BE413104A

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Publication number: BE413104A
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Description

" Mode de fonctionnement des maohines rotatives à pistons "
La présente invention se rapporte en général aux machines rotatives à pistons et essentiellement aux moteurs rotatifs à pistons. L'invention vise tout d'abord à permettre dans le cas d'un moteurfrotatif à pistons un mode de fonctionnement judicieux qui réside en particulier en ce qu'il peut se produi- re une oombustion ininterrompue du combustible pour une pres- sion conservant toujours une valeur sensiblement constante et qu'on obtient une combustion pour laquelle il ne se produit pas de températures nuisibles pour les pièces animées, le Choix du combustible offrant dans une large mesure des possi- bilités qui ne présentent aucune des machines oonnues à ce jour.

L'invention vise ensuite à réaliser dans le cas généra.1 des machines rotatives à pistons un dispositif qui, pour un encombrement aussi faiule que possible et un poids minime, offre une puissance aussi grande que possible. On y parvient en

particulier grâce à une construction particulière des pis- tons. D'autres particularités essentielles de l'invention se- rcnt mises en lumière par la description oi-après de quelques exemples d'exécution suivant l'invention et par les dessins qui y sont joints.

La fige 1 est une coupe schématique d'une machine sui- vant la présente invention.

La fig. 2 est une élévation latérale schématique de la f ig. 1.

La fig. 3 est une élévation de la fig. 2 vue de droite.

Lafig. 4 est une coupe schématique d'une machine sui- vant l'invention dont la chambre de combustion est disposée différer:Dent.

La fig. 5 montre un dispositif qu'on emploie lorsqu'on utilise de la poussière de charbon ou des huiles de valeur inférieure pour le fonctionnement de la machine.

Les figs. 6 et 7 montrent des dispositifs de réglage pour la compression et la détente.

La fig. 8 estune coupe schématique d'un moteur à deux oylindres.

La fig. 9 est une coupe schématique d'un moteur dans lequel les chambres de compression et de détente sont mon- tées sur des cylindres distinots.

La fig. 10 est une coupe d'une autre forme d'exécution d'un moteur rotatif à pistons.

La fig. 11 est une coupe d'un moteur analogue à celui que± montre la fig. 10 mais qui n'est agencé qu'en oompres- seur.

La fig. 12 est une coupe suivant la ligne 12-12 de la fig. 11.

Les figs. 13 à 15 montrent des détails du moteur sui- vant les figs. 10 à 12.

Dans le cas de la forme d'exéoution de l'invention repré- sentée à la fig. 1 a désigne un tambour dans lequel sont dispo- sés des tiroirs a' susceptibles de ooulisser radialement. a2 désigne une enveloppe cylindrique de la machine, dans laquel- le opère le tambour a et ses tiroirs a'. b est un prolongement en forme d'enveloppe dont est munie l'enveloppe de la machine et dans lequel débouche une conduite d'amenée de combustible ou un brûleur,9,.

Dans l'enveloppe cylindrique a2 sont prévues une ouverture pour l'arrivée d'air frais et une ouverture a4 pour l'évacuation des gaz de conbustion d est l'axe autour duquel tourne le tambour a. e est un ventilateur qui refoule de l'air dans l'enveloppe Si,2 par une ouverture g de la paroi latérale f'. h est un raccord d'échappement qui permet aux gaz brûlés de s'échapper par une ouverture oorrespondante g prévue dans 1 autre paroi latérale f2.

Le fonctionnement de la machine suivant les figs. 1 à 3 est)le suivant :
Le tambour a tournant dans la direction de la flèche in- diquée sur la fig. 1, les tiroirs a' compriment l'air introduit par g et le refoulent à travers l'ouverture a3 dans l'enveloppe b . Dans celle-ci s'ajoute à l'air frais du oombustiole admis par la conduite c qt qui brûle avec une flamme continue. Les gaz brûlés pénètrent ensuite dans la maohine du oôté déten- te de oelle-oi par l'ouverture a4, exercent une pression sur les tiroirs a et font ainsi mouvoir la machine.

Les phases opératoires sont indiquées sur la fig. 1 par l'emploi de ma- jusoules, la section F représentant ici la charge de gaz brûlés qui s'échappent de l'enveloppe b , E désigne la section de détente. L indique la phase d'échappement et de chargement d'air frais. La section V correspond à la compression et la section A correspond à celle où l'air comprimé est expulsé dans la chambre b .

La fig. 4 montre un dispositif qui correspond en principe

celui de la fig. 1. Toutefois, il est également prévu ioi autour du brûleur une oondui te c' dont l'effet est que seule une partie de l'air frais arrive au brûleur, tandis que le reste de l'air frais balaye l'extérieur du tuyau c' , empê- chant ainsi la dissipation vers l'extérieur de la chaleur considérable qui se produit au point de combustion. Cet air se mélange ensuite à l'extrémité de la conduite c' aveo les gaz brûlés qui s'en échappent, ce qui a pour effet que les gaz de combustion, dès qu'ils rencontrent les pièces mo- biles,o'est-à-dire les tiroirs a', autrement dit dès qu'ils pénètrent entre le tambour a et l'enveloppe a2, présentent une tanpérature relativement peu élevée.

Les dimensions étant convenablement calculées il est faoile d'obtenir par ce moyen que les gaz qui pénètrent dans la zone de détente de la machine en vue d'y travailler ne soient pas à une température supérieure à 1000 C. La conduite c', quant à sa longueur, sa forme, la direotion de l'arrivée du combustible, etc., peut être construite d'une façon queloonque afin de réaliser ainsi des conditions aussi favorables que possible pour la combustion. On peut alimenter le brûleur g au moyen des oom- bustibles liquides les plus divers. Mais on peut aussi y ame- ner par exemple du gaz combustible, pourvu qu'il soit dispo- nible sous une pression assez élevée. Dans le cas contraire on peut combiner le dispositif aveo un groupe oompresseur à l'effet d'obtenir une pression convenable.

Sur la fig. 5, b' désigne un tuyau dans lequel pénètre l'air frais comprimé; c' est un brûleur par lequel pénètre de la poussière de charbon, du charbon liquide (huile mélangée de poussière de charbon), eto. Les gaz brûlés sont ici intro- duits dans un dépoussiéreur centrifuge à l'effet d'éliminer la cendre et les autres impuretés. De ce dépoussiéreur le gaz nettoyé arrive par le tuyau 1' et l'ouverture a4 percée dans l'enveloppe a2 de la maohine dans la zone de détente de celle-ci.

Le dispositif suivant la fige 6 correspond également en principe à celui que montre la fig. 1. On a en outre indiqué ioio, du côté compression, un prolongement de l'enveloppe de la machine dans lequel est alésé un cylindre communiquant par des ouvertuses m aveo le côté oompression de la machine et dans lequel est monté en vue de ooulisser un cylindre n' .Le déplacement de ce cylindre n' peimet de faire varier le commen- oement de la compression. Lorsque le cylindre n' masque to&tes les ouvertures m la compression commence aussitôt après que le tiroir a' a franohi l'ouverture d'admission d'air sui- vant la fig. 1. Si le cylindre n' n'a démasqué que la plus basse des lumières m suivant la fig. 6 la compression ne commence qu'après que le tiroir a' a franchi cette lumière m.

Si le cylindre n' démasque également la lumière m suivante ou oelle qui est située au-dessus, la compression commence d'autant plus tard. Cela permet de modifier la pression fina- le de la maohine et par oonséquent sa puissanoe.

Sur la fige 7 il'ouverture d'échappement a4 suivant la fige 1 a été modifiée en ce qu'ici est prévu un piston oylin- drique o qui est susceptible de fermer les lumières p . Lors- que les deux lumières sont fermées la maohine ne peut pas fonctionner et se trouve de ce fait mise à l'arrêt. Si la lumière p supérieure est démasquée la machine ne va travailler quà puissance réduite; si les deux lumières sont démasquées la machine fonctionne à pleine puissanoe.

Le piston o est re- lié à un second piston qui est susceptible de masquer les lu- mières ' . Le double piston est déchargé de la pression des gaz brûlés par un ressort de compensation o.' . Lorsque le piston.0. supérieur démasque une lumière p le piston inférieur ferme la lumière p' supérieure . Lorsque le piston o supérieur démasque les deux lumières p le piston inférieur masque les deux lumières p' ,c'est-à-dire que plus la charge est forte plus la phase de détente est prolongée. Lorsque les deux lu-

mières p' sont fermées l'échappement ne se produit qu'à l'ou- verture g suivant les figs. 1 à 3.

La fig. 8 représente deux machines q, q' réunies dans une seule et même enveloppe r, une chambre de combustion r' unique étant prévue pour les deux machines. Le cas échéant on peut aussi raccorder à une chambre de combustion commune plus de deux machines .

Suivant la fig. 9 on a prévu une machine s' qui est destinée à servir uniquement de compresseur pour l'air frais néoessaire. Avec la chambre b est raccordée ici une seconde machine 1 2 conçue uniquement comme machine de détente et qui est destinée à servir de moteur. Grâoe à des dispositifs d'iso- lement et de changement de marche non représentés cette ma- chine peut être construite de façon telle qu'on puisse l'im- mobiliser indépendamment de la machine 1 et qu'on puisse la faire tourner aussi bien vers la droite que vers la gauche. A ce dernier effet on pourrait faire arriver les gaz brûlés' dans la machine s2 de façon telle que le sens de rotation de cette machine soit inverse.

Sur la fig. 10, a5 désigne une enveloppe qui renferme un tambour a6. Dans ce tambour a6 sont prévus des pistons t qui sont susceptibles de se mouvoir radialement par rapport à lui et qui sont reliés par des bielles u avec un vilebre- quin fixe v. Dans l'enveloppe b est prévue une cloison w destinée à séparer l'une de l'autre l'ouverture d'amenée d'air comprimé et 11 ouverture. d J évaoua tion des gaz brûlés. x dési- gne des ouvertures qui sont commandées par les pistons t et qui ont pour objet d'admettre de l'air frais. Le fonction- nement de ce dispositif consiste dcno en ce que les pistons se déplacent radialement par rapport à la paroi de l'enveloppe a5.

D'ailleurs et en principe le mode de fonctionnement et en particulier l'agencement de l'enveloppe b sont analogues à ceux que montrent les figs. 1 à 9.

Dans le cas d'un dispositif suivant la fig. 10 on a trou-

vé qu'il y a intérêt à donner aux pistons t nne forme de ba- guette par exemple suivant la fig. 13 et à les faire agir dans des espaces utiles orientés parallèlement à l'axe du tambour a6. Un tel mode de construction des pistons peut pré- senter également des avantages lorsque la machine est desti- née à servir uniquement d'installation de compression. Les figs. 11 et 12 en montrent un exemple. On voit qu'ici égale- ment les pistons t coopèrent aveo l'enveloppe a5 pour produire une compression. Les pistons t sont reliés suivant la fig.12 au vilebrequin v au moyen chacun de deux bielles u' et u2.

Les points où les bielles u' et / des divers pistons atta- quent le vilebrequin , sont déoalés les uns par rapport aux autres. Le tambour a6 est monté dans le bâti de la machine du oôté gauche au moyen d'un palier à billes ' et du côté droit au moyen d'un palier à billes W2. Le vilebrequin v est oalé suivant la fig. 12 du côté gauche dans le bâti a5 et il s'engage du côté droit par un téton v' dans le tambour a6, de sorte qu'il est rendu rigide à la flexion. En décalant d'un certain angle le vilebrequin v on peut modifier le degré de remplissage en particulier d'une machine suivant la fig.10 et par conséquent la puissance de la machine.

De cette manière par exemple, au cas où la machine suivant la fig. 10 devrait être utilisée comme machine s2 suivant la fig. 9, un décalage du vilebrequin permettrait également d'obtenir un renverse- ment du sens de la marche.

Sur la fige 14 on a représent é, tournée de 90 une bielle telle qu'on la prévoit pour le oôté gauche de la fig.12,tandis que la fige 15 montre une bielle u 2 telle qu'elle est prévue pour le côté droit de la fig. 12. La bielle suivant la fig.15 est susceptible de s'engager par une de ses extrémités dans une rainure y du piston t suivant la fig. 13. Le tambour a6 des figs. 11 et 12 peut être entraîné par exemple au moyen du moignon d'arbre z du fait qu'un moteur fait tourner celui-ci

soit directement soit par l'inteimédiaire de roues dentées ou autrement.

REVENDICATIONS. l.- Mode de fonctionnement des moteurs rotatifs à pis- tons, caractérisé en ce que le combustible est amené à l'air frais comprimé dans la machine dans une enveloppe reliant le oôté compression et le côté détente du carter sans distribution commandée en vue du réglage des phases de fonctionnement de la machine et qu'il est brûlé dans cette enveloppe au moyen.d'air frais.

Claims

2. - Mode de fonctionnement suivant la revendication 1, dans lequel l'air frais comprimé dans la machine est amené à un brûleur fonctionnant sans interruption à l'intérieur d'une enveloppe qui fait oommuniqueles cotés compression et détente de la machina.

3. - Mode de fonctionnement suivant les revendications pré- cédentes dans lequel on emploie couine combustible du gaz combustible comprimé provenant de conduites ou de récipients sous pression.

4.- Mode de fonctionnement suivant les revendications pré- oédentes dans lequel l'apport d'énergie est calculé de manière que la température du milieu moteur au commencement de la dé- tente ne dépasse pas 1000 C.

5.- Mode de fonctionnement suivant les revendications pré- oédentes dans lequel on emploie comme combustible de la pous- sière de charbon, du charbon liquide, etc., et le cas échéant les gaz brûlés sont épurés dans la conduite de communication, avant de pénétrer dans la chambre de détente, par exemple dans un dépoussiéreur oentrifuge.

6. - Mode de fonctionnement suivant les revendications pré- oédentes dans lequel le réglage de la puissance s'obtient en modifiant l'alimentation en combustible, en faisant varier le commencement de la compression ou la valeur finale de la oom- <Desc/Clms Page number 9> pression ou le degré de remplissage ou la fin de la détente ou par plusieurs de oes artifioes à la fois.

7.- Mode de fonctionnement suivant les revendications pré- oédentes dans lequel on n'amène au point de combustion qu'une partie de l'air frais tandis que le restant balaye l'extérieur de la zone de combustion.

8.- Machine à pistons rotatifs caractérisée en ce que,en- tre les cotés compression et détente de la machine, est prévue une conduite de communication munie d'un dispositif brûleur produisant une flamne ininterrompue .

9. Machine suivant la revendioation 8, dans laquelle la oonduite de communication n'est pas commandée en vue du régla- ge des phases de fonctionnement.

10. - Maohine suivant la revendication 8 ou 9, dans laquel- le l'ouverture d'entrée de la conduite de communication est plus petite que son ouverture de sortie .

Il.- Machine suivant les revendications 8 à 10 dans laquel- le le dispositif brûleur est balayé extérieurement par un excès d'air.

12.- Maohine suivant les revendications 8 à 11 dans la- quelle des dispositifs sont prévus pour pennettre la variation du oommenoement de la compression , de la valeur finale de la oompression, du degré de remplissage, de la fin de la détente, de la quantité de combustible admise ou la variation simultanée de plusieurs de oes valeurs.

13.- Maohine suivant les revendioations 8 à 12 dans la- quelle des dispositifs sont prévus pour régler autanatiquement en fonotion de la pression dans la conduite de communication la quantité de combustible admise.

14. - Maohine suivant les revendications 8 à 13 dans laquelle un organe de réglage unique est prévu pour régler le degré de remplissage et la détente.

15.- Maohine suivant les revendications 8 à 14 dans laquel- le plusieurs machines réunies dans une même enveloppe ent en <Desc/Clms Page number 10> commun une oonduite de communication et une chambre de oom- bustion uniques.

16. - Machine suivant les revendioations 8 à 15 dans la- quelle plusieurs machines rotatives à pistons sont réunies en un groupe unique de façon telle que la première d'entre elles ne produise que du travail de oompression tandis que la seconde développe le travail utile proprement dit.

17.- Machine suivant la revendication 16 dans laquelle la machine qui développe le travail utile est agenoée de ma- nière qu'elle puisse fonctionner dans les deux sens et qu'on puisse l'immobiliser indépendamment de la machine qui ne four- nit que le travail de compression.

18.- Machine suivant les revendioations 8 à 17, dans la- quelle à la chambre de compression ou à la oonduite de commu- nioation ou àux deux à la fois, sont prévues des prises d'air comprimé à l'effet de permettre l'emploi d'une partie de l'air comprimé ou de l'air comprimé et réchauffé pour l'entraînement de machines ou d'outils pneumatiques.

19.- Machine à pistons rotatifs aveo espaces utiles dont la variation de volume se produit par déplacement radial de pistons, oes derniers étant réalisés sous forme de baguettes orientées parallèlement à l'axe du tambour.

20. - Machine suivant la revendication 19,comportant des pàstons mûs par un vilebrequin fixe, et dans laquelle deux bielles au moins sont prévues entre chaque piston et le vile- brequin.

21. Machine suivant la revendication 19 ou 20, dans la- quelle les bielles des divers pistons attaquent le vilebre- quin enes points différents, c'est-à-dire décalés entre eux sur le vilebrequin.

22. - Machine suivant les revendications 19 à 21, dans la- quelle les bielles sont constituées par des pièces de liaison aplaties qui s'engagent par des parties renflées dans des évi- dements despistons.

@ <Desc/Clms Page number 11> 23. - Maohine suivant les revendioations 19 à 22, dans laquelle le vilebrequin est monté à ses deux e xtrémités,de préférence par 1 tune d'elles,dans le bâti de la machine et par l'autre dans le tambour tournant monté lui-même dans le @ bâti de la maohine.

24. - Machine suivant les revendications 19 à 23, dans laquelle les secteurs compris entre les pistons, ou la paroi extérieure, sont munis d'ouvertures d'admission d'air com- mandées par les pistons.