Dispositif de refroidissement des pistons d'un moteur à combustion interne par circulation d'iin liquide. L'objet de l'invention est un dispositif de refroidissement, par circulation d'un liquide traversant des tubes télescopiques, des pistons d'un moteur à combustion interne dans lequel les pistons se meuvent deux à deux, à chaque instant, en sens inverses, caractérisé, d'une part, par une tubulure qui met en communi cation directe les tubes télescopiques d'amenée dit liquide à deux pistons se mouvant en sens inverse et qui est reliée à un collecteur d'amenée du liquide, et, d'autre part,
en ce que les tubes télescopiques de sortie des mêmes pistons sont mis séparément en communication avec des tuyaux d'évacuation à la naissance desquels sont prévus des ré cepteurs propres à éviter les à-coups.
On connaît des dispositifs de refroidisse ment qui permettent de faire entrer le liquide dans la chambre de réfrigération d'un piston par un tube télescopique et de le faire sortir par un autre tube télescopique; le premier de ces tubes est en général en communication avec un collecteur d'alimentation sous pression qui distribue le liquide aux pistons de divers cylindres d'un moteur; le second est en communication avec un tuyau d'évacuation qui déverse généralement le liquide dans un entonnoir placé en un point de la salle de la machine oû le personnel peut aisément surveiller la régularité du débit du liquide et mesurer sa température.
Dans le cas de moteurs d'une certaine importance, le collec teur de liquide sous pression et les tuyaux d'évacuation des divers pistons ont naturelle ment un développement assez considérable.
On sait que, dans les tuyauteries de ces dispositifs, il -se produit fréquemment des sur- pressions importantes qui ont les inconvénients suivants : élévation de la pression qu'il est nécessaire d'entretenir dans le collecteur d'alimentation, fuites aux joints télescopiques, et parfois coups de bélier qui peuvent pro voquer la destruction des tuyauteries.
Ces inconvénients s'expliquent par le fait que la contenance des tubes télescopiques varie à chaque instant par suite du mouve ment relatif des deux parties qui les consti tuent. Il en résulte que, dans les tuyauteries, se superposent deux mouvements du liquide:
1 le mouvement principal, qui est un écoule ment allant du collecteur d'alimentation aux tuyaux d'évacuation; 2 un mouvement para site, qui est un mouvement de flux et reflux causé par les variations alternatives de con tenance des tubes télescopiques; ce mouve ment de flux et reflux ne se produit pas libre ment parce qu'il doit vaincre l'inertie du li quide contenu dans le collecteur d'alimentation et dans les tuyaux d'évacuation; il en résulte la production de surpressions et de dépressions alternatives qui peuvent être parfois fort im portantes et qui provoquent les inconvénients signalés précédemment.
L'invention, quia pour but de supprimer ces inconvénients, peut s'appliquer à tous les moteurs où, pour ce qui est du refroidissement, chaque piston peut être associé à un autre ayant à chaque instant un mouvement en sens opposé. En d'autres termes elle peut s'appliquer soit aux moteurs ayant un nombre pair de cylindres à un seul piston, les mani velles des divers cylindres étant deux à deux calées 180 l'une de l'autre, soit aux moteurs à deux pistons par cylindre (ou moteurs à pistons opposés) .quel que soit le nombre de leurs cylindres.
La tubulure reliant directement les tubes télescopiques d'amenée de deux pistons se mouvant en sens inverse peut être un tuyau relativement gros et court, qui est lui-même en communication avec le collecteur d'ali mentation; ce tuyau de liaison des deux tubes télescopiques peut être court parce que lesdits pistons sont peu éloignés l'un de l'autre; dans le cas des cylindres à un seul piston, les cylindres dont les manivelles sont calées à 180 sont généralement placés côte-côte, et, dans le cas des moteurs à pistons opposés, les pistons sont placés dans le même cylindre.
Le mouvement du flux et du reflux provoqué par les deux tubes télescopiques d'entrée ne se propage plus que dans le tuyau les re liant puisque l'augmentation de contenance de l'un est égale à la diminution de con tenance de l'autre; l'inertie à vaincre en est diminuée, de sorte qu'il ne se produit que de faibles surpressions et dépressions.
Les tubes télescopiques de sortie ne peuvent pas être réunis, parce qu'il y a intérêt à ne pas mélanger les liquides sortant de chaque piston, afin de pouvoir contrôler séparément, pour chacun d'eux, la régularité du débit et l'élévation de température.
Les récepteurs dont sont pourvus les tuyaux d'évacuation à leur naissance peuvent être constitués par un cylindre unique dans lequel se déplace librement un piston léger; l'augmentation de contenance d'un tube téles copique étant égale à la diminution de con tenance de l'autre, provoque le déplacement du piston; le mouvement de flux et de reflux n'a plus à vaincre qu'une inertie réduite et les surpressions et dépressions du fluide sont réduites.
Ces récepteurs peuvent aussi être cons titués par des cloches à air. L'application de telles cloches pour la régularisation de courants liquides est connue; elle est fré quemment inefficace parce que le flux liquide entraine l'air des cloches. Les cloches peuvent être maintenues remplies d'air par une petite canalisation d'air sous pression et des pré cautions peuvent être prises pour empêcher l'introduction de cet air dans les pistons du moteur où il ferait obstacle à la réfrigération.
Dans ce but, la cloche à air dont la partie supérieure communique avec un collecteur d'air sous pression, est intercalée dans la conduite d'évacuation de façon que la partie de celle-ci qui est en amont d'elle y débouche dans sa partie inférieure et que la partie qui est en aval en parte d'un niveau intermédiaire; dans le cas où le liquide reflue vers le piston, son niveau dans la cloche vient au-dessous de l'orifice du tuyau d'évacuation et l'air en excédant trouve un chemin facile pour s'écouler.
Le dessin annexé montre, à titre d'exemple, deux formes d'exécution de l'objet de l'in vention adaptées à deux des cylindres d'iin moteur constitué par un nombre- pair de cylindres à piston unique dont les manivelles sont calées deux à deux à 180 l'une de l'autre. L'application à un moteur à pistons opposés se ferait exactement de la même manière.
La fig. 1 représente un dispositif dans lequel les récepteurs sont constitués par un cylindre avec piston, tandis que la fig. 2 re présente un dispositif dans lequel les récep teurs sont constitués par des cloches à air.
Les pistons<I>P et</I> P1 se déplacent respecti vement dans des cylindres<I>C et<B>CI;</B></I> les mouve ments de ces pistons sont à chaque instant opposés l'un à l'autre, les manivelles corres pondantes étant calées à 180 l'une de l'autre.
L'eau de refroidissement est amenée par un collecteur d'alimentation. 1 aux différents pistons du moteur en passant dans des tuyaux 2 et 21 qui font communiquer les parties fixes 3 et 31 des tubes télescopiques d'entrée de l'eau aux pistons<I>P et</I> Pt; dans ces parties fixes coulissent les parties mobiles 4 et 4' des tubes télescopiques. Les tubes télescopiques de sortie de l'eau des pistons P et PZ com prennent, de même, des parties mobiles 5 et 51 et des parties fixes 6 et 6'.
Dans le dispositif représenté à la fig. 1, ces tubes de sortie sont reliés respectivement par des tuyaux 7 et 71 à la fois aux tuyaux d'évacuation 10 et 10' et aux extrémités d'un cylindre divisé en deux chambres 8 et 81 séparées par un piston mobile 9 qui se dé place sous l'influence du flux ou du reflux agissant dans les tuyaux 7 et 71.
L'examen de la fig. 1 montre bien que le mouvement de flux et rcflux provoqué par des tubes télescopiques ne s'exerce ni dans le collecteur d'alimentation, ni dans les- tuyaux d'évacuation du liquide; ce mouvement s'exerce en effet seulement dans les tubes télescopiques, dans les tuyaux de communication 2 et 2', dans les tuyaux 7 et 7' et dans les récep teurs constitués par le cylindre 8 et le piston 9 ; par suite, les surpressions et les dépressions sont faibles. Le rôle du piston 9 est d'em pêcher le mélange des liquides de refroidisse ment pour les deux pistons, ce qui permet de contrôler la circulation d'eau pour chaque piston.
Dans le dispositif représenté à la fig. 2, les tubes de sortie sont en communication directe avec la partie inférieure de cloches 11 et 111; celles-ci communiquent par leur partie supérieure avec un collecteur d'air sous pression 12; les tuyaux d'évacuation 10 et 101 dé bouchent dans les cloches à un niveau inter médiaire.
Dans le cas de la fig. 2, la compensation des variations de volume provoquées par le mouvement des tubes télescopiques de sortie est assurée par la compressibilité de l'air qui se trouve toujours dans les cloches.
Il n'est pas indispensable d'avoir un appareil spécial pour comprimer l'air des cloches; on peut utiliser les appareils que comportent normalement les moteurs, c'est-à- dire, les compresseurs d'insufflation et les pompes de balayage.
Device for cooling the pistons of an internal combustion engine by circulating liquid iin. The object of the invention is a device for cooling, by circulating a liquid passing through telescopic tubes, the pistons of an internal combustion engine in which the pistons move two by two, at each moment, in opposite directions. , characterized, on the one hand, by a pipe which puts in direct communication the telescopic supply tubes said liquid with two pistons moving in the opposite direction and which is connected to a liquid supply manifold, and, of somewhere else,
in that the telescopic outlet tubes of the same pistons are placed separately in communication with discharge pipes at the beginning of which are provided receivers suitable for avoiding jolts.
Cooling devices are known which allow the liquid to enter the refrigeration chamber of a piston through a telescopic tube and to release it through another telescopic tube; the first of these tubes is generally in communication with a pressurized supply manifold which distributes the liquid to the pistons of various cylinders of an engine; the second is in communication with a discharge pipe which generally discharges the liquid into a funnel placed at a point in the machine room where the personnel can easily monitor the regularity of the liquid flow and measure its temperature.
In the case of engines of a certain size, the pressurized liquid manifold and the discharge pipes of the various pistons naturally have a fairly considerable development.
It is known that, in the pipes of these devices, it frequently produces significant overpressures which have the following drawbacks: rise in pressure which it is necessary to maintain in the supply manifold, leaks at the telescopic joints. , and sometimes water hammer which can lead to the destruction of the pipes.
These drawbacks are explained by the fact that the capacity of the telescopic tubes varies at each moment as a result of the relative movement of the two parts which constitute them. It follows that, in the pipes, two movements of the liquid are superimposed:
1 the main movement, which is a flow from the supply manifold to the discharge pipes; 2 a para site movement, which is an ebb and flow movement caused by the alternating variations in the content of the telescopic tubes; this ebb and flow movement does not occur freely because it has to overcome the inertia of the liquid contained in the supply manifold and in the discharge pipes; this results in the production of alternating overpressures and depressions which can sometimes be very significant and which cause the drawbacks mentioned above.
The invention, which aims to eliminate these drawbacks, can be applied to all engines where, as regards cooling, each piston can be associated with another having at each moment a movement in the opposite direction. In other words, it can be applied either to engines having an even number of single-piston cylinders, the cranks of the various cylinders being two by two wedged 180 from each other, or to two-piston engines. per cylinder (or opposed piston engines) whatever the number of their cylinders.
The tubing directly connecting the telescopic supply tubes of two pistons moving in the opposite direction can be a relatively large and short pipe, which is itself in communication with the supply manifold; this connecting pipe of the two telescopic tubes can be short because said pistons are not very far from one another; in the case of single piston cylinders, cylinders with cranks set at 180 are generally placed side-to-side, and in the case of opposed piston engines, the pistons are placed in the same cylinder.
The movement of the ebb and flow caused by the two telescopic inlet tubes only propagates in the pipe connecting them since the increase in capacity of one is equal to the decrease in capacity of the other; the inertia to be overcome is reduced, so that only slight overpressures and depressions occur.
The telescopic outlet tubes cannot be joined together, because it is advantageous not to mix the liquids coming out of each piston, in order to be able to separately control, for each of them, the regularity of the flow and the rise of temperature.
The receivers with which the discharge pipes are fitted at their birth may consist of a single cylinder in which a light piston moves freely; the increase in capacity of one teles-copic tube being equal to the decrease in capacity of the other, causes displacement of the piston; the movement of ebb and flow only has to overcome a reduced inertia and the overpressures and depressions of the fluid are reduced.
These receivers can also be constituted by air bells. The application of such bells for the regulation of liquid streams is known; it is frequently ineffective because the liquid flow carries the air from the bells. The bells can be kept filled with air by a small line of pressurized air and precautions can be taken to prevent the introduction of this air into the engine pistons where it would obstruct refrigeration.
For this purpose, the air bell, the upper part of which communicates with a pressurized air manifold, is interposed in the discharge pipe so that the part of the latter which is upstream from it opens into its lower part and that the part which is downstream from an intermediate level; in the event that the liquid flows back to the piston, its level in the bell comes below the orifice of the discharge pipe and the excess air finds an easy path to drain.
The appended drawing shows, by way of example, two embodiments of the object of the invention adapted to two of the cylinders of an engine consisting of an even number of single piston cylinders the cranks of which are wedged. two by two at 180 from each other. Application to an opposing piston engine would be done in exactly the same way.
Fig. 1 shows a device in which the receivers consist of a cylinder with a piston, while FIG. 2 re presents a device in which the receivers are constituted by air bells.
The pistons <I> P and </I> P1 move respectively in cylinders <I> C and <B> CI; </B> </I> the movements of these pistons are at all times opposed to the to each other, the corresponding cranks being wedged 180 from each other.
The cooling water is supplied by a feed manifold. 1 to the various pistons of the engine passing through pipes 2 and 21 which communicate the fixed parts 3 and 31 of the telescopic water inlet tubes to the <I> P and </I> Pt pistons; in these fixed parts slide the movable parts 4 and 4 'of the telescopic tubes. The telescopic water outlet tubes of the pistons P and PZ also include moving parts 5 and 51 and fixed parts 6 and 6 '.
In the device shown in FIG. 1, these outlet tubes are respectively connected by pipes 7 and 71 both to the discharge pipes 10 and 10 'and to the ends of a cylinder divided into two chambers 8 and 81 separated by a movable piston 9 which is released. place under the influence of ebb or flow acting in pipes 7 and 71.
Examination of fig. 1 clearly shows that the movement of flow and rcflux caused by telescopic tubes is exerted neither in the supply manifold, nor in the liquid discharge pipes; this movement is in fact only exerted in the telescopic tubes, in the communication pipes 2 and 2 ', in the pipes 7 and 7' and in the receivers formed by the cylinder 8 and the piston 9; consequently, the overpressures and the depressions are weak. The role of the piston 9 is to prevent the mixture of coolants for the two pistons, which makes it possible to control the flow of water for each piston.
In the device shown in FIG. 2, the outlet tubes are in direct communication with the lower part of bells 11 and 111; these communicate through their upper part with a pressurized air manifold 12; the evacuation pipes 10 and 101 are blocked in the bells at an intermediate level.
In the case of fig. 2, the compensation of the variations in volume caused by the movement of the telescopic outlet tubes is ensured by the compressibility of the air which is still in the bells.
It is not essential to have a special device to compress the air in the bells; it is possible to use the apparatus normally included in motors, that is to say, insufflation compressors and scavenging pumps.