Brevet FR2264968A1 — publié le 19751017

la présente invention est relative à an systeme de refroidissement à air pour une machine à action directe. On connatt des dispositifs de refroidissement dont le fonctionnement est assure par une source d'énergie entralrrant un organe qui crée le débit d'air. On connatt également le principe d'utilisation de turboventilateurs qui sont alimentés par l'air de suralimentation du moteur qu'ils permettent de refroidir. Enfin, on sait réaliser des systèmes résonants ou amortisgants pour régulariser un flux gazeux. La présente invention a pour but de réaliser un système de refroidissement à air pour une machine à action directe en utilisant une combinaison nouvelle de moyens employés chacun à des fins différentes jusqu'à présent. Un système de refroidissement à zir-selon ltinvention= notamment pour Lm compresseur à action directe se présentant sous la forme d'un cylindre monobloc pourvu d'ailettes de refroidissement à ses deux extrémités qui définissent, l'une, la chambre de combustion du greupe moto-compresseur et 1, autre la cham bre matelas à laquelle sont Joints différents organes de commande, le compres seur étant pourvu, par ailleurs, d'une pompe à air de balayage1 est caractérisé en ce qutil est constitué par une enveloppe externe oblongue dans laquelle est enfilé le cylindre monobloc du compresseur, l'une des extrémités de cette enve loppe étant ouverte et donnant sur l'extrémité du cylindre monobloc qui définit la chambre de combustion, tandis que de l'air atmosphérique est aspiré à travers l'extrémité ouverte de l'enveloppe à l'aide d'un turboentilateur ma par l'air provenant de la pompe de balayage, ce turboventilateur étant rapporté sur l'en- veloppe externe de manière qu'il aspire l'air contenu dans 1' enveloppe pour le rejeter vers l'atmosphère. Suivant une caractéristique supplémentaire de l'invention, le turboventi lateur est rapporté sur la paroi latérale de l'enveloppe, sensiblement au centre de celle-ci, si bien que l'écoulement de refroidissement se répartit sur toute la longueur du cylindr monobloc et est aspiré par le turboventilateur de façon à lécher ce cylindre suivant des filets fluides contenus dans des plans sensi blement perpendiculaires à l'axe général du dispositif. Suivant une caraotéristique supplémentaire de l'invention, l'ouverture d' aspiration de l'enveloppe externe est fermée par un préfiltre à turbulence ou cyclone qui est suivi par un filtre fin. De cette façon, l'air qui pénètre dans le compresseur est filtré et ne risque pas de détériorer les organes de ce der nier. Suivant une caraotéristique supplémeLtaire de l'invention, l'ouverture de sortie du turboventilateur est fermée par un silencieux constitué par un filtre. Âinsi, l'ensemble du dispositif est complètement insonorisé. On comprend que lorsque la puissance fournie par la machine croit, la pres sion d'air de balayage augmente si bien que le turboventilatear accélAre et aug mente le débit d'air de refroidissement. Le meme effet est obtenu lorsque la température ambiante croît et provoque l'augmentation de la aempérature de l'air de balayage. On obtient ainsi une régulation automatique du débit d'air de refroidissement. Le dessin annexé donné à titre d'exemple non limitatif permettra de mieux comprendre les caractéristiques de l'invention. Figure 1 est une vue en coupe d'un groupe moto-compresseur à action directe pourvu d'un dispositif de refroidissement selon l'invention. Figure 2 est une vue en coupe longitudinale suivant un plan vertical. Figure 3 est une vue en coupe longitudinale suivant un plan horonzital. Le moto-compresseur se présente sous la forme d'un cylindre monobloc pourvu d'ailettes à ses deux extrémités. Les ailettes 1 entourent l'extrémité du cylindre qui définit la chambre de combustion de la machine. Les ailettes 2 entourent l'extrémité du cylindre qui définit la chambre dite "matelas" tandis que les ailettes 3 entourent les auxiliaires de commande prévus sur cette dernière chambre. L'ensemble du cylindre monobloc est enfilé dans une enveloppe externe protectrice oblongue 9. Cette enveloppe présente à l'une de ses extrémités une ouverture 20 qui s'ouvre sur l'extrémité du cylindre monobloc correspondant à la chambre de combustion1 .Le cylindre monobloc constituant le compresseur est disposé dans-l'enveloppe 9 de maniere à définir autour de lui un conduit annulaire dont la partie supérieure constitue une caalisation distributrice 8 et la partie inférieure, une canalisation collectrice 15. Sur la paroi latérale de l'enveloppe 9 est rapporté un turboventilateur 6 de façon que l'axe de son aspiration 21 soit perpendiculaire à l'axe général 22 du dispositif et rencontre cet axe. Le turboventilateur 6 se compose d'un ventilateur 16 entratné par une turbine 18. La turbine 18 est elle-même entraînée par la ppmpe de balayage 19 qui est reliée à la turbine 18 par une canalisation 23. Un silencieux constitué par un filtre 17 est placé sur l'ouverture de sortie du turboventilateur 6. Sur l'ouverture 20 de l'enveloppe 9 est placé an préfiltre à turbulence ou cyclone 4. Ce préfiltre est suivi d'un filtre fin 5. Les résidus du préfiltre 4 sont collectés dans le bas de ce préfiltre et aspirés soit par l'échappement de la machine, soit par la sortie du turboventilateur 6 à travers la canalisation 7. Pour assurer une bonne répartition de l'écoulement de refroidissement, le filtre 5 comporte des ouvertures de sortie 24 seulement dans sa partie qui débouche dans la canalisation distributrice 8. Le fonctionnement est le suivant Dès que l'on met en marche le moto-compresseur, la pompe de balayage 19 en tratne le turboventilateur 6 par l'intermédiaire de la turbine 18. Le ventila teur 16 aspire donc l'air contenu dans ltenvelo?ge externe 9. L'air aspiré pénètre da;s l'ouverture 2 de l'enveloppe 9- dans le préfiltre 4. Il passe ensuite-dans le filtre fin 5 pour en sortir par les ouvertures 24 et pénétrer dans la canalisation disvributrice 8.Cette canalisation partage l'écoulement en cinq écoulements secondaires 10 11, 12 13 et 14. Les écoulements 1G, 11 et 12 servent pour le refroidissement proprement dit de la tachine tandis que les écoulements 13 et 14 correspondent à l'air d'alimentation du compresseur et de la pompe de balayage, cet air étant destiné a Astre transformé en air comprimé. Les écoulements 10, il et t2 lèchent les ailettes 1, 2 et 3 du moto-compresseur suivant des filets fluides contenus dans des plans sensiblement per- pendiculaires à l'axe général 22 du dispositif. Ces trois écoulements sont ensuite collectés parla canalisation 15 qui les conduit vers le turboventilateur 6 avant d'être rejetés vers l'atmosphère à travers le silencieux 17. A chaque accroissement de la charge imposée au motocompresseur ou de la température ambiante correspond un accroissement des débits d'air fournis par la pompe de balayage 19 et donc un accroissement du débit d'air de refrdidis- sement. Les déchets du préfiltre 4 sont éliminés par la canalisation 7 sang traverser la machine. Suivant une variante de l'invention illustrée sur les figures 2 et 3, le refroidissement se fait à l'aide d'air seulement préfiltre tandis que l'alimentation de la pompe de balayage et du compresseur se fait à l'aide d'air préfiltré et filtré finement. L'air de refroidissement suit le canal supérieur 30 (figure 2) et ne traverse que le préfiltre 4. Au contraire, l'air dtalimen- tation du compresseur et de la pompe de balayage suit les canaux latéraux 33 et 34 (figure 3). Cet air traverse donc le préfiltre 4 et le filtre fin 5 en suivant les flèches 36 La cloison 37 (figure 2) permet d'isoler les différents écoulements. REVENDICATIONS 1- Dispositif de refroidissement à air, noL ent gour un -:roupe moto-com;pres- seur à action directe sui se présente sous la orme d'un cylindre monobloc et qui possède une pompe à air de balayage, caractérisé en ce qu'il est constitué par une enveloppe externe qui entoure le cylindre monobloc et qui est pourvu d' un turboventilateur ma par l'air provenant de la pompe de balayage de façon à aspirer de l'air atmosphérique dans l'enveloppe par une ouverture prévue à cet effet sur cette enveloppe et à rejeter ensuite cet air vers l'atmosphère après qu'il ait léché la surface externe du cylindre monobloc pour le refroidir. 2- Dispositif de refroidissement suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'enveloppe a une forme oblongue dont l'une des extrémités est ouverte pour oonstituer l'ouverture d'aspiration et qui définit autour du cylindre monobloc une cavité annulaire de refroidissement, tandis que le turboventilateur est rapporté sur la paroi latérale de l'enveloppe, sensiblement au centre de celleci. 3- Dispositif de refroidissement, suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ouverture d'aspiration de l'enveloppe externe est fermée par un préfiltre à turbulence ou cyclone qui est suivi par un filtre fin annulaire s'ouvrant lui-même sur la cavité annulaire de refroidissement par une ouverture située sur la genératrice de l'enveloppe diamètralement opposée à la génératrice sur laquelle est placée le turboventilateur, Si bien que l'écoulement de refroidissement se répartit sur toute la longueur du cylindre monobloc et est aspiré par le turboventilateur de façon à lécher ce cylindre suivant des filets fluides contenus dans des plans sensiblement perpendiculaires à l'axe générai du dispositif. 4- Dispositif de refroidissement suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ouverture d'aspiration de l'enveloppe externe s'ouvre directement sur l'extrémité du cylindre rr.onobloc définissant la chambre de combustion de la machine à action directe. 5- Dispositif de refroidissement suivant l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisé en ce que les deux extrémités du cylindre monobloc sont pourvues ailettes de refroidissement sont les plans sont sensiblenent perpendiculaires à l'axe général du dispositif. 6- Dispositif de refroidissement suivant l'une quelconque des revendications pré cédentes, caractérisé en ce que l'ouverture de sortie uu turboventilateur est ferr-;ée par un silencieux. 7- Dispositif de refroidisserent suivant l'une quelconque des revendications pré cédentes, caractérisé en ce que les impuretés filtrées par le préfiltre sont dirigées dans une chambre annulaire prévue autour de ce préfiltre et délimitée par l'enveloppe externe, ces impuretés étant ensuite évacuées vers l'atmos*lere. c Dispositi de refroidissement suivait l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les impuretés sont-aspi-ées par le turboventilateur qui les évacue ensuite dans l'atmosphère. 9- Dispositif de refroidissement suivant l'une quelconque des revendications 1 n 8, caractérisé en ce que les impuretés sont aspirées par l'échappement de la machine à action directe qui les évacue ensuite vers l'atmosphère. 10- Dispositif de refroidissement suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'ouverture d'aspiration est fermée par un préfiltre qui s'ouvre sur un canal situé le Icflg de la génératrice opposée au turboventilateur, ce canal s'ouvrant d'une part, sur la chambre de combustion et d'autre part, sur l'extrémité du cylindre monobloc opposée à cette chambre, tandis qu'est prévu un filtre fin qui suit le prefiltre et s'ouvre sur deux canaux latéraux longitudinaux qui débouchent à la hauteur des ouverturès d' alimentation du compresseur et de la pompe de balayage.