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MÉMOIRE DESCRIPTIF
DÉPOSÉ A L'APPUI D'UNE DEMANDE
DE BREVET D'INVENTION Dispositif de démarrage pour moteurs à gaz polycylindriques.
Pendant le démarrage des moteurs à gaz à l'aide d'air comprimé il faut éviter l'entrée simultanée d'air com- primé et de gaz dans le cylindre. Avec les moteurs à gaz poly- cylindriques où la transition de la marche des cylindres à l'air comprimé à la marche aux gaz s'opère par groupes de cy- lindres, cette manoeuvre était jusqu'ici compliquée et peu sûre.
L'invention a pour but de procurer un dispositif de démarrage pour ces moteurs à gaz, qui permette de maintenir séparés l'air comprimé et le gaz durant toute l'opération de démarrage par des moyens simples et de manière sûre et de commander au,moyen d'un seul organe de distribution, successi-
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vement, l'admission d'air comprimé et l'admission de gaz aux groupes de cylindres, de telle manière qu'après la mise en marche produite à l'aide d'air comprimé seulement un groupe passe d'abord en marche au gaz et l'autre groupe n'y passe qu'ensuite, et ce chaque fois après qu'ont eu lieu la fermeture de l'admission d'air comprimé et la détente du contenu des tuyaux de distribution d'air comprimé connexes.
L'invention consiste à monter des conduites totale- ment indépendantes pour l'air comprimé et pour le gaz et des dispositifs d'obturation, intercalés dans ces conduites, qui sont accouplés entre eux de manière que, pendant le démarrage, tous les groupes de cylindres soient positivement alimentés d'air comprimé et qu'ensuite l'admission d'air comprimé à un groupe se ferme, que l'air comprimé y contenu se détende et que finalement du gaz soit débité à ce groupe, tandis que les autres groupes subissent subséquemment de la même manière la transition de la marche à l'air comprimé en marche au gaz.
L'invention consiste en outre à aménager pour le gaz un dispo- sitif d'obturation unique commun à tous les groupes, qui est manoeuvrable à la main, et à faire en sorte que les dispositifs d'obturation pour l'air comprimé soient commandés positivement par le dispositif d'obturation pour le gaz.
De préférence, la disposition est par exemple telle que sur l'axe d'un obturateur rotatif à trois voies est fixé un disque d'entraînement portant sur chaque face deux taquets d'entraînement décalés l'un par rapport à l'autre, qui coopè- rent avec deux butées des organes de manoeuvre des robinets à air comprimé dont l'un est un robinet d'arrêt intercalé dans 'la conduite d'air comprimé principale à laquelle sont raccordées les conduites d'embranchement menant aux groupes de cylindres, tandis que l'autre est un robinet à trois voies qui est inter- calé dans la conduite d'embranchement menant au premier groupe de cylindres et qui sert aussi à détendre le contenu des con- @
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duites de distribution d'air comprimé chaque fois que l'admis- sion d'air comprimé se ferme.
Les organes de manoeuvre des robinets à air comprimé peuvent par exemple avoir la forme d'éléments de croix de Malte à deux fentes.
La manoeuvre de l'obturateur tournant et, partant, des organes de manoeuvre des robinets à air comprimé est opérée avantageusement à l'aide d'une transmission démultiplicatrice actionnée par une manivelle à main. Pour une révolution par- tielle déterminée de la manivelle, l'obturateur à gaz rôtatif exécute chaque fois une rotation d'un angle détermine et fait tourner de 90 , à des moments déterminés, l'un ou les deux ro- binets à air comprimé. Le disque d'entraînement est avantageuse- ment marqué de traits de repères qui permettent de reconnaître la phase de l'opération de démarrage à tout moment considéré.
Le dessin annexé représente un exemple d'exécution d'un dispositif de démarrage conforme à l'invention.
Fig. 1 est le schéma général d'un moteur à gaz à six cylindres, constitué de deux groupes de trois cylindres, et est équipé du dispositif de démarrage conforme à l'invention.
Fig. 2 est une vue à plus grande échelle du dispositif de démarrage dans la position de repos.
Figs. 3 à 8 sont des coupes des robinets et de l'obtura. teur à gaz tournant, montrant diverses positions pendant les différentes phases de l'opération de démarrage.
Le gaz est admis au moteur par la conduite munie de la vanne principale 1, par l'obturateur rotatif à trois voies 3, 18 et par les conduites de distribution 4, 5. L'admis- sion d'air comprimé se fait par la conduite 7 partant du ré- servoir d'air comprimé 6 et munie de la vanne d'arrêt princi- -pale 8, cette conduite se divisant, en aval d'un robinet d'ar- rêt 9, en deux conduites 10 et 11 qui constituent les tuyaux de distribution des deux groupes, de cylindres I, II. Dans la
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conduite d'embranchement 10 est monté un robinet à trois voies 12.
Les robinets à air comprimé 9 et 12 sont réglés de manière qu'au repos (Figs. 2 et 3), c'est-à-dire avant le démarrage, le robinet 12 puisse livrer passage à l'air comprimé vers le groupe de cylindres I et ferme une communication 13 avec l'at- mosphére, mais que le robinet 9 obture le passage aux deux conduites de distribution 10 et 11. L'obturateur rotatif 18 occupe alors la position représentée sur la Fig. 3, dans la- quelle la communication avec'le groupe de cylindres I est coupée et dans laquelle, bien que la communication avec le groupe II soit ouverte, la lumière de sortie de la conduite principale 2, débouchant dans le boisseau 3 de l'obturateur, est fermée.
Pour manoeuvrer l'obturateur rotatif 18 on se sert de la manivelle à main 14 (Figs. 1 et 2) qui actionne une trans- mission démultiplicatrice se composant des pignons 15, 16 et de la chaîne sans fin 17, le pignon 16 étant calé sur l'axe de l'obturateur à gaz rotatif 18. La transmission démultipli- catrice est proportionnée de manière que pendant une révolution partielle de la manivelle 14, par exemple pendant une demi- révolution, l'obturateur 18 tourne d'un angle déterminé. Les robinets à air comprimé sont commandés en fonction de la posi- tion de l'obturateur à gaz à l'aide du disque d'entraînement 20 adapté sur l'axe 19 de l'obturateur et à l'aide d'éléments de croix de Malte 21,22 fixés sur les axes respectifs des robinets à air comprimé.
Avec ces éléments de croix de Malte 21, 22 coopèrent les taquets d'entraînement 23 à 26 dont les paires 23, 24 et 25,26 sont adaptées respectivement sur les deux faces du disque 20. L'une des paires, 23, 24, coopère avec l'élément de croix de Malte 21 du robinet d'arrêt 9, tandis que l'autre paire 25, 26 coopère avec l'élément de croix de Malte 22 du robinet à trois voies 12. Dans la position de départ, c'est-à-dire avant le démarrage, le taquet 23 est engagé dans la fente 27 de l'élément de croix de Malte 21 dont @
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l'autre fente 28 est décalée d'environ 90 par rapport à la fente 27 et prend la place de la fente 27 après une rotation de l'élément de croix de Malte 21 de 90 en sens inverse des aiguilles d'une montre.
L'extrémité libre de la fente 28 se place alors dans le trajet du taquet d'entraînement 24. Une des fentes 29,30 de l'élément de croix de Malte 22, savoir la fente 29, sensiblement verticale dans la position de départ, est disposée de manière que son extrémité libre se trouve dans le trajet du taquet d'entraînement 25. Après une rotation de l'élément de croix de Malte 22 de 909 en sens inverse des ai- guilles d'une montre, la fente 30 prend la place de la fente 29 et se trouve ainsi dans le trajet du taquet 26.
Les taquets d'entraînement 23 à 26 et les fentes 27 à 30 des éléments de croix de Malte sont donc décalés les uns par rapport aux autres de manière que pendant la mise en marche il se produise d'abord l'ouverture du robinet d'arrêt 9, de sorte que l'air comprimé peut agir sur les deux groupes de cylindres. Lorsqu'on fait tourner d'une nouvelle fraction de tour le disque de commande à l'aide de la manivelle 14, le robinet à trois voies 12 se ferme et en même temps la conduite 10 est reliée à l'atmosphère (Fig. 5). L'obturateur à gaz rota- tif 18 ferme encore l'admission de gaz aux cylindres et ce n'est qu'après une nouvelle révolution-partielle du disque d'entraî- nement ou de l'obturateur à gaz que le groupe de cylindres I, précédemment débarrassé de son contenu d'air comprimé, reçoit du gaz (Fig. 6).
Une nouvelle manoeuvre provoque ensuite la fermeture du robinet d'arrêt 9 et, en même temps, un changement de position du robinet à trois voies 12, pour détendre le con- tenu de la conduite de distribution 11, après quoi s'opère finalement l'ouverture du débit de gaz au groupe de cylindres II.
La Fig. 3 montre la position des robinets avant la mise en marche. Le robinet 9 est alors fermé, tandis que le robinet 12 livre passage vers la conduite de distribution 10,
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mais maintient fermée la conduite de communication 13 allant à l'atmosphère. L'obturateur à gaz rotatif 18 maintient fermées la lumière de sortie de la conduite principale 2 et la commu- nication avec le groupe de cylindres II. Le taquet d'entraîne- ment 23 est engagé dans l'extrémité libre de la fente 27 de l'élément de croix de Malte 21.
Une rotation de 180 de la manivelle 14 provoque une révolution partielle de l'obturateur à gaz 18, pour laquelle la communication avec le groupe de cylindres I s'ouvre, mais la lumière de sortie de la conduite de gaz principale 2 reste fer- mée, tandis qu'en même temps le taquet 23 fait tourner l'élé- ment de croix de Malte 21 de 90 de manière à ouvrir le robi- net d'arrêt 9 (Fig. 4). L'élément de croix de Malte,22 reste ensuite au repos. Par suite, de l'air comprimé peut se rendre aux deux groupes de cylindres. Pendant cette révolution par- tielle de l'obturateur à gaz 18, le taquet 25 s'est engagé dans l'extrémité libre de la fente 29 de l'élément de croix de Malte 22 et la fente 28 de l'élément de croix de Malte 21 a pris la position précédemment occupée par la fente 27.
Les taquets d'entraînement 24 et 26 ont avancé de la même fraction de tour que le taquet d'entraînement 25, mais ils sont encore dégagés.
Quand alors le moteur est lancé à un certain nombre de tours, une nouvelle rotation de 180 de la manivelle 14 produit une révolution partielle, égale à la première rotation partielle de l'obturateur à gaz 18, pour laquelle l'arête obturatrice gauche de l'obturateur à gaz s'arrête peu avant l'arête corres- pondante de la lumière de sortie de la conduite à gaz princi- pale 2 (Fig. 5). En même temps l'élément de croix de Malte 22 tourne de 90 . Par suite, le robinet à trois voies ferme l'ad- mission d'air comprimé au groupe de cylindres 1 en même temps qu'il ouvre à l'atmosphère la communication entre la conduite de distribution 10 et la conduite 13.
Le contenu de la con- duite de distribution 10 se détend ainsi, si bien que lorsqu'à @
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la suite d'une rotation ultérieure de 180 de la manivelle 14 l'obturateur à gaz 18 avançant de la même fraction de tour que précédemment démasque la lumière de sortie de la conduite de gaz principale 2 (Fig. 6), le gaz peut se rendre par la con- duite de distribution 4 au groupe de cylindres 1 sans venir en contact avec de l'air comprimé.
Entretemps l'obturateur à gaz 18 a coupé la communi- cation entre la conduite de gaz principale et le groupe de cylindres II et cette communication reste d'abord encore fer- mée quand, à la suite d'une nouvelle rotation de la manivelle 14, les éléments de croix de Malte 21 et 22 tournent chacun de 90 respectivement sous l'action du taquet 24 qui entretemps s'est engagé dans l'extrémité libre de la fente 28, et sous l'action du taquet 26 qui s'est engagé dans l'extrémité libre de la fente 30, et que l'obturateur à gaz 18 se trouve peu avant l'ouverture de la communication avec le groupe de cylin- dres II (Fig. 7).
Pendant ces révolutions partiellés il se produit donc d'abord une obturation de l'admission d'air com- primé au groupe de cylindres II par le robinet 9 et un raccorde- ment de la conduite 13, allant à l'atmosphère, tant avec la con- duite de distribution 10 qu'avec la conduite de distribution 11, par le robinet à trois voies 12. Par suite, le contenu de la conduite de distribution 11 se détend aussi, et lorsqu'on ouvre alors, par une rotation ultérieure de la manivelle 14 la voie conduisant le gaz au groupe de cylindres II (Fig. 8), ce gaz ne peut pas non plus venir en contact avec l'air comprimé.
Après le démarrage, on ferme la vanne à air princi- pale 8.
Quant à l'arrêt du moteur, on le produit de préfé- rence en fermant la vanne principale 1, après quoi on ramène à la position de départ les différents éléments du dispositif de démarrage en faisant tourner en sens inverse la manivelle 14.
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Cette position de départ et les différentes phases de la manoeuvre de démarrage sont indiquées par le repère fixe 31 et par les traits de repère opposés 32, 33, 34 et 35 du disque d'entraînement 20.
REVENDICATIONS
1.- Dispositif pour faire démarrer un moteur à gaz polycylindrique au moyen d'air comprimé, dans lequel la tran- sition entre la marche à l'air comprimé et la marche au gaz s'opère par groupes de cylindres, caractérisé par des condui- tes d'admission totalement indépendantes pour l'air comprimé et pour le gaz, et par des dispositifs d'obturation, intercalés dans ces conduites, qui sont accouplés entre eux de manière que, pendant le démarrage, tous les groupes de cylindres soient positivement alimentés d'air comprimé et qu'ensuite l'admis- sion d'air comprimé à un groupe se ferme, que l'air comprimé y contenu se détende et que finalement du gaz soit débité à ce groupe, tandis que les autres groupes subissent ensuite de la même manière la transition de la marche à l'air comprimé en marche au gaz.
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DESCRIPTIVE MEMORY
SUBMITTED IN SUPPORT OF A REQUEST
PATENT OF INVENTION Starting device for polycylindrical gas engines.
When starting gas engines with compressed air, avoid the simultaneous entry of compressed air and gas into the cylinder. With polycylindrical gas engines where the transition from the operation of the compressed air cylinders to the gas operation takes place in groups of cylinders, this maneuver has hitherto been complicated and unsafe.
The object of the invention is to provide a starting device for these gas engines, which makes it possible to keep the compressed air and the gas separate during the entire starting operation by simple and safe means and to control the, by means of a single distribution unit, successively
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air intake and gas intake to the groups of cylinders, in such a way that after switching on produced with compressed air only one group first switches to gas operation and the other group only passes thereafter, and this each time after the closing of the compressed air intake and the relaxation of the contents of the associated compressed air distribution pipes.
The invention consists in fitting completely independent conduits for compressed air and for gas and shut-off devices, interposed in these conduits, which are coupled together so that, during start-up, all the groups of cylinders are positively supplied with compressed air and then the compressed air inlet to one group closes, the compressed air contained therein expands and finally gas is delivered to this group, while the other groups subsequently undergo in the same way the transition from operation with compressed air to operation with gas.
The invention further consists in providing for the gas a single shut-off device common to all the units, which can be operated by hand, and in ensuring that the shut-off devices for the compressed air are controlled. positively by the shut-off device for gas.
Preferably, the arrangement is for example such that on the axis of a three-way rotary shutter is fixed a drive disk bearing on each face two drive cleats offset with respect to one another, which cooperate with two stops of the operating members of the compressed air valves, one of which is a shut-off valve inserted in the main compressed air line to which the branch lines leading to the groups of cylinders are connected, while the other is a three-way valve which is interposed in the branch line leading to the first group of cylinders and which also serves to relieve the contents of the con- @
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compressed air distribution nozzles whenever the compressed air supply closes.
The actuators of the compressed air valves may for example have the form of Maltese cross elements with two slots.
The operation of the rotary shutter and, therefore, of the operating members of the compressed air valves is advantageously carried out using a reduction transmission actuated by a hand crank. For a determined partial revolution of the crank, the rotary gas shutter executes each time a rotation of a determined angle and rotates by 90, at determined times, one or both compressed air valves . The drive disc is advantageously marked with reference lines which make it possible to recognize the phase of the starting operation at any given moment.
The appended drawing represents an exemplary embodiment of a starting device according to the invention.
Fig. 1 is the general diagram of a six-cylinder gas engine, consisting of two groups of three cylinders, and is equipped with the starting device according to the invention.
Fig. 2 is a view on a larger scale of the starting device in the rest position.
Figs. 3 to 8 are cuts of the taps and the obtura. rotating gas valve, showing various positions during the different phases of the starting operation.
The gas is admitted to the engine through the pipe fitted with the main valve 1, through the three-way rotary shutter 3, 18 and through the distribution pipes 4, 5. The compressed air intake is via the pipe 7 starting from the compressed air tank 6 and fitted with the main shut-off valve 8, this pipe dividing, downstream of a shut-off valve 9, into two pipes 10 and 11 which constitute the distribution pipes of the two groups, of cylinders I, II. In the
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branch line 10 is mounted a three-way valve 12.
The compressed air valves 9 and 12 are adjusted so that at rest (Figs. 2 and 3), that is to say before start-up, the valve 12 can provide passage to the compressed air to the group of cylinders I and closes communication 13 with the atmosphere, but the valve 9 closes the passage to the two distribution conduits 10 and 11. The rotary shutter 18 then occupies the position shown in FIG. 3, in which the communication with the cylinder group I is cut off and in which, although the communication with the group II is open, the outlet port of the main pipe 2, opening into the plug 3 of the shutter, is closed.
To operate the rotary shutter 18, the hand crank 14 (Figs. 1 and 2) is used which actuates a reduction transmission consisting of the pinions 15, 16 and the endless chain 17, the pinion 16 being wedged. on the axis of the rotary gas shutter 18. The reduction transmission is proportioned so that during a partial revolution of the crank 14, for example during a half revolution, the shutter 18 rotates by a determined angle . Compressed air valves are controlled according to the position of the gas shutter by means of the drive disc 20 adapted to the axis 19 of the shutter and by means of cross elements. of Malta 21,22 fixed on the respective axes of the compressed air valves.
With these Maltese cross elements 21, 22 cooperate the drive cleats 23 to 26, the pairs of which 23, 24 and 25,26 are fitted respectively on the two faces of the disc 20. One of the pairs, 23, 24, cooperates with the Maltese cross member 21 of the stopcock 9, while the other pair 25, 26 cooperates with the Maltese cross member 22 of the three-way valve 12. In the starting position, c 'that is to say before starting, the latch 23 is engaged in the slot 27 of the Maltese cross element 21 of which @
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the other slot 28 is offset by approximately 90 from the slot 27 and takes the place of the slot 27 after a rotation of the Maltese cross element 21 by 90 in a counterclockwise direction.
The free end of the slot 28 is then placed in the path of the drive cleat 24. One of the slots 29,30 of the Maltese cross element 22, namely the slot 29, substantially vertical in the starting position, is arranged so that its free end is in the path of the drive cleat 25. After rotating the Maltese cross member 22 through 909 counterclockwise, the slot 30 engages. the place of the slot 29 and is thus in the path of the cleat 26.
The drive lugs 23 to 26 and the slots 27 to 30 of the Maltese cross elements are therefore offset with respect to each other so that during the start-up the opening of the valve first occurs. stop 9, so that the compressed air can act on the two groups of cylinders. When the control disc is turned a further fraction of a turn with the aid of the crank 14, the three-way valve 12 closes and at the same time the line 10 is connected to the atmosphere (Fig. 5). ). The rotary gas shutter 18 still closes the gas inlet to the cylinders and it is only after a further partial revolution of the drive disc or the gas shutter that the cylinder group I, previously stripped of its compressed air content, receives gas (Fig. 6).
A new operation then causes the closing of the shut-off valve 9 and, at the same time, a change of position of the three-way valve 12, in order to relax the contents of the distribution pipe 11, after which finally takes place. opening of the gas flow to the group of cylinders II.
Fig. 3 shows the position of the taps before switching on. The valve 9 is then closed, while the valve 12 provides passage to the distribution pipe 10,
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but keeps the communication line 13 going to the atmosphere closed. The rotary gas shutter 18 keeps the outlet port of the main pipe 2 and the communication with the cylinder group II closed. The drive cleat 23 is engaged in the free end of the slot 27 of the Maltese cross element 21.
A 180 rotation of the crank 14 causes a partial revolution of the gas shutter 18, for which the communication with the cylinder group I opens, but the outlet port of the main gas line 2 remains closed. , while at the same time the stopper 23 turns the Maltese cross element 21 by 90 so as to open the stopcock 9 (Fig. 4). The Maltese cross element, 22 then remains at rest. As a result, compressed air can flow to both groups of cylinders. During this partial revolution of the gas shutter 18, the tab 25 has engaged in the free end of the slot 29 of the Maltese cross element 22 and the slot 28 of the Maltese cross element. Malta 21 took the position previously occupied by slot 27.
Drive cleats 24 and 26 have advanced the same part of a turn as drive cleat 25, but are still free.
When the engine is then cranked to a certain number of revolutions, a further 180 rotation of the crank 14 produces a partial revolution, equal to the first partial rotation of the gas shutter 18, for which the left shutter edge of the The gas shutter stops shortly before the corresponding edge of the outlet port of the main gas line 2 (Fig. 5). At the same time, the Maltese cross element 22 turns 90. As a result, the three-way valve closes the supply of compressed air to the group of cylinders 1 at the same time as it opens to the atmosphere the communication between the distribution line 10 and the line 13.
The contents of the distribution pipe 10 thus relax, so that when at @
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following a subsequent 180 rotation of the crank 14, the gas shutter 18 advancing by the same fraction of a turn as previously unmasks the outlet port of the main gas pipe 2 (Fig. 6), the gas can be return via the distribution pipe 4 to the group of cylinders 1 without coming into contact with compressed air.
In the meantime, the gas shutter 18 has cut off the communication between the main gas line and the cylinder group II and this communication first remains closed when, following a further rotation of the crank 14 , the Maltese cross elements 21 and 22 each turn by 90 respectively under the action of the stopper 24 which has meanwhile engaged in the free end of the slot 28, and under the action of the stopper 26 which is engaged in the free end of the slot 30, and that the gas shutter 18 is located shortly before the opening of the communication with the group of cylinders II (Fig. 7).
During these partial revolutions, therefore, first of all a blocking of the compressed air inlet to the group of cylinders II by the valve 9 and a connection of the pipe 13, going to the atmosphere, both with the distribution pipe 10 than with the distribution pipe 11, via the three-way valve 12. As a result, the contents of the distribution pipe 11 also relax, and when then opened, by a subsequent rotation from the crank 14 the path leading the gas to the group of cylinders II (FIG. 8), this gas cannot come into contact with the compressed air either.
After start-up, the main air valve 8 is closed.
As for stopping the engine, this is preferably done by closing the main valve 1, after which the various elements of the starting device are returned to the starting position by rotating the crank 14 in the opposite direction.
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This starting position and the different phases of the starting maneuver are indicated by the fixed mark 31 and by the opposite mark lines 32, 33, 34 and 35 of the drive disc 20.
CLAIMS
1.- Device for starting a polycylindrical gas engine by means of compressed air, in which the transition between operation with compressed air and operation with gas takes place by groups of cylinders, characterized by conduits. - completely independent admission valves for compressed air and for gas, and by shut-off devices, interposed in these pipes, which are coupled together so that, during start-up, all the groups of cylinders are positively supplied with compressed air and then the compressed air inlet to one group closes, the compressed air contained therein expands and finally gas is delivered to this group, while the other groups undergo then in the same way the transition from operation with compressed air to operation with gas.