BE1013140A6 - Thermocompresseur et moteur a pistons rotatifs. - Google Patents

Abstract

L'invention présente un système comportant un thermocomprésseur et un moteur à pistons rotatifs. Le thermocomprésseur (7) utilise la chaleur non convertie en énergie mécanique du temps moteur et celle des gaz d'échappement pour gazéifier le comburant liquide en provenance du réservoir (8). La gazéification se passant dans un volume réduit (7), la préssion des gaz obetenus est énorme. Ces gaz sont envoyés dans les chambres combustion (1) et(2) où le carburant est injecté par les injecteurs (17) et(18). L'explosion est initié par des bougies (19) et (20) ou par le température élevée des gaz frais. Les gaz consumés et sous très haute pression passent dans les chambres d'expansion où ils poussent les pistons rotatifs (15) et (16). A la fin de l'expansion les gaz consumés sont expulsés par l'autre face des pistons rotatifs et le cycle recommence. Le système peut aussi fonctionner en régime diesel si les gaz atteignent la préssion nécessaire et la température d'autocombustion des carburants lourds. Le système peut enfin fonctionner avec de l'hydrogène liquide comme carburant,

Description

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  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). 

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  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.

Claims (9)

1. REVENDICATIONS 1 Système de transformation de l'énergie thermique en énergie mécanique basé sur un thermocomprésseur et un moteur à pistons rotatifs.
2. 2 Invention selon la révendication 1 où le thermocompresseur transforme le combu- EMI3.1 rant (oxygène, air liquides) en gaz sous très forte préssion grâce à la chaleur en provenance des eaux de refroidissement des chambres de combustion du moteur et des gaz d'échappement.
3. 3 Invention selon la révendication 1 où le moteur à piston rotatifs est un moteur à deux temps. expansion et expulsion, l'explosion ayant lieu à l'exterieur.
4. 4 Système selon les révendication 1 et 3 dans lequel l'explosion a lieu dans une . chambre de combustion située à l'exterieur
5. 5 Invention selon les révendications 1 à 4 dans lequel les chambres de combustion et d'expansion communiquent grâce à des orifices situés dans un disque lié à l'axe du moteur, disque qui permet également de fermer le passage entre les chambres d'ex- pansion et de combustion.
6. 6 Invention selon la révendication 1 où l'oxygène peut être remplacer par l'air liquide
7. 7 Invention selon la révendication 1 dans laquelle des carburants plus lourds (gasoil) peuvent être utilisés en régime diesel, après avoir augmenté la préssion et la tempé- rature du comburant comprimé jusqu'aux valeurs d'autocombustion du gasoil
8. 8 Invention selon les révendications 1 et 2 dans laquelle l'hydrogène liquide peut être utilisé comme carburant, donnant lieu à la formation de l'eau pure comme produit de de combustion.
9. 9 Invention selon la révendication 8 dans laquelle l'hydrogène liquide peut être mélan- gé à l'oxygène à l'etat liquide dans les proportions convenables à la combustion opti- male avant de passer par le thermocompresseur Cependant il est également possi- ble de faire passer l'oxygène et l'hydrogène séparement dans des thermocompres- seurs différents avant de les mélanger et de les envoyer dans la chambre de combus- tion