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MOTEUR ROTATIF UNIVERSEL
La présente demande de Brevet fait suite aux demandes déposées les
30 octobre et 6 décembre 1935.
L'invention a pour objets : I )un Moteur rotatif ou Turuine pou - vant fonctionner à explosion ou comoustion par carburants liquides ; quelconques (essence,alcool,huiles lourdes,etc.) ou gazeux ( gaz d' éclairage,gaz pauvre,butane,gaz naturel,etc.) ; par gaz comprimés agissant par simple détente,l'air et la vapeur en particulier,en général,par tous gaz pouvant produire une détente directe ou indi- recte (le renversement de marche étant d'ailleurs possible comme dans les machines à vapeur ) ce qui justifie son appellation "Uni- versel" ;2corollairement,un Compresseur rotatif ;3) corollairement, une pompe à vide rotative ; 4)corollairement,une pompe aspirante et foulante rotative.
Le principe fondamental de cette turoine consiste en ce qu'indépen-; damnent des parties fixes,elle ne comporte exclusivement, comme or- ganes mobiles,que des éléments rotatifs,permettant ansi les plus grandes vitesses compatibles avec la résistance des materiaux.Elle j peut d'ailleurs être à arore horizontal ou vertical,suivant les cir- constances.
Corollairement,la machine possède de plus les divers avantages sui- vants : a) rendement supérieur,du fait de la supression de tout mouvement alternatifet,entre autres,l'arbre coudé et le piston or- dinaires; ;
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b) du fait de sa grande vitesse,puissance supérieure pour un en- comprement minimum;c) grande simplicite d'usinage et de montage, le premier ne comportant guère que du tournage facile et rapide à effectuer,d'où également précision et prix de revient relativement très cas par rapport aux machines à piston; d) nomure d"organes et encombrement reduits, d'où deuxième réduction du prix de revient.
D'autres avantages provenant d'arrangements divers seront d'ailleur; exposes par la suite,les multiples exemples donnés ultérieurement étant,en tous cas,exposes à titre explicatif et non limitatifs.
Indépendamment de la magnéto et au compresseur de gaz,auxquels nou; reviendrons,la machine proprement dite comporte,en principe,seu- lement les organes essentiels suivants pouvant être combines et disposes de diverses façons exposees plus loin : I ) un organe ro- tatif ou Rotor recevant l'impulsion motrice sur un Piston,ou aube, qui lui est solidaire d'une manière quelconque,le rotor tournant dans des paliers de types quelconques; 2 ) une carcasse fixe,ou Stator,qui constitue le complément circulaire fixe du premier or- gane;
3 ) un organe rotatif d'alimentation,ou Lanterne,comportant une ou des parties évidées et une ou des pleines ,cette (ces) der- nière servant à constutuer à l'arrière du piston une paroi for - ruant avec le dos de celui-ci la chambre d'admission,d'explosion et de détente,la (les) partie évidée permettant au (aux) piston de passer après avoir effectué un tour; 4 ) un (des) élément rota- tif,ou Distributeur,servant,aux moments opportuns, à admettre et à couper les gaz ou à régler les @utres phases de la marche complète de la machine.
Ces organes peuvent d'ailleurs se combiner de façons diverses, comme nous verrons.
Divers joints,auxquels nous reviendrons,disposes de façons adequa- tes, empèchent toutes fuites de gaz entre les divers organes fixes et mobiles ou entre ces organes mobiles mêmes,ces joints pouvant être de tous modèles connus,et,entre autres,à rainures et déten- tes successives ( fig.XIIA) et,en particulier,à friction,rouleaux ,languettes,etc.
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Sauf dans le cas,dont question ultérieurement, où la machine est auto-compresseur, la turbine à gaz carburant est,en général,accou- plée à un compresseur de gaz combustible o u non,celui-ci compri- mé à un degré adéquaten évitant l'auto-inflammation, pour le re- fouler ensuite dans la chamure d'explosion.
Le piston,ou aube,lequel peut faire corps ou non avec le rotor, et la section correspondante du stator peuvent présenter - en cou-, pe- une forme quelconque,ronde (fig.XVIII) ovale,rectangulaire ou carrée ( fig.XIX) ou autre,la meilleure étant celle qui se prê- te le plus aisément au mécanisage et à la disposition éventuelle des joints au piston% La lanterne,tout comme le rotor d'ailleurs, ,peuvent porter des flottes formant ventilateur pour le refroidis- ' sement.
Avant d'aller plus loin, et afin de faire mieux saisir,nous sché- matisons à la fig.I une turbine à axes horizontaux ( rotor et lan- terne ) A étant une vue de face avec coupe dans la lanterne et B une coupe suivant CD. On y trouve les organes suivants : I,stator ; 2,rotor à axe horizontal,portant le piston 3 tournant à l'inté- rieur du stator,le piston entretoisant dans le cas présent les pa-; rois 17 du rotor en faisant corps avec lui et ayant entre autres les avantages d'étanchéité de fabrication;
4,lanterne cylindrique à axe horizontal,dont le fonctionnement- sera explique ultérieure-., ment,dont la partie pleine ( hachurée,fig.A) ménage à l'arrière du piston 3 la chambre d'admission,d'explosion et de détente 5,la partie évidée ( non hachurée ) permettant au piston de passer âpre. avoir fait un tour.Il est à remarquer que le stator est nécessai- rement coupé à l'endroit de la lanterne 4b.La lanterne peut tour- ner dans un sens ou dans l'autre,celui représenté,inverse de ce- lui du rotor,étant eependant préférable.En l'occurrence,elle est entrainée d'un mouvement uniforme par 1'engrenage 6 (fig.B) calé sur l'arbre 7 principal,et le pignon 8 tournant dans le cas pré- sent deux fois plus vite que le rotor,touteautre commande positive peut d'ailleurs convenir.
Les engrenages ne sont pas représentes dans la vue A.
Le piston étant,par exemple,en 3a,la lanterne 4 présentera alors
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son évidement permettant au piston de passer jusqu'en 31),où son talon se trouve sur l'axe vertical,moment où le bord 4a de la lan- temne viendra en contact avec le pied du dos 3c du piston,pour en suivre exactement le dos de façon jointive tout le temps de l'ad- mission du gaz jusqu'à la position 3 où finit l'admission, en for- mant ainsi la chamore d'admission 5.La lèvre 4a de la lanterne a- bandonne dès lors le dos 3c du pis ton,l'allumage et l'explosion ont lieu dans la chamore 5,produisant la rotation du rotor ( et si- multanément aela lanterne ) jusqu'en 3d où ,après détente des gaz, a lieu l'échappement par l'ouverture 9.
L'entrée du gaz combusti- ole dans la chambre 5,arrivant adéquatement comprimé par le tuyau 10,supporté par la pièce fixe II,s'effectue par l'orifice 12,celui -ci étant successivement mis en communication et isolé du Puyau 10 par le disque distributeur 13,avec ouverture 14,calé sur l'arure 7 et tournant avec le rotor.Le distributeur peut d'ailleurs égale- ment être aaapte ou se oomoiner d'une manière quelconque avec la lanterne en tournant en même temps que celle-ci, ou sur tout âutre organe propre.
Dans le cas présent,la chambre d'explosion se trouve donc à la pé- ripherie du rotoet entre les parois périphériques latérales de celui-ci,soit à l'intérieur du stator annulaire; l'inverse pour- rait avoir lieu, c'est-à-dire, les rôles du stator et du rotor étant renverses,que cette chawure fût dans la partie extérieure ,actuel- lement "stator" ( suivant fig.VII et XIX ) ;elle peut d'ailleurs se trouver en tout autre endroit adéquat.
Les joints nécessaires,dont nous reparlerons,sont prévus,et,entre autres,entre le stator et le rotor,ce que nous avons représenté par les coins 15 et 16,les paliers de la machine étant en 18 et 19 et ceux de la lanterne en 20 et 21.
Le fonctionnement général est à.nsi le suivant : schématise aux fig.
IIA à E - supposant la mâchée lancée ( à la main,batterie, de.) et le piston 3 se trouvant dans la position IIA,c'est-à-dire ayant le talon de son dos 3c sur l'axe vertical FG en 3b.A ce moment,le bord 4a de la partie pleine de la lanterne 4 vient en contact avec la partie inférieure du dos 3c pour le suivre exactement dans son
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mouvement de translation rotatoire ( fig.IIB par exemple )jus- qu'à la position extrême ( fig.IIC) où l'admission est par exemple terminée et où le 'bord 4a abandonne le piston <1 l'arrête 3d pour apparaitre à l'extérieur du stator.A partir de ce moment peut se produire l'allumage et l'explosion dans la chambre 5,la lanterne remplissant dès lors (fig.
IID) simplement le rôle de "fond de cy- lindre" pendant toute la durée de la détente jusqu'à la position IIE,où les gaz brûlés s'échappent par l'orifice 9,la. surface ex- térieure de la lanterne glissant exactement ( théoriquement sans jeu ) à la périphérie 2a du rotor,de façon expliquée ulterieure- ment.L'échappement ayant lieu,la partie pleine de la lanterne ces- sera en 4cpour laisser un passage libre au piston au côté opposé, celui-ci étant revenu en 3d après avoir effectué près d'un tour.
Il est à remarquer que la vitesse de rotation de la lanterne doit nécessairement être en rapport direct avec celle du rotor,en l'oc- currence, le nombre de tours de la lanterne a été choisi double de celui du rotor,l'engrenage 6 (fig.I) ayant le double du diamètre du pignon 8.Plus la vitesse de rotation de la lanterne sera éle- vée,par rapport à celle du rotor,plus elle pourra être Déduite en diamètre,cependant que l'on soit limité,en ce sens que,pour en rap. part trop élevé, la partie libre de la lanterne ne possède plus qu' une longueur périphérique insuffisante,par rapport à la détente, pour laisser le passage liure au piston.
Les choses étant telles ( 2 tagrs de lanterne pour I au rotor), le diamètre moyen du rotor étant double de celui de la lanterne, si nous admettons une longueur d'admission de gaz de 22,5 degrés au rotor,la lanterne aura,elle,parcouru pendant ce temps un angle de 45 .La détente au rotor étant,par exemple.de 90 ,la lanterne tournera de I80 ,c'est-à-dire que,pendant toute la course utile du rotor ( 22,5 + 90 = II2,5 ) la lanterne aura parcouru 225 et il lui restera une partie libre de 360-225 = 1350,.par où doit pou- voir passer le piston une fois revenu dans la position 3d fig.IIE.
La courbure du dos du piston,en contact avec la lèvre de la lanter; ne,sera déterminée d"après les vitesses et diamètres relatifs du ; rotor et de la lanterne.Nous reviendrons d'ailleurs à la description
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détaillée ae ce type de turoine.
La laiitenie à axe Horizontal peut d'ailleurs être disposée à l'in- térieur au stator à la façon de deux engrenages intérieurs, étant commandée par engrenages intérieurs ou de toute autre façon ade- quate.Cette disposition possède entre autres l'avantage de reaui- re l'encomprement de la machine en hauteur.Elle est schematisée fig.III,où les mêmes lettres indiquent les mêmes éléments qu'à la figure précédente.
La fig.IV schématise un exemple de machine à lanterne à axe ver- tical,où les mêmes organes portent les mêmes lettres,A étant une vue de face et B une vue en plan.Dans ce cas,la lanterne 4 ( fig B) vient longer le côté oblique 3b du piston ( indiqué en poin- tillé ) dans un sens perpendiculaire au plan CD du rotor.Les en- grenages de commande de la lanterne ne sont pas représentes,étant détailles à la fig.XVI;il en est de même de l'arrivee du gaz et du distributeur,ceux-ci decrits par la suite.
Les avantages principaux ae la disposition fig.I sur celle fig.IV sont entre autres les suivants : I ) disposition plus rationnelle de la lanterne tournant dans le même plan que le rotor; 2 ) moins de joints,comme on verra ultérieurement ; 3 ) commande par simple jeu d'engrenages droits,cette simplicité ressortant immédiatement de la comparaison des figures XVI et XIX par exemple.
Ces exemples étant donnés,on comprendra immédiatement les diverses possibilités auxquelles la machine,et particulièrement la turbine à axe horizontal donne lieu.Citons entre autres les suivantes : I )on peut étaolir la machine de façon à ce que la partie extéri- eure ( jusqu'à présent "stator") remplisse le rôle de rotor,la par- tie intérieure ( jusqu'à présent "rotor") devenant fixe et jouant le rôle de stator,les diverses dispositions ci-dessous étant even- tuellement applicaules;
2 ) un même rotor peut, toutes choses égales,porter divers pistons périphériques convenablement répartis à la circonférence,agissant successivement,augmentant proportionnellement la puissance,la vi- tesse et le coefficient de régularité de la machine,la vitesse de rotation et les ouvertures de la lanterne étant établies en consé- quence, que
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, que celle-ci soit verticale ou horizontale ;
3 ) un même stator peut,dans les mêmes conditions et les mêmes buts ,comporter plusieurs lanternes; les I ,2 et 3 peuvent se combiner,la machine portant simul- tanément plusieurs postons et lanternes;
5 ) la turbine se prête on ne peut mieux à la multiplication de la puissance,en ce sens qu'indépendamment de l'augmentation de vites- se jusqu'à la .limite compatible avec la résistance des matériaux, les divers procédés suivants peuvent être appliqués,pour un dia- mètre et une largeur donnés du stator et rotor : a) il est possible d'accoupler plusieurs rotors côte à côte sur un -même arbre,les pistons respectifs étant de préférence décalés les uns par rapport aux autres,au point de vue de la régularité de mar- che ; aI)le stator unique,ou constitue de stators elementaires ,ou non, peut porter diverses lanternes; a2) chacun des rotors peut,à son tour,porter divers pistons ; a3) la combinaison 4 ) ci-dessus est possible;
On peut simplifier et comoiner plusieurs organes en une pièce com- mune aux divers éléments juxtaposés.Ainsi,par exemple,les divers rotors ( ou rotor unique multiple ) avec stator unique peuvent pos- séder une ou plusieurs lanternes communes allongées,dont les par- ties pleines adjacentes entrent successivement en jeu suivant les positions relatives des pistons.
Cette disposition en série permet l'établissement de machines de diamètre et hauteur réduits,constituées d'éléments semblés jux- taposés,permettant toujoubs une augmentation ultérieure de puissan- ce par l'adjonction de nouveaux éléments identiques,la régularité de marche étant augmentée proportionnellement au nombre de rotors.
Le prix de revient diminue du fait de pouvoir usiner les éléments semblables en série,ainsi que de la facilite de montage. b) la multiplication de puissance peut élément s'effectuer,non plus en longueur,mais bien en diamètre,portant divers rotors con- centriques; c) les divers points a et b du 5 ci-dessus peuvent se combiner entre eux ;
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d)il est possible,dans ces aivers cas,suivant l'exemple des turoi- nes à vapeur, de détendre successivement les gaz dans différentes ci.au:ores ou sur plusieurs rotors en cascade, juxtaposés ou concen- triques, en nomure adéquat, l'échappement de l'un correspondant à l' admission du suivant.
La turoirie fonctionnera généralement à l'essence avec carburateur.
Dans ce cas,ou de tout autre liquide volatile combustible,la sour- ce sera,soit constituée par un compresseur.de préférence rotatif, lequel pourra être,soit du type indépendant disposé latéralement au rotor et calé sur l'arbre de celui-ci,soit d'un modèle intérieur portant lui-même le piston et aisposé à l'endroit même du rotor dont il remplit en même temps le rôle,afin de réduire l'encombre- ment.
Le compresseur,d'un type quelconque,peut d'ailleurs être combiné avec n'importe quel organe adéquat,comme par exemple la carcasse exterieure dans le cas où celle-ci remplit le rôle de rotor.
Le compresseur étant supprime, la compression pourra être étaolie par la turbine proprement dite,qui sera auto-compresseur,par la circulation même des pistons,associés à plusieurs lanternes,ae tel. le façon que la fin de la compression de l'un des pistons corres- ponae à la perioae d'admission d'un autre.Dans ce cas,un distribu- teur "ad noc" aura pour mission,en même temps que les diverses lan. ternes,de régler adequatement les différentes périodes d"aspira- tion,compression,explosion,detente et échappement,la expression effectuée apr un rotor pouvant éventuellement servir à un autre rotor solidaire(ou non ) dans le cas de machines en série.
La fig.V schematise,à titre d'exemple,la disposition générale d' une turbine auto-compresseur,où l'on voit que la lanterne 4 vient porter- sur la face avant du piston 3,de façon à réduire progressi- vement la chlore 5, laquelle correspond à la chambre d'admission dans le cas d'un piston moteur.Il est aisé. de comprendre qu'ayant ,par exemple.deux pistons et deux lanternes respectives,les uns puissent agir comme moteur, tandis que les autres opèrent simulta- nement comme compresseur, la turbine effectuant ainsi sa propre cor pression.
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- -: r.. '-' 1""'; Il va de soi qu'une mach:).ne auto-compresseur, aspirant d'une part et refoulant de "1' utredJOUITa éventuellement servir de pompe à vide,de compresseur et également de pompe rotative aspirante et foulantes
Dans le cas de compression automatique, tout comme dans celui de compresseur indépendant, c'est le distributeur,constitué,disposé et actionné de façon adéquate,qui règlera les opérai s'effectuant sur les gaz entrant, ceux à l'interieur et ceux sortant de la machine,ces opérations pouvant s'effectuer par des ouvertures ou lumières superposées dans la partie fixe, correspondant à des ori- fices dans la partie mobile et inversément;
ou bien un distribu - teur pourra encore être disposé de chaque côté de la machine, à l' intérieur et concentriquement au stator ou au rotor,ou à tous au- tres endroits convenables.
Le gaz comprimé, combustible ou non,peut,bien entendu,être améné d'une source quelconque,le compresseur pouvant éventuellement ê- tre complètement indépendant de la machine et situe à une distan- ce quelconque de celle-ci. Dans les villes ayant une distribution d'air compta paris par exemptera turbine sera tout indiquée pour les usages domestiques entre autres,étant silencieuse,propre et peu encombrante..
La dstributiondes gaz quelconques est opéree et reglée par un or- gane rotatif ( relativement au rotor ) lequel peut, en principe, être adapté à n'importe quelle partie adéquate de la machine et commandé de toute fagon propre.
Cette distributiona lieu,dans la chambre d'admission.par cet or- gane en admettant automatiquement le gaz pendant la période vou-, lue et séparant ensuite efficacement cette chaire de la source, ' une soupape.d'un type quelconque,ou autre organe intercale sur 1' arrivée,empêchant tout retour et communication de flamme.Ce dis- tributeur admettra les gaz un nombre de fois,par tour de rotor, en rapport avec le nombre de pistons ou de lanternes périphérique, ou les deux.
Suivant l'exemple de la fig. I, ne comportant qu'un piston et une lanterne, et la distribution ayant ainsi lieu une seule fois par
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tour ae rotor,le dixàriouàeur peut être constitue par un plateau circulaire 13 ou portion de eelui-ci,de section transversale ade- que, te quelconque,cale sur l'arbre du rotor ou faisant partie inté-
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Gorallte de celui-ci et' tournât synchroniquement avec lui.
Dans là cas de plusieurs pistons ou lanternes,ou les deux,le distriouteur ,tournant syrichroniqueinent au rotor,portera autant d"orifices ( 14 fis. 1) ÇLU 1 J.l Y aura ae pistons ou de lanternes ou les deux cognes : dans le même cas de plusieurs pistons ou lanternes , mais ne portant qu'une seule ouverture 14, la vitesse de rotation
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du distributeur pourra âtre gale à celle du rotor multipliez par le nomore de pistons ou de lanternes ou les deux combines ; il peut encore être dispose.non plus concentriquement à l'arore principal
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,mais .ien à celui de la lanterne, avec laquelle il tourne sychro- nique1ueiit ou non..tant coiiiiiiaiidé de façon adéquate ou faisant par- tie integrante de. celle-ci avec laquelle il tournera synchronique- ment.
Dans chacun de ces cas, les joints necessaires, de tous types
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aâequats,sont prévus afin d. éviter toutes fuites entre les parties fixes et mobiles.Ainsi,par exelnple,des joints propres s'etendant sur une longue1,lr adequate,sont établis entre ce distrinbuteur ro- tatif et la partie fixe portant le tuyau ou autre organe d'arrivée
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du gaz Eventuellement les iaz peuvent être amènés au disque ou autre organe distributeur par l'arbre creux en rapport avec la source de gaz par un joint à bourrage ou autre. L'étanchéité peut.
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encore être ootenue,couime dans tous les autres cas que comporte la machine,par un usinage parfait en prévoyant éventuelleUlen lesi dilatations par la chaleur.
Des joints sont ëtaulis,entre le stator et le rotor,au .Oins sur
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toute la lonGueur de la chambre d'admission, dl explosion et de de- : tente,ainsi qu'à tous âutres endroits necessaires,ces joints pou- vant être des divers types déjà cités.
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La lanterne est, en principe,un élément rotatif avec lwnière,venan1 tourner,soit dans le stator contre la périphérie du rotor,soit à l'intérieur du rotor contre le stator ou inverséiaent,les rôles des stator, et rotor, étant reapectivement inversés.La cominan- de de la (des) lanterne à axe horizontal ( type extérieur fig.I
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, ou intérieur fig.III) peut être établie de façon à ce que celle- ci tourne ,soit dans le même sens que le rotor,soit en sens inver- se.Chacun de ces sens possède ses avantages propres,celui des fig.
I et III étant d'être les plus simples,la commande s'effectuant respectivement par simple jeu d'engrenages droits et intérieurs.
Suivant la disposition respective du stator et du rotor ainsi que de la lanterne,celle-ci peut fonctionner de différentes façons , comme le montreront les différents exemples ci-dessous,schématisés aux fig. VI à XI.
La première, se rapportant au même type de machines que dans les fig. I et XIX ne nécessite plus aucune explication.La fig. VII a trait au même type de machine que celle de la fig. XVIII et se pas- se également de commentaires,étant expliquée en détails par la sui- te. La fig.VIII représente un même type de machine mais dont le piston serait carré ou rectangulaire.La figolX schématise une tur- bineoû la partie extérieure ( stator aux fig.Vl et VII par exemple):
est devenue le rotor tournant autour du stator intérieur,la lan- terne étant incluse dans ce rotor en forme de U.La fig.X représen- te une machine similaire où la lanterne est incluse entre les flas. ques périphériques du stator,le rotor se résumant à un anneau apla ti.La fig.XI représente une machine à lanterne intérieure,dont l' axe est porté par le rotor,le tout étant entrainé avec le rotor dans son mouvement de rotation en même temps que la lanterne tour- ne sur elle même, à la façon de la Terre autour du Soleil.
Ces diverses dispositions peuvent d'ailleurs être inversees,en ce sens que,ce qui dans les exemples constitue le rotor peut devenir stator et inversement.
Les paliers principaux,de préférence à roulements,peuvent être supportés par des bras uoulonnes au stator,par des supports repo- sant sur une taque,par des flasques laterales ou tout autre moy- en propre résistant au choc de l'explosion,tout en étant léger, facile à usiner et à centrer.
Le rotor intérieur portant le (les) piston peut être constitue par une poulie pleine formant volant;ou uien par une jante reu- nie à l'arbre par ces bras ou des flasques ( avec ou sans ailette)'
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de ventilation ) ou bien encore être constitué par le compresseur rotatif même,de façon à recuire 1'encombrement.
L'allumage peut s'effectuer par accumulateur ou tout autre moyen ,mais plus generalement par magnéto. Dans le cas ordinaire de ro- tor interieur ( fig.I) celle-ci pourra,par exemple,être disposée sous forme de disque latéral ( autos Ford ) afin de réduire l'en- combrement,le bobinage pouvant par exemple être disposé sur le disque uistriuuteur même.Dans le cas de rotor exterieur,elle pour- ra être montée sur la couronne extérieure rotative, de façon à e- pouser une forme annulaire. Elle peut, en tous cas, tourner synchro- niquement au rotor ou non, le commutateur d'allumage étant étaoli en conséquence et suivant le nomore de pistons et de lanternes.
La (les) courte d'allumage peut se placer,en principe,à. n'importe quel endroit adequat et de préférence sur les organes fixes,le stator entre autres,afin d'éviter ainsi des prises de courant ro- tatives.
L'échappement a lieu par une ou plusieurs ouvertures pratiquées ae préférence dans le stator;il sera généralement muni d'un tuy- au d'échappement etd'un silencieux.
Le refroioissement de la machine s'opère partiellement automati- quement par le déplacement même de l'air à l'intérieur du stator sous l'influence ae la circulation des pistons.Il s'effectue ex- terieurement par ailettes,ou chambre d'eau,et peut porter sur tou- te parties où il serait nécessaire.
La luorification s'effectue de toute façon adéquate,les paliers et autres surfaces frottantes pouvant éventuellement être munis de minuscules lunettes forées retenant l'huile,la graisse et au- tres.
Une chamore de régularisation thermiquement isolee ou non,pourra éventuellement être intercalee,aans la machine ou indépendamment, afin de régulariser la compression ou l'admission ( ou les deux) des gaz, et particulièrement dans le cas de l' auto-compression.
Dans la fi.I,par exemple,la lanterne tournant entre les flasques ' formant les parois laterales de la chambre d'explosion,il y a lieu,à cet endroit,d'éviter toutes'fuites et ce malgré les dila- tations inégales pouvant se produire par suite de 1échauffement.
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En ce sens,la lanterne pourra,par exemple,porter latéralement des rainures ( I fig.XII) formant joints à détentes successives ; ou bien (fig.XIIIA) elle pourra,par exemple,tel dans notre cas, porter sur ses joues latérales des anneaux à friction ( I ) ap- puyés constamment par des ressorts 2 contre les faces intérieu- res des flasques 3 entre lesquelles elle tourne ; la position de ces anneaux peut être inversée ( fig.XIIIB) étant engages dans des rainures "ad hoc" prévues dans les flasques mêmes avec res- sorts 2 ; encore, ces joints peuvent être (fig.XII B) des canne- lures circulaires I de la lanterne s'engageant dans des rainures. correspondantes 2 des flasques et inversement!.
Le bord de la lanterne devant former joint étanche, tant avec la partie tangente du rotor qu'avec le dos du piston,celui-ci pour-, ra être étaoli de diverses façons,comme par exemple : I ) sui- vant le mouvement relatif du oord d'attaque de cette lanterne et du dos du piston,la curoure de ce dernier sera établie exac- tement, tenant compte des dilatations par la chaleur,de façon à ce que le bord de la lanterne vienne simplement l'affleurer sans frottement; 2 ) le bord de la lanterne ou sa périphérie pourront, porter un ou deux rouleaux,des languettes ou tout autre élément à frottement ou à roulement disposé de façon adéquate et en nom- bre convenable, venant s'appliquer automatiquement sur le rotor ainsi que sur le dos du piston,par ressorts, force centrifuge , contrepoids ou autre moyen propre.
Afin de réaliser ce même joint étanche entre le bord d'attaque, rigide ou non, de la lanterne et du dos 3c ( éventuellement la face avant) du piston 3,celui-ci (fig.XIV) pourra,par exemple, être rendu élastique par des ressorts 4 et 5 le repoussant con- tre le bord de la lanterne ( dans le sens de la flèche ) ,un lé- . ger jeu 6 étant prévu et réglé par exemple par un écrou 7.Tous autres moyen adéquats peuvent d'ailleurs convenir dans le même . but.
Le piston peut porter périphermquement ( à la façon des pistons d'autos ) des serments élastiques, fermes sur eux-mêmes ou non , formant joints,ceux-ci en nomore convenable et disposes de la
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façon la plus adéquate suivant la forme du piston. Le piston I (fig.XV) se rapportant à l'exemple de la fig.XVIII devant'néces- sairement être rattaché au rotor 2 par un talon ou similaire 3, il n'est pas possiule ae le munir d'anneaux fermés,étant cependant possible de lui adjoindre dans ce but une partie liore 4, laquelle n'étant pas réunie au rotor pourra porter des cercles fermés 5 et 6 par exemple.
Le ou les pistons peuvent être situés à la périphérie du rotor in- terieur ( fig.XVIII) et y être rattachés par tous moyens appropri- és ; ou oien (fig.XIX ) il peut faire corps avec le rotor en rem- plissant le rôle d'entretoise des parois latérales;les rôles aes stator et rotor étant inverses,il (ils) pourra se trouver sur l' autre partie devenue mobile. Dans ces divers cas la chamore d'ex- plosion pourra se trouver,soit à l'intérieur du rotor ( fi.XIX) soit à l'intérieur du stator ( fig.XVIII).
Suivant le type ae machine que la turbine aura à actionner, elle pourra âtre disposée,soit à axe horizontal,soit à axe vertical, le premier étant le cas le plus général,les lanternes pouvant d' ailleurs être,de leur côte,de l'un quelconque des types décrits et leur commande s'effectuant de toute façon adéquate.
La fi.XVI représente une demi vue plus complète de face de la machine schématisée fig.IV et donne un exemple de la commande de la lanterne à axe vertical par engrenages coniques et droits,la lanterne faisant, en l'occurrence,aeux tours quand!, le rotor en fait un.On y trouve : stator I ;le 2 étant partiellement visible ; l'arure principal horizontal 3 et la lanterne 4,dont l'axe 5 est vertical.
L'arbre 3 porte un engrenage conique 6 actionnant un pignon conique 7 de diamètre primitif moitié moindre,dont l'ar- bre vertical 8 est soutenu par un aras 9 avec buselure 10,cet ar- bre portant un engrenage horizontal II,lequel est calé sur l'ar- ore 5 de la lanterne,actionnant un engrenage semblable 12.Le ro- tor tournant dans le sens indique par la flèche la lanterne tour- nera ( vue de dessus ) deux fois plus vite et dans le sens opposé des aiguilles d'une montre.,venant prendre le piston comme repré- sentè fig.IV.13 est un rouleau de butée pour la lanterne,dont l' axe est en 14.
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Les divers -joints d'une machine à lanterne à axe vertical -( fig.
IV et XVI) sont représentés en grandeur,à titre d'exemple,à la fig.XVII,qui est une vue latérale partmelle avec coupe dans la lanterne afin d'en montrer l'interieur.Ces joints sont tous à friction,en métal approprié,mais pourraient être de tous autres modèles propres dont question antérieurement. Le stator étant en I,le rotor en 2 et la lanterne en 3, on y trouve : a) les joints circulaires 4 ( et 5 derrière ) rendant étanche la jointure du rotor ( indiquée en pointillé 6 ) ces joints étant proprement appuyés par les ressorts 7,8 ( 9 et 10 derrière ) avec supports correspondants 11,12 ( 13,14 derrière ) posant sur les pièces "ad hoc" 15 ( 16 derrière ) ; b) les joints intérieurs à la lan- terne 17 ( 18 derrière ) appuyes par les ressorts 19 ( 20 derri- ère ) portés par les supports 21 ( 22 derrière ) ;
c) le joint supérieur 23 appuyé de façon convenable par les ressorts à la- melles 24. Ces divers joints rendant parfaitement etanches toutes jointures pouvant être sous pression entre les diverses parties fixes et mobiles,hors mis l'arrivée du gaz dont il n'est pas (lues -tion .
La fig.XVIII représente, à titre d'exemple,en grandeur et à l'é- chelle,une turbine à piston circulaire ( rond) rattache au rotor par un talon,le stator enveloppant ( en coupe ) complètement le piston,sauf à l'endroit du talon le réunissant au rotor ( voir fig.VII).Le compresseur n'est pas représente.
Ce stator I est évidemment plus difficile à fabriquer et plus couteux que celui représente aux fig. 1 et XIX dont question ul- térieurement, lequel,indépendamment des nervures circulaires 10 et Il,se résume à un anneau circulaire plat.Les joints ou cercles élastiques éventuels entre le piston et le stator sont également plus compliqués à établir. Cependant, l'étude de la machine XVIII est celle qui a conduit à la disposition meilleure de la fig.XIX.
Le dessin (fig.XVIII) représente une demi coupe supérieure et une vue partielle de la partie inférieure comprenant les paliers,'ceux -ci Pouvant être supportés de diverses façons connue dit antéri- eurement.. Le stator étant en I, le rotor en 2,le piston est en 3
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et la lanterne eu 4 avec axe 5 et paliers lisses 5a et 50;1'axe principal en 6,les paliers lisses en 7 et 8;le rotor porte un en-
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grenage droit 9, qui y est vouioi--1iejengienant avec un pignon 10 ca- le sur l'arbre 5 et entrainant la lanterne en sens inverse de la rotation au rotor.
La première tournant deux fois plus vite que le rotor,maïs ayant un diamètre moitié moindre, leurs vitesses péri-
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phériques sont éGales, çonaJ.tion nécessaire suivant la couroure du dos au pistons La lanterne, d'un aiamètre réduit ou augmente pro- portionnellement pourrait tourner tant de fois plus vite ou plus lentement*. Les joints a friction en forme de coins ( 15 et 16 fig.
I) entre le rotor et le stator sont en II et 12, appuyés par des pe- tits ressorts 13,14...L'entrée du gaz dans la chambre d'admission
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s' eflectue par un orifice couae I5-I5a ménage dans l'emuase circu- laire 16 au stator.A l'intérieur de cette embase tourne le disque de aistriuution 17 cale sur l'arure 6 ( ou pouvant faire partie in- terante du rotor ) aes joints à rainures 18 et 19,ou tout autre système,empêchant tote fuite de gaz qui est amené par l'intérieur 20 de cette partie creuse de l'arore,puis par un conduit 21 dans
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le aisque même.La partie T5a possède circulairement une longueur angulaire égale à celle de l'admission,
de façon à ce que le gaz puis -se y pénétrer,venant du conduit 21 qui est cylindrique,puis ga -
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ç;ner la partie 15 et la cl1amore d' admission,pendant la rotation axi- gulaire prédéterminée que doit durer l'admission. Le cçnduit 21 ayant dépassé cette ouverture 150., le gaz estdatomatiquement coupé ,le conduit 21 se trouvant maintenant devant la partie intérieure jbleine de l'embase 16.
Les fig. XIX A et B représentent,en grandeur et à l'échelle, à ti-
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tre a' exemple,une turbine dont le rotor possède des flasques la- térales,le (les) piston étant inclus entre ces flasques en les en- tretoisant,comme aux fig.I et VI.Ces figures représentent respec- tiveuienet ; A, une demi coupe superieure;B,une vue entière au côté des engrenages,celle-ci n',etant pas à la même echelle- vu la gran- aeur admissiole au dessin.Le compresseur n'est pas representé.
Nous y retrouvons : stator I; rotor 2;lanterne 3;arbre principal 4; axe de lanterne 5;paliers principaux à roulements 6 et 7 venus de ,
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ronte (. éventuellement rapportes sur ) avec les flasques 8 et 9 avec ouvertures de ventilation, lesquelles sont ooulonnées à des nervures circulaires 10 et II que porte le stator ,ces nervures se prolongeant en IOa et IIa à la partie supérieure,pour consti- tuer les paliers 12 et 13,également à roudements, de la lanterne, tout en renforçant considérablement cette partie affaiblie du sta.
tor, lequel est creusé vers le haut pour laisser passer la lanter- ne.Le piston 14,en l'occurrence carré,entretoisant les parois la- térales 15 et 16 périphériques du rotor,on remarque que le stator se résume à un anneau circulaire aplati,mais constituant avec les nervures de renforcement 10 et II une sorte de U circulaire par- faitement rigide ( d'ailleurs henforcé par les flasques 8 et 9 ) à l'intérieur duquel tourne le rotor portant le piston unique.
Des joints métalliques en forme de segments 17 et 18,appuyés par des ressorts à lamelles 19 et 20 empêchent toutes fuites entre le rotor et le stator tout le long de la chambre d'explosion et de détente,ces joints s'étendant de l'avant de la chambre d'admissior jusqu'à au moins l'orifice d'échappemenet 21.
La lanterne,d'un diamètre moitié de celui du rotor,est commandée par l'engrenage 22 rapporté par des vis 23 sur le rotor et situé sous la flasque 9,engrenant avec le pignon 24 ( passant par une coupure supérieure dans cette flasque ) calé sur l'arbre 5,com- me dans le cas de la fig.XVIII.L'engrenage possède un diamètre primitif double de celui du pignon,de sorte que la lanterne fait , 2 tours pour un seul au rotor,leurs vitesses périphériques ou an- ,gulaires étant ainsi les mêmes,la lanterne tournant en sens in- verse du rotor.Afin de constituer l'étancheite entre les parois latérales de la lanterne et les flasques 15 et 16 du rotor,celle -ci porte ( suivant fig.XIII A) des cercles 25 et 26 formant joints,
appuyés par des ressorts 27 en nomore convenable à la cir- conférence.
L'étanchéité de la partie inférieure 28 de la lanterne frôlant...( le rotor,et allant à cet endroit dans le même sens que celui-ci ( d'où usure minium ) et à la même vitesse ( ou sensiblement) peut être constituée de diverses manières déjà exposées et no- tamment
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par des languettes radiales disposees suivant des génératrices
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de la lanterne et en nOkJcre adéquat, celles-ci repoussées vers l' extérieur par la force centrifuye,laquelle pourra être réduite par tous moyens propres si nécessaire,La lanterne porte des ai- lettes de refroidissement ( non indiquées vue B ) 29;le rotor peut en porter également.
Les joints en coins 17 et 18 ( de même que ceux II et 12 de la
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fig.XVIII) peuvent être remplaces par des joints circulaires à anneaux, des types de la fig.XIII,ces cercles étant fendus ou non.
L'admission du az s'effectuant à la partie inférieure de la cham- Dre d'admission ou d'explosion par l'orifice 30 prevu dans le ro-
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tor, l' arrivée au compresseur ( ou autre ) a lieu par un tuyau 31 fileté dans la flasque latérale 8,se prolongeant par un orifice 32 au travers n'une emoase circulaire 33 venue de fonte avec la flasque 8. Cet orifice 32 correspond,au moment de l'admission, avec
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l'ouverture 30 du rotor aans son niouvemedde rotation.La partie 34 ,de l'orifice 32,possède une longueur circulaire correspondant à celle ae 1'admission,ae façon à ce que le trou 30 reste en COIDl11U- nication avec le tuyau 31 pendant une rotation angulaire adéquate.
L'embase circulaire 33 porte des cercles circulaires 35 et 36,ap- puyés par des ressorts 37 en nombre adéquat sur la face opposée
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du rotor,de façon à former W1 joint double.parfaitement étafuche, agissant simultanémeüet dans les sens latéraux et circulairement.
REVENDICATIONS
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==-=--==-¯ 10) Uil moteur rotatif, ou arore moteur l.1.Orizon- tal ou vertical,pouvant fonctionner :I )à explosion ou combustion ,par carburants azeux ou liquides; 2 )ar gaz 'comprimes; caracté- rise en ce que les oroanes mobiles principaux sont spécifiquement rotatifs.
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