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Installation motrice à produits de combustion.
Des installations motrices sont d'un usage courant, dans lesquelles l'agent moteur consiste en produits de com- bustion obtenus par l'inflammation d'un combustible liquide dans de l'air fortement comprimé dans un générateur de pres- sion séparé du moteur lui-même, avec ou sans injection de vapeur ou d'ea, la compression ayant échauffé cet air à un point tel que le combustible s'enflamme spontanément lors de son injection dans le générateur de pression.
Des installations de ce genre ont été proposées dans lesquelles l'air nécessaire au fonctionnement est comprimé dans des cylindres compresseurs en nombre égal à celui des cylindres moteurs, attelés au même vilebrequin, le même
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générateur de pression desservant tous les cylindres moteurs.
Ce générateur était constitué par une bouteille à gaz, dans la surface cylindrique externe de laquelle était prévu un filet creux constituant un passage hélicoïdal lorsque la bouteille était introduite dans un organe cylin drique creux, l'enserrant étroitement et constituant une chambre de circulation d'eau.
L'invention nouvelle consiste en un moteur du genre décrit plus haut, comportant des perfectionnements impor- tants. Diaprés la présente invention, le nouveau moteur, qui consiste en plusieurs unités placées l'une à côté de l'autre à la manière connue, est disposé de telle façon que chaque unité comprend un nombre égal de cylindres compresseurs et de cylindres moteurs, attelés à la même manivelle. Il y a au moins un cylindre compresseur et un cylindre moteur attelé à chaque manivelle.
Le générateur de pression, qui dessert tous les cylindres moteurs du moteur, est formé de deux parties: une antichambre dans laquelle l'air comprimé est introduit d'abord et dans lequel, air comprimé et fortement échauffé est injecté dans la direction de l'axe un combustible liquide qui sty enflamme spontanément, etune chambre de combustion proprement dite, dans laquelle les gaz enflammés passent immédiatement par une tuyère appropriée pour y compléter leur combustion;
la tuyère comporte des passages au moyen desquels de la vapeur ou de l'eau chaude est injectée dans les gaz enflammés qui passent par la tuyère, lesquels gaz ont leur pression augmentée de cette faon, l'eau ou la vapeur provenant d'un conduit héli- coidal pratiqué dans les parois du générateur de pression et étant injectée dans les gaz en combustion dans la direc- tion de leur passage dans la tuyère, direction qui est la même que celle de l'injection du combustible liquide dans l'antichambre de la chambre de combustion.
Le générateur
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dans la surface externe de laquelle est prévu un filet carré, la bouteille étant introduite avec force dans une chemise cylindrique qui l'enserre étroitement et qui est elle-même entourée par un organe cylindrique creux concentrique qui constitue une chambre de circulation d'eau; le filet constitue un passage de vaporisation hélicoïdal dans lequel de l'eau est introduite au bout opposé à celui de l'injection des gaz chauds pour en sortir l'autre bout près de la tuyère où elle se rend pour être injectée dans les gaz chauds à l'état de vapeur ou d'eau chaude finement pulvérisée.
Chaque unité motrice est constituée de préférence par un cylindre compres- seur et un cylindre moteur, attelés à la même manivelle pour réduire au minimum les forces de torsion et de flexion dans le villebrequin et ces deux cylindres sont placés dans la même ligne, un cylindre moteur d'un côté et un cylindre compresseur de l'autre côté du vilebrequin. De préférence, le générateur de pression est disposé dans une direction parallèle à l'axe des cylindres, donc transversalement au vilebrequin, ce qui diminue la longueur des canalisations que suivent les gaz chauds pour se rendre de la chambre de combustion proprement dite aux cylindres moteurs, et par suite diminue autant qu'il est possible la perte de chaleur de ces gaz pendant leur trajet.
Une forme préférée de l'invention est représentée à ti- tre d'exemple non limitatif, aux dessins annexés, en quatre figures schématiques:
Figure 1 est une section verticale médians transverse du moteur selon l'invention. cette section passant par l'axe d'une paire de cylindres opposés et montrant aussi le géné- rateur de pression en section;
Figure 2 représente en section partielle une autre disposition du moteur qui rend possible de le loger dans les ailes d'un avion ; Figure 3 représente en section partielle une autre
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disposition du moteur, dans laquelle les cylindres de chaque unité sont placés de façon à former un V au lieu d'être opposés l'un à l'autre;
Figure 4 représente une autre construction du moteur, en section partielle, les deux cylindres constituant le V étant des cylindres moteurs et les cylindres compresseurs
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étant dispodés verticalement sur le bieteur de l'angle du V, de sorte qu'il y a deux cylindres moteurs pour chaque cylindre compresseur, attelés tous trois sur la même manivelle.
Dans le moteur représenté à la figure 1, le nombre de paires de cylindres opposés peut être pair ou impair; s'il est pair, la générateur de pression est disposé symétrique- ment et la section des cylindres et celle du génerateur de pression ne sont pas dans le même plan vertical comme il est montré dans la figure.
Dans cette forme préférée du moteur selon l'invention, 1 est le cylindre compresseur, 2 est le piston compresseur, 3 est sa bielle, attelée à la manivelle 4 ; 5 est le cylin- dre moteur opposé au cylindre compresseur 1, 6 est le piston moteur et 7 sa bielle, attelée à la même manivelle 4 sur un centre commun aux deux bielles; les deux bielles sont donc attelées à la même manivelle du vilebrequin 8, les cylindres étant de part et d'autre de ce vilebrequin, et dans la même ligne l'un et l'autre.
L'air atmosphérique est introduit dans le cylindre compresseur 1 par le passage d'entrée d'air 9 et la soupape 10 qui s'ouvre vers l'intérieur contre la poussée d'un res- sort 11, sous l'action d'une came 12 sur un arbre à cames 13, par l'intermédiaired'un culbuteur 14, à la manière connue.
L'air compressé et échauffé quitte le cylindre 1 par la soupape 16 et le conduit 15 et se rend dans l'anti chambre 17 du générateur de pression et de là dans la
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étant formée d'une bouteille à gaz cylindrique 19, disposée transversement au vilebrequin, dans la surface externe de laquelle est prévu un filet creux carré 20 qui constitue un conduit hélicoïdal lorsque la bouteille est introduite avec force dans la chemise cylindrique 21, cette chemise étant elle-même entourée par l'organe cylindrique creux 22 qui forme chambre de circulation d'eau. De l'eau est introduite par le conduit 23 et le passage annulaire 24 dans le conduit hélicoïdal 20, au bout opposé à celui occupé par l'antichambre 17, et en sort, à l'état d'eau chaude ou de vapeur, à l'autre bout,
par les passages annulaires 25 et 26, et par les conduits 27 à la tuyère 28 qui l'injecte dans les gaz de combustion passant par cette tuyère, dans la direction du mouvement de ces gaz. Un injecteur 29 pour le combustible liquide est placé dans l'antichambre 17, ainsi qu'une bougie d'allumage électrique 30 pour le démarrage du moteur froid.
Le mélange gazeux air-combustible-vapeur sortant de la tuyère 28 dans la cham- bre de combustion proprement dite 18, en sort par le passage 31 commandé par l'obturateur 32 et la manette de commande 32' et se rend par le conduit 33 au cylindre moteur 5, l'admis- sion étant commandée par la soupape 34 s'ouvrant vers l'ex- térieur contre la poussée d'un ressort 35 sous l'action d'une came 36 portée par un arbre cames 37, per l'intermédiaire d'un culbuteur 38; le même arbre à cames actionne la sou- pape d'échappement 39 qui s'ouvre vers l'intérieur du cylin- dre contre la poussée d'un ressort 40 et permet l'échappement des gaz brûlés par la sortie 41. La cuvette 42 reçoit l'huile de graissage ; la circulation d'eau 43 empêche un échauffement détrimental du moteur.
La figure 1 représente une unité du moteur; il y a plusieurs de ces unités à côté l'une de l'autre, soit avec les cylindres compresseurs du même coté du vilebrequin, soit avec les cylindres compresseurs et moteurs alternés ou
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de toute autre manière appropriée. Il peut y avoir plus d'un générateur de pression si cela est jugé nécessaire.
Figures 2,3 et 4 représentent chacune, pareillement, une unité d'un moteur d'après l'invention comprenant un nombre approprié de ces unités, l'une à côté de l'autre, selon la puissance que,le moteur doit déveloper. Dans ces moteurs, l'air est admis par l'entrée d'air 9 dans le ou les cylindres compresseurs 1 et les quitte: par le ou les conduits 15 pour se rendre dans le ou les générateurs de pression 18 dans les parois desquels sont prévus les conduits héliooldanac 20 qui constituent des serpentins vaporisateurs, comme il a été expliqué plus haut, les gaz de combustion se rendant par les conduits 33 dans le ou les cylindres moteurs 5 et de là, après leur détente, s'échap- pant par la sortie 41 ; la cuvette est en 42 et la circu- lation d'eau en 43.
Le moteur représenté à la figure 2 est construit spé- cialement pour pouvoir être logé dans les ailes d'un avion.' C'est un moteur du genre représenté à la figure 1, mais il y a deux générateurs de pression, un de chaque côté du vilebrequin, disposés chacun au sommet du groupe de cylin- dres placé du même côté du vilebrequin, de façon à réduire à un minimum la longueur des canalisations pour les gaz de combustion, et à permettre de loger le moteur dans une aile d'avion sans augmenter la résistance de son déplacement dans l'air.
Dans le moteur en V représenté à la figure 3, le géné- rateur de pression est situé dans l'angle du V de sorte que les canalisations sont aussi réduites à leur minimum de longueur. Dans le moteur représenté à la figure 4, les deux branches du V sont constituées par des cylindres mo- teurs, les cylindres compresseurs étant placés le long du bisecteur de L'angle du V. Il peut y avoir un générateur
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en avoir deux, un de chaque côté du ou des cylindres comp- resseurs, pour réduire la longueur des canalisations.
On voit que dans les trois moteurs décrits en dernier lieu, le ou les générateurs de pression sont parallèles au vilebrequin et desservent soit la totalité, soit la moitié des cylindres moteurs, tandis que dans le moteur représenté à la figure 1, il n'y a qu'un générateur de pression pour toutes les paires de cylindres compresseur-moteur, et il est place transversalement par rapport au vilebrequin.
REVENDICATIONS
En résumé, nous revendiquons comme de notre invention:
1 ) Moteur à mouvement alternatif dans lequel l'agent meneur consiste en produits de combustion obtenus par l'in- flammation spontanée d'un combustible liquide injecté dans de l'air fortement comprimé et échauffé de ce chef, dans un générateur de pression séparé du moteur lui-même, dans lequel moteur les cylindres compresseurs et moteurs, en nombre égal, sont attelés au même vilebrequin, et dans lequel de l'eau chaude finement divisée ou de la vapeur, émanant d'un conduit vaporisateur hélicoïdal pratiqua dans les paroia du généra- teur de pression, est injectée dans les gaz de combustion se rendant aux cylindres moteurs,
caractérisé en ce que le moteur est constitué par plusieurs unités placées l'une à côté de l'autre, chaque unité comprenant au moins un cylindre comp- resseur et un cylindre moteur attelés à la même manivelle.
20) Moteur à mouvement alternatif suivant la revendica- tion 1, dans lequel l'injection du combustible dans l'air comprimé et celle. de l'eau ou de la vapeur dans les gaz de combustion se font dans le même sens.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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Power plant for combustion products.
Power plants are in common use, in which the motive agent consists of combustion products obtained by igniting a liquid fuel in highly compressed air in a pressure generator separate from the engine. itself, with or without injection of steam or water, the compression having heated this air to such a point that the fuel ignites spontaneously during its injection into the pressure generator.
Installations of this type have been proposed in which the air necessary for operation is compressed in compressor cylinders in a number equal to that of the engine cylinders, coupled to the same crankshaft, the same
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pressure generator serving all engine cylinders.
This generator consisted of a gas cylinder, in the external cylindrical surface of which was provided a hollow thread constituting a helical passage when the cylinder was introduced into a hollow cylindrical member, tightly enclosing it and constituting a circulation chamber. water.
The new invention consists of an engine of the type described above, comprising significant improvements. According to the present invention, the new engine, which consists of several units placed side by side in the known manner, is arranged such that each unit comprises an equal number of compressor cylinders and engine cylinders, coupled at the same crank. There is at least one compressor cylinder and one engine cylinder attached to each crank.
The pressure generator, which serves all engine cylinders of the engine, is formed of two parts: an anteroom into which compressed air is first introduced and into which, compressed and strongly heated air is injected in the direction of the axis a liquid fuel which sty ignites spontaneously, anda combustion chamber proper, in which the ignited gases immediately pass through a suitable nozzle to complete their combustion therein;
the nozzle has passages by means of which steam or hot water is injected into the ignited gases passing through the nozzle, which gases have their pressure increased in this way, water or steam coming from a duct helicoidal formed in the walls of the pressure generator and being injected into the combustion gases in the direction of their passage through the nozzle, which direction is the same as that of the injection of the liquid fuel into the antechamber of the combustion chamber.
The generator
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in the outer surface of which is provided a square thread, the bottle being introduced with force into a cylindrical jacket which encloses it tightly and which is itself surrounded by a concentric hollow cylindrical member which constitutes a water circulation chamber; the net constitutes a helical vaporization passage in which water is introduced at the end opposite to that of the injection of the hot gases to exit the other end near the nozzle where it goes to be injected into the hot gases in the form of steam or finely sprayed hot water.
Each drive unit is preferably made up of a compressor cylinder and a drive cylinder, coupled to the same crank to minimize torsional and bending forces in the crankshaft and these two cylinders are placed in the same row, a cylinder engine on one side and a compressor cylinder on the other side of the crankshaft. Preferably, the pressure generator is arranged in a direction parallel to the axis of the cylinders, therefore transversely to the crankshaft, which reduces the length of the pipes that the hot gases follow to get from the combustion chamber proper to the engine cylinders. , and consequently decreases as much as possible the heat loss of these gases during their journey.
A preferred form of the invention is shown by way of non-limiting example, in the accompanying drawings, in four schematic figures:
Figure 1 is a transverse median vertical section of the engine according to the invention. this section passing through the axis of a pair of opposed cylinders and also showing the pressure generator in section;
Figure 2 shows in partial section another arrangement of the engine which makes it possible to accommodate it in the wings of an airplane; Figure 3 shows in partial section another
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arrangement of the engine, in which the cylinders of each unit are placed so as to form a V instead of being opposed to each other;
Figure 4 shows another construction of the engine, in partial section, the two cylinders constituting the V being engine cylinders and the compressor cylinders
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being arranged vertically on the V angle bieteur, so that there are two engine cylinders for each compressor cylinder, all three hitched to the same crank.
In the engine shown in Figure 1, the number of pairs of opposing cylinders may be odd or even; if it is even, the pressure generator is arranged symmetrically and the section of the cylinders and that of the pressure generator are not in the same vertical plane as shown in the figure.
In this preferred form of the engine according to the invention, 1 is the compressor cylinder, 2 is the compressor piston, 3 is its connecting rod, coupled to the crank 4; 5 is the engine cylinder opposite to the compressor cylinder 1, 6 is the engine piston and 7 its connecting rod, coupled to the same crank 4 on a center common to the two connecting rods; the two connecting rods are therefore coupled to the same crank of the crankshaft 8, the cylinders being on either side of this crankshaft, and both in the same line.
Atmospheric air is introduced into the compressor cylinder 1 through the air inlet passage 9 and the valve 10 which opens inwards against the thrust of a spring 11, under the action of a cam 12 on a camshaft 13, by the intermediary of a rocker arm 14, in the known manner.
The compressed and heated air leaves the cylinder 1 through the valve 16 and the duct 15 and goes into the anti-chamber 17 of the pressure generator and from there into the
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being formed of a cylindrical gas cylinder 19, disposed transversely to the crankshaft, in the outer surface of which is provided a square hollow thread 20 which constitutes a helical duct when the cylinder is forcefully introduced into the cylindrical jacket 21, this jacket being itself surrounded by the hollow cylindrical member 22 which forms a water circulation chamber. Water is introduced through the duct 23 and the annular passage 24 into the helical duct 20, at the end opposite that occupied by the antechamber 17, and leaves it, in the state of hot water or of steam, at the other side,
through the annular passages 25 and 26, and through the conduits 27 to the nozzle 28 which injects it into the combustion gases passing through this nozzle, in the direction of movement of these gases. An injector 29 for the liquid fuel is placed in the antechamber 17, as well as an electric spark plug 30 for starting the cold engine.
The air-fuel-vapor gas mixture leaving the nozzle 28 into the actual combustion chamber 18, leaves it through the passage 31 controlled by the shutter 32 and the control lever 32 'and goes through the duct 33 to the engine cylinder 5, the intake being controlled by the valve 34 opening outwards against the thrust of a spring 35 under the action of a cam 36 carried by a camshaft 37, for the intermediary of a rocker 38; the same camshaft actuates the exhaust valve 39 which opens towards the interior of the cylinder against the thrust of a spring 40 and allows the exhaust of the burnt gases through the outlet 41. The bowl 42 receives lubricating oil; the circulation of water 43 prevents detrimental heating of the engine.
Figure 1 shows an engine unit; there are several of these units next to each other, either with the compressor cylinders on the same side of the crankshaft, or with the compressor cylinders and alternating engines or
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in any other appropriate manner. There may be more than one pressure generator if deemed necessary.
Figures 2, 3 and 4 each represent, likewise, a unit of an engine according to the invention comprising an appropriate number of these units, one beside the other, according to the power which the engine is to develop. . In these engines, the air is admitted through the air inlet 9 into the compressor cylinder (s) 1 and leaves them: through the duct (s) 15 to reach the pressure generator (s) 18 in the walls of which are provided the heliooldanac conduits 20 which constitute vaporizer coils, as explained above, the combustion gases passing through the conduits 33 into the engine cylinder or cylinders 5 and from there, after their expansion, escaping through exit 41; the bowl is at 42 and the water circulation at 43.
The engine shown in Figure 2 is specially constructed to be housed in the wings of an airplane. It is an engine of the kind shown in figure 1, but there are two pressure generators, one on each side of the crankshaft, each arranged at the top of the group of cylinders placed on the same side of the crankshaft, so as to reduce to a minimum the length of the pipes for the combustion gases, and to allow the engine to be housed in an airplane wing without increasing the resistance of its movement in the air.
In the V-motor shown in Figure 3, the pressure generator is located in the angle of the V so that the lines are also reduced to their minimum length. In the engine shown in FIG. 4, the two branches of the V are formed by motor cylinders, the compressor cylinders being placed along the bisector of the angle of V. There may be a generator.
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have two, one on each side of the compression cylinder (s), to reduce the length of the pipes.
It can be seen that in the three engines described last, the pressure generator or generators are parallel to the crankshaft and serve either all or half of the engine cylinders, while in the engine shown in FIG. 1, there is no has only one pressure generator for all pairs of compressor-engine cylinders, and it is placed transversely to the crankshaft.
CLAIMS
In summary, we claim as our invention:
1) Reciprocating motor in which the leading agent consists of combustion products obtained by the spontaneous ignition of a liquid fuel injected into strongly compressed air and heated thereby, in a separate pressure generator of the engine itself, in which engine the compressor cylinders and engines, in equal number, are coupled to the same crankshaft, and in which finely divided hot water or steam, emanating from a helical vaporizer duct practiced in the side of the pressure generator, is injected into the combustion gases going to the engine cylinders,
characterized in that the engine consists of several units placed one beside the other, each unit comprising at least one compression cylinder and one engine cylinder coupled to the same crank.
20) A reciprocating motor according to claim 1, in which the injection of the fuel into the compressed air and that. water or steam in the flue gases goes in the same direction.
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