EP0028224A1 - Machine tandem a pistons libres opposes. - Google Patents
Machine tandem a pistons libres opposes.Info
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- EP0028224A1 EP0028224A1 EP80900774A EP80900774A EP0028224A1 EP 0028224 A1 EP0028224 A1 EP 0028224A1 EP 80900774 A EP80900774 A EP 80900774A EP 80900774 A EP80900774 A EP 80900774A EP 0028224 A1 EP0028224 A1 EP 0028224A1
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- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- external
- pistons
- compressor
- cylinders
- engine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B71/00—Free-piston engines; Engines without rotary main shaft
- F02B71/04—Adaptations of such engines for special use; Combinations of such engines with apparatus driven thereby
- F02B71/06—Free-piston combustion gas generators per se
Definitions
- the invention relates to tandem machines with opposite free pistons comprising at least two groups of piston-cylinder engines arranged parallel one beside the other and at least two compressor elements, each of these groups piston-cylinder engine comprising two cylinders aligned in each of which work two opposite engine pistons, the two outer engine pistons of each group being connected to compression pistons by means of external crosspieces fixed to each other by at least one connecting element, of so that an external moving element is thus formed, while the two internal driving pistons of each group are connected to each other and to other compressor pistons by an internal crosspiece to thereby form an internal moving element.
- the external mobile assembly is subjected to longitudinal vibrations created by the harmonics of the periodic forces as well as to bending vibrations created by asymmetries of operation in the piston-cylinder engine groups, these asymmetries being due mainly to differences in the combustion speed, the combustion advance, the condition of the injectors, etc.
- One of the parameters most unfavorably influencing the amplitude of these vibrations is the length of the lever arms by which the rods of the compressor pistons are connected to the above-mentioned external transverse pieces (crosspieces).
- the invention aims in particular to obtain a shortening of these lever arms and, consequently, a reduction in the amplitude of the aforementioned vibrations.
- the compressor pistons forming part of the external moving element are arranged outside the transverse parts of this element, while the driving pistons and the connecting element or elements forming part of this same moving element are located side inside said transverse parts.
- each of the transverse parts of the external mobile assembly is mounted, so as to be able to slide thereon, on a rod or a tube which extends between two fixed supports and which are located on either side of said piece, it is advantageous to fix the cylinders of the compressor pistons forming part of this movable assembly on the external support of said rod or of said tube.
- the external mobile assembly comprising two external crosspieces connected by at least one tie rod, each carrying four external engine pistons displaceable in four of said engine cylinders and two compressor pistons sliding in external compressor cylinders.
- One of the problems which then arises is constituted by the difference in intrinsic mass between the internal and external mobile equipment, which it is necessary to compensate for by adding masses which cause significant efforts on the synchronization means; another problem is constituted by the dimensions and the mass reached by the sleepers, which must transmit significant and alternating forces between compressor pistons and engine pistons.
- the invention also aims in this case to reduce the mass of each of the crews, by acting in particular on that of the sleepers which constitutes an important element thereof, and to balance these masses as much as possible intrinsically.
- - fig. 1 is a schematic view, in longitudinal section. the, of a machine having a "flat" configuration
- - fig. 2 is a cross section of a machine constituting a variant
- - fig. 3 similar to a fraction of fig. 1, shows another variant
- - fig. 4 similar to fig. 2 is a block diagram showing the arrangement of the axes of the driving cylinders and the compression cylinders of yet another variant.
- the machine illustrated in fig. 1 comprises two groups of engine piston-cylinders A and B but it could comprise a larger number of groups of engine piston-cylinders. Each of these groups has two aligned engine cylinders 1 and 2. In each of these cylinders work two opposite engine pistons 3, 4 and 5, 6. Each of these cylinders is surrounded by sweeping and exhaust breeches communicating with the delimited compartment by the pistons by means which are only shown very schematically on one of the cylinders 1.
- the machine further comprises eight compressor cylinders 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 in which the compressor pistons 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 work.
- the compressor cylinders are advantageously arranged in such a way that the compressor pistons operate with double effect.
- the suction and discharge valves which are located on both sides of the compressor cylinders are not shown in fig. 1, their arrangement being conventional.
- the movable members can be viewed as distributed between an exterior crew and an interior crew.
- the external engine pistons 3 and 6 of the two groups of engine piston-cylinders A and B as well as the compressor pistons 15, 16, 17, 18 of the external compressor cylinders 7, 8, 9, 10 are part of the external moving element in the axial direction.
- the rods of these engine and compressor pistons are fixed on external crosspieces 23, 24, connected by two rods or tie rods 25, 26.
- the transverse parts 23, 24 are mounted, so as to be able to slide thereon on rods or tubes 27, 28 which are fixed on either side of these transverse parts on fixed supports 29, 30 and 31, 32 which form part of the frame of the machine.
- each of the parts 23 and 24 is fixed to a corresponding section of rod or tube which slides in two bearings fixed to the frame of the machine, each placed on one side of the part.
- the compressor elements of the external movable element are arranged on the external side of the parts 23, 24, while the external engine pistons 3 and 6 of this same moving element as well as the connecting rods 25 and 26 are located between the crosspieces 23, 24, that is to say on the interior side of these parts.
- the compressor cylinders 7, 8 and 9, 10 in which the compressor pistons 15, 16, 17, 18 forming part of the external moving assembly work are fixed respectively to the parts 29 and 31 of the frame of the machine on which are also fixed the outer ends of the rods or tubes 27, 28.
- the interior mobile assembly comprises the interior engine pistons 4 and 5 of the two engine piston-cylinder groups A and B as well as the compressor pistons 19, 20, 21, 22.
- the rods of all these engine pistons and compressors are fixed on a cross-member interior 33 in which are formed openings 34, 35 for the free passage of the tie rods 25, 26 of the external movable assembly.
- the compressor cylinders 11, 12, 13, 14 in which the compressor pistons 19, 20, 21, 22 work are advantageously fixed on the outside of the part 36 of the frame inside which are the piston-engine cylinder groups. .
- the transverse part 33 of the internal moving part has a radial length greater than that from the transverse parts 23, 24 of the external moving part. Indeed, the minimum distance between the interior compressors and the axis is determined by the size of the sweeping and exhaust pants of the engine cylinders.
- the invention entails other advantages .
- This ease of assembly and disassembly is especially important for the valve plate of the compressor cylinders.
- the injectors of the engine cylinders are also easily accessible and therefore easy to disassemble.
- the air discharged by the external compressors 7, 8, 9, 10 can be cooled separately under very good conditions.
- the exterior of the frame which surrounds the piston-engine cylinder groups and on which only the compressor cylinders of the internal moving assembly are mounted offers space for the installation of injection controls which can thus be brought closer to the injectors .
- the variant illustrated in fig. 2, where the members corresponding to those of FIG. 1 bear the same reference number, comprises four groups of piston-engine cylinders: in this figure has been shown schematically the radial size of the breeches 37 for sweeping and exhausting the engines. It can be seen that the interior compressors 14 which are supported on the frame 36 cannot be closer to the axis than they are in FIG. 2, due in particular to the presence of the surrounding sweeping and exhaust pants the driving cylinders 2.
- FIG. 3 where the members corresponding to those of FIG.
- FIG. 1 still bear the same reference number, differs from that of FIG. 1 in that the external crew comprises only two compressor pistons 38 of which only one is shown.
- Each of these pistons 38 placed in the axis of the machine, moves in a compressor cylinder 39.
- the pistons 38 are, in the embodiment of FIG. 3, carried by rods 40 integral with the crosspieces 23, placed in extension of an axial tie rod 41 which replaces the tie rods 25 and 26 of FIG. 1.
- the rods 40 may be constituted by extensions of the tie rod 41 on which the crosspieces 23 are fixed.
- the rod 40 extends beyond the piston 38 and it can thus be supported by guide bearings 42 placed on either side of each cylinder 39.
- the axial tie rod 41 is, for its part, guided by two bearings 43 placed at near the sleepers and one of which is visible in fig. 3.
- the crosspieces 23 can then either be guided only by the axial tie rod 41 and the rods 40 which carry them and slide in the guide bearings 43 and 42, or be further guided by sliding on an even number of rods or fixed tubes 44 arranged symmetrically, as shown in dashes in fig. 3.
- Rods 44 can also guide the cross-member 33.
- the internal cross member 33 which, due to the forces to which it is subjected, will generally be machined in a single forged part, is fixed to an axial guide tube 45, carried by bearings (not shown ) separated from each other, by a distance at least equal to three times the diameter of the tube, and fixed to the frame.
- the cross member 33 comprises two opposite horizontal arms fixed to the rods of the pistons of the internal compressor cylinders 11-14. Two protrusions of the cross are attached to the rods of the eight pistons of the internal engine cylinders.
- the external mobile assembly comprises two external cross members 23 whose span can be made much smaller than that of the central cross member 33, which offers several advantages.
- central and external sleepers which has just been described has significant advantages compared to the arrangement which consists in placing the axes of the internal and external compressors in the same plane (FIG. 2).
- tandem machine which has just been described can work, either as a compressor in which the compressed air in the compressor cylinders is discharged to the outside, or, and preferably, as pressure gas autogenerator in which at least the most a large part of the compressed air in the compressor cylinders is used for sweeping and supercharging the engine cylinders in which the combustion gases expand only partially, so that a hot and pressurized mixture composed of combustion gases and purge air comes out of the exhaust openings of the engine cylinders, a mixture which can be used to drive a turbine.
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Abstract
Une machine tandem a pistons libres opposes comporte au moins deux groupes de pistons-cylindres moteurs (A et B) et des cylindres compresseurs et les parties mobiles de cette machine constituent deux equipages. Les cylindres compresseurs de l'equipage mobile exterieur sont disposes a l'exterieur de traverses (23, 24) sur lesquelles sont fixes les pistons moteurs et compresseurs exterieurs (3, 6, 15, 16, 17, 18) et qui sont reunies entre elles par des tiges de liaison (25, 26). La machine peut comporter plusieurs groupes moteurs et plusieurs groupes compresseurs, et constituer un autogenerateur de gaz.
Description
Machine tandem à pistons libres opposés
L'invention est relative à des machines tandem à pistons libres opposés comportant au moins deux groupes de pistons-cylindres moteurs disposés parallèlement l'un à côté de l'autre et au moins deux éléments compresseurs, chacun de ces groupes pistons-cylindres moteurs comprenant deux cylindres alignés dans chacun desquels travaillent deux pistons moteurs opposés, les deux pistons moteurs extérieurs de chaque groupe étant reliés à des pistons compresseurs par l'intermédiaire de traverses extérieures fixées l'une à l'autre par au moins un élément de liaison, de sorte que soit formé ainsi un équipage mobile extérieur, tandis que les deux pistons moteurs intérieurs de chaque groupe sont reliés entre eux et à d'autres pistons compresseurs par une traverse intérieure pour former ainsi un équipage mobile intérieur.
Dans ces machines, l'équipage mobile extérieur est soumis à des vibrations longitudinales créées par les harmoniques des efforts périodiques ainsi qu'à des vibrations de flexion créées par des dissymétries de fonctionnement dans les groupes pistons-cylindres moteurs, ces dissymétries étant dues surtout à des différences dans la vitesse de combustion, dans l'avance de combustion, dans l'état des injecteurs, etc.
L'un des paramètres influençant de la manière la plus défavorable l'amplitude de ces vibrations est la longueur des bras de levier par lesquels les tiges des pistons compresseurs sont reliées aux susdites pièces transversales (croisillons) extérieures.
L'invention vise notamment à obtenir un raccourcissement de ces bras de levier et, par conséquent, une diminution de l'amplitude des vibrations susmentionnées.
Dans ce but, les pistons compresseurs faisant partie de l'équipage mobile extérieur sont disposés à l'extérieur des pièces transversales de cet équipage, tandis que les pistons moteurs et le ou les éléments de liaison faisant partie de ce même équipage mobile se trouvent du côté
intérieur desdites pièces transversales.
Dans le cas où chacune des pièces transversales de l'équipage mobile extérieur est montée, de façon à pouvoir y glisser, sur une tige ou un tube qui s'étend entre deux supports fixes et qui se trouvent de part et d'autre de ladite pièce, il est avantageux de fixer les cylindres des pistons compresseurs faisant partie de cet équipage mobile sur le support extérieur de ladite tige ou dudit tube.
Pour obtenir des puissances élevées, on est amené à prévoir, de chaque côté de la traverse interne, quatre pistons moteurs internes déplaçables le long des cylindres moteurs disposés aux sommets d'un rectangle et deux pistons compresseurs coulissant dans des cylindres compresseurs internes dont les axes passent hors dudit rectangle, l'équipage mobile externe comprenant deux traverses externes reliées par au moins un tirant, portant chacune quatre pistons moteurs externes déplaçables dans quatre desdits cylindres moteurs et deux pistons compresseurs coulissant dans des cylindres compresseurs externes. L'un des problèmes qui se présente alors est constitué par la différence de masse intrinsèque entre les équipages mobiles interne et externe, qu'il est nécessaire de compenser par adjonction de masses qui provoquent des efforts importants sur les moyens de synchronisation ; un autre problème est constitué par les dimensions et la masse qu'atteignent les traverses, qui doivent transmettre des efforts importants et alternés entre pistons compresseurs et pistons moteurs.
L'invention vise également à réduire dans ce cas la masse de chacun des équipages, en agissant notamment sur celle des traverses qui en constitue un élément important , et à équilibrer le plus possible ces masses de façon intrinsèque.
Dans ce but, les axes des cylindres compresseurs internes passent par le prolongement de la petite médiane dudit rectangle tandis que les axes des compresseurs externes, disposés hors dudit rectangle, passent par le prolongement de la grande médiane de ce dernier.
Un mode d'exécution d'une machine tandem selon l' invention et des variantes sont représentés dans les dessins ci-annexés, dans lesquels :
- la fig. 1 est une vue schématique, en coupe longitudina-. le, d'une machine présentant une configuration "à plat" ;
- la fig. 2 est une coupe transversale d'une machine constituant une variante ;
- la fig. 3, similaire à une fraction de la fig. 1, montre une autre variante ; - la fig. 4, similaire à la fig. 2, est un schéma de principe montrant la disposition des axes des cylindres moteurs et des cylindres compresseurs d'une autre variante encore.
La machine illustrée en fig. 1 comporte deux groupes de pistons-cylindres moteurs A et B mais elle pourrait comporter un nombre plus important de groupes de pistonscylindres moteurs. Chacun de ces groupes comporte deux cylindres moteurs alignés 1 et 2. Dans chacun de ces cylindres travaillent deux pistons moteurs opposés 3, 4 et 5, 6. Chacun de ces cylindres est entouré de culottes de balayage et d'échappement communiquant avec le compartiment délimité par les pistons par des moyens qui ne sont représentés, de façon très schématique, que sur l'un des cylindres 1. La machine comporte, en outre, huit cylindres compresseurs 7, 8, 9 , 10, 11, 12, 13, 14 dans lesquels travaillent les pistons compresseurs 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22. Les cylindres compresseurs sont avantageusement agencés de façon telle que les pistons compresseurs fonctionnent à double effet. Les soupapes d'aspiration et de refoulement qui se trouvent des deux côtés des cylindres compresseurs ne sont pas représentées sur la fig. 1, leur disposition étant classique.
Les organes mobiles peuvent être regardés comme répartis entre un équipage extérieur et un équipage intérieur.
Les pistons moteurs extérieurs 3 et 6 des deux groupes de pistons-cylindres moteurs A et B ainsi que les
pistons compresseurs 15, 16, 17, 18 des cylindres compresseurs extérieurs 7, 8, 9, 10 font partie de l'équipage mobile extérieur dans le sens axial. A cet effet, les tiges de ces pistons moteurs et compresseurs sont fixées sur des traverses extérieures 23, 24, reliées par deux tiges ou tirants 25, 26. Les pièces transversales 23, 24 sont montées, de façon à pouvoir y glisser, sur des tiges ou tubes 27, 28 qui sont fixés de part et d'autre de ces pièces transversales sur des supports fixes 29, 30 et 31, 32 qui font partie du bâti de la machine. Dans une variante de réalisation, chacune des pièces 23 et 24 est fixée sur un tronçon de tige ou tube correspondant qui coulisse dans deux paliers fixés au bâti de la machine, placés chacun d'un côté de la pièce. Conformément à l'invention et pour réduire la longueur radiale des pièces transversales extérieures 23, 24, les éléments compresseurs de l'équipage mobile extérieur sont disposés du côté extérieur des pièces 23, 24, tandis que les pistons moteurs extérieurs 3 et 6 de ce même équipage mobile ainsi que les tiges de liaison 25 et 26 se trouvent entre les traverses 23, 24, c'est-à-dire du côté intérieur de ces pièces.
La réduction de masse des organes mobiles que permet d'obtenir cette disposition a plusieurs causes, qui seront maintenant brièvement indiquées. 11 faut d'abord rappeler que les forces sont imposées et doivent correspondre à des contraintes de fatigue admissibles dans le métal constituant les pièces de l'équipage mobile. Ces contraintes, pour des forces données, varient en fonction de la dimension des traverses 23 et 24 et de la longueur du bras de levier que présentent, par rapport au centre des traverses, les diverses forces appliquées (par les moteurs, les compresseurs et les tirants) : en plaçant les cylindres compresseurs près de l'axe (ce qui .est possible puisqu'il suffit de laisser l'espace radial nécessaire au bâti 29), on réduit les bras de levier, donc les contraintes pour des forces égales, donc la section à donner à la traverse. De plus, un développement radial plus faible correspond
evidemment a une masse plus faible et a une moindre sensibilité aux vibrations. Une diminution de la masse est par ailleurs très avantageuse car elle permet d'augmenter le nombre de battements par unité de temps et donc la puissance de la machine (produit de l'énergie fournie par cycle par le nombre de cycles par unité de temps).
Avantageusement, les cylindres compresseurs 7, 8 et 9, 10 dans lesquels travaillent les pistons compresseurs 15, 16, 17, 18 faisant partie de l'équipage mobile extérieur sont fixés respectivement sur les parties 29 et 31 du bâti de la machine sur lesquelles sont fixées également les extrémités extérieures des tiges ou tubes 27, 28.
L'équipage mobile intérieur comprend les pistons moteurs intérieurs 4 et 5 des deux groupes pistons-cylindres moteurs A et B ainsi que les pistons compresseurs 19, 20, 21, 22. Les tiges de tous ces pistons moteurs et compresseurs sont fixées sur une traverse intérieure 33 dans laquelle sont ménagées des ouvertures 34, 35 pour le passage libre des tirants 25, 26 de l'équipage mobile extérieur. Les cylindres compresseurs 11, 12, 13, 14 dans lesquels travaillent les pistons compresseurs 19, 20, 21, 22 sont fixés avantageusement sur l'extérieur de la partie 36 du bâti à l'intérieur de laquelle se trouvent les groupes pistons-cylindres moteurs. De cette façon, la pièce transversale 33 de l'équipage mobile intérieur a une longueur radiale supérieure à celle dès pièces transversales 23, 24 de l'équipage mobile extérieur. En effet, la distance minimum entre les compresseurs intérieurs et l'axe est déterminée par l'encombrement des culottes de balayage et d'échappement des cylindres moteurs.
En plus de l'avantage déjà mentionné de l'invention et qui consiste dans le raccourcissement des pièces transversales 23, 24 de l'équipage mobile extérieur et dans la réduction de la masse de ces pièces transversales, l'invention entraîne d'autres avantages. C'est ainsi que les manches d'aspiration des cylindres compresseurs sont bien séparées pour chaque phase d'aspiration, ce qui permet de
mieux les dimensionner, de les simplifier et de faciliter leur montage et leur démontage. Cette facilité du montage et du démontage est surtout importante pour les plaques porte-clapets des cylindres compresseurs. En outre, les injecteurs des cylindres moteurs sont également facilement accessibles et, par conséquent, faciles à démonter. De plus, l'air refoulé par les compresseurs extérieurs 7, 8, 9, 10 peut être refroidi séparément dans de très bonnes conditions. Enfin, l'extérieur du bâti qui entoure les groupes pistons-cylindres moteurs et sur lequel sont montés uniquement les cylindres compresseurs de l'équipage mobile intérieur offre de la place pour l'installation de commandes d'injection qui peuvent ainsi être rapprochées des injecteurs. La variante illustrée en fig. 2, où les organes correspondant à ceux de la fig. 1 portent le même numéro de référence, comporte quatre groupes de pistons-cylindres moteurs : sur cette figure a été représenté schématiquement l'encombrement radial des culottes 37 de balayage et d'échappement des moteurs. On voit que les compresseurs intérieurs 14 qui s'appuient sur le bâti 36 ne peuventêtre plus proches de l'axe qu'ils ne le sont sur la fig.2, du fait notamment de la présence des culottes de balayage et d'échappement entourant les cylindres moteurs 2. La variante de la fig. 3, où les organes correspondant à ceux de la fig. 1 portent encore le même numéro de référence, se différencie de celle de la fig. 1 en ce que l'équipage extérieur ne comporte que deux pistons compresseurs 38 dont un seul est montré. Chacun de ces pistons 38, placé dans l'axe de la machine, se déplace dans un cylindre compresseur 39. Les pistons 38 sont, dans le mode de réalisation de la fig. 3, portés par des tiges 40 solidaires des traverses 23, placés en prolongement d'un tirant axial 41 qui remplace les tirants 25 et 26 de la fig. 1. Les tiges 40 peuvent être constituées par des prolongements du tirant 41 sur lequel les traverses 23 sont fixées.
Dans le mode de réalisation illustré en fig. 3, la
tige 40 se prolonge au-delà du piston 38 et elle peut ainsi être supportée par des paliers guides 42 placés de part et d'autre de chaque cylindre 39. Le tirant axial 41 est, de son côté, guidé par deux paliers 43 placés à proximité des traverses et dont un est visible sur la fig. 3. Les traverses 23 peuvent alors être soit guidées uniquement par le tirant axial 41 et les tiges 40 qui les portent et coulissent dans les paliers guides 43 et 42, soit guidées de plus par coulissement sur un nombre pair de tiges ou de tubes fixes 44 disposés symétriquement, comme indiqué en tirets sur la fig. 3. Des tiges 44 peuvent également guider la traverse 33.
Dans la variante montrée en fig. 4, où les organes correspondant à ceux de la fig. 1 portent les mêmes numéros de référence, la traverse interne 33, qui, du fait des efforts auxquels elle est soumise, sera généralement usinée dans une pièce forgée unique, est fixée sur un tube axial 45 de guidage, porté par des paliers (non représentés) écartés l'un dé l'autre, d'une distance au moins égale à trois fois le diamètre du tube, et fixés au bâti. La traverse 33 comporte deux bras opposés horizontaux fixés aux tiges des pistons des cylindres compresseurs internes 11-14. Deux excroissances de la traverse sont fixées aux tiges des huit pistons des cylindres moteurs internes. L'équipage mobile externe comporte deux traverses externes 23 dont l'envergure peut être rendue très inférieure à celle de la traverse centrale 33, ce qui offre plusieurs avantages. D'une part, on tend à équilibrer les masses des équipages internes et externes de façon inhérente. D'autre part, les contraintes subies par les traverses externes sont sensiblement diminuées, particulièrement au cours de la phase motrice, lorsque des efforts de signes opposés sont transmis par les tiges de pistons moteurs externes et les tirants 25 et 26 de liaison entre les traverses 23, placés au droit des tiges des pistons des cylindres compresseurs 7, 10 et 8, 9. Cette disposition des tirants leur permet de passer en dehors de la traverse centrale 33. Il est en conséquence possible de
leur donner une constitution monobloc et d'autoriser un démontage relativement aisé de la traverse 33.
La disposition de traverses centrale et externes qui vient d'être décrite présente des avantages importants par rapport à la disposition qui consiste à placer les axes des compresseurs internes et externes dans le même plan (fig. 2).
Cet avantage apparaît si l'on se souvient que les axes des cylindres moteurs 1 ou 2 doivent être disposés aux angles d'un rectangle pour concilier à la fois un rapprochement maximum et la nécessité d'accéder aux injecteurs, placés dans les anneaux médians des cylindres moteurs. En adoptant la disposition montrée en fig. 4, on réduit l'envergure des traverses externes, ce qui permet de réduire la masse de deux façons : d'une part, les dimensions en plan sont plus faibles ; d'autre part, les moments des forces sont également réduits. On tend ainsi à équilibrer de façon inhérente la masse des équipages interne et externe. Les traverses doivent être munies de moyens de guidage. Une première solution consiste à la munir de paliers glissant sur des tubes de guidage fixe. Toutefois, pour une installation de grande puissance, il est plus avantageux de constituer les moyens de guidage par un ou plusieurs tube (s) fixé (s) à la traverse et se déplaçant dans des paliers fixes dont la distance est égale à au moins quatre fois le diamètre du tube. Si cette solution augmente légèrement la masse des équipages mobiles, elle a en contrepartie l'intérêt d'éviter tout coussinet, garniture et arrivée d'huile mobile et de permettre de rendre les équipages mobiles sensiblement symétriques par rapport à l'axe longitudinal de la machine.
D'autres variantes encore sont possibles. C'est ainsi que la machine tandem qui vient d'être décrite peut travailler, ou bien en tant que compresseur dans lequel l'air comprimé dans les cylindres compresseurs est refoulé à l'extérieur, ou bien, et de préférence, en tant qu' autogénérateur de gaz sous pression dans lequel au moins la plus
grande partie de l'air comprimé dans les cylindres compresseurs sert au balayage et à la suralimentation des cylindres moteurs dans lesquels les gaz de combustion ne se détendent qu'incomplètement, de sorte qu'un mélange chaud et sous pression composé de gaz de combustion et d'air de balayage sort des ouvertures d'échappement des cylindres moteurs, mélange qui peut être utilisé pour l'entraînement d'une turbine.
Claims
REVENDICATIONS 1. Machine tandem à pistons libres opposés comportant au moins deux groupes de pistons-cylindres moteurs disposés parallèlement l'un à côté de l'autre et au moins deux éléments compresseurs, chacun de ces groupes pistons cylindres moteurs (A, B) comprenant deux cylindres alignés (1, 2) dans chacun desquels travaillent deux pistons moteurs opposés (3, 4 ou 5, 6), les deux pistons moteurs extérieurs (3, 6) de chaque groupe étant reliés à des pistons compresseurs (15, 16 ou 17, 18) par l'intermédiaire de traverses extérieures (23, 24) fixées l'une à l'autre par au moins un élément de liaison (25, 26), de sorte que soit formé ainsi un équipage mobile extérieur, tandis que les deux pistons moteurs intérieurs (4, 5) de chaque groupe sont reliés entre eux et à d'autres pistons compresseurs par une traverse intérieure (33) pour former ainsi un équipage mobile intérieur, caractérisée par le fait que les pistons compresseurs faisant partie de l'équipage mobile extérieur sont disposés à l'extérieur des traverses (23, 24) de cet équipage, dans le sens axial, tandis que les pistons moteurs (36) et les éléments de liaison (25, 26) faisant partie de ce même équipage mobile extérieur se trouvent du côté intérieur desdites traverses (23, 24).
2. Machine selon la revendication 1 dans laquelle chacune des traverses de l'équipage mobile extérieur est montée, de façon à pouvoir y glisser, sur une tige ou un tube (27, 28) qui s'étend entre deux supports fixes (29, 30 ou 31, 32) qui se trouvent de part et d'autre, de ladite traverse, caractérisée par le fait que le support (29 ou 31) de l'extrémité extérieure dudit tube ou de ladite tige sert à la fixation des cylindres (7, 8 ou 9, 10) dans lesquels travaillent les pistons compresseurs de l'équipage mobile extérieur.
3. Machine selon la revendication 1, caractérisée par le fait que chacune des traverses de l'équipage mobile extérieur est fixée sur un tronçon de tige ou de tube , chacun desdits tronçons coulissant dans deux paliers fixes (42 , 43) qui se trouvent de part et d ' autre de ladite traverse .
4. Machine selon l'une quelconque des revendicatiens 1 à 3, caractérisée par le fait que les cylindres compresseurs (11 à 14) de l'équipage mobile intérieur sont montés sur le bâti (36) qui entoure les groupes pistons-cylindres moteurs.
5. Machine selon la revendication 1, dans laquelle les traverses de l'équipage mobile extérieur sont reliées par un seul tirant (41), placé suivant l'axe de la machine, caractérisée en ce que ledit tirant (41) comporte, au-delà des traverses, des prolongements (40) d'entraînement de compresseurs (39) placés sur ledit axe.
6. Machine selon la revendication 5, caractérisée en ce que lesdits prolongements s'étendent au-delà des compresseurs dans des paliers fixes de guidage (42).
7. Machine suivant la revendication 5 ou 6, caractérisée en ce que lesdites pièces transversales sont guidées par le tirant axial qui coulisse dans des paliers fixes de guidage (42, 43).
8. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'équipage mobile interne comprend, de chaque côté de la traverse centrale, quatre pistons moteurs internes déplaçables le long des cylindres moteurs (2) disposés aux sommets d'un rectangle et deux pistons compresseurs coulissant dans des cylindres compresseurs internes (11, 12, 13 et 14) dont les axes passent hors dudit rectangle, en ce que l'équipage mobile externe comprend, fixés à chaque traverse externe, quatre pistons moteurs externes déplaçables dans les cylindres moteurs et deux pistons compresseurs coulissant dans des cylindres compresseurs externes (7, 10 et 8, 9) et en ce que les axes des cylindres compresseurs internes (11, 14 et 12, 13) passent par le prolongement de la petite médiane dudit rectangle, tandis que .les axes des cylindres compresseurs externes (7, 10 et 8,9) passent par le prolongement de la grande médiane du rectangle.
9. Machine suivant la revendication 8, caractérisé en ce que les traverses externes sont guidées par deux tirants disposés dans le plan des axes des compresseurs externes, avantageusement, au droit des axes de ces compresseurs.
10. Machine suivant la revendication 8 ou 9, caractérisée en ce que chaque traverse est munie de moyens de guidage constitués par au moins un tube fixé à la traverse et se déplaçant dans des paliers fixes dont la distance est égale à au moins quatre fois le diamètre du tube.
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