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Perfectionnements aux moteurs rotatifs à combustion interne.
La présente invention est relative aux moteurs à combustion interne du type rotatif.
Conformément à l'invention, une couronne ou enveloppe fixe, ayant une forme convenable en section transversale, coopère avec une roue montée sur un arbre pour former un cylindre, ou une chambre de combustion annulaire, dans lequel se déplacent un ou plusieurs pistons présentés par la dite roue, et un ou plusieurs tiroirs, reliés par engre-
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. nages au dit arbre, sont destinés à tourner autour d'axes sui- vant tout angle convenable par rapport à celui de la roue, chacun des dits tiroirs étant conformés pour former une chambre de compression et une lumière, cette dernière pouvant communiquer avec un orifice d'admission du mélange d'air ou de combustible, ou avec une ouverture d'échappement, à volon- té.
Les tiroirs peuvent être disposés de façon à pouvoir se déplacer en translation dans le dit cylindre ou chambre annulaire pendant leur rotation. Des moyens sont prévus pour que le ou les pistons dépassent chaque tiroir au cours de la rotation de la roue ou rotor et des tiroirs.
Le mélange de combustible est admis par un piston s'éloignant d'un tiroir, il est ensuite comprimé par le même piston, ou par un piston suivant qui avance, et il est allumé lorsque le piston a passé. Les gaz d'échappement sont évacués à travers la lumière formée dans un tiroir, lorsque le dit tiroir, au cours de sa rotation, a atteint une posi- tion dans laquelle son intérieur est en communication avec l'ouverture d'échappement. Le ou les tiroirs et le ou les pistons tournent d'une manière continue dans les marnes sens resp ectifs.
-afin que l'invention puisse être clairement comprise et aisément mise en oeuvre, elle va maintenant être décrite plus en détail en référence au dessin annexé, dans lequel :
Les Figs. 1 et 2 sont respectivement une coupe transversale et une vue en plan du présent moteur.
La Fig. 3 est une coupe faite suivant la ligne III-
III de la Fig. 1.
Les Figs. 4 à 7 sont des vues schématiques repré-
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sentant le cycle d'opérations d'un moteur construit comme représenté figs. 1 à 3.
La fig. 8 est une coupe montrant une variante dans laquelle le moteur est établi en double.
La fig. 9 représente schématiquement une variante dans laquelle trois tiroirs rotatifs sont utilisés.
Dans l'exemple représenté figs. 1 à 3, le moteur comprend les quatre parties principales suivantes :
1) La couronne ou enveloppe extérieure fixe A.
2) Le rotor C fixé sur l'arbre D, ou solidaire de cet arbre D qui tourne dans des paliers à billes ou à galets E montés dans le bossage a1 de l'enveloppe A.
3) et 4) Deux tiroirs rotatifs cylindriques F, F1, dont les axes f2 tournent dans des paliers à billes ou à galets G, montés dans les plaques de fermeture B, et dans des paliers à billes ou à galets H montés sur une partie circulaire ou saillie a2 de l'enveloppe A.
L'enveloppe est conformée de façon à constituer une gorge annulaire continue a3 formée dans la dite partie en saillie a2 et interrompue seulement par les tiroirs; dans cet-exemple., *la dite gorge a3 a une section transversale sensiblement semi-circulaire et se termine, du côté du rotor, par une partie à bords parallèles a4. Le rotor est constitué par un plateau sensiblement conique présentant une jante c1 qui tourne dans la partie à bords parallèles a4 de la gorge a3, cettejante présentant des saillies J, J1 servant de pistons. Le rotor est maintenu en position par une plaque de fermeture K dans laquelle est disposé un palier de butée pour l'arbre D.
Les axes f des tiroirs portent des pignons f3, et des pignons intermédiaires f4 sont montés sur la plaque de fermeture B pour que les pignons f soient entraînés par
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un pignon d1 porté par l'arbre D. Chaque tiroir rotatif présente une chambre de compression L et une ouverture d'admission ou d'échappement M en principe diamétralement opposée à la chambre L. L'ouverture d'admission ou d'échappement M est destinée à venir coincider, à volonté, avec des lumières d'échappement et d'admission N et P ménagées dans l'enveloppe A (voir Fig. 3).
Des bougies d'allumage (non représentées) peuvent être disposées dans des évidements formés dans l'enveloppe A, ou l'allumage peut être effectué suivant le principe des moteurs Diesel.
Il est généralement préférable que toutes les surfaces intérieures soient usinées suivant des dimensions telles que, après avoir tenu compte de la dilatation due à la chaleur, les jeux soient aussi faibles que possible sans qu'il se produise de contact en aucun point. Dans les moteurs à piston à mouvement alternatif, un contact entre le ou les segments de piston et le cylindre est jugé nécessaire pour que le piston soit placé dans la position exacte voulue à l'intérieur du cylindre, et des segments de piston sont considérés nécessaires pour assurer l'étanchéité voulue, en raison des variations constantes de la vitesse du piston, qui est en réalité immobile pendant une période de temps extrêmement courte à chaque extrémité de sa course, mais, dahs un moteur construit conformément à la présente invention, il y a moins de risques de fuite de gaz,
du fait que le piston se déplace dans un sens seulement à une vitesse constante et que les pistons sont disposés dans le cylindre sans être réellement en contact avec ce dernier. Si on le désire, chaque élément constitutif peut être rainuré, de façon que des gaz puissent s'accumuler dans les rainures et former une fermeture.
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Les tiroirs sont réglés de façon qu'un piston, avançant vers un tiroir, comprime une charge dans la chambre de compression, ou assure l'évacuation des gaz d'échappement au-delà du tiroir et à travers la lumière d'échappement. Un piston s'éloignant d'un tiroir, effectue soit la course d'al- lumage, soit la course d'admission. Le cycle à quatre temps est par conséquent réalisé. Les tiroirs, dans cet exemple d'un moteur comportant deux pistons tournent à la vitesse du moteur. Un piston assure toujours les courses d'admission et d'échappement, alors que l'autre piston assure toujours les courses de compression et d'allumage. Il se produit deux courses d'allumage par révolution du rotor.
En se reportant aux Figs. 4 à 7 qui représentent le cycle d'opérations, on voit, sur la Fig. 4, que le combus- tible est admis dans le cylindre par le déplacement du piston J qui s'éloigne du tiroir F, lequel, à ce moment, se trouve dans une position telle, que le conduit d'admission coopère avec le cylindre et également avec la lumière d'admission.
Le piston J assure également l'évacuation des gaz brûlés (qui restaient derrière le piston J1), par le tiroir F1. Le pis- ton J1 comprime une charge (qui avait été précédemment admise dans le cylindre par le piston J) dans la' chambre de compression formée dans le tiroir F. Le piston Jl assure également la course d'allumage.
Sur la Fig. 5, les deux pistons (J et J1) passent au-dessous des tiroirs ou à travers ceux-ci. On voit que le rotor et les tiroirs ont tourné d'une distance égale à 90 .
La charge comprimée reste encore dans la chambre de compres- sion formée dans le tiroir F. Le piston J a laissé une charge de gaz explosifs derrière lui, alors que des gaz brûlés se trouvent derrière le piston J1.
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Sur la Fig. 6, dès que le piston J1 a dépassé le tiroir F, la chambre de compression formée dans ce dernier coïncide avec le cylindre et la charge fait explosion. Le piston J1 comprime également la charge (que le piston J a laissée derrière lui) dans la chambre de compression formée dans le tiroir F1. Le piston J admet maintenant une charge derrière lui, par le tiroir F1, et il évacue, par le tiroir F, la charge qui a fait explosion.
Sur la Fig. 7, la position est la même que sur la Fig. 4, la charge comprimée étant retenue dans le tiroir F1.
On voit que le fonctionnement est continu, la vites- se des pistons étant constante pour toute vitesse donnée du moteur. La force explosive agit toujours tangentiellement. La pression des gaz dans les chambres de travail doit rester continuellement élevée, des changements de pression se produi- sant seulement en raison de l'action positive des pistons à l'intérieur du cylindre, ou de l'explosion lors de la course d'allumage. La section des lumières peut être plus grande que la section transversale du cylindre. Si on constate qu'une poussée sur la plaque du rotor provoque une oscillation, le mécanisme de distribution et les pistons peuvent être prévus en double sur l'autre côté du rotor, comme on le voit Fig. 8, les impulsions dues à l'explosion se produisant simultanément sur chaque côté du rotor.
Sur la Fig. 9, on a représenté une variante dans laquelle au lieu de deux tiroirs cylindriques, on en emploie trois, avec quatre pistons, la vitesse de rotation des axes des tiroirs, dans cet exemple, étant prévue de façon à être le double de la vitesse de l'arbre principal D, de manière qu'il se produise six explosions pour chaque révolution com- plète du rotor.
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Le refroidissement peut être effectué par circulation d'eau, d'air, ou d'huile, à la manière connue, et les . axes des tiroirs peuvent être pourvue d'ailettes pour favoriser le refroidissement. On Peut avoir recours à la surcompression,et des bandes de forme convenable, servant à maintenir la compression, peuvent être prévues sur les tiroirs. Le balayage de la chambre de compression peut être effectué par une disposition convenable des lumières. Le combustible peut être admis par injection.
On voit d'après la description des exemples qui précèdent que le moteur ne comporte pas d'éléments essentiels animés d'un mouvement alternatif, qu'il ne se produit aucun frottement dû à un contact entre des organes mobiles, sauf à l'endroit des paliers, qu'il n'existe aucun espace intérieur, sauf en ce qui concerne les jeux et espaces de travails, et qu'il n'y a aucune communication entre l'atmosphère et l'intérieur, sauf par voie des lumières d'admission et d'échappement.
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Improvements to rotary internal combustion engines.
The present invention relates to internal combustion engines of the rotary type.
According to the invention, a fixed ring or casing, having a suitable shape in cross section, cooperates with a wheel mounted on a shaft to form a cylinder, or an annular combustion chamber, in which move one or more pistons presented by said wheel, and one or more drawers, connected by engre-
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. swims to said shaft, are intended to rotate around axes at any suitable angle with respect to that of the wheel, each of said drawers being shaped to form a compression chamber and a lumen, the latter being able to communicate with an orifice intake of the air or fuel mixture, or with an exhaust opening, at will.
The drawers can be arranged so as to be able to move in translation in said cylinder or annular chamber during their rotation. Means are provided so that the piston or pistons protrude from each drawer during the rotation of the wheel or rotor and the drawers.
The fuel mixture is admitted by a piston moving away from a spool, it is then compressed by the same piston, or by a next advancing piston, and it is ignited when the piston has passed. The exhaust gases are discharged through the lumen formed in a drawer, when said drawer, during its rotation, has reached a position in which its interior is in communication with the exhaust opening. The drawer (s) and the piston (s) rotate continuously in the respective direction marls.
-so that the invention can be clearly understood and easily implemented, it will now be described in more detail with reference to the accompanying drawing, in which:
Figs. 1 and 2 are respectively a cross section and a plan view of the present engine.
Fig. 3 is a section taken along line III-
III of FIG. 1.
Figs. 4 to 7 are schematic views represented
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sensing the operating cycle of an engine constructed as represented in figs. 1 to 3.
Fig. 8 is a section showing a variant in which the motor is established in duplicate.
Fig. 9 schematically shows a variant in which three rotary drawers are used.
In the example shown in figs. 1 to 3, the engine consists of the following four main parts:
1) The fixed crown or outer envelope A.
2) The rotor C fixed on the shaft D, or integral with this shaft D which rotates in ball or roller bearings E mounted in the boss a1 of the casing A.
3) and 4) Two cylindrical rotary spools F, F1, whose axes f2 rotate in ball or roller bearings G, mounted in the closing plates B, and in ball or roller bearings H mounted on a part circular or projection a2 of the envelope A.
The envelope is shaped so as to constitute a continuous annular groove a3 formed in said projecting part a2 and interrupted only by the drawers; in this example. * said groove a3 has a substantially semi-circular cross section and ends, on the rotor side, with a part with parallel edges a4. The rotor is formed by a substantially conical plate having a rim c1 which rotates in the part with parallel edges a4 of the groove a3, this rim having projections J, J1 serving as pistons. The rotor is held in position by a closing plate K in which is arranged a thrust bearing for the shaft D.
The axes f of the drawers carry gears f3, and intermediate gears f4 are mounted on the closing plate B so that the gears f are driven by
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a pinion d1 carried by the shaft D. Each rotary slide has a compression chamber L and an intake or exhaust opening M in principle diametrically opposed to the chamber L. The intake or exhaust opening M is intended to coincide, at will, with the N and P exhaust and intake ports provided in the casing A (see Fig. 3).
Spark plugs (not shown) can be arranged in recesses formed in the casing A, or ignition can be carried out according to the principle of diesel engines.
It is generally preferable that all interior surfaces are machined to such dimensions that, after allowing for thermal expansion, the clearances are as small as possible without any contact occurring at any point. In reciprocating piston engines, contact between the piston ring (s) and the cylinder is deemed necessary for the piston to be placed in the exact desired position inside the cylinder, and piston rings are considered necessary. to provide the desired seal, due to the constant variations in the speed of the piston, which is actually stationary for an extremely short period of time at each end of its stroke, but, in an engine constructed in accordance with the present invention, it there is less risk of a gas leak,
because the piston moves in one direction only at a constant speed and the pistons are disposed in the cylinder without actually being in contact with the latter. If desired, each component can be grooved, so that gases can build up in the grooves and form a closure.
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The drawers are adjusted so that a piston, advancing towards a drawer, compresses a charge in the compression chamber, or provides exhaust gas discharge past the drawer and through the exhaust port. A piston moving away from a spool performs either the ignition stroke or the intake stroke. The four-stroke cycle is therefore carried out. The spools, in this example of an engine having two pistons, rotate at engine speed. One piston always provides the intake and exhaust strokes, while the other piston always provides the compression and ignition strokes. There are two ignition strokes per revolution of the rotor.
Referring to Figs. 4 to 7 which represent the cycle of operations, it can be seen in FIG. 4, that the fuel is admitted into the cylinder by the movement of the piston J which moves away from the spool F, which, at this moment, is in a position such that the intake duct cooperates with the cylinder and also with intake light.
The piston J also ensures the evacuation of the burnt gases (which remained behind the piston J1), through the drawer F1. The piston J1 compresses a charge (which had previously been admitted into the cylinder by the piston J) in the compression chamber formed in the spool F. The piston J1 also provides the ignition stroke.
In Fig. 5, the two pistons (J and J1) pass under the drawers or through them. We see that the rotor and the drawers have rotated by a distance equal to 90.
The compressed charge still remains in the compression chamber formed in the drawer F. The piston J has left a charge of explosive gases behind it, while the burnt gases are behind the piston J1.
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In Fig. 6, as soon as the piston J1 has passed the slide F, the compression chamber formed in the latter coincides with the cylinder and the charge explodes. The piston J1 also compresses the load (which the piston J has left behind) in the compression chamber formed in the drawer F1. Piston J now admits a charge behind it, through drawer F1, and it discharges, through drawer F, the charge which has exploded.
In Fig. 7, the position is the same as in FIG. 4, the compressed load being retained in the drawer F1.
It can be seen that the operation is continuous, the speed of the pistons being constant for any given speed of the engine. The explosive force always acts tangentially. The pressure of the gases in the working chambers must remain continuously high, pressure changes occurring only due to the positive action of the pistons inside the cylinder, or to the explosion during stroke. ignition. The section of the lumens can be larger than the cross section of the cylinder. If it is found that thrust on the rotor plate causes oscillation, the timing mechanism and pistons may be duplicated on the other side of the rotor, as seen in Fig. 8, the pulses due to the explosion occurring simultaneously on each side of the rotor.
In Fig. 9, there is shown a variant in which instead of two cylindrical drawers, three are used, with four pistons, the speed of rotation of the axes of the drawers, in this example, being provided so as to be twice the speed of main shaft D, so that six explosions occur for each complete revolution of the rotor.
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The cooling can be carried out by circulating water, air, or oil, in the known manner, and the. Drawer axes can be fitted with fins to promote cooling. Supercompression can be used, and suitably shaped bands to maintain compression can be provided on the drawers. Scanning of the compression chamber can be effected by suitable arrangement of the lumens. The fuel can be admitted by injection.
It can be seen from the description of the preceding examples that the engine does not include essential elements moving in a reciprocating motion, that no friction occurs due to contact between moving parts, except at the location landings, that there is no interior space, except for games and workspaces, and that there is no communication between the atmosphere and the interior, except by way of lights. 'intake and exhaust.