Brevet FR2018385A1 — publié le 19700529

L'invention réfère à un procédé à comprimer de l'air et de gaz pour la construction de compresseur et machines à combustion, au moyen d'une machine à piston, d'une machinebthpiston rotatif ou d'une machine à piston giratoire, avec espace mort minimal, qué réalise approximativement la compression isotherme ; et aux dispositions et dispositifs nécessaires pour ce procédé, en quoi les premières, en tous les deux cas, consistent à la réalisation de certes formes et de relations. Aux procédés connus à comprimer, jusqu'au/moment, il y avait toujours un espace mort de ca. 1 i Ceci, Ceci, nominé aussi l'espace nocif, s'effectue comme ça, que la pression réalisable au maximum est listée à quelques k4cm2. Au de là, la puis- diminue fortement. En outre, les procédés utilisés jusqu' aujourd'hui présentent la qualité aue la ligne de compression ne court pas idéalement. A un dispositif connu, le cylindre est suspendu à trois arbres filetés et est déplacé de ceux- Cette exécution a le désavantage que le cylindre n'a pas de position centrique suffisamment, de mOme que sa position axiale ne peut jamais être ajustée comme-ça que l'espace nocif est éliminé, parce que l'inertie des parts appliquées pour le commande cause ou un sur-commande ou un arrêt prématuré. L'application d'un régolateur avec une fonction à transition apériodique est inutile, parce que chaque régolateur de cette qualité présente une déviation de zéro. Ce dispositif est très cher. Un autre dispositif connu présente une construction semblable à celle corfosme à cette invention,mais, laisse manquer celles spécifications que font pos sible l'approximation à la compression isotherme. Quand on se représente un piston b, fig. 1, dans un cylindre c normal, alors, le piston à une position arbitraire, la pression est définie de la relation (volume initiale : volume momentan Vmom.)k, en commençant à la pression initiale p = i ata. Normalement, la relation du volume initial : volume final n'est que considérée. Mais, dis la phrase avant-dernière se laisse faire la conclusion que chaque rapport d'espace momentané fait possible à définir la pression momentanée, en moyen de l'équation p momentanée = (Vi:Vmom.)k. cause de cela un rapport à compression peut être calculée pour chaque état momentané pour conclure d'ici aussi à la pression momentanée. Du même motif, le rapport à compression est aussi définable comme un variable. Le but de cette invention est à réaliser le procédé à comprimer plus tôt mentionné et à décrire le dispositif nécessaire pour ce procédé. Le procédé selon cette invention, pour comprimer de l'air, de gaz ou des vapeurs, se caractérise en ce, que ceci, pratiquement sont copprimés isothermement ; que pour la déduction des quotients différenciels, la sphère du point mort de haut est pris en considération plus précise ; que pour espace mort existe seulement la tolérance entre piston et le fond de cylindre que, au point mort de haut, compte zéro jusqu'à 1/104 du diamètre de piston ; ainsi - que la chambre de compression, à la sphère du point mort en haut est diminuée en mode de saut pour le (n+1)-jusqu'au 10-fois.(V. aussi pages V at sv.). Ce jeu peut aussi être varié. A cause de cette mesure , il est possible, en relation avec les qualités thermodynamiques de la machine, à produire une ligne de compression avec adaptation aux axes de la course et de la pression au diagramme p - Vet fait possible à atteindre des hautes pressions. (Voir aussi pages 5 et sviv.). La distance du bord supérieur du piston jusqu'au bord supérieur du segment de piston soit nominée s : Il vaut pour des machines à piston, - à piston rotatif et - à piston giratoire, si aux deux dernières-mentionnées, la distance à points SD des moulures d'étanche est considérée pour diamètre de piston, la distance de la périférie de piston jusqu'à la moulure d'étanche au front est considérée pour a s : (V.aussi page 7). section = n . section (1) cylindre scanalature Fz = n FN (2) Le volume total V2, encore à disposition pour le procédé à compression, se monte à : V2 total = FN Q s + Fz . A s (3) = FN . #s + n FN . #s = FN . #s . (n + 1) (5) En considération d'une fente de jeu la plus minime entre le bord supérieur du piston et le fond de cylindre de zéro jusqu'à 0,24 mm, avec un val r à jeu de 0,16 mm, résulte pour le volume de compression final V3 V3 = FN .#s + n .FN . #s . 0,1 (6) V3 FN A s (0,1 n + 1) (7) Des (7) et (5) résulte pour valeur à limite avec le présent jeu entre le piston et le vylindre, pendant qu'en cas sans jeu, résulte une/valeur de 26 000 approximatif. En ce dernier fas, la compression de 2 à 3 = n Pour machines à piston rotatif et - à piston giratoire, Fz , FN et LS s aux équatiohs (1) - (8) sont aussi des constantes. De la considération précédente suit que les relations-section-jeu déci- dent le degré de compression finalement vérifié En considération de l'antérieur-mentionné, que le rapport de compression aussi doit définable comme une variable, ici suit la considération à la base infinitésimale à une machine à piston normale La position initiale du piston, pour cette considération, soit la même qu'en haut et de plus soit comme en haut V2 > > > V3. Alors vaut DZ signifie le diamètre de cylindre, DE le diamètre de piston ; b1 est identique à a s. Raccourcit par b1. ##/4 , suit 2. en quoi x représente un rapport à diamètre variable. A cette x, la première dimension de l'espace à jeu est inclus . Le périmètre de l'espace à jeu est la troisième dimension, aussi déjà incluse. Si mantenant la deuxième dimension bl, équivalente au rapport x, est également reprise dans le calcul en multipliant la fonction (10), déjà modifiée à 1 : (1 - :2), avec x (le rapport des diamètres) et fait la différentiation à dx, alors résultent des quotients différentiels différent des normaux connu, même : L'examination plus précise de la fonction première modifiée et multipliée x: : (1-x) et son premier et deuxième quotient différentiel montrent qu'existent trois curves, cloaque une avec des limites de définition spécialles, dont les premières -co ç 1, les deuxièmes -1 # x e +1, les troisièmes + 1 ex # + co; en quoi pour la premiers fonction : f' (x)=+co près x=-1, f"(-1) Les curves dani les domaines 1 et 7 sont des hyperboles. La curge dans le domaine 2 est de puissance impaire et traverse le premier et le trdsième quart d'un système Cart k us, pendant laquelle de la domaine 1 se trouve au second-, laquelle de la domaine 3 se trouve au quatrième quart. Le procédé à comprimer offre, à compresseurs et machines à combustion, des avantages très importants, parce que la superficie de diagramme pour la compression est la plus minime, de mEme que le rapport de compression est très simple préajustable. Des avantages, autant importants, se trouvent à la sphère des tchines un espace annulaire RR, fig. 4, oui a la profondité de quelques dixièmes jusqu'à millimètres. Il est destiné à traits-pointus. Les avantages techniques de toutes cet tes combinations sont discutables le rendement volumétrique à la compression se monte à 86 so, le maximum absolu est réalisé à 92 4b. Pour atteindre ce rendement volumétrique extraordinaire, le vide se produisant dans le cylindre est utilisé . Parce que les admissions "a" représentent des gicleurs arrondis de jet, le gaz court avec une vitesse de ca. c = 1 Mach dedans le cylindre. Aux machines à combustion, il y a de plus des sorties B en forme de gicleurs arrondits de jet. Leur section la plus étroite montre à l'extérieur. Pour réaliser l'approximation à l'isotherme, la mode suivante est utili sée L'équation (10) représente le rapport de compression de V2 à V3 et représente simultanément la forme mathématique d'une hyperbole. La modulation de cette équation suivant à (10) résulte à un quotient différentiel -qui indique l'inclinaison de l'isotherme pour le rapport dd diamètre x = 0. Pour atteindre le rapport x = 0, le diamètre de l'espace annulaire devrait autre défini grande.Parce que c' est impossible, on fait l'usage de la figure 6, dont la premier dérivation différentielle, pour x = O (que veut dire DR:DBB :DRR = ) produit la solution imaginaire + i, qu'indique à un tour de 900 et veut exprimer la modulation de la ligne de compression et ses Qrdinats, le courent de gaz à la compression et la transmission de chaleur en courant traversallement, en quoi cette i-solution fait possible à simuler le rapport x = 0, ce que résulte de la fig,6 des dessins, si on prend en condisération la variabilité du rapport de compression selon l'explication à page 2.De plus, au présent cas, le lubrificant, en état de gouttes et aussi de brouillard, est usé comme lubrificant et porteur de chaleur. La quantité circulant par heure correspond au quotient de la chaleur à transmettre : chaleur spécifique du lurrificant multipliée avec une petite différence de température sst La circulation dans le circuit combiné à lubrificationw réfrigération est causée à la cassette de manivelle, où la tête en bas de la bielle, immergeant dans le lubrificant, produit uce sur-pression. L'inertie du liquide s'effectue comme ça qu'il y a une forte réaction contre une variation du niveau dans la cassette à manivelle et que le volume de lubrificant étant à la course de la bielle, partiellement, est jeté contre l'ouverture de sortie d'huile Oe, en quoi à cette position è'produit une haute pression dynamique qutaide à la circulation du lubrificant. Parce qu'à l'admission Oe dulubrificant régrigéré est proposée une soupape - ou un clapet de revenue, la sur-pression, causée du piston se mouvant en bas, s'effectue seulement à la sortie d'huile contre le réservoir d'huile ou le serpentin (nu). Une autre part importante du lubrificant est jetée, d'un disque d'immersion, au piston et au cylindre. Un serpentin de réfrigération (ANs) est prévu pour machines à haute puissance. Dans le dessin, un exemple d'exécution est représenté Fig. 1 représente un schéma du dispositif, en fonction d'un compresseur ; el représente le tube, Sb un tamis, OeAb un séparateur d'huile. Cette représentation sert seulement comme exemple. Fig. 2 représente la coupe longitudinale de ce dispositif comme il est utilisé pour l'exécution de ce procédé. Dans la cassette de manivelle, il y a un filet spécial, dans lequel est vissé le col de cylindre, aussi fileté. Pour la fixation réciproque,un contre-écrou goRi sert. Dès les admissions fla", des très petites rainures conduisent en haut que contribuent à la réducrion prémature de la vide pendant le temps d'aspiration. Au compresseur, la sortie conduit via la soupape de retenu u,v,w,x,y,z, Le piston b et le cylindre c sont pourvus avec des petites rayons qui adaptent souplement, fig. 3. Les fonds, du cylindre et du piston, sont plans et le front de la soupape de retenue u est conci au fond du cylindre. La bille v de la soupape de retenu est placé à quelques dixièmes de millimètre au dessus du piston. A la paroi de cylindre, il y a des rainures d'aspiration SpENu à cours en haut se terminant très planes en haut, fig. 5. Celles augmentent le rendement du dispositif. garce que le cylindre chargé s'élonge d'une certaine petite-mesure, pendant que, d'autre part, la bielle raccourcit de plus à cause de l'haute pression du gaz, le cylindre est ajusté ainsi, que le piston au. point mort en haut, touche légèrement le fond de cylindre, en conséquence en cas de charge maximum résulte un jeu de 0,16 jusqu'à 0,24 mm. Les parts sont construites comme ça qu'à collisions du piston et du fond de cylindre, les roulements aux aiguilles NaLa de l'axe de piston et de la bielle ne subissent pas de perte, parce que le manchon de roulement, dans laquelle le roulement aux aiguilles rote, est noyé dans une couche ou un manchon d'un matériel avec un module d'élasticité moyen. Ld meme est possible au roulement en bas de la bielle. Le diamètre de psiton est mis en rapport au diamètre extérieur du cylindre : course : distance du segment de piston le plus haut du bord supérieur du piston le plus haut du bord supérieur du piston b1 : diamètre de cylindre et à l'épaisseur paroi à la culasse de cylindre comme 1 : 1,28 : 1 : 0,06,: 0,998 : 0,14 jusqu'à 0,32 et le rapport du volume actif du cylindre à la superficie extérieure du cylindre V : O = 0,154 cm /cm. il est aussi possible appliquer d'autres séries de rapports ou à charger quelques parts du rang. REVENDICATIONS 1 - Procédé à comprimer de l'air, des gaz ou des vapeurs, au mayen d'une machine à piston, - à piston rotatif ou à piston giratoire, caractérisé en ce que cici practiquement sont comprimés isothermement d'une pression initiale mort en haut- est considéré à une machine à piston ; que pour espace mort, en cas d'un compresseur n'existe que la fissure entre le piston et le cylindre, augmenté d'un petit jeu à respecter entre le piston et le fond de cylindre de zéro jusqu'à 1/104 du diamètre de piston ; qu'zen outre à la sphère du point mort en haut, l'espace de compression est diminué en mode de saut pour le (n+l)- jusqu'à la 10-fois ; que le système de réfrigération, à premier but, est concentré à l'intérieur du cylindre pour la réduction de l'équation trois-rang de transmission de chaleur à un -rang et seulement à deu- xième but, en cas d'admission de chaleur de l'extérieur en forme de earburants chez moteurs, une régrigération de l'extérieur est entreprise. 2 - Procédé à comprimer selon revendication 1, caractérisé én ce que la ligne de compression est une bonne approximation à l'isotherme en forme d'une curve polytropique avec l'exposant n l que practique identique à l'isotherme. 3 - Procédé selon revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ce procédé est utilisé aussi à la machine de combustion, demande de brevet suisse no . 12 853/64 du 2.11.67, en quoi, pactiquement, la ligne de compression isotherme est produit. 4 - Dispositif pour l'exécution du procédé selon revendication 1, caractérisé en ce que le rapport du diamètre de piston : diamètre extérieur du cylindre : course distance du segment de Fiston le plus haut du bord supérieur du piston (bizou d s) diamètre de cylindre et à l'épaisseur du culasse de cylindre est respecté-à 1 : 1,28 : 1 : 0,06 : 0,998 : 0,14 jusqu'à 0,32 et que d'outre, le rapport du volume actif de cylindre ; superficie extérieure du cylindre V:O = 0,154 cs3./cm ; de plus que les admissions (a), ainsi que les sorties (B) bimoteurs représentent des gicleurs arrondits, ainsi qu'en tous les deux cas, il y a des rainures d'aspiration (SpüNu, fig.5) que conduisent, du bord en bas de cylindre, vers le haut et que la soupape de retenu (u, fig.2) se trouve au centre du fond de cylindre, ainsi qu'à la pleine d'ossillation de la bielle, à la cassette à manivelle sont prévus deux tubulures positionnés diamétralement ; et qu'à 11 extérieur du cylindre, il y a une possibilité supplémentaire de réfrigération (AKS). 5 - Dispositif selon revendication 4, caractérisé en ce que l'épaisseur de la paroi et du fond de cylindre, à la culasse de cylindre, est plus mince comme en bas au col fileté. 6 - Dispositif selon revendication 4, caractérisé en ce que l'épasseur de la paroi et du fend de cylindre, à la culasse sont plus fort comme en bas au col fileté. 7 - Dispositif selon revendications 4, 5, 6, caractérisé en ce que les admissions arrondits "a" sont rétrécissé de l'extérieur contre l'intérieur (fig. 2). 8 - Dispositif selon revendications 4, 5, 6, 7, caractérisé en ce que les sorties (B) à moteurs sont rétréfissé de l'intérieur à l'extériéur (fig. 2). 9 - Dispositif selon revendication 4, 5, 6, 7, 8, caractérisé en ce que plusieurs de rainures d'Sspiratioh (SpüNu, fig. 5) s'étendent du bord en bas de cylindre vers en haut en diminuant leurs section transversale et coulent comme ça à la paroi de cylindre. 10 - Dispositif selon revendication 4, 5, 6, 7, et 9, caractérisé en ce que le front de la soupape de retenu (u), à l'intérieur est concis au fond de cylindre, (fig.2). 11 - Dispositif selon revendications 4, 5, 6, 7, 8, 9, caractérisé en ce que le front d'un dispositif diinjection de carburant remplaçant la soupape de retenu (u) à l'in térieur du cylindre est concis au fond de cylindre. 12 - Dispositif selon revendications 4, 5, 6,7, 8,9 caractérisé en ce que le front d'un dispositif d'injection remplaçant la soupape de retenu (u), en relation au bord intérieur du cylindre- ou au bord de la chambre de combustion è remis. 15 - Dispositif selon revendications 4, 5, 6, 7s 8, 9, 11, 12, caractérisé en ce que en dehors au cylindre ou à la cassette à chambre de combustion, il y a un dispositif supplémentaire de réfrigération en forme d'un serpentin poussé au dessus des aillettes après-tournées, en quoi le serpentin à circa 1200 de son circonférence de la section transversale touche les aillettes, les touche fortement et embrasse le cylindre ou la cassette de chambre à combustion comme 'élément à ressort.