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Dispositif récupérateur pac le refroidissement des moteurs à combustion interne dont il améliore le rendement.
La présente invention a pour objet un dispositif adap- table aux moteurs à combustion interne brûlant n'importe quel combustible,ainsi qu'aux moteurs de véhicules(traction sur rail, route, eau, air,rase campagne,etc.); elle assure la possibilité d'utiliser le moteur comme machine industri- elle soit fixe, soit semi-fixe. Elle comporte un nouveau sys- tème de refroidissement des moteurs à explosion,en vue de récupérer le maximum de force et de chaleur perdues à l'é- chappement, à la radiation, au freinage,etc. Elle réalise l'emmagasinage de ces forces,sous forme d'air comprimé et de vapeur sous pression pour coopérer avec le combustible à l'alimentation du moteur.
Il en résulte une augmentation des rendements thermiques et mécaniques de celui-ci, en même temps que le maximum d'économie de combustibles et la suppression de certains organes aussi délicats qu'encombrants.Le moteur équipé du présent dispositif peut fonctionner,non seulement comme moteur à combustion interne,mais aussi comme généra-
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teur de vapeur, comme machine motrice à vapeur ou à air com- primé et comme compresseur d'air. L'invention englobe un système récupérateur de la force de freinage, en comprimant de l'air sous les pistons et en emmagasinant cet air dans un ou plusieurs réservoirs(carter ou autre) où un appoint de force est ainsi constamment disponible.
Elle comporte,en outre,un système de distribution sans soupapes,avec em- . ploi d'une sorte de piston-valve qui est percé de lumières et de canaux de passage ,mais tourne dans un seul sens à l'in térieur d'un tuyau cylindrique en communication avec les o- rifices de l'admission et de l'échappement,directement ou par l'intermédiaire de volets ou de clapets réglant l'entrée et la sortie du fluide.
Les dessins annexés, qui matérialisent graphiquement l'objet de l'invention, en représentent, à titre illustratif mais non limitatif, un exemple de réalisation. A ces dessins:
La fige.1 est relative au cas d'un moteur à deux temps et donne une vue en coupe transversale d'un cylindre de mo- teur conçu suivant l'invention.
Les figs.2 et 3 sont, respectivement, des vues schéma- tiques, en élévation latérale et projection en plan, corres- pondaht à la fig.l.
Les figs.4 à 7 se rapportent à la distribution du flui- de dans les cylindres, notamment:
La fig. 4 est une vue en coupe transversale suivant l'axe du cylindre.haute pression.
La fig.5 est une vue en coupe pratiquée entre le cylin- dre haute pression et le cylindre basse pression.
La fig.6 est une vue en coupe pratiquée suivant l'axe du cylindre basse pression.
La fig.7 est une vue en coupe d'une distribution de gaz pour moteur à quatre temps.
Le mélange carburé d'air et de gaz,venant du carburateur entre dans les cylindres C1,C2,C3 (voir fig.2) par le tuyau
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G¯,sous intervention d'un petit compresseur placé auprès du carburateur et débitant à volume et pression suffisants à a- limenter les cylindres.Comme il s'agit, dans cet exemple, d'un moteur à deux temps, il y a une explosion à chaque course descendante des pistons;l'échappement des gaz brûlés s'accomplissant par le tuyau E(fig.1).
Four un moteur à quatre temps, les tuyaux G et E se trouvent en tête des cylindres,et communiquent avec ceux-ci par l'intermédiaire d'un système de distribution quelconque.
Le tuyau E est conformé en serpentin,ou bien,si c*est un conduit de forme ordinaire, il communique avec un réseau de petits tubes(comme on enutilise pour les radiateurs d' automobiles)qui entourent tous les cylindres. Le out est immergé dans l'eau N contenue dans une chaudière K dont le fond est désigné par F.En passant par le tuyau E.les gaz d'échappement cèdent une forte quantité de calories à l'eau environnante N et se refroidissent partiellement en la ré- chauffant;
ils entrent ensuite dans la chambre H(fig.l) qui entoure le bas des cylindres,en-dessous de la paroi F,uù ils subissent un second refroidissement en réchauffant le serpentin(ou le réseau des tubes) A dans lequel passe l'eau qui alimente la chaudière K.Ces gaz sortent finalement par le tuyau M(figs.2 et 3) qui débouche à l'air libre,soit di- rectement,soit par l'intermédiaire d'un petit radiateur R dans lequel ils sont condensés en partie (fig.3).
L'eau de la chaudière K, dans laquelle est immergé le haut des cylindres C1 C2 03,le tuyau d'alimentation G, le tuyau d'échappement et le serpentin(ou le réseau de tu- bes) E,depuis le fond ? jusqu'au niveau N,refroidit cet en- semble,mais s'échauffe considérablement,au point d'entrer en ébullition et de former de la vapeur sous pression qui va se loger dans la cavité V. Cette vapeur pénètre par un dôme intérieur ou extérieur D (f igsol et 2) dans le tuyau D qui la conduit vers la base du cylindre c1.
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Pour les véhicules, quand leur moteur tourne à vide, du fait d'être entraîné par la force d'inertie acquise par le roulage,les admissions de gaz G et de vapeur D étant fer- mées,si l'on veut ralentir sensiblement, on ouvre un robinet (ou clapet,ou soupape)U(voir figol)et aussitôt,par l'aspira- tion du piston 1,l'air extérieur pénètre par U et avance par la soupape S sous le piston P dans la partie inférieure du cylindre. Quand le piston redescent,en comprimant l'air aspiré,il referme la soupape S et ouvre la soupape si ;l'air comprimé se précipite dans un réservoir séparé ou dans le carter T (voir Fig.l.).
L'on peut appliquer à la tête du cylindre un disposi- tif analogue permettant de comprimer Pair aspiré par le freinage dans la partie supérieure du cylindre,c'est-à-dire au-dessus du piston,dans la chambre d'explosion.On peut a- dapter également un dispositif permettant une compression de l'air des deux cotés du piston.Cette compression d'air à effet freinant peut être appliquée soit à un seul cylin- dre,soit à plusieurs ou à tous les cylindres du moteur,le- quel est alors instantanément transformé en compresseur à simple ou à double effet pour le freinage.L'air ainsi com- primé dans le carter T se rend par le tuyau Y au bas du cy- lindre C,de même façon que la vapeur,
et il y agit en lieu et place de celle-ci jusqu'à avoir atteint un minimum de pres- sion dans son réservoir 7-.La pression de l'air n'augnente donc que pendant le freinage;elle diminue chaque fois qu'on l'utilise pour un travail en surcharge(soit lorsqu'il s'a- git de gravir une côte,soit pour un démarrage),ce qui per- met d'économiser en même temps une certaine quantité de va- peur.
La vapeur sous pression venant de la chaudière par 0 et par le tuyau D(fig.2) pénètre,à l'intervention d'un sys- tème de distribution quelconque (fig.l) dans le cylindre C1 ou cylindre "H.P." (haute pression);par sa détente,elle pous- se le piston P vers le haut,et contribue ainsi à la compres-
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sion des gaz carburés au-dessus du piston; après quoi, cette vapeur s'échappe par le tuyau et entre dans un collecteur (4 (fig.l) placé autour du bas de tous les cylindres, ou bien dans un réservoir séparé- En ressortant du collecteur Q, elle repasse par la distribution pour entrer au bas d'un ou de plusieurs cylindres b.P.(basse pression) désignés par C2 C3(fig. 2);
après ce second travail, elle s'échappe encore par D'(figs 2 et 3) vers le radiateur R' où elle est conden- sée ( à moins qu'on ne .préfère un échappement à l'air libre pour cette tapeur).
En somme, c'est l'application du système Compound avec condensation; toutefois, n'importe quel autre système pour- rait aussi être mis en application: si l'on recourt au sys- tème simple, tous les cylindres seront à haute pression, il n'y aura plus le collecteur Q de vapeur à basse pression, et l'échappement de tous les cylindres se fera directement par le tuyau D' vers le radiateur R' ou bien à l'air libre.
Quand la pression de l'air contenu dans le carter T est suffisante, on ferme le tuyau de vapeur,- D par un dispositif quelconque, et on ouvre le tuyau d'air Y (voir fig. 2); l'air entre alors par la distribution D dans les cylindres, où il agit exactement de même façon que la vapeur .
Four éviter l'entrée-au radiateur R' d'une trop grande quantité d'air, on aura eu soin de fermer le tuyau \ D'et de faire passer l'air d'échappement par un dispositif'2( voir fig.3 d'où il passera dans le tuyau M prévu pour son évacuation à l'air libre en passant par le radiateur R.
Si c'est de la vapeur qui s'échappe, la manoeuvre sera inverse, autrement dit, on fermera. 2 et on ouvrira D' pour éviter que les gaz' passant par M se mélangent avec la vapeur passant par D',
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L'eau provenant de la condensation dans le radiateur R' est aspirée par une petite pompe ou un injecteur I, repré- senté schématiquement à la fig. 3, pour être refoulée, par le tuyau et par le réseau de tubes A( voir figs 1 et 3),dans le fond de la chaudière K (fige 1) après s'être réchauffée au contact des gp.z contenus dans les chambres H (fig.1.).
I1 est à noter que la vapeur ainsi que l'air comprimé, en entrant sous les pistons des cylindres, refroidit cons'idé- rablement ceux-ci, tout en s'échauffant fortement elle-même; elle travaille donc comne vapeur surchauffée, ce qui accroit encore les rendements thermique et mécanique du moteur.
A bien noter également que les deux radiateurs de conden- sation R et R' ne sont pas indispensables à la bonne marche du moteur; toutefois, ils en accroissent le rendement et peu- vent aussi servir à réchauffer le mélange de gaz alimentaire venant du carburateur ou l'air allant à ce dernier.
Comme on l'a vu, l'utilisation du présent dispositif comporte l'adoption d'une distribution D de la vapeur dans les cylindres ; bien qu'on puisse en adopter une de n'importe quel système existant, pour les moteurs de véhicules, en vue ,d'assurer un minimum d'encombrement joint à un maximum de rendement et de solidité, il convient de faire chois d'un système rotatif sans soupape tel que représenté par les figs 4 à 7.
Cette distribution comporte un tuyau T d'amenée de la vapeur haute pression; ce conduit peut soit être venu de coulée avec la partie T' cylindrique atte- nant au cylindre, soit y être rapporté; lesautres pièces de la distribution fonctionnant dans ce conduit; la distribu- tion comporte,en outre, une sorte de volet cylindrique 7 aménagé à chaque coté d'ou-
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vertures 0 et O, grâce auxquelles on peut régler le pas- sage de la vapeur moyennant ouverture plus ou moins grande des lumières des cylindres,donc,en réglant l'angle d'ad- mission et le pourcentage de la cylindrée.
Toutefois,cette pièce pourrait être remplacée par un agencement de réglage extérieur ou adapté sur le tuyau T en application de tout système connu.Enfin,elle comporte une pièce R, qui est a- ménagée des ouvertures A,E et ±-',destinée à venir en re- gard de chaque cylindre et qui a un rôle capital dans 1' objet de la présente invention.
Quant au fonctionnement du dispositif:la vapeur H.P. entrant par T(voir figo4) passe par la lumière ' du volet V,puis par l'ouverture A de la. pièce R,enfin,par la lumière 0 du volet V et par celle du cylindre L.
La pièce R,actionnée par le moteur et tournant dans un seul sens aura fermé la lumière L à la fin de l'admis- sion.Après la détente,au moment de l'échappement, comme cet- te pièce R continue à tourner,elle amènera en regard de la lumière L l'ouverture 1 qui,par un autre orifice M en- tre les cylindres (fig.5) communique avec le collecteur dans lequel la vapeur B.P. vient s'emmagasiner (fig.5).
Cette pièce R n'a donc accompli qu'un demi-tour pendant un tour complet du moteur. Dans ces conditions,pour le second tour,l'ouverture A sera renversée et l'échappement se fera de la même façon par E'.(fig.4).
La vapeur B.P.,contenue dans le collecteur, sortira par la lumière M(fig.5) au moment où l'ouverture A la fera communiquer avec le cylindre B.P.(fig.6) par la lumière L.
Quand l'admission sera suffisante,la pièce R aura suffisam- ment tourné pour couvrir la lumière L.Après la détente, au moment de l'échappment, c'est l'ouverture E qui viendra en regard de la lumière L et la vapeur s'échappera du cy- lindre par le tuyau S(fig.6). Une cloison C a été prévue pour séparer le tuyau T du tuyau S et empêcher ainsi que
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la vapeur H.P. venant de la chaudière,se mélange avec la vapeur d''échappement (fig.5).
Dans ces conditions,la vapeur H.P. entre par T dans le sens de la.flèche en fig.l,puis franchit l'orifice A pour entrer dans le cylindre H.P.,puis sortir par E et entrer par M dans le collecteur,sortir ensuite de celui-ci par la même lumière M(fig.5) et entrer par A dans le deuxième cylindre B.P.,enfin sortir de celui-ci par E et s'échapper par S dans le sens de la flèche, fig.6.
La. fig.7 représente un agencement analogue pour une distribution des gaz dans un moteur à quatre temps.Elle comporte une pièce cylindrique T,ainsi que deux conduits A et E;la pièce R,qui tourne dans un seul sens dans la pièce T, est aménagée d'un canal D livrant passage aux gaz.
Au moment de l'admission,ce canal D fait communiquer le tuyau d'admission A avec la lumière L du cylindre,et le gaz entrant dans le sens de la flèche. Au moment de la com- pression,la pièce R aura tourné suffisamment pour fermer la lumière L,mais l'orifice D sera encore en regard du tuyau A,Dutant la. phase de compression et de détente, la pièce R, tournant toujours dans le même sens,aura aussi fermé A et aura fait correspondre D au tuyau d'échappement E. Au mo- ment de l'échappement,l'orifice D viendra aussi en regard de la lumière L,faisant ainsi communiquer le cylindre avec le tuyau d'échappement E.
A la. fin de la phase d'échappe- ment,l'orifice D ne sera plus en regard que de la lumière L;autrement dit,la pièce R aura ferméle tuyau E et sera prête à ouvrir le conduit ,d'où le début d'une nouvelle phase d'admission et la répétition du cycle opératoire. Ce- ci montre que,pour deux tours du moteur,c'est un seul tour qui est accompli par la pièce R. De même que dans le systè- me prévu pour la vapeur,on peut disposer entre les pièces R et T un volet cylindrique du genre indiqué plus haut, assu- rait la possibilité de régler l'admission directement au
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cylindre.
En fait d'avantages réalisés par la présente inven- tion,il y a lieu d'attirer l'attention sur: 1 ) le refroidissement et la. condensation des gaz d'é- chappement qui procurent un meilleur rendement du combus- tible et un échappement silencieux à tel point que l'on peut se passer de pot d'échappement; 2'*) puisque la vapeur et l'air comprima restent indéfini-
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ment emaffllné'.s, respectivement dans la chaudière K et dans le carter T,on peut les utiliser à tout instant pour la mise en marche du moteur;l'on est ainsi dispensé de 1' emploi d'un démarreur; les
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3 ) On peut éga.lement/utiliser,pour mettre en marche le véhicule même, ce qui dispensera da l'embrayage avec son lourd volant d'entraînement; en effet,dans ces conditions, le véhicule lui-même agira comme volant ;
4 ) la détente et le travail de la vapeur s'accomplissant de façon très souple,l'on peut,grâce au système de distri- bution qui se prête si bien au réglage,changer de vitesse avec beaucoup de .facilité, sans à-coup et sans nécessiter l'organe également lourd et délicat qu'est une boîte de vitesses ; 5 )l'air comprimé et la vapeur peuvent aussi,en cas de surcharge ou de panne du moteur,constituer un appoint pen- dans un certain temps,et parfois suffire à faire avancer encore le véhicule jusque, ou en tout cas plus près, de l'endroit où l'on trouvera du secours;
6 )on peut aussi affecter l'air comprimé à une commande d'organes accessoires tels que freins,avertisseur(trompe, klaxon,etc.) essuie-glace et ainsi de suite,de même que pour opérer un graissage ou un huilage sous pression de l'un ou de l'autre organe,ou à faire passer le combustible au carburateur,sans d'evoir employer d'exhausteur,etc.; 7 )cette nouvelle distribution rotative,tout en étant de
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construction simple,n'a pas les inconvénients des distribu- tions à mouvement alternatif;son fonctionnement ne doit vaincre aucune force d'inertie acquise par l'un ou l'autre organe;elle est exempte de ressorts,de soupapes,d'arbres à cames,etc.et réalise des admissions plus réglables,plus parfaites et plus régulières.
Il va de soi que l'invention ne se limite pas au mode d'exécution décrit et représenté,mais qu'elle englobe éga- lement toutes les conceptions pratiques qu'elle permet de réaliser sans pour celà sortir de l'esprit ni du cadre qui est à sa base.
REVENDICATIONS:
En résumé,je revendique comme de mon invention:
1 ) Dispositif récupérateur par le refroidissement des moteurs à combustion interne brûlant n'importe quel combus- tible et permettant de réaliser les effets spécifiés au texte descriptif,comme aboutissant à une augmentation des rendements thermique;( et mécanique du moteur,en même temps qu'au maximum d'économie de combustible et à la suppression de divers organes à la fois délicats et encombrants,outre la possibilité de fonctionnement non seulement comme moteur à explosion,mais aussi comme générateur de vapeur,comme ma- chine motrice à vapeur ou à air comprimé et comme compres- seur d'air.
2 )Dispositif récupérateur tel que spécifié à la re- vendication 1, caractérisé par un système récupérateur de la force développée au freinage en comprimant de l'air sous les pistons et en emmagasinant cet air dans un ou plusieurs réservoirs.faisant ainsi constamment disposer d'un appoint de force.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.