine 53, ledit disque 63 étant percé en son centre d'un trou de disque 64 au travers duquel passe la tige inférieure de piston 46 sans toucher ledit disque 63, le bord du trou 10 de disque 64 présentant un patin de contact 67 circulaire qui est maintenu en contact étanche avec un cône de centrage et d'étanchéité 66 que présente la culasse inférieure 9, ledit cône 66 pouvant être mâle ou femelle, et le contact entre ledit patin 67 et ledit cône 66 ayant pour effet de déformer axialement et depuis son centre le disque élastique de centrage 63.
On note que la collerette de fixation de disque 65 peut être fixée à la platine de centrage et d'étanchéité 53 au moyen d'au moins une vis, un clip, ou de tout autre moyen de fixation connu de l'homme de l'art. On remarque qu'avantageusement, le disque élastique de centrage 63 peut être réalisé dans un matériau résistant aux températures élevées et offrant une faible conductivité thermique tel que le dioxyde de zirconium.
En alternative, le disque élastique de centrage 63 peut être fixé sur la culasse inférieure 9 cependant que le cône de centrage et d'étanchéité 66 est aménagé
sur ou dans la platine de centrage et d'étanchéité 53.
De manière similaire, on remarque en figures 2 à 4 et en figure 7 que les moyens supérieurs de centrage du cylindre 21 peuvent être constitués d'un disque élastique de centrage 63 dont la périphérie forme une collerette de fixation de disque 65 fixée de manière étanche sur le portique de centrage 22, ledit disque 63 étant percé en son centre d'un trou de disque 64 dont le bord présente un patin de contact 67 circulaire qui est maintenu en contact étanche avec un cône de centrage et d'étanchéité 66 que présente la culasse supérieure 10, ledit cône pouvant être mâle ou femelle, et le contact entre ledit patin 67 et ledit cône ayant pour effet de déformer axialement et depuis son centre le disque élastique de centrage 63.
On notera que la collerette de fixation de disque 65 peut être fixée au portique de centrage 22 au moyen d'au moins une vis, un clip, ou tout autre moyen de fixation connu de l'homme de l'art.
On remarque aussi que si le piston détendeur à double effet 2 est prolongé -du coté de la chambre à gaz chauds supérieure 12 - par une tige supérieure de piston 47, cette dernière traverse le trou de disque 64 sans toucher le disque élastique de centrage 63.
On remarquera en outre qu'avantageusement, le disque élastique de centrage 63 peut être réalisé dans un matériau résistant aux températures élevées et offrant une faible conductivité thermique tel que le dioxyde de zirconium.
En alternative, le disque élastique de centrage 63 peut être fixé sur la culasse supérieure 10 cependant que le cône de centrage et d'étanchéité 66 est aménagé
sur ou dans le portique de centrage 22.
On peut aussi noter qu'en alternative à ce qui vient d'être décrit et qu'il s'agisse des moyens inférieurs de centrage du cylindre 20 ou des moyens supérieurs de centrage du cylindre 21, un patin de contact similaire à celui que présente le trou de disque 64 peut être aménagé respectivement soit sur la culasse inférieure 9 soit sur la culasse supérieure 10 tandis qu'un cône de centrage et d'étanchéité
similaire à celui que présentent lesdites culasses 9, 10 est aménagé sur et/ou dans le disque élastique de centrage 63.
On remarque qu'à titre de variante, le disque élastique de centrage 63 peut être constitué par exemple d'un tore fendu ou non fait d'acier ou d'un superalliage, d'une rondelle expansible constituée ou non de multiples plis empilés radialement et faits d'une même pièce de métal ou de céramique, d'au moins trois pointeaux poussés par un ressort, répartis tous les cent vingt degrés et coopérant avec un segment d'étanchéité, et de façon générale, de toute solution technique capable d'assurer un centrage et une étanchéité dans les conditions fonctionnelles recherchées tout en limitant les fuites calorifiques depuis toute pièce chaude vers toute pièce froide.
FONCTIONNEMENT DE L'INVENTION :
, Le fonctionnement du cylindre détendeur à double effet 1 à support adaptatif selon l'invention se comprend aisément à la vue des figures 1 à 7.
Pour détailler ledit fonctionnement, nous supposerons ici que le cylindre détendeur à double effet 1 s'applique au moteur thermique à transfert-détente et régénération dont les demandes de brevet français n 1550762 et n 1551593 appartiennent au demandeur. Cette application n'a qu'une valeur d'exemple et n'exclut en rien toute autre utilisation du cylindre détendeur à double effet 1 selon l'invention.
Lorsque ledit moteur démarre, le fût de cylindre 71 du cylindre détendeur à
double effet 1 selon l'invention monte rapidement en température par rapport au carter de transmission 8 sur lequel il est fixé, ledit carter 8 hébergeant les moyens de transmission 3. Il en est de même pour le piston détendeur à double effet 2 qui coopère avec ledit fût 71, ainsi que pour la culasse inférieure 9 qui ferme l'extrémité du fût 71 du coté des moyens de transmission 3, et pour la culasse supérieure 10 qui ferme l'autre extrémité du fût 71.
On remarque en figures 2 et 3 que selon l'exemple de réalisation particulier du cylindre détendeur à double effet 1 suivant l'invention qui y est exposé, les moyens de transmission 3 sont prévus pour transformer les mouvements de va-et-vient qu'effectue dans le fût de cylindre 71 le piston détendeur à double effet 2, en mouvement continu de rotation d'un vilebrequin 6. A ces fins et toujours selon cet exemple non-limitatif, lesdits moyens 3 sont constitués d'une bielle 4 reliée au piston détendeur à double effet 2 par l'intermédiaire d'une crosse 7, ladite bielle 4 étant articulée autour d'une manivelle 5 aménagée sur le vilebrequin 6.
On supposera ici que la température du fût de cylindre 71, du piston détendeur à
double effet 2, de la culasse inférieure 9 et de la culasse supérieure 10 atteint par exemple neuf cents degrés Celsius cependant que la température du carter de transmission 8 et des moyens de transmission 3 qu'il héberge reste limitée à
cent degrés Celsius.
La température élevée dudit fût 71, dudit piston 2, et desdites culasses 9, 10 est nécessaire pour conférer au moteur thermique à transfert-détente et régénération le meilleur rendement possible, tandis que le maintien à relativement basse température du carter de transmission 8 et des moyens de transmission 3 est , nécessaire pour que ces derniers conservent une résistance mécanique élevée et pour que la lubrification des différents organes qui les constituent soit possible sans risque de cokéfaction de toute huile de lubrification.
On note que le fût de cylindre 71, le piston détendeur à double effet 2, la culasse inférieure 9 et la culasse supérieure 10 sont par exemple principalement réalisés en carbure de silicium qui possède une résistance mécanique élevée à haute température, tandis que le carter de transmission 8 peut être fait d'aluminium et les moyens de transmission 3 peuvent être réalisés en fonte ou en acier.
Malgré que le coefficient de dilatation thermique du carbure de silicium soit inférieur à celui de l'aluminium ou de l'acier, les composants portés à neuf cents degrés Celsius se dilatent davantage que ceux portés à seulement cent degrés Celsius. Il est donc nécessaire de laisser les composants en carbure de silicium se dilater librement par rapport à ceux faits d'aluminium, de fonte ou d'acier sans pour autant induire de contrainte mécanique excessive ni dans le carbure de silicium, ni dans les autres matériaux.
Ceci doit pouvoir se faire tout en garantissant que les efforts appliqués au piston détendeur à double effet 2 par la pression régnant alternativement dans la chambre à gaz chauds inférieure 11 puis dans la chambre à gaz chauds supérieure 12 soient bien transmis par la tige inférieure de piston 46 à la bielle 4 via la crosse 7.
On note que lesdits efforts tendent à éloigner le fût de cylindre 71 du carter de transmission 8 lorsque la pression des gaz est haute dans la chambre à gaz chauds supérieure 12 le piston détendeur à double effet 2 exerçant un effort de compression d'intensité comparable sur la bielle 4, tandis que lesdits efforts tendent à rapprocher ledit fût 71 dudit carter 8 lorsque la pression des gaz est haute dans la chambre à gaz chauds inférieure 11 ledit piston 2 exerçant un effort de traction d'intensité comparable sur la bielle 4.
C'est pour reprendre ces efforts de traction et de compression appliqués au fût de cylindre 71 et plus précisément à culasse inférieure 9 et à la culasse supérieure 10 avec lesquelles il coopère, que ledit fût 71 est relié au carter de transmission 8 par des piliers évidés 13 représentés en figures 1 à 5 et qui sont - à titre d'exemple non-limitatif - au nombre de quatre comme on peut aisément les dénombrer en figure 4.
Comme illustré de manière particulièrement visible en figure 5, chaque pilier évidé
13 compte deux liaisons rotules 42 autour desquelles il s'articule. On note en zone D de ladite figure 5 qu'entre la première extrémité de pilier 15 dudit pilier 13 et le carter de transmission 8 s'intercale une première liaison rotule 42 tandis que la zone C de la même figure 5 montre qu'entre la deuxième extrémité de pilier dudit pilier 13 et la culasse inférieure 9 s'intercale une deuxième liaison rotule 42.
La figure 5 montre également que chaque pilier évidé 13 est traversé de part en part dans le sens de sa longueur par un tunnel de tige 14 dans lequel est logée une tige de traction 17. Comme illustré en zone D de ladite figure 5, la première extrémité de tige 18 de la tige de traction 17 est arrimée au carter de transmission 8 par l'intermédiaire d'une première liaison rotule 42. La zone A
de la figure 5 illustre quant à elle que la deuxième extrémité de tige 19 est indirectement arrimée à la culasse supérieure 10 par l'intermédiaire d'une deuxième liaison rotule 42.
Selon l'exemple de réalisation du cylindre détendeur à double effet 1 suivant l'invention illustré en figures 1 à 5, la deuxième extrémité de tige 19 de la tige de traction 17 comporte une tête de tige 28 qui maintient le fût de cylindre 71, la culasse inférieure 9 et la culasse supérieure 10 comprimés ensemble entre ladite tête 28 et le pilier évidé 13. Ceci est notamment rendu possible grâce à des oreilles de fixation 25 que comportent ledit fût 71 et lesdites culasses 9, 10, lesdites oreilles 25 présentant un orifice d'oreille 24 traversé par la deuxième extrémité de tige 19. Les zones B et C de la figure 5 illustrent cette disposition de manière particulièrement évidente.
Les figures 4 et 5 montrent que la première extrémité de tige 18 de la tige de traction 17 se termine - selon cet exemple de réalisation non-limitatif - par un filetage de tige 29 vissé dans un taraudage 27 aménagé dans une liaison rotule qui prend appui dans le carter de transmission 8 et autour de laquelle s'articule ladite première extrémité 18.
Ainsi, les différentes liaisons rotules 42 autour desquelles s'articulent les quatre piliers évidés 13 et la tige de traction 17 avec laquelle ils coopèrent permettent au fût de cylindre 71, à la culasse inférieure 9 et à la culasse supérieure 10 de se dilater librement. Ceci s'opère cependant que les piliers évidés 13 peuvent transmettre les efforts de traction et de compression entre le fût de cylindre 71, la culasse inférieure 9 et la culasse supérieure 10 de première part, et le carter de 5 transmission 8 de deuxième part.
On note toutefois que cette disposition ne peut fonctionner sans les moyens inférieurs de centrage du cylindre 20 et les moyens supérieurs de centrage du cylindre 21 qui chacun laisse le fût de cylindre 71 libre de se déplacer 10 parallèlement à son axe longitudinal par rapport au carter de transmission 8, mais interdit audit fût 71 de se déplacer dans le plan perpendiculaire audit axe, toujours par rapport audit carter 8.
Selon l'exemple de réalisation non-limitatif de réalisation du cylindre détendeur à
15 double effet 1 selon l'invention illustré en figures 3 et 4, la platine de centrage et d'étanchéité 53 et le portique de centrage 22 qui sont rigidement solidaires du carter de transmission 8 portent chacun et respectivement les moyens inférieurs de centrage du cylindre 20 et les moyens supérieurs de centrage du cylindre 21 lesdits moyens inférieurs 20 et supérieurs 21 étant chacun constitué d'un disque 19 56 and/or the lower stem seal 57 may in particular be constituted of a cut segment or two superimposed cut segments and whose cuts are angularly offset while the outer surface of the rod lower than piston 46 and/or the upper piston rod 47 can be provided with stripes of shallow double helix which forms a succession of reservoirs oil and hydrodynamic lift surfaces.
In Figure 6, we notice that the segment(s) which constitute the seal upper rod 56 can be kept at a distance from those constituents the lower stem seal 57 by a segment spacer spring 61 also designed ¨ in particular because it includes orifices or passages ¨ to allow the flow of cooling and lubricating oil to pass established between the cooling-lubrication oil supply conduit 59 and the led cooling-lubrication oil outlet 60.
In Figure 7, we see that the rod sealing means 55 can cooperate with a rod guide ring 62 housed inside or outside the chamber has oil circulation 58, said ring 62 being made of bronze or entirely other material usually used to manufacture bearings or anti-friction rings and or hydrodynamics, while said ring 62 ensures the radial guidance of the lower piston rod 46 in the access port to the transmission means and/or the upper piston rod 47 in the chamber access port 52.
We also note that if the means of transmission 3 include a stock 7, the rod sealing means 55 are preferably provided of a rod guide ring 62 when applied to the upper rod of piston 47 while the radial guidance of the lower piston rod 46 is ensured by said butt 7 alone.
In Figures 2 to 4 and in Figures 6 and 7, we note that according to a configuration particular of the double-acting expansion cylinder 1 according to the invention, the means lower centering means of the cylinder 20 and/or the upper centering means of cylinder 21 may consist of an elastic centering disc 63 can be pierced in its center with a disc hole 64 through which passes respectively the lower piston rod 46 or an upper rod of piston 47 while its periphery constitutes a disc fixing flange 65 fixed by , sealed manner respectively on the transmission casing 8 and/or on the centering gantry 22.
Figures 2 to 4 and Figure 6 show that the centering plate and sealing 5 53 can carry the lower means for centering the cylinder 20 which are made up of an elastic centering disc 63 whose periphery forms a disc fixing flange 65 fixed in a sealed manner on said platinum 53, said disc 63 being pierced in its center with a disc hole 64 through from which passes the lower piston rod 46 without touching said disc 63, the edge of the hole 10 of disc 64 having a circular contact pad 67 which is maintained in sealed contact with a centering and sealing cone 66 presented by the lower yoke 9, said cone 66 being able to be male or female, and the contact between said pad 67 and said cone 66 having the effect of deforming axially and Since its center the elastic centering disc 63.
Note that the disc fixing flange 65 can be fixed to the platinum centering and sealing 53 by means of at least one screw, a clip, or any other fixing means known to those skilled in the art. We note that advantageously, the elastic centering disc 63 can be made of a material resistant at high temperatures and offering low thermal conductivity such as THE
zirconium dioxide.
Alternatively, the elastic centering disc 63 can be fixed on the cylinder head lower 9 while the centering and sealing cone 66 is arranged on or in the centering and sealing plate 53.
Similarly, we note in Figures 2 to 4 and in Figure 7 that the means upper centering cylinder 21 can consist of a disc centering elastic 63 whose periphery forms a fixing collar of disc 65 fixed in a sealed manner on the centering gantry 22, said disc 63 being pierced in its center with a disc hole 64 whose edge has a skate circular contact 67 which is maintained in sealed contact with a cone of centering and sealing 66 presented by the upper cylinder head 10, said cone which can be male or female, and the contact between said shoe 67 and said cone having the effect of deforming the disc axially and from its center elastic centering 63.
Note that the disc fixing flange 65 can be fixed to the portico of centering 22 by means of at least one screw, a clip, or any other means of fixation known to those skilled in the art.
We also note that if the double-acting regulator piston 2 is extended -of side of the upper hot gas chamber 12 - by an upper rod of piston 47, the latter passes through the disc hole 64 without touching the disc centering elastic 63.
It will also be noted that advantageously, the elastic centering disc 63 can be made of a material resistant to high temperatures and offering low thermal conductivity such as zirconium dioxide.
Alternatively, the elastic centering disc 63 can be fixed on the cylinder head upper 10 while the centering and sealing cone 66 is arranged on or in the centering gantry 22.
We can also note that as an alternative to what has just been described and that it is about lower means for centering the cylinder 20 or upper means for centering of the cylinder 21, a contact pad similar to that presented in the hole disc 64 can be arranged respectively either on the lower cylinder head 9 either on the upper cylinder head 10 while a centering cone and sealing similar to that presented by said cylinder heads 9, 10 is arranged on and/or in the elastic centering disc 63.
Note that as a variant, the elastic centering disc 63 can be consisting for example of a split torus or not made of steel or of a superalloy, an expandable washer consisting or not of multiple stacked plies radially and made from the same piece of metal or ceramic, with at least three needles pushed by a spring, distributed every one hundred and twenty degrees and cooperating with A
sealing segment, and in general, any technical solution able to ensure centering and sealing in functional conditions desired while limiting heat leaks from any hot room towards any cold room.
OPERATION OF THE INVENTION:
, The operation of the double-acting expansion cylinder 1 with adaptive support according to the invention is easily understood in view of Figures 1 to 7.
To detail said operation, we will assume here that the cylinder regulator double-acting 1 applies to the transfer-expansion heat engine and regeneration including French patent applications n 1550762 and n 1551593 belong to the applicant. This application is only an example and in no way excludes any other use of the double-acting expansion cylinder 1 depending the invention.
When said engine starts, the cylinder barrel 71 of the expansion cylinder double effect 1 according to the invention quickly rises in temperature relative to the crankcase transmission 8 on which it is fixed, said casing 8 housing the means of transmission 3. The same goes for the double-acting expansion piston 2 Who cooperates with said barrel 71, as well as for the lower cylinder head 9 which closes the end of the barrel 71 on the side of the transmission means 3, and for the cylinder head upper 10 which closes the other end of the barrel 71.
We note in Figures 2 and 3 that according to the particular embodiment of double-acting expansion cylinder 1 according to the invention which is exposed there, the transmission means 3 are provided to transform the back and forth movements comes that the double expansion piston performs in the cylinder barrel 71 effect 2, in continuous rotational movement of a crankshaft 6. For these purposes and always according to this non-limiting example, said means 3 consist of a connecting rod 4 connected At double-acting expansion piston 2 via a crosshead 7, said connecting rod 4 being articulated around a crank 5 fitted on the crankshaft 6.
We will assume here that the temperature of the cylinder barrel 71, of the expansion piston has double acting 2, of the lower cylinder head 9 and of the upper cylinder head 10 achieved by example nine hundred degrees Celsius while the crankcase temperature transmission 8 and the means of transmission 3 that it hosts remains limited to hundred degrees Celsius.
The high temperature of said barrel 71, of said piston 2, and of said cylinder heads 9, 10 East necessary to give the transfer-expansion heat engine and regeneration the best possible efficiency, while maintaining relatively low temperature of the transmission casing 8 and the transmission means 3 is , necessary for the latter to maintain high mechanical resistance and so that the lubrication of the different organs which constitute them is possible without risk of coking of any lubricating oil.
Note that the cylinder barrel 71, the double-acting expansion piston 2, the cylinder head lower 9 and the upper cylinder head 10 are for example mainly carried out made of silicon carbide which has high mechanical resistance at high temperature, while the transmission housing 8 can be made of aluminum And the transmission means 3 can be made of cast iron or steel.
Although the thermal expansion coefficient of silicon carbide is lower than that of aluminum or steel, the components brought to new cents degrees Celsius expand more than those raised to just one hundred degrees Celsius. It is therefore necessary to leave the carbide components of silicon expand freely compared to those made of aluminum, cast iron or steel without to the extent that it induces excessive mechanical stress nor in the carbide of silicon, nor in other materials.
This must be possible while ensuring that the efforts applied to the piston double-acting regulator 2 by the pressure prevailing alternately in the lower hot gas chamber 11 then in the hot gas chamber upper 12 are well transmitted by the lower piston rod 46 to the connecting rod 4 via the butt 7.
We note that said efforts tend to move the cylinder barrel 71 away from the crankcase of transmission 8 when the gas pressure is high in the gas chamber upper hot 12 the double-acting expansion piston 2 exerting a force of compression of comparable intensity on the connecting rod 4, while said forces tend to bring said barrel 71 closer to said casing 8 when the pressure of the gases East high in the lower hot gas chamber 11, said piston 2 exerting a effort traction of comparable intensity on the connecting rod 4.
It is to take up these traction and compression forces applied to the barrel of cylinder 71 and more precisely with lower cylinder head 9 and the cylinder head superior 10 with which it cooperates, that said barrel 71 is connected to the crankcase transmission 8 by hollowed-out pillars 13 shown in Figures 1 to 5 and which are - as non-limiting example - four in number as we can easily see count in figure 4.
As illustrated particularly visibly in Figure 5, each pillar hollowed out 13 has two ball joints 42 around which it is articulated. We note in area D of said Figure 5 that between the first end of pillar 15 of said pillar 13 and the transmission casing 8 inserts a first ball joint 42 while that the zone C of the same figure 5 shows that between the second end of pillar of said pillar 13 and the lower yoke 9 inserts a second connection ball joint 42.
Figure 5 also shows that each hollow pillar 13 is crossed on both sides in leaves in the direction of its length through a rod tunnel 14 in which is lodged a traction rod 17. As illustrated in zone D of said Figure 5, the first rod end 18 of the pull rod 17 is secured to the casing of transmission 8 via a first ball joint 42. The zone HAS
of Figure 5 illustrates that the second end of rod 19 is indirectly secured to the upper cylinder head 10 via a second ball joint 42.
According to the embodiment of the following double-acting expansion cylinder 1 the invention illustrated in Figures 1 to 5, the second end of rod 19 of the stem of traction 17 includes a rod head 28 which holds the cylinder barrel 71, there lower cylinder head 9 and upper cylinder head 10 tablets together between said head 28 and the hollowed pillar 13. This is made possible in particular thanks to fixing lugs 25 that said barrel 71 and said cylinder heads 9 comprise, 10, said ears 25 having an ear orifice 24 crossed by the second rod end 19. Zones B and C of Figure 5 illustrate this arrangement in a particularly obvious manner.
Figures 4 and 5 show that the first rod end 18 of the rod traction 17 ends - according to this non-limiting example of embodiment - by A
rod thread 29 screwed into a thread 27 arranged in a ball joint connection which is supported in the transmission casing 8 and around which articulates said first end 18.
Thus, the different ball joints 42 around which the four hollowed-out pillars 13 and the traction rod 17 with which they cooperate allow the cylinder barrel 71, to the lower cylinder head 9 and to the upper cylinder head 10 of se expand freely. This occurs however as the hollowed-out pillars 13 can transmit the tensile and compressive forces between the cylinder barrel 71, the lower cylinder head 9 and the upper cylinder head 10 of the first part, and the crankcase 5 transmission 8 second part.
However, we note that this provision cannot function without the means lower centering means of the cylinder 20 and the upper means of centering the cylinder 21 which each leaves the barrel of cylinder 71 free to move 10 parallel to its longitudinal axis relative to the casing transmission 8, but prohibits said barrel 71 from moving in the plane perpendicular to said axis, always relative to said casing 8.
According to the non-limiting embodiment of the cylinder regulator to 15 double acting 1 according to the invention illustrated in Figures 3 and 4, the plate centering and sealing 53 and the centering gantry 22 which are rigidly integral of transmission casing 8 each and respectively carry the means lower centering of the cylinder 20 and the upper means of centering the cylinder 21 said lower means 20 and upper 21 each being made up of a disk
20 élastique de centrage 63.
Le disque élastique de centrage 63 qui constitue les moyens inférieurs de centrage du cylindre 20 est particulièrement visible en figure 6 tandis que celui constituant les moyens supérieurs de centrage du cylindre 21 est particulièrement 25 visible en figure 7.
Les disques élastiques de centrage 63 ont pour fonction d'assurer le centrage et l'orientation par rapport au carter de transmission 8 de l'ensemble rigide constitué
par le fût de cylindre 71, la culasse inférieure 9 et la culasse supérieure 10.
Pour illustrer le fonctionnement des disques élastiques de centrage 63, considérons celui qui constitue les moyens inférieurs de centrage du cylindre 20 et dont le représentation est particulièrement claire en figure 6.
On remarque sur ladite figure 6 que ledit disque 63 est fixé de manière étanche par sa collerette de fixation de disque 65 sur la platine de centrage et d'étanchéité
53 au moyen de huit vis de fixation que l'on dénombre en figure 4.
, On constate que ledit disque 63 est percé en son centre d'un trou de disque 64 au travers duquel passe la tige inférieure de piston 46 sans toucher ledit disque 63, le bord du trou de disque 64 présentant un patin de contact 67 mâle circulaire qui est maintenu en contact étanche avec le cône de centrage et d'étanchéité 66 femelle que présente la culasse inférieure 9. Pour assurer un contact étanche entre ledit patin 67 et ledit cône 66, ce dernier exerce un effort sur ledit patin 67 qui déforme axialement et depuis son centre le disque élastique de centrage 63 par rapport à
sa position de repos.
Comme on le déduit aisément, le contact entre la forme conique mâle du patin de contact 67 et la forme conique femelle du cône de centrage et d'étanchéité 66 tend à centrer la culasse inférieure 9 sur la platine de centrage et d'étanchéité 53.
De plus, ledit contact réalise une étanchéité qui empêche les gaz sous pression contenus dans la chambre à gaz chauds inférieure 11 de s'échapper de ladite chambre 11.
Lorsque - principalement sous l'effet de l'écart de température ¨
l'augmentation de la dimension de l'ensemble constitué du fût de cylindre 71, de la culasse inférieure 9 et de la culasse supérieure 10 est plus importante que celle de l'ensemble constitué du carter de transmission 8, du portique de centrage 22 et des pilier rigide de portique 23, la pression qu'exerce le cône de centrage et d'étanchéité 66 femelle de la culasse inférieure 9 sur le patin de contact 67 mâle augmente ce qui déforme un peu plus axialement et depuis son centre le disque élastique de centrage 63.
Comme les écarts de dimension dont il est question ne portent que sur des dixièmes de millimètres, la déformation axiale du disque élastique de centrage ne compromet pas l'intégrité de ce dernier qui se déforme dans son domaine d'élasticité. En outre, la forme conique du cône de centrage et d'étanchéité
66 et du patin de contact 67 s'accommode des dilatations différentielles entre ces deux pièces 66, 67 quelle que soit la direction desdites dilatations.
On remarque en figure 7 que le disque élastique de centrage 63 rendu solidaire du portique de centrage 22 est prévu pour opérer de manière analogue.
=
, Ainsi, les moyens inférieurs de centrage du cylindre 20 et les moyens supérieurs de centrage du cylindre 21 coopèrent à garder le fût de cylindre 71 toujours centré
autour du piston détendeur à double effet 2, et toujours parallèle à ce dernier.
On remarque en figure 6 les moyens d'étanchéité de tige 55 qui assurent l'étanchéité entre la chambre à gaz chauds inférieure 11 et la tige inférieure de piston 46 tout en assurant la lubrification de l'étanchéité supérieure de tige 56 et de l'étanchéité inférieure de tige 57 dont sont constitués lesdits moyens 55.
On remarque que lesdits moyens 55 assurent aussi le refroidissement de la tige inférieure de piston 46 au moyen d'une chambre à circulation d'huile 58 dans laquelle débouche un conduit d'amenée d'huile de refroidissement-lubrification et de laquelle repart un conduit de sortie d'huile de refroidissement-lubrification 60.
Il est aisé de remarquer que le débit d'huile qui circule entre lesdits conduits 59, 60 étant en permanence en contact avec la tige inférieure de piston 46, ledit débit permet de maintenir ladite tige 46 à une température par exemple légèrement supérieure à cent degrés Celsius, mais pas plus élevée.
Toujours en figure 6, on remarque qu'avantageusement, l'étanchéité supérieure de tige 56 est constituée de deux segments à coupe superposés dont les coupes sont angulairement décalées tandis que l'étanchéité inférieure de tige 57 est constituée d'un seul segment à coupe, les deux dites étanchéités 56, 57 étant maintenues à distance l'une de l'autre par un ressort écarteur de segments 61 qui comprend des orifices laissant le débit d'huile de refroidissement et de lubrification passer entre le conduit d'amenée d'huile de refroidissement-lubrification 59 et le conduit de sortie d'huile de refroidissement-lubrification 60, via la chambre à
circulation d'huile 58.
La figure 7 illustre le même arrangement, à la principale différence près que le ressort écarteur de segments 61 laisse place à une bague de guidage de tige 62 qui assure le guidage radial de la tige supérieure de piston 47 qui, selon l'exemple non-limitatif pris ici pour illustrer le fonctionnement du cylindre détendeur à double effet 1 selon l'invention, débouche dans la chambre de pression 44 aménagée dans le portique de centrage 22 et dont nous avons vu en description qu'elle peut approvisionner en air comprimé via un canal interne que comporte la tige supérieure de piston 47 des moyens d'étanchéité 48 tels qu'un anneau continu perforé 49 à coussin d'air logé dans une gorge de segment aménagée en périphérie du piston détendeur à double effet 2.
Quand le moteur thermique à transfert-détente et régénération pris ici à titre d'exemple d'application s'arrête, on note que la pompe à huile qui alimente les chambres à circulation d'huile 58 continue à alimenter ces dernières en huile pour refroidir la tige inférieure de piston 46 et la tige supérieure de piston 47 et ceci, tant que la culasse inférieure 9 et la culasse supérieure 10 continuent à
transmettre de la chaleur auxdites chambres 58 et risquent de porter l'huile que contiennent lesdites chambres 58 à température de cokéfaction.
Outre permettre la libre dilatation de l'ensemble rigide constitué par le fût de cylindre 71, la culasse inférieure 9 et la culasse supérieure 10, la configuration particulière du cylindre détendeur à double effet 1 selon l'invention limite fortement le transfert de chaleur depuis la culasse inférieure 9 vers le carter de transmission 8. Rappelons que ledit transfert nuit au rendement du moteur thermique à
transfert-détente et régénération. Pour cela, les piliers évidés 13 sont non seulement de grande longueur comme illustré en figures 1 à 5, mais ils sont également de préférence constitués d'un matériau à faible conductivité
thermique comme l'oxyde de zirconium.
En figure 5, on remarque que pour autoriser l'emploi d'une tige de traction 17 en acier qui nécessite de rester à basse température, chaque pilier comporte un tube de refroidissement de tige 30 qui enveloppe de façon étanche ladite tige de traction 17 avec laquelle il coopère, sur la majeure partie de la longueur de ladite tige 17. Un fluide de refroidissement 31 provenant d'une source de fluide de refroidissement 40 circule dans l'espace laissé entre la paroi interne dudit tube 30 et la surface externe de ladite tige 17 cependant que la plus grande part possible de la surface externe dudit tube 30 ne touche pas la paroi interne du tunnel de tige 14 de sorte à définir avec cette dernière paroi un espace vide qui constitue une isolation thermique.
On remarque en zone A de la figure 5 que le tube de refroidissement de tige 30 comporte un renflement de tube 35 qui garantit que ledit tube 30 reste localement centré dans le tunnel de tige 14. On voit en outre en zone D et au voisinage de la première extrémité de tige 18 que deux autres renflements de tube 35 constituent chacun à la fois un centrage et une étanchéité entre ledit tube 30 et ledit tunnel 14. Ces dits deux autres renflements 35 coopèrent avec une restriction de diamètre de tube 36 qui réalise localement une étanchéité entre le tube de refroidissement de tige 30 et la tige de traction 17.
On remarque en figure 4 que le tube de refroidissement de tige 30 comporte un premier orifice d'alimentation de tube 32 localisé entre les dits deux autres renflements 35, ledit premier orifice 32 communiquant avec l'intérieur du tube de refroidissement de tige 30 au voisinage de la première extrémité de tige 18 d'une part, et étant relié au circuit aller de la source de fluide de refroidissement 40 par l'intermédiaire de canaux aménagés dans le carter de transmission 8 d'autre part.
En figures 4 et en figure 5 zone A , on remarque que le tube de refroidissement de tige 30 se termine - au niveau de la deuxième extrémité de tige 19 - par une collerette de tube 34 maintenue serrée par la tête de tige 28 contre une rehausse d'isolation thermique 68 intercalée entre ladite collerette 34 et l'oreille de fixation de la culasse supérieure 10. On y remarque aussi qu'un raccord Banjo 38 est intercalé entre la tête de tige 28 et ladite collerette 34, ledit raccord 38 comportant un conduit radial de raccord 39 relié au circuit retour de la source de fluide de refroidissement 40 d'une part, et communiquant avec l'intérieur du tube de 20 refroidissement de tige 30 d'autre part via l'extrémité du tube de refroidissement de tige 30 qui reçoit la collerette de tube 34.
On comprend que la rehausse d'isolation thermique 68 - préférablement réalisée en oxyde de zirconium - constitue un obstacle supplémentaire au transfert de 25 chaleur depuis la culasse supérieure 10 portée à quelque neuf cents degrés Celsius vers la tête de tige 28 maintenue à seulement cent degrés Celsius.
En tout état de cause, cette configuration particulière qui permet de refroidir la tige de traction 17 est inutile si cette dernière est réalisée en matériau résistant aux hautes températures tel que le zircone , le carbure de silicium, l'alumine ou tout superalliage spécifiquement développé pour ce type d'usage.
En figures 6 et 7, on aura remarqué la longueur radiale relativement importante laissée sur le disque élastique de centrage 63 entre sa collerette de fixation de disque 65 et son patin de contact 67. Si cette longueur est nécessaire pour que ledit disque 63 puisse se déformer axialement depuis son centre, elle est également utile pour limiter autant que possible le transfert de chaleur depuis le , cône de centrage et d'étanchéité 66 vers ladite collerette 65. A ce titre, le corps du disque élastique de centrage 63 est préférentiellement de faible épaisseur et réalisé en oxyde de zirconium, réputé pour sa faible conductivité thermique.
On notera également que le contact linéique de faible largeur réalisé entre le cône de 5 centrage et d'étanchéité 66 et le patin de contact 67 constitue également en soi une barrière thermique avantageuse.
Les possibilités du cylindre détendeur à double effet 1 suivant l'invention ne s'en limitent pas aux applications qui viennent d'être décrites et il doit d'ailleurs être 10 entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de ladite invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tout autre équivalent.
, 20 centering elastic 63.
The elastic centering disc 63 which constitutes the lower means of centering of the cylinder 20 is particularly visible in Figure 6 while the one constituting the upper means for centering the cylinder 21 is particularly 25 visible in Figure 7.
The elastic centering discs 63 have the function of ensuring centering And the orientation relative to the transmission casing 8 of the rigid assembly constituted by the cylinder barrel 71, the lower cylinder head 9 and the upper cylinder head 10.
To illustrate the operation of the elastic centering discs 63, let us consider the one which constitutes the lower means of centering the cylinder 20 and the representation of which is particularly clear in figure 6.
We note in said Figure 6 that said disk 63 is fixed so waterproof by its disc fixing collar 65 on the centering plate and sealing 53 by means of eight fixing screws listed in Figure 4.
, We see that said disc 63 is pierced in its center with a disc hole 64 At through which the lower piston rod 46 passes without touching said disc 63, the edge of the disc hole 64 having a circular male contact pad 67 who is maintained in tight contact with the centering and sealing cone 66 female presented by the lower cylinder head 9. To ensure tight contact between said shoe 67 and said cone 66, the latter exerts a force on said shoe 67 which deformed axially and from its center the elastic centering disc 63 relative to has its resting position.
As can be easily deduced, the contact between the male conical shape of the pad of contact 67 and the female conical shape of the centering and sealing cone 66 tends to center the lower cylinder head 9 on the centering plate and sealing 53.
In addition, said contact provides a seal which prevents gases under pressure contained in the lower hot gas chamber 11 to escape from said room 11.
When - mainly under the effect of the temperature difference ¨
the increase of the dimension of the assembly consisting of the cylinder barrel 71, the cylinder head lower 9 and the upper cylinder head 10 is greater than that of the assembly consisting of the transmission casing 8, the centering gantry 22 and the pillar rigid gantry 23, the pressure exerted by the centering cone and sealing 66 female of the lower cylinder head 9 on the contact pad 67 male increases this Who deforms a little more axially and from its center the elastic disk of centering 63.
As the dimensional deviations in question only relate to tenths of a millimeter, the axial deformation of the elastic centering disc does not compromise the integrity of the latter which is distorted in its domain elasticity. In addition, the conical shape of the centering and sealing cone 66 and of the contact pad 67 accommodates the differential expansions between these two parts 66, 67 whatever the direction of said expansions.
We note in Figure 7 that the elastic centering disk 63 made integral of centering gantry 22 is designed to operate in a similar manner.
=
, Thus, the lower means for centering the cylinder 20 and the means superiors centering of the cylinder 21 cooperate to keep the cylinder barrel 71 always center around the double-acting regulator piston 2, and always parallel to this last.
We note in Figure 6 the rod sealing means 55 which ensure the seal between the lower hot gas chamber 11 and the lower rod of piston 46 while ensuring lubrication of the upper rod seal 56 and of the lower stem seal 57 of which said means 55 are made up.
We note that said means 55 also ensure the cooling of the rod lower piston 46 by means of an oil circulation chamber 58 in which opens into a cooling-lubricating oil supply conduit and from which a cooling oil outlet conduit leaves -lubrication 60.
It is easy to notice that the flow of oil which circulates between said conduits 59, 60 being permanently in contact with the lower piston rod 46, said Speed allows said rod 46 to be maintained at a temperature, for example slightly greater than one hundred degrees Celsius, but not higher.
Still in Figure 6, we note that advantageously, the superior sealing of rod 56 is made up of two superimposed cut segments whose cuts are angularly offset while the lower rod seal 57 is consisting of a single cut segment, the two said seals 56, 57 being kept at a distance from each other by a segment spacer spring 61 Who includes ports allowing the flow of cooling oil and lubrication pass between the cooling-lubricating oil supply conduit 59 and the cooling-lubricating oil outlet conduit 60, via the chamber has oil circulation 58.
Figure 7 illustrates the same arrangement, with the main difference that THE
segment spacer spring 61 leaves room for a rod guide ring 62 which ensures the radial guidance of the upper piston rod 47 which, according to The example non-limiting taken here to illustrate the operation of the expansion cylinder Doubled effect 1 according to the invention, opens into the pressure chamber 44 arranged in the centering gantry 22 and which we have seen in description that it can supply compressed air via an internal channel in the rod upper piston 47 sealing means 48 such as a continuous ring perforated 49 with air cushion housed in a segment groove arranged in periphery of the double-acting expansion piston 2.
When the heat engine with transfer-expansion and regeneration taken here as application example stops, we note that the oil pump which supplies THE
oil circulation chambers 58 continues to supply the latter with oil For cool the lower piston rod 46 and the upper piston rod 47 and this, as long as the lower cylinder head 9 and the upper cylinder head 10 continue to transmit heat to said chambers 58 and risk carrying the oil that contain said chambers 58 at coking temperature.
In addition to allowing the free expansion of the rigid assembly constituted by the barrel of cylinder 71, the lower cylinder head 9 and the upper cylinder head 10, the configuration particular of the double-acting expansion cylinder 1 according to the invention limits strongly the transfer of heat from the lower cylinder head 9 to the crankcase transmission 8. Remember that said transfer harms the efficiency of the thermal engine at transfer-relaxation and regeneration. For this, the hollowed-out pillars 13 are not only of great length as illustrated in figures 1 to 5, but they are also preferably made of a low conductivity material thermal like zirconium oxide.
In Figure 5, we note that to authorize the use of a traction rod 17 in steel which requires remaining at low temperature, each pillar has a tube rod cooling 30 which sealingly envelops said rod of traction 17 with which it cooperates, over most of the length of said rod 17. A cooling fluid 31 coming from a source of cooling fluid cooling 40 circulates in the space left between the internal wall of said tube 30 and the external surface of said rod 17 while the greater part possible of the external surface of said tube 30 does not touch the internal wall of the tunnel stem 14 so as to define with this last wall an empty space which constitutes a thermal insulation.
We notice in zone A of Figure 5 that the cooling tube of stem 30 includes a tube bulge 35 which ensures that said tube 30 remains locally centered in the stem tunnel 14. We also see in zone D and At vicinity of the first end of rod 18 that two other bulges of tube 35 each constitute both centering and sealing between said tube 30 and said tunnel 14. These said two other bulges 35 cooperate with a restriction of tube diameter 36 which locally provides a seal between the tube of rod cooling 30 and the traction rod 17.
We note in Figure 4 that the rod cooling tube 30 comprises a first tube supply orifice 32 located between said two others bulges 35, said first orifice 32 communicating with the interior of the tube of rod cooling 30 in the vicinity of the first rod end 18 of a part, and being connected to the forward circuit of the source of fluid cooling 40 per via channels arranged in the transmission casing 8 of other go.
In Figures 4 and Figure 5 zone A, we notice that the tube of cooling of rod 30 ends - at the level of the second end of rod 19 - by a tube collar 34 held tight by the rod head 28 against a enhances thermal insulation 68 interposed between said flange 34 and the ear of fixation of the upper cylinder head 10. We also notice that a Banjo 38 connection is interposed between the rod head 28 and said flange 34, said connection 38 comprising a radial connection conduit 39 connected to the return circuit of the fluid source of cooling 40 on the one hand, and communicating with the interior of the cooling tube 20 rod cooling 30 on the other hand via the end of the tube cooling of rod 30 which receives the tube collar 34.
It is understood that the thermal insulation extension 68 - preferably made in zirconium oxide - constitutes an additional obstacle to the transfer of 25 heat from the upper cylinder head 10 raised to some nine hundred degrees Celsius towards the rod head 28 maintained at only one hundred degrees Celsius.
In any case, this particular configuration which allows cool the stem traction 17 is useless if the latter is made of material resistant to high temperatures such as zirconia, silicon carbide, alumina or all of it superalloy specifically developed for this type of use.
In Figures 6 and 7, we will have noticed the radial length relatively important left on the elastic centering disc 63 between its fixing collar of disc 65 and its contact pad 67. If this length is necessary for that said disc 63 can be deformed axially from its center, it is also useful for limiting heat transfer as much as possible since , centering and sealing cone 66 towards said flange 65. As such, the body of elastic centering disc 63 is preferably thin and made of zirconium oxide, known for its low thermal conductivity.
We will also note that the narrow line contact made between the cone of 5 centering and sealing 66 and the contact pad 67 also constitutes in itself an advantageous thermal barrier.
The possibilities of the double-acting expansion cylinder 1 according to the invention do not go away not limited to the applications which have just been described and it must moreover be 10 understood that the preceding description has been given only as a example and that it in no way limits the field of said invention which we do not wouldn't go out by replacing the execution details described with any other equivalent.
,
Claims (19)
par une tige inférieure de piston (46) à des moyens de transmission (3) logés dans un carter de transmission (8) sur lequel est fixé le fût de cylindre (71), tandis que l'extrémité dudit fût (71) qui débouche du coté desdits moyens (3) est fermée par une culasse inférieure (9) que traverse la tige inférieure de piston (46) via un orifice de tige inférieure (51) pour définir avec le piston détendeur à double effet (2) une chambre à gaz chauds inférieure (11) cependant que l'autre extrémité dudit fût (71) est fermée par une culasse supérieure (10) pour définir avec ledit piston (2) une chambre à gaz chauds supérieure (12), caractérisé en ce qu'il comprend :
= au moins un pilier évidé (13) traversé de part en part dans le sens de sa longueur par un tunnel de tige (14), une première extrémité de pilier (15) dudit pilier (13) reposant directement ou indirectement sur le carter de transmission (8) tandis qu'une deuxième extrémité de pilier (16) dudit pilier (13) supporte directement ou indirectement le fût de cylindre (71), la culasse inférieure (9) et la culasse supérieure (10), cependant que ladite première extrémité (15) peut pivoter autour d'une liaison rotule (42) et/ou fléchir par rapport audit carter (8) tandis que ladite deuxième extrémité (16) peut pivoter autour d'une liaison rotule (42) et/ou fléchir par rapport audit fût de cylindre (71) ;
= au moins une tige de traction (17) logée dans le tunnel de tige (14), une première extrémité de tige (18) de ladite tige de traction (17) étant directement ou indirectement arrimée au carter de transmission (8) tandis qu'une deuxième extrémité de tige (19) de ladite tige de traction (17) est arrimée au fût de cylindre (71) et/ou à la cuiasse inférieure (9) et/ou à la culasse supérieure (10), ladite premiere extrémité (18) pouvant pivoter autour d'une liaison rotule (42) et/ou fléchir par rapport audit carter (8) tandis que ladite deuxième extrémité (19) peut pivoter autour d'une liaison rotule (42) et/ou fléchir par rapport audit cylindre (1) ;
= des moyens inférieurs de centrage du cylindre (20) positionnés au voisinage de la culasse inférieure (9), lesdits moyens (20) prenant appui sur le fût de cylindre (71) ou la culasse inférieure (9) de première part, et directement ou indirectement sur le carter de transmission (8) de seconde part, et lesdits moyens (20) laissant le fût de cylindre (71) libre de se déplacer parallèlement à son axe longitudinal par rapport au carter de transmission (8), mais interdisant audit fût (71) de se déplacer dans le plan perpendiculaire audit axe, toujours par rapport audit carter (8) ;
= des moyens supérieurs de centrage du cylindre (21) positionnés au voisinage de la culasse supérieure (10), lesdits moyens (21) prenant appui sur le fût de cylindre (71) ou la culasse supérieure (10) de première part, et sur un portique de centrage (22) rigidement fixé au carter de transmission (8) et maintenu à une hauteur voisine de celle de la culasse supérieure (10) par au moins un pilier rigide de portique (23) de seconde part, lesdits moyens (21) laissant le fût de cylindre (71) libre de se déplacer parallèlement à son axe longitudinal par rapport au carter de transmission (8), mais interdisant audit fût (71) de se déplacer dans le plan perpendiculaire audit axe, toujours par rapport audit carter (8). 1. Double-acting expansion cylinder (1) with adaptive support comprising a barrel of cylinder (71) cooperating with a double-acting expansion piston (2) which is connected by a lower piston rod (46) to transmission means (3) housed in a transmission casing (8) to which the cylinder barrel is fixed (71), while the end of said barrel (71) which opens onto the side of said means (3) is closed by a lower yoke (9) through which the lower rod of piston (46) via a lower rod port (51) to set with the piston double-acting regulator (2) a lower hot gas chamber (11) however that the other end of said barrel (71) is closed by a cylinder head upper (10) to define with said piston (2) a hot gas chamber upper (12), characterized in that it comprises:
= at least one hollowed-out pillar (13) crossed right through in the direction of its length through a rod tunnel (14), a first pillar end (15) of said pillar (13) resting directly or indirectly on the crankcase transmission (8) while a second pillar end (16) of said pillar (13) directly or indirectly supports the cylinder barrel (71), the lower cylinder head (9) and the upper cylinder head (10), while said first end (15) can pivot around a ball joint (42) and/or flex relative to said casing (8) while said second end (16) can pivot around a ball joint (42) and/or flex relative to said was cylinder (71);
= at least one traction rod (17) housed in the rod tunnel (14), a first rod end (18) of said pull rod (17) being directly or indirectly secured to the transmission housing (8) while that a second rod end (19) of said pull rod (17) is secured to the cylinder barrel (71) and/or to the lower breastplate (9) and/or to the upper yoke (10), said first end (18) being able to pivot around a ball joint (42) and/or flex relative to said casing (8) while said second end (19) can pivot around a connection ball joint (42) and/or flex relative to said cylinder (1);
= lower means for centering the cylinder (20) positioned at vicinity of the lower cylinder head (9), said means (20) bearing on the cylinder barrel (71) or the lower cylinder head (9) of the first part, and directly or indirectly on the transmission housing (8) of second part, and said means (20) leaving the cylinder barrel (71) free to move move parallel to its longitudinal axis relative to the housing transmission (8), but prohibiting said barrel (71) from moving in the plane perpendicular to said axis, always relative to said casing (8);
= upper means for centering the cylinder (21) positioned at vicinity of the upper cylinder head (10), said means (21) supporting on the cylinder barrel (71) or the upper cylinder head (10) of the first part, and on a centering gantry (22) rigidly fixed to the transmission casing (8) and maintained at a height close to that of the upper cylinder head (10) by at least one rigid gantry pillar (23) of second part, said means (21) leaving the cylinder barrel (71) free to move parallel to its longitudinal axis relative to the transmission housing (8), but prohibiting said barrel (71) from moving in the plane perpendicular to said axis, always relative to said casing (8).
en ce qu'il comporte au moins un tube de refroidissement de tige (30) qui enveloppe de façon étanche la tige de traction (17) sur tout ou partie de la longueur de ladite tige (17), un fluide de refroidissernent (31) provenant d'une source de fluide de refroidissement (40) pouvant circuler dans un espace laissé entre la paroi interne dudit tube (30) et la surface externe de ladite tige (17) cependant que la plus grande part possible de la surface externe dudit tube (30) ne touche pas la paroi interne du tunnel de tige (14) de sorte à définir avec cette dernière paroi un espace vide. 2. Double-acting expansion cylinder according to claim 1, characterized in this that it comprises at least one rod cooling tube (30) which envelops sealingly the traction rod (17) over all or part of the length of said rod (17), a cooling fluid (31) coming from a source of cooling fluid (40) capable of circulating in a space left between the internal wall of said tube (30) and the external surface of said rod (17) However that the greatest possible part of the external surface of said tube (30) does not does not touch the internal wall of the rod tunnel (14) so as to define with this last wall an empty space.
en ce qu'il comporte au moins un premier orifice d'alimentation de tube (32) communiquant avec l'intérieur du tube de refroidissement de tige (30) au voisinage de la première extrémité de tige (18), et/ou au moins un deuxième orifice d'alimentation de tube (33) communiquant avec l'intérieur du tube de refroidissement de tige (30) au voisinage de la deuxième extrémité de tige (19), le fluide de refroidissement (31) pouvant circuler entre les deux dits orifices (32, 33). 3. Double-acting expansion cylinder according to claim 2, characterized in this that it comprises at least one first tube feed orifice (32) communicating with the interior of the rod cooling tube (30) at vicinity of the first rod end (18), and/or at least a second tube feed port (33) communicating with the interior of the tube rod cooling (30) in the vicinity of the second rod end (19), the cooling fluid (31) being able to circulate between the two said orifices (32, 33).
en ce que le tube de refroidissement de tige (30) comporte une collerette de tube (34) maintenue directement ou indirectement serrée par la tige de traction (17) soit contre une oreille de fixation (25) que présente le fût de cylindre (71) ou la culasse supérieure (10), soit contre le carter de transmission (8). 4. Double-acting expansion cylinder according to claim 2, characterized in this that the rod cooling tube (30) has a tube flange (34) held directly or indirectly tightened by the pull rod (17) either against a fixing ear (25) presented by the cylinder barrel (71) or the upper cylinder head (10), or against the transmission housing (8).
en ce que la collerette de tube (34) est maintenue serrée par la tige de traction (17) contre l'oreille de fixation (25) par l'intermédiaire d'un raccord Banjo (38) qui comporte au moins un conduit radial de raccord (39) relié à la source de fluide de refroidissement (40) d'une part, et communiquant avec l'intérieur du tube de refroidissement de tige (30) d'autre part. 5. Double-acting expansion cylinder according to claim 4, characterized in this that the tube collar (34) is held tight by the pull rod (17) against the fixing ear (25) via a Banjo fitting (38) Who comprises at least one radial connection conduit (39) connected to the source of fluid cooling (40) on the one hand, and communicating with the interior of the tube of rod cooling (30) on the other hand.
en ce qu'une rehausse d'isolation thermique (68) est intercalée entre la collerette de tube (34) et l'oreille de fixation (25), ladite rehausse (68) étant traversée de part en part dans le sens de sa longueur par un tunnel de rehausse (69) dans lequel est logée la tige de traction (17) et le tube de refroidissement de tige (30) qui l'enveloppe de façon étanche cependant que la plus grande part possible de la surface externe dudit tube (30) ne touche pas la paroi interne du tunnel de rehausse (69) de sorte à définir avec cette dernière paroi un espace vide. 6. Double-acting expansion cylinder according to claim 4, characterized in this that a thermal insulation extension (68) is inserted between the flange of tube (34) and the fixing ear (25), said extension (68) being crossed of part in part in the direction of its length by an extension tunnel (69) in which is housed the traction rod (17) and the cooling tube stem (30) which envelops it in a watertight manner while the greater part possible of the external surface of said tube (30) does not touch the internal wall of extension tunnel (69) so as to define with this last wall a space empty.
en ce que le tube de refroidissement de tige (30) comporte au moins un renflement de tube (35) constitué d'une portion axiale dudit tube (30) dont le diamètre est sensiblement équivalent voire légèrement supérieur à celui du tunnel de tige (14) dans lequel il est logé. 7. Double-acting expansion cylinder according to claim 2, characterized in this that the rod cooling tube (30) has at least one bulge tube (35) consisting of an axial portion of said tube (30) whose diameter East substantially equivalent or even slightly superior to that of the rod tunnel (14) in which it is housed.
en ce que le tube de refroidissement de tige (30) comporte au moins une restriction de diamètre de tube (36) constituée d'une portion axiale dudit tube (30) dont le diamètre est sensiblement équivalent voire légèrement inférieur à celui du corps de la tige de traction (17). 8. Double-acting expansion cylinder according to claim 2, characterized in this that the rod cooling tube (30) has at least one restriction of tube diameter (36) consisting of an axial portion of said tube (30) of which THE
diameter is substantially equivalent or even slightly less than that of the pull rod body (17).
en ce que le tube de refroidissement de tige (30) comporte au moins un trou de communication radial (37) qui permet au fluide de refroidissement (31) de pénétrer dans ledit tube (30), ou de s'en échapper. 9. Double-acting expansion cylinder according to claim 2, characterized in this that the rod cooling tube (30) has at least one hole radial communication (37) which allows the cooling fluid (31) to penetrate into said tube (30), or escape therefrom.
en ce que la tige de traction (17) est creuse pour former un canal interne de refroidissement de tige aménagé dans la longueur de ladite tige (17), ledit canal débouchant axialement ou radialement de ladite tige (17) tandis qu'un fluide de refroidissement (31) provenant d'une source de fluide de refroidissement (40) peut circuler dans ledit canal. 10. Double-acting expansion cylinder according to claim 1, characterized in this that the traction rod (17) is hollow to form an internal channel of rod cooling arranged in the length of said rod (17), said channel opening axially or radially from said rod (17) while a cooling fluid (31) from a cooling fluid source cooling (40) can circulate in said channel.
en ce qu'une chambre de pression (44) reliée à une source d'air sous pression (45) est fixée sur le portique de centrage (22) ou aménagée sur ou dans ce dernier tandis qu'une tige supérieure de piston (47) qui prolonge le piston détendeur à
double effet (2) du coté de la chambre à gaz chauds supérieure (12) traverse la culasse supérieure (10) via un orifice de tige supérieure (43) arnénagé
dans ladite culasse (10) et via un orifice d'accès à la chambre (52) traversant le portique de centrage (22) pour déboucher dans la chambre de pression (44) de sorte que l'extrémité de ladite tige (47) qui est la plus éloignée dudit piston (2) reste toujours plongée dans ladite chambre (44) quelle que soit la position dudit piston (2). 11. Double-acting expansion cylinder according to claim 1, characterized in this that a pressure chamber (44) connected to a source of pressurized air (45) is fixed on the centering gantry (22) or arranged on or in the latter while an upper piston rod (47) which extends the expansion piston has double acting (2) on the side of the upper hot gas chamber (12) crosses the upper cylinder head (10) via an upper rod orifice (43) arranged In said cylinder head (10) and via an access port to the chamber (52) passing through the centering gantry (22) to open into the pressure chamber (44) of so that the end of said rod (47) which is farthest from said piston (2) always remains immersed in said chamber (44) whatever the position of said piston (2).
en ce que le carter de transmission (8) est coiffé d'une platine de centrage et d'étanchéité (53) percée d'un orifice d'accès aux moyens de transmission (54) au travers duquel passe la tige inférieure de piston (46) pour être reliée aux moyens de transmission (3), ladite platine (53) étant rigidement fixée sur ledit carter (8). 12. Double-acting expansion cylinder according to claim 1, characterized in this that the transmission casing (8) is covered with a centering plate and seal (53) pierced with an access orifice to the transmission means (54) through which the lower piston rod (46) passes to be connected to the transmission means (3), said plate (53) being rigidly fixed on said housing (8).
en ce que l'orifice d'accès à la chambre (52) coopère avec - ou comporte - des moyens d'étanchéité de tige (55) qui réalisent une étanchéité entre ledit orifice (52) et la tige supérieure de piston (47). 13. Double-acting expansion cylinder according to claim 11, characterized in that the access orifice to the chamber (52) cooperates with - or includes -rod sealing means (55) which provide a seal between said orifice (52) and the upper piston rod (47).
en ce que l'orifice d'accès aux moyens de transmission (54) coopère avec - ou comporte - des moyens d'étanchéité de tige (55) qui réalisent une étanchéité
entre ledit orifice (54) et la tige inférieure de piston (46). 14. Double-acting expansion cylinder according to claim 12, characterized in that the access port to the transmission means (54) cooperates with - or comprises - rod sealing means (55) which provide a seal between said orifice (54) and the lower piston rod (46).
en ce que les moyens d'étanchéité de tige (55) coopèrent avec une bague de guidage de tige (62) logée à l'intérieur ou en dehors de la chambre à
circulation d'huile (58). 16. Double-acting expansion cylinder according to claim 15, characterized in that the rod sealing means (55) cooperate with a ring of rod guide (62) housed inside or outside the chamber oil circulation (58).
en ce que les moyens inférieurs de centrage du cylindre (20) et/ou les moyens supérieurs de centrage du cylindre (21) sont constitués d'un disque élastique de centrage (63) pouvant être percé en son centre d'un trou de disque (64) au travers duquel passe respectivement la tige inférieure de piston (46) ou une tige supérieure de piston (47) tandis que sa périphérie constitue une collerette de fixation de disque (65) fixée de manière étanche respectivement sur le carter de transmission (8) etlou sur le portique de centrage (22). 17. Double-acting expansion cylinder according to claim 1, characterized in this that the lower means for centering the cylinder (20) and/or the means upper centering cylinder (21) consists of an elastic disc centering (63) which can be pierced in its center with a disc hole (64) at the through which the lower piston rod (46) or a upper piston rod (47) while its periphery constitutes a collar disc fixing device (65) fixed in a sealed manner respectively on the transmission housing (8) and/or on the centering gantry (22).
en ce que la platine de centrage et d'étanchéité (53) porte les moyens inférieurs de centrage du cylindre (20) lesquels sont constitués d'un disque élastique de centrage (63) dont la périphérie forme une collerette de fixation de disque (65) fixée de manière étanche sur ladite platine (53), ledit disque (63) étant percé
en son centre d'un trou de disque (64) au travers duquel passe la tige inférieure de piston (46) sans toucher ledit disque (63), le bord du trou de disque (64) présentant un patin de contact (67) circulaire qui est maintenu en contact étanche avec un cône de centrage et d'étanchéité (66) que présente la culasse inférieure (9), ledit cône (66) pouvant être mâle ou femelle, et le contact entre ledit patin (67) et ledit cône (66) ayant pour effet de déformer axialement et depuis son centre le disque élastique de centrage (63). 18. Double-acting expansion cylinder according to claim 12, characterized in what the centering and sealing plate (53) carries the lower means centering of the cylinder (20) which consist of an elastic disk of centering (63) whose periphery forms a disc fixing collar (65) fixed in a sealed manner on said plate (53), said disk (63) being perforated in its center a disc hole (64) through which the rod passes lower piston (46) without touching said disc (63), the edge of the hole disc (64) having a circular contact pad (67) which is held in sealed contact with a centering and sealing cone (66) presented by the lower yoke (9), said cone (66) being able to be male or female, and the contact between said pad (67) and said cone (66) having the effect of deforming axially and from its center the elastic centering disc (63).
en ce que les moyens supérieurs de centrage du cylindre (21) sont constitués d'un disque élastique de centrage (63) dont la périphérie forme une collerette de fixation de disque (65) fixée de manière étanche sur le portique de centrage (22), ledit disque (63) étant percé en son centre d'un trou de disque (64) dont le bord présente un patin de contact (67) circulaire qui est maintenu en contact étanche avec un cône de centrage et d'étanchéité (66) que présente la culasse supérieure (10), ledit cône (66) pouvant être mâle ou femelle, et le contact entre ledit patin (67) et ledit cône (66) ayant pour effet de défomier axialement et depuis son centre le disque élastique de centrage (63). 19. Double-acting expansion cylinder according to claim 1, characterized in this that the upper means for centering the cylinder (21) consist of a elastic centering disc (63) whose periphery forms a collar of disc attachment (65) tightly fixed to the centering gantry (22), said disc (63) being pierced in its center with a disc hole (64) of which the edge has a circular contact pad (67) which is held in contact waterproof with a centering and sealing cone (66) presented by the cylinder head upper (10), said cone (66) being able to be male or female, and the contact between said pad (67) and said cone (66) having the effect of deforming axially and from its center the elastic centering disc (63).
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