Brevet FR2655087A1 — publié le 19910531

D E S C R I P T I O N La présente invention concerne un cylindre de machine à vapeur double effet à distribution autonome intégrée ayant pour objet de substituer un dispositif interne au traditionnel tiroir de Watt asservi à l'arbre moteur de la machine. Ce dispositif, selon cette invention fondée sur le principe action = réaction comporte un piston dont la course est supèrieure à celle admise par un cylindre mote.ur flottant coulissant dans un carter cylindrique fixe. Les dessins annexés montrent la disposition relative de ces éléments et leur agencement soit: La figure 1 représente le carter cylindrique (1) percé latéralement des lumiéres A A' (admission) et E E' (échappement) positionnées. sur 2 génératrices opposées (ou convenablement espacées) symétriquement de part et d'autre de l'axe transversal x y. A l'une de ses extrémités il est traversé par le coulisseau (2) perpendiculaire à l'axe x y sur lequel glissera la coulisse (3) pratiquée danse prolongement du cylindre flottant (4). Un orifice (5) équidistant des lumières A et A' permet l'introduction du lubrifiant. La figure 2 représente le cylindre flottant (4) percé des lumières a a' et e e' homologues des lumières A A' et E E' auxquelles elles sont alternativement superposables par translation contrôlée par la coulisse (3) ménagée selon 2 génératrices opposées du cylindre dont la course T est limitée par le coulisseau (2)solidaire du carter cylindrique fixe (1). La figure -3 représente le piston (6) auquel sa course C permet la couverture alternée des conjoctions Aa et A'a' des lumières du carter fixe (1) avec celles du cylindre coulissant (4). En.référence à ces dessins l'invention a pour objet un moteur à vapeur fonctionnant sans mécanisme secondaire asservi à l'arbre de la machine caractèrisé par les rapports existant entre ses éléments constitutifs, soient LI l'en t raxe entre les lumières A et A' du carter (1) L2 " " " E et E' 11 l'entraxe entre les lumières a et a' du cylindre (4) 12 " e et e' D le diamètre des lumières C la course totale du. piston (6) c la course du piston admise entre les flasques (7) et (8) du colin dre flottant (4) T le champ de translation du cylindre (4) I l'inertie de translation tels que:L1 = L2 + 4D l1 = 12 | = L1 + L2 2 C = c 1 2D T = I - 2D Fonctionnement: La figure 4 représente le dispositif à la phase de démarrage. Le piston (6) en bout de course prend appui sur la flasque (7).du'cylindre (4) dont la glissière (3) est calée sur le coulisseau (2). L'ouverture du régulateur d'admission (non représenté) provoque l'irruption de la vapeur qui s'insinue avec force par la conjonction Aa entre la face (9) du piston et la flasque (7) du cylindre. La pression de la vapeur maintient lé cylindre (4) calé sur le coulisseau (2-) (réaction) tandis que le piston(6) entame sa course (action) au cours de laquelle il va successivement provoquer: - le dégagement de la conjonction Aa - l'obturation de a'et la fermeture de la conjonction E'e' - le coulisselment du cylindre (4) provoqué par l'appui de sa face (10) -contre la flasque (.8) du cylindre dont l'alésage (11) permet le passage de la tige. du piston(6). En découlent l'ouverture simultanée des conjonctions Ee et A'at, cette dernière momentanément masquée par le corps du piston qui entame alors sa course de retour sous l'action conjuguée du volant de la machine (non .représenté) et de la vapeur admise par la libération de la conjonction A'a'. La figure 5 illustre cette phase de retour, la face t9) du piston exerçant une poussée sur la flasque (7) du cylindre va produire à nouveau la configuration initiale distribuant indéfiniment la vapeur de part et dtautre du piston. Version simplifiée des machines à vapeur classiques,sa construc- tion industrielle ne pose pas de problème technique. Sa place semble tout indiquée dans les installations mobiles thermiques telles que moteurs à circuit fermé non polluants. Selon d'autres caractéristiques les lumières peuvent présenter une configuration oblongue dans le sens transversal afin de réduire l'inertie I. La friction inhérente au coulissement du cylindre (4) dans le carter (1) peut être limitée aux surfaces utiles porteuses des lumières soit par l'intermédiaire de segments interchangeables (12) Fig. 6 ou soit dans une version ludique par une légère réduction du diamètre extèrieur de la partie du cylindre (4) comprise dans une zone médiane z z' dudit cylindre qui peut être suffisante. Cette machine à vapeur selon l'invention trouve une application évidente dans le domaine du jouet scientifique et du modèle réduit Variante simplifiée 'de la machine à vapeur conventionnelle, sa fabrication industrielle permettrait de juger de ses capacités performantes et de déterminer les secteurs intéressés par sa construction et son entretien économiques , son allégement pondèral et une fiabilité accrue en raison de sa grande simplicité. R E V E N D I C A T I O N S 1) Cylindre de machine à vapeur double effet auto-alimenté caracté risé en ce qutil est constitué d'un cylindre moteur flottant (4) coulissant dans un carter cylindrique fixe (i) sous l'impulsion directe d'un piston (6) disposé dans le dit cylindre (4), le carter et le cylindre comportant des lumiéres homologues (A a)et(A' a') pour l'admission ettE e) - (E' e')pour 1' échappement donnant alternativermentkar translation les conjonctions (Aa)-(E'e') et (A'a')-(Ee), disposées de sorte que, sur le carter, l'en traxe L1 entre les lumières d'admis#ion(A) et (A') est égal à ltentraxe L2 entre les lumières d'échappement (E) et (E') augmenté de 4 fois le diamètre D de ces lumières, soit:: L1 gale L2 + 4D et que sur le cylindre coulissant (4) l'entraxe l1 entre les lumié res d'admission (a) et (a') est égal à l'entraxe 12 entre les lumières d'échappement (e) et (e') et également égal à la demi-somme des entraxes L1 et L2 soit: l1 = 12 = L1 + L2 et enfin que le rapport entre2la course C du piston lui permettant la couverture alternative des lumières A et A' du carter (1)et la course c de ce même piston entre les flasques (7) et (8) du cylin dre (4) soit tel que: C = c + 2D 2) Cylindre de machine à vapeur selon revendication 1 caractèrisé ce que le. lumières ont une configuration oblongue dans le sens transversal afin de réduire l'inertie I. 3) Cylindre de machine à vapeur selon revendication 1 caractèrisé en ce que la friction inhérente au coulissement du cylindre (4) dans le carter (1) est limitée aux surfaces utiles porteuses des lumières soit par l'intermédiaire de segments interchangeables (12), soit, dans une version ludique par une légère réduction du diamètre extérieur de la partie du cylindre (4) comprise dans une zone médiane z z' dudit cylindre (4).