<Desc/Clms Page number 1>
THERMOCOMPRESSEUR ET MOTEUR A PISTON ROTATIFS L'invention concerne un moteur à pistons rotatifs associé à un thermocomprésseur utilisant la chaleur des gaz d'échappement et celle recupérée lors du refroidissement des chambres de combustion et d'expansion, pour comprimer l'air ou l'oxygène ulterieure- ment envoyé dans les chambres de combustion.
Malgré de constantes améliorations, le rendement des moteurs à combustion interne reste encore inferieur à 50%. L'un des moyens utilisés pour l'augmenter est la turbocompréssion. Ce procédé utilise une partie de l'énergie mécanique et thermique des gaz d'échappement. Cependant le reste de la chaleur de ces gaz de même que toute la chaleur venant du refroidissement des chambres de combustion est irrémédia blement perdue Le thermocomprésseur associé au moteur à pistons rotatifs vise à récupérer l'éssntiel de la chaleur habituellement rejetée dans l'atmosphère pour gazéifier l'air ou l'oxygène liquides dans un volume réduit et de produire ainsi des gaz frais sous très forte préssion, gaz qui vont alimenter les chambres de combustion.
Dans les moteurs à explosion conventionnels à quatre temps, seul le troisième temps ou explosion est moteur Les trois autres et particulièrement la compréssion, consomment une bonne partie de l'énergie issue de l'explosion. En réduisant les temps à 2 (explosion et échappement), grâce aux pistons rotatifs, et en faisant effectuer la compréssion par la chaleur habituellement rejétée dans le milieu ambiant, le thermocomprésseur associé au moteur à pistons rotatifs augmente considérablement le rendement du moteur à explosion.
La figure 1 représente une des réalisations de l'invention. Le liquide de refroidissement circulant dans le compartiment A autour des chambres de combustion (1) et (2) ainsi que des espaces d'expansion (3) et (4) emporte la chaleur résultant du temps moteur qui n'a pas été transformée en énergie mécanique. Cette chaleur va chauffer les gaz sous préssion dans le réservoir (6) et les maintenir à la préssion nécessaire avant leur passage dans les chambres de combustion. Ces dernières sont conçues de façon à occasionner une grande turbulence qui permet le mélange des gaz au carburant directement injecté dans les chambres de combustion. Les gaz surcomprimés sont stockés dans le réservoir (6).
Le liquide de refroidissement passe ensuite dans le thermocomprésseur (7), où il gazéifie l'air ou l'oxygène liquides en provenance du réservoir (8) L'air liquide est en réalité un gaz comprimé à l'extrême. Il représente donc un travail concentré. Sa production se passe en usine dans des conditions plus avantageuses que dans le cylindre chaud d'un moteur à explosion, le rendement de la compréssion y est donc meilleur.
A la fin de la période d'expansion, les soupapes ou vannes (10) et (11) s'ouvrent Le disque (12) en pleine rotation, permet maintenant le passage des restes de la combustion sous la préssion de l'air purcomprimé venant du réservoir (6), des chambres (1) et (2) vers les espaces d'expansion (3) et (4). Quand l'essentiel des gaz consumés est passé dans les chambres d'expansion, le disque (12), entrainé par l'axe (5) referme le passage entre les chambres de combustion et les chambre d'expansion Les gaz consumés commencent alors à être expulsés pa les pistons (15) et (16). Entre-temps la prés sion optimale a été atteinte dans les chambres (1) et (2) par le nouvel air frais Les soupapes (10) et (11) se sont refermées, le carburant a été injincté par les injecteurs (17) et (18), et la combustion initiée par les bougies (19) et (20).
A la fin de la combustion la préssion atteint sa valeur maximale dans les chambres (1) et (2).
<Desc/Clms Page number 2>
A ce moment le disque (12) dans son mouvement fait correspondre ses orifices (21) et (22) avec les passages (23) et (24) des chambres de combustion de même qu'avec les orifices (25) et (26) des chambres d'expansion. L'expansion reprend alors dans les espaces (3) et (4) qui se sont créés après la décente des pistons orthogonaux (27) et (28) poussés par les ressorts (29) et (30).
La figure II représente une structure du moteur à pistons rotatifs. On y voit les différentes parties telles que décrites en plein fonctionnement ci-dessus. On note la ressemblan ce de la chambre de combustion avec la préchabre de turbulance de certains moteurs diesel.
L'invention peut aussi fonctionner en régime diesel. Pour cela la préssion et la température des gaz comprimés sont spécialement portées à des valeurs indispensables pour l'autocombustion des carburants lourds.
L'invention peut enfin fonctionner avec l'hydrogène liquide comme carburant. L'hydro gène et l'oxygène liquides sont mélangés en proportion nécessaires. Le mélange transite par le thermocomprésseur où il est gazéifié et porté à haute préssion avant d'accéder à la chambre de combustion.
<Desc / Clms Page number 1>
The invention relates to a rotary piston engine associated with a thermocompressor using the heat of the exhaust gases and that recovered during the cooling of the combustion and expansion chambers, to compress the air or the oxygen subsequently sent to the combustion chambers.
Despite constant improvements, the efficiency of internal combustion engines is still less than 50%. One of the means used to increase it is turbocharging. This process uses part of the mechanical and thermal energy of the exhaust gases. However, the rest of the heat from these gases, as well as all the heat from the cooling of the combustion chambers, is irretrievably lost. The thermocompressor associated with the rotary piston engine aims to recover most of the heat usually released into the atmosphere to gasify the air or liquid oxygen in a reduced volume and thus produce fresh gases under very high pressure, gases which will supply the combustion chambers.
In conventional four-stroke combustion engines, only the third stroke or explosion is the engine. The other three, and particularly compression, consume a good part of the energy resulting from the explosion. By reducing the times to 2 (explosion and exhaust), thanks to the rotary pistons, and causing compression to be carried out by the heat usually discharged into the ambient environment, the thermocompressor associated with the rotary piston engine considerably increases the efficiency of the internal combustion engine.
Figure 1 shows one of the embodiments of the invention. The coolant circulating in compartment A around the combustion chambers (1) and (2) as well as the expansion spaces (3) and (4) takes away the heat resulting from the engine time which has not been transformed into mechanical energy. This heat will heat the gases under pressure in the tank (6) and keep them at the necessary pressure before they pass through the combustion chambers. The latter are designed so as to cause great turbulence which allows the mixing of the gases with the fuel directly injected into the combustion chambers. The supercharged gases are stored in the tank (6).
The coolant then passes through the thermocompressor (7), where it gasifies the liquid air or oxygen from the tank (8) The liquid air is actually an extremely compressed gas. It therefore represents concentrated work. Its production takes place in the factory under more advantageous conditions than in the hot cylinder of an internal combustion engine, the efficiency of the compression is therefore better.
At the end of the expansion period, the valves or valves (10) and (11) open The disc (12) in full rotation, now allows the passage of the remains of combustion under the pressure of the compressed air coming from the reservoir (6), from the chambers (1) and (2) to the expansion spaces (3) and (4). When most of the consumed gases have passed through the expansion chambers, the disc (12), driven by the axis (5), closes the passage between the combustion chambers and the expansion chambers. The consumed gases then begin to be expelled by the pistons (15) and (16). Meanwhile the optimum pressure has been reached in chambers (1) and (2) by the new fresh air The valves (10) and (11) have closed, the fuel has been injected by the injectors (17) and (18), and the combustion initiated by the spark plugs (19) and (20).
At the end of combustion, the pressure reaches its maximum value in chambers (1) and (2).
<Desc / Clms Page number 2>
At this time the disc (12) in its movement matches its orifices (21) and (22) with the passages (23) and (24) of the combustion chambers as well as with the orifices (25) and (26) expansion chambers. The expansion then resumes in the spaces (3) and (4) which were created after the decent of the orthogonal pistons (27) and (28) pushed by the springs (29) and (30).
Figure II shows a structure of the rotary piston engine. We can see the different parts as described in full operation above. We note the resemblance of the combustion chamber to the pre-turbulance of certain diesel engines.
The invention can also operate in diesel mode. For this, the pressure and the temperature of the compressed gases are specially brought to values essential for the auto-combustion of heavy fuels.
The invention can finally work with liquid hydrogen as fuel. The liquid hydrogen and oxygen are mixed in the necessary proportion. The mixture passes through the thermocompressor where it is gasified and brought to high pressure before reaching the combustion chamber.