Machine à deux temps pour produire, dans un milieu gazeux, une réaction chimique
par compression adiabatique suivie d'une expansion adiabatique.
Le brevet principal donne la description d'un procédé pour produire, dans un milieu gazeux, une réaction chimique par compression adiabatique suivie d'une expansion adiabatique dans un cylindre d'une machine à mouvement alternatif, procédé qui est carac térisé en ce que, pour entretenir le mouvement de ladite machine, on utilise l'énergie d'expansion d'un gaz moteur qu'on introduit sous pression dans ledit cylindre, à une pression inférieure à la pression maximum susceptible de s'établir dans ce cylindre au cours d'un cycle de la machine.
Le brevet principal donne aussi la description d'une machine à deux temps pour la mise en oeuvre dudit procédé, qui est caractérisée en ce qu'elle comprend un cylindre dans lequel est monté un piston limitant au moins un espace de travail dans ce cylindre, ce dernier présentant des orifices d'admission pour les agents devant subir ladite réaction chimique, d'échappement pour les produits de cette réaction et d'admission pour ledit gaz moteur.
Dans une forme d'exécution décrite dans le brevet principal, le cylindre est fermé à ses extrémités et est mobile axialement par rapport à un bâti de cette machine, de même que le piston. Ainsi, cette forme d'exécution comporte un espace de travail de chaque côté du piston. Une partie du bâti sur lequel le ey- lindre se déplace présente des orifices corres- pondant aux orifices d'admission et d'éehappe- ment du cylindre et communiquant avec divers conduits.
La machine faisant l'objet de la présente invention présente toutes les caractéristiques de ladite forme d'exécution. Elle est, en outre, caractérisée en ce que ledit cylindre a extérieurement la forme d'qui cylindre de révolution, et en ce que le bâti de la machine comporte un support de cylindre de forme correspondante, le centre de gravité du cylindre se trouvant au-dessous de l'axe horizontal de sa surface extérieure. Le cylindre est ainsi empêché de tourner dans son support autour de son axe horizontal.
Le dessin'annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de la machine faisant l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue en coupe longitudi- nale verticale de ladite forme d'exécution.
La fig. 2 en est une vue en coupe transversale verticale selon II-II de la fig. 1, et
la fig. 3 en est une vue en coupe transversale verticale selon III-III de la fig. 1.
La machine représentée comporte un bâti 1 dans lequel est montée une chemise 2, cy- lindrique à l'intérieur, qui contient un cylindre mobile 3. Une chambre à gaz 6, disposée à l'intérieur et à la partie supérieure du bâti, communique avec une tubulure d'admission du gaz à traiter dans la machine. Cette chambre à gaz communique avec une lumière d'admission 7 de la, chemise 2 du cylindre. De plus, une chambre à gaz 9 est ménagée a, l'in- térieur du bâti, à sa partie inférieure et communique avec un tuyau d'échappement du gaz traité, ainsi qu'avec deux lumières d'échappement 10 et 10'de la chemise 2.
Le bâti contient encore deux autres chambres 12a et 12b qui communiquent entre elles par un canal de communication 12 et qui servent à faire arriver un fluide auxiliaire qui, en se détendant, peut fournir l'énergie nécessaire pour maintenir la machine en mouvement et qui, de plus, contribue à établir la température voulue sous une certaine compression. Le fluide auxiliaire choisi est souvent de la vapeur.
Il arrive par une tubulure 16 et peut passer par trois paires de lumières correspon- dantes 17a, 17a', 18a et, placées symétriquement, 17b, 17b'et 18b (ces trois dernières n'étant pas représentés), à partir de chacune des chambres 12a et 12b jusque dans l'espace limité par la chemise 2.
Le cylindre mobile 3 comporte les lumières suivantes : une lumière d'admission 8 pour le fluide gazeux à traiter, deux lumières d'échap- pement 11 et 11'pour le fluide traité et pour le gaz auxiliaire et trois paires de lumières 15a, 15a', 14a et 15b, 15b'et 14b pour l'arrivée du gaz auxiliaire. La lumière d'admission 8, les lumières d'échappement 11, 11'et les lumières 15a, 15a', 15b et 15b'pour le gaz auxiliaire sont situées au-dessus du plan horizontal passant par l'axe des surfaces intérieure et extérieure du cylindre. Seules les lumières 14a et 14b pour le gaz auxiliaire se trouvent au-dessous de ce plan.
Il est évident que, dans ces conditions, le centre de gravité du cylindre se trouve au-dessous du plan horizontal passant par son axe et, par conséquent, lorsque ce cylindre se déplace axialement dans la chemise 2, il n'a pas tendance à tourner autour de son axe, d'où il résulterait : que les diverses lumières ne se trouveraient pas dans les positions respectives voulues pour pouvoir établir la communication avec les diverses chambres du bâti.
Le cylindre 3 se compose de deux portions 3a et 3b qui comportent chacune une culasse de cylindre et une partie de la paroi du cy- lindre qui s'y raccorde. Etant donné que la partie de la paroi du cylindre de la portion 3a est assez courte et que la portion 3b est assez longue, le joint vissé 4 entre les deux portions se trouve entre les lumières 8, 11, 11'd'un côté et 14a, 15a et 15a'de l'autre.
Cette construction présente certains avantages par rapport à celle selon laquelle les culasses du cylindre seraient montées dans une paroi de cylindre en une seule pièce. Le joint entre une culasse du cylindre et la paroi du cylin- dre d'une machine ainsi construite subirait des efforts considérables du fait des fortes pressions susceptibles de s'établir dans le ey- lindre à la fin de la compression.
La paroi du cylindre se prolonge au-delà des culasses de façon à former à ses extrémi- tés des rebords 19 en saillie qui contribuent notablement à augmenter la rigidité des extrémités du cylindre.
Les cavités formées par ces rebords en saillie peuvent avantageusement avoir la forme d'un hexagone destiné à recevoir une clé permettant de visser les portions 3a et 3b l'une sur l'autre.
Un piston 5 est mobile librement dans le cylindre 3. La lubrification du piston et du cylindre s'effectue au moyen de rainures de graissage pratiquées en des points appropriés des surfaces intérieures de la chemise 2 et du cylindre 3.
Le fonctionnement de la machine décrite est le même que celui de la machine dont il a été question au début de la présente description et qui a été décrit dans le brevet princi- pal :
Le piston 5 et le cylindre 3 sont toujours mobiles en sens opposés et chacun d'eux effee- tue un mouvement de va-et-vient par rapport à sa position centrale, les amplitudes des mouvements respectifs de ces organes étant inversement proportionnelles à leurs masses respec- tives. Une détente et une compression se produisent alternativement dans chacun des espaces situés des deux côtés du piston.
Si on suppose que le piston est dans sa position de fin de course à droite et que, par suite, le cy- lindre est dans sa position de fin de course à gauche, le côté gauche du cylindre communique par la lumière d'admission 8 et les lumières d'échappement 11 et 11'ouvertes avec la chambre à gaz 6 et avec la chambre à gaz 9.
Le gaz à traiter sortant de la chambre à gaz 6 chasse le mélange traité qui se trouve dans le côté gauche du cylindre jusque dans la chambre à gaz 9 et balaie ledit côté du cylindre. Lorsque le piston vient ensuite vers la gauche, les lumières 8, 11 et 11'se ferment et le gaz qui se trouve dans le côté gauche du cylindre est comprimé.
Au cours de cette compression, le mouvement du cylindre 3 fait communiquer les lumières 14a, 15a et 15a' avec les lumières 18a, 17a et 17a'de façon à laisser pénétrer dans le cylindre du gaz auxi- liaire sous une pression supérieure à celle de la compression atteinte à ce moment et, une fois ces lumières refermées, le gaz auxiliaire est comprimé davantage encore avec le gaz à traiter, jusqu'à ce que la compression finale soit atteinte et que les mouvements du piston et du cylindre soient renversés. Au cours de la course de détente suivante, les lumières leva, 15a et 15a's'ouvrent de nouveau à un certain moment et permettent ainsi à une nouvelle quantité de gaz auxiliaire de pénétrer dans le cylindre.
A la fin de cette course, les lumières d'admission et d'échappement s'ouvrent de nouveau et le cycle recommence du côté considéré. Il en est de même de l'autre coté du piston, de telle sorte que lorsque la compression se produit dans le côté gauche du cylindre, la détente se produit dans son côté droit, et inversement.
Le gaz auxiliaire peut avoir à remplir une double fonction:
En premier lieu, si le rapport Cp/C@ du gaz 0, auxiliaire arrivant dans le cylindre pendant la compression est plus grand que celui du gaz à traiter, il en résulte que la température finale qui s'établit au cours de la compression est plus élevée que si ce gaz n'était pas fourni au cylindre. En second lieu, le gaz auxiliaire qui arrive dans le cylindre pendant la course de compression et pendant la course de détente fournit de l'énergie qui peut être nécessaire pour maintenir la machine en marche.
Plusieurs avantages résultent de la forme de cylindre de révolution donnée au. cylindre mobile. En particulier, le cylindre peut se composer de deux portions comportant ehacune une des culasses ducyUndre et une partie de la paroi du cylindre, et ces deux portions du cylindre sont faciles'à réunir au moyen d'un joint vissé formé dans la paroi du cylindre.