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MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une demande de BREVET D'IMPORTATION " Machine rotative Il.
La présente invention a trait à des moteurs ou à des compresseurs rotatifs, comportant un rotor tournant dans une enveloppe à alésage cylindrique, dans des conditions telles que l'espace annulaire compris entre le rotor et le stator est divisé, par des nervures régulièrement espacées, en un certain nombre de compartiments.
Cette invention est applicable surtout aux moteurs à explosions, et son but principal est de prévoir un moteur à explosions de construction simplifiée et à rendement élevé.
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Elle vise, en outre, à prévoir un moteur possédant un moment de rotation régulier, lui conférant une grande uniformité de fonctionnement.
La présente invention vise, de plus, à prévoir un moteur à explosions à haut rendement de puissance par rapport à son poids, caractéristique qui le rend particulièrement approprié à l'aviation.
Il doit être bien entendu, cependant, que les moteurs construits sous les termes de la présente invention, sont capables d'être modifiés pour emploi comme compresseurs ou comme machines à vapeur.
Ces buts, et d'autres de la présente invention, ressortent de la description donnée ci-après, à l'appui des gravures ci-jointes, qui représentent diverses modalités de oonstruction, et diverses modifications de ces oonstructions, des moteurs rotatifs faisant l'objet de la présente invention, comme suit :
La figure 1 est une élévation, partiellement en coupe, d'un moteur rotatif à explosions construit sous les termes de la présente invention.
La figure 2 est une vue latérale en coupe le long de la ligne 2 - 2 de la figure 1.
Les figures 3 et 4 sont des vues de détail, sur une plus grande échelle, du rotor dans ses diverses positions, représentant le cycle d'opérations.
La figure 5 est une vue de détail d'une construction modifiée.
La figure 6 représente un mode d'exécution de la présente invention constituant un compresseur rotatif.
La figure 7 représente une construction modifiée de soupape obturatrice, destinée à des moteurs rotatifs, en particulier, du type représenté par les figures 1 et 2, chargés de
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gaz comprimés à l'avance, et
La figure 8 représente une construction modifiée de soupape obturatrice, destinée à servir de troisième dispositif d'obturation.
Les mêmes chiffres de renvoi se rapportent, sur toutes les gravures, aux mêmes pièces.
Il doit être entendu que divers détails de construction qui sont clairement indispensables, et qui ne peuvent manquer de se présenter à l'esprit du technicien spécialisé, sont omis tant de la description que des gravures, dans un but de simplification.
Il sera constaté, en se référant en premier lieu aux figures 1 et 2, que le rotor, à rainure et clavette, est monté sur un arbre et que ce rotor comporte une douille 2 et des bras radiaux 3 portant un élément en forme de tambour 4, dont la périphérie est munie d'un certain nombre de nervures transversales 5 espacées régulièrement.
L'enveloppe se compose d'une pièce principale annulaire 6, munie de plaques latérales appropriées 7, dans laquelle sont pratiquées des chambres ou conduits destinés, comme il est dit à la suite, au transfert des gaz et au logement des diverses soupapes, des dispositifs d'obturation et autres pièoes analogues, et les plaques latérales susdites sont perforées pour donner passage aux tiges de commande des dispositifs et soupapes d'obturation. Le tambour 4 est muni, de chaque côté, d'un retrait 6, dans lequel s'adaptent ( avec le concours d'un dispositif d'étanchéité qui n'est pas représenté ), les susdites plaques 7, et il est formé de la sorte des chambres 9, de dimensions égales, entre le rotor et son enveloppe.
Les dimensions de ces chambres sont déterminées tant par les diamètres respectifs du rotor et de l'espace qui le sépare du stator, que par le nombre des compartiments formés. Il est
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prévu un nombre de séries de dispositifs d'obturation égal à la moitié du nombre des compartiments. Ces dispositifs font office de soupapes et sont logés, de manière étanche aux gaz, dans les retraits aménagés dans l'enveloppe. Chaque série se compose de trois dispositifsd'obturation qui oontrôlent de part en part les compartiments, et qui sont les premiers dispositifs d'obturation et d'admission 10 logés dans les retraits 17, les deuxièmes dispositifs d'obturation et de transfert étant logés, de même que les troisièmes dispositifs d'obturation et récepteurs de charge, dans les retraits 18.
Des ressorts de pression 13 pressent ces dispositifs d'obturation contre la surface du rotor, de façon à former oloison dans la position abaissée. Le dispositif à ressort peut affecter une forme appropriée quelconque.
L'alimentation s'effectue à partir du carburateur ou d'une autre source de combustible appropriée quelconque, par l'intermédiaire d'un conduit 14 usiné dans un des paliers de l'arbre 1, et de là par les bras 15 qui communiquent avec des conduits 16 pratiqués dans l'enveloppe 6. Ces derniers sont, à leur tour, en communication avec les conduits 17 et avec des conduits 19 dont sont munis les dispositifs de cloisonnement 10, dans leur position d'obturation. A l'avant des dispositifs obturateurs d'admission ( par rapport à la direction de rotation du rotor, soit dans le sens des aiguilles d'une montre), sont prévus des conduits d'échappement 20, menant à un collecteur de modèle approprié, qui n'est pas représenté.
Le couvercle à travers duquel s'effectuent l'insertion et l'enlèvement des ressorts de pression 13, est muni de trous filetés, obturés par des bouchons filetés de type approprié 21 ( figure 2 ), pour l'exécution des opérations d'insertion et d'enlèvement de ces ressorts.
Les mouvements d'application des dispositifs d'obturation
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et de leur relevage sont commandés par des ressorts 13, de même que par un système de voies à cames disposées de chaque côté du rotor, et de dispositifs auxiliaires dont les dispositifs d'obturation sont eux-mêmes munis. Il est prévu de la sorte, des deux côtés du rotor et faisant corps avec lui, des voies à cames 22 et 23, dont les premières sont destinées à actionner les dispositifs obturateurs, tant d'admission que de transfert, et les autres les troisièmes dispositifs d'obturation. Les dispositifs obturateurs de transfert sont munis de tiges latérales 24 portant des galets 25 roulant sur les voies à oames 22.
Un dispositif identique actionne les dispositifs obturateurs d'admission, tandis que des tiges latérales 26, portant des galets 27 roulant sur des voies à cames 23, actionnent le troisième dispositif d'obturation. Les voies à cames 22 possèdent le même contour que la surface du rotor, de manière à ce que les dispositifs obturateurs d'admission, de même que ceux de transfert, suivent le contour du rotor, mais le profil de la voie à cames 23 est agencé de manière à ce que les troisièmes dispositifs d'obturation soient maintenus relevés de la surface du rotor, sauf pendant la phase d' explosion, et pendant une période de temps de longueur appropriée suivant l'explosion, comme il sera expliqué ci-après.
Toutes ces tiges latérales traversent des ouvertures de nature appropriée pratiquées dans les plaques latérales 7. Les tiges appartenant aux troisièmes dispositifs obturateurs 12 sont représentées par le chiffre 28 sur la figure 2.
Il est prévu un dispositif de soupape assurant l'obturation entre les sections haute et basse pression d'un oompartiment, après qu'une nervure 5 a dépassé une des paires de dispositifs obturateurs, et jusqu'à ce que cette paire de dispositifs obturateurs ait repris sa position normale, comme suit : Un conduit 29 dans l'élément annulaire 6, communique
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avec un espace 30, muni d'un siège 31, qui oommunique à son tour avec un autre conduit 32 prévu dans la pièce 6. La oommunication entre ces deux conduits 29 et 32 est établie ou interrompue, selon la position de la tête de soupape 33.
Cette dernière est montée sur une tige 34, qui traverse la plaque latérale 7, et porte un galet 35 roulant sur une voie à cames 36, dont l'effet est de soulever la tête de soupape 33, ou de lui permettre d'effectuer sa fermeture sous l'influence du ressort 37. Les gravures indiquent clairement qu'il est prévu un mécanisme du genre décrit ci-dessus pour chaque série de dispositifs d'obturation.
Dans le dispositif obturateur de transfert 11 de chaque série est prévu un conduit 38, tandis que le troisième dispositif obturateur 12 est muni d'un conduit auxiliaire 39, qui communique avec une chambre de compression 40 prévue dans ledit dispositif obturateur. Cette chambre 40 est en oommunioa- tion aveo une partie de oompartiment située vers le rebord arrière d'une des nervures, dans la position abaissée du dispositif obturateur 12.
Comme le fera voir la description donnée ci-dessous, les conduits 29, la chambre 30, et les conduits 32 constituent un ensemble d'organes destinés à effectuer le transfert de la charge aspirée aux conduits de la paire de dispositifs obturateurs 11 et 12.
Passons maintenant aux figures 3 et 4, qui représentent, outre une série complète de dispositifs obturateurs et de soupapes, le mode de fonctionnement du moteur. Il sera nécessaire de faire observer, pour commencer, que le fonctionnement de toutes les séries de dispositifs obturateurs est synchrone.
Comme l'indique la figure 3, le dispositif obturateur 10 est pressé par un ressort contre le rotor, dans la position représentée, après avoir effectué ses mouvements de montée et
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de descente le long du contour de la nervure 5, pendant le passage de cette dernière et, dans cette position, les oonduits 16 et 19 sont alignés. Il sera facile de se rendre oompte de ce que, dans ces conditions, le déplacement du rotor fera aspirer la charge du carburateur, ou d'une source dtali- mentation analogue, dans la partie .du oompartiment 91 située entre ledit dispositif obturateur 10 et le rebord arrière de la nervure 5 qui passe, et ce jusqu'à ce que cette dernière atteigne le dispositif obturateur 11. Les deux dispositifs obturateurs 10 et 11 commencent alors à se lever.
Le déplacement du dispositif obturateur 10 interrompt l'admission de combustible, tandis que le déplacement du dispositif obturateur 11 interrompt la communication entre la chambre 30 et la chambre 40. Dans cette position, le compartiment 9, situé entre les deux dispositifs d'obturation en question, est rempli d'une charge aspirée.
Un nouveau déplacement fera commencer le refoulement de la charge, par le conduit 29, dans le compartiment 30. L'espace 40 contient une charge comprimée à 1' avance, et, quand le rotor se trouvera dans la position représentée par la figure 3, dans laquelle tous les dispositifs obturateurs sont pressés oontre le rotor, tandis que le dispositif obturateur 12 suit le contour du rebord arrière d'une nervure, cette charge comprimée à l'avance s'allume dans l'espace restreint situé entre le compartiment 40 et le rebord arrière de la nervure qui vient de passer.
Pour empêcher que cette charge comprise dans l'espace 40 ne fasse retour, et ne s'échappe dans l'espace sous basse pression de l'autre côté du dispositif d'obturation 11, la soupape 33 se ferme pendant que la nervure dépasse le conduit 29, et pendant que les dispositifs d'obturation 11 et 12 retombent. Revenons maintenant à la charge aspirée dont il a été question ci-dessus. Cette charge est comprimée dans l'espace 30 et dans le conduit 38,
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jusqu'à ce que le dispositif d'obturation 12 se relève, peu de temps après la combustion, comme le fera voir le profil de la came 23, de manière à ce que les conduits 38 et 39 s'alignent. La charge comprimée pénètre alors dans ltespaoe 40, jusqu'à ce que la nervure suivante coupe le conduit 29, et le dispositif d'obturation 11 commence à se relever.
Après qu'une charge a fait explosion, le oompartiment qui contient les gaz de combustion continue son mouvement de rotation jusqu'à ce que la nervure suivante chasse ces gaz par le conduit de décharge 20, tandis que le dispositif obturateur d'admission avant forme cloison. Il est évident que, dans ces conditions, les compartiments s'allument et se déchargent alternativement et que, tandis qu'une explosion a lieu dans l'espace restreint du compartiment situé entre le rebord arrière d'une nervure 5 et le dispositif obturateur 12, dans l'autre espace, situé entre le rebord avant de la nervure suivante et le dispositif obturateur 11, s'effectue la oompression d'une charge.
Cette dernière, après le relèvement dudit dispositif obturateur 12, est refoulée dans un espace de réception approprié, oomposé des chambres 30 et 40 et des conduits 38 et 39.
Comme le fait voir la figure 4, le compartiment 9 contient une charge aspirée, l'espace 40 une charge comprimée, et les deux compartiments 9E contiennent des gaz de combustion, tandis que, dans la position représentée par la figure 3, les dispositifs d'obturation 12 sont tombés dans leur position d'allumage, les dispositifs d'obturation 11 occupent leur position de cloisonnement, et les dispositifs 10 forment une entrée d'admission de charge dans le compartiment suivant, de même qu'une cloison pour l'évacuation des gaz de combustion.
Il est, dans l'exemple représenté, produit simultanément cinq impulsions et, comme il y a dix nervures ou oompartiments, il se produira oinquante impulsions par rotation. Con-
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formément aux figures 3 et 4, les nervures 5 et les dispositifs d'obturation 10, 11 et 12 sont munis de bandes de fermeture étanche indiquées dans tous les cas par le chiffre 41, soumises à l'effort de ressorts de type approprié logés au fond de leurs rainures. Les retraits 17 et 18 sont, en outre, pour empêcher toute percussion ou pression excessive de la part des dispositifs d'obturation, munis d'un épaulement en 42, et les dispositifs d'obturation sont agencés de manière correspondante.
Le mouvement descendant des dispositifs d'obturation est restreint de la sorte dans une mesure suffisante pour empêcher toute friotion démesurée avec le rotor, et ce sans préjudice à l'efficacité de l'étanchéité obtenue.
Dans le cas de l'agencement modifié représenté par la figure 5, il est prévu une construction dans laquelle les dimensions des compartiments, déterminées par la distance entre la surface du rotor et la paroi intérieure du stator, sont trop grandes pour permettre aux nervures de couvrir la distance entière séparant ces deux pièces. Dans le but cependant d'assurer l'étanchéité voulue, il est prévu un dispositif d' obturation radial 43, coulissant dans une rainure pratiquée dans chacune des nervures et refoulé vers l'extérieur par un dispositif à ressort 44, de manière à établir une cloison transversale dans un compartiment. Les dimensions des dispositifs d'obturation 10, 11 et 12 sont telles, et leurs conduits sont agencés de telle sorte que ces pièces ne se rabattent pas complètement dans leurs retraits 17 et 18.
La surface intérieure de l'enveloppe est, d'autre part, recourbée en 45 et 46, et la surface des dispositifs d'obturation possède une forme correspondante en 47, 48 et 49, et l'arête biseautée 50 du dispositif d'obturation 43 est guidée à ces endroits, au cours de son passage sur les dispositifs dtobtu- ration rabattus.
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Il sera facile de se rendre compte du fait que cette construction permet d'augmenter la capacité des compartiments par rapport à celle des compartiments prévus dans le mode de construction déjà décrit, à égalité de dimensions extérieures des moteurs.
Le mode d'exécution du sujet de la présente invention représenté par la figure 6, a trait à un oompresseur rotatif.
Le rotor et son enveloppe sont de construction sensiblement pareille à celle déjà décrite, et il est prévu quatre nervures 5, divisant l'espace annulaire en quatre compartiments 9.
Deux paires de dispositifs d'obturation sont logées dans 1' enveloppe, diamétralement en regard l'une de l'autre, et un des dispositifs d'obturation 10 est muni d'un conduit 19, communiquant avec le conduit d'admission 16, qui est à son tour en communication avec un dispositif de carburation de type approprié. Il est prévu un conduit de décharge ou d'échappement à l'avant de chacune des paires de dispositifs d' obturation.
Le rotor se meut dans le sens des aiguilles d'une montre et, dans la position représentée, la partie d'un compartiment 9, comprise entre le rebord arrière d'une nervure 5 et le dispositif d'obturation 10, aspire une charge de la source d'alimentation. La nervure suivante soulève alors les deux dispositifs d'obturation d'une même paire, et le dispositif de cloisonnement étanche 51 soulève d'abord les deux dispositifs d'obturation conformément au contour d'une des nervures. Les deux compartiments 91, dans lesquels une charge avait été aspirée, se sont déplacés sur ces entrefaites et contiennent maintenant une charge aspirée, et non oomprimée, et ces compartiments sont compris entre paires de dispositifs d'obturation.
La nervure avant d'un compartiment 91 a, sur ces entrefaites, dépassé un des conduits 20, et la charge
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aspirée que ce compartiment contenait en est chassée . Il sera évident que, dans ces conditions, au cours de la rotation du rotor, une des paires de compartiments opposés aspire une charge, tout en déchargeant la charge aspirée par l'autre paire de compartiments, tandis que l'autre paire effectue le transfert d'une charge aspirée, au cours de sa rotation, vers un des conduits d'échappement et que les fonotions de ces deux paires seront alternées.
Les deux conduits 20 mènent à une ohambre de compression ou réservoir 52, situé à l'intérieur ou à l'extérieur de l'enveloppe de l'appareil, dans lequel ce dernier refoule les charges expulsées.
Une des caractéristiques de la présente invention est que la charge, comprimée par l'appareil décrit ci-dessus, peut être aoheminée du réservoir de ce dernier aux conduits d'admission du moteur à explosions déjà décrit. Les rotors de ces deux appareils peuvent, de la sorte, être montés sur un arbre commun, tandis que les deux enveloppes sont convenablement établies et assises, et munies de conduits appropriés, de manière à ce que le réservoir de l'un soit en communication avec les lumières d'aspiration de l'autre. Ledit réservoir peut se composer d'une chambre annulaire, dont la largeur est approximativement égale à l'épaisseur de l'enveloppe. Il va sans dire que les diverses pièces, tant du compresseur que du moteur, peuvent être rapportées ou coulées, selon les exigenoes de la construction.
L'agencement du groupe compresseur-moteur combiné peut encore être tel que la quantité de gaz oomprimée dans le réservoir soit légèrement supérieure à celle requise pour l'alimentation du moteur, de façon à assurer que ce dernier soit constamment alimenté de charges sous pression. Dans ces conditions, et dans le cas du moteur à explosions représenté par
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les figures 1, 2, 3 et 4, les charges sont soumises à compression à deux reprises.
Il sera, en outre, facile de se rendre compte de ce que, s'il est fait usage d'un compresseur préalable, il est possible de se dispenser de toute compression à l'intérieur du moteur. Cet arrangement exige une modification des dispositifs d'obturation, représentée, à titre d'exemple, par la figure 7.
Il est prévu, dans ce cas, une paire de dispositifs d' obturation 51a et 12a . Dans cette construction, le dispositif d'obturation 51a est normalement pressé contre la surface du rotor, et suit le contour de ce dernier, tandis que le dispositif d'obturation 12a est normalement relevé dans la chambre. Le conduit d'admission 16 est en communication avec le conduit 39 dans le dispositif d'obturation 12a, et la charge comprimée est, par suite, refoulée dans l'espace 40a. Quand une nervure 5 vient de dépasser les dispositifs d'obturation, le dispositif d'obturation 51a se lève, puis retombe, et, quand cette nervure vient de dépasser le dispositif d'obturation 12a, ce dernier est libéré. La charge explose alors et ce dispositif d'obturation reprend sa position normale, relevée.
Pendant et après l'explosion, l'autre dispositif d'obtu- ration forme une cloison, et les gaz de combustion provenant de l'espace de combustion précédent sont expulsés par le conduit 20.
Le mode d'exécution modifié représenté par la figure 8 constitue un agencement du dispositif obturateur de compression oscillant de l'une à l'autre de ses positions de travail.
Ce dispositif d'obturation se compose d'une pièce approximativement cylindrique 53, montée de manière à pouvoir osciller dans une enveloppe, et munie d'un espaoe intérieur de compression 54, de même que d'un pan coupé, fournissant une face re-
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courbée 55, qui, lorsque l'on fait osciller le dispositif d'obturation en question, reste à l'écart de la nervure 5 et complète la surface de l'alésage intérieur de l'enveloppe.
Cette pièce 53 est munie d'un levier coudé 56, dont un des bras porte un galet 27a roulant sur une voie à cames 23a, tandis que l'autre 'bras est raccordé à un ressort 57 forçant le galet à rester en prise avec la voie à cames.
En cours de fonctionnement, la face recourbée 55 forme une continuation de l'alésage, jusqu'à ce que le galet surmonte le dos de la came. La soupape 53 oscille alors, et vient occuper la position représentée par la gravure, pour l'explosion de la charge. Cette pièce 53 est, à l'expiration d'une période de temps appropriée, après l'explosion, rappelée,et la chambre 54 reçoit alors une nouvelle charge.
Il ne sera guère nécessaire d'insister sur le fait que l'enveloppe de l'appareil est munie d'un dispositif approprié de support, tel qu'une plaque d'assise 58 ( figure 1 ), et qutil sera prévu des logements appropriés pour les bougies d'allumage. La figure 2 représente une bougie montée dans le troisième dispositif d'obturation. Les bougies peuvent, néanmoins, être montées dans des positions convenables quelconques, pour l'allumage conformément aux exigences de la construotion de détail du moteur.
Il est préférable de faire en sorte que l'allumage de la charge s'effectue un moment avant que le rotor ne se trouve dans la position représentée par la figure 1, de manière à ce que l'effort impulsif principal soit communiqué au rotor tandis que la nervure occupe la position indiquée.
Dans le cas de l'agencement indiqué par la figure 6, soit celui de l'emploi du compresseur pour l'alimentation d'un moteur à explosions du type représenté par les figures 1 à 4, le réservoir est muni de lumières de décharge 59 alimentant
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chacune des lumières d'admission 16. Les dimensions de l'appareil de compression peuvent être inférieures à celles du moteur, et les deux unités peuvent convenablement être montées en parallèle, de manière à ce que les conduits 59 s'étendent radialement vers l'extérieur. Il sera facile de se rendre compte de ce que la commande du compresseur peut s'effectuer par engrenage de transmission, ou directement par le moteur, ou encore indirectement.
Il sera prévu un dispositif approprié de refroidissement. Des conduits d'eau peuvent, par exemple, être prévus dans l'enveloppe, avec ou sans ventilateur de refroidissement du rotor en particulier.
Les chambres de compression peuvent encore être agencées de manière à ce que celles destinées à l'allumage simultané soient allumées par une seule et même chambre.
Il sera, enfin, prévu les dispositifs de graissage voulus, sous les espèces, par exemple, de conduits de lubrifiant appropriés prévus dans le rotor et/ou dans l'enveloppe.
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DESCRIPTIVE MEMORY filed in support of an IMPORT PATENT application "Rotary machine II.
The present invention relates to rotary motors or compressors, comprising a rotor rotating in a casing with a cylindrical bore, under conditions such that the annular space between the rotor and the stator is divided, by regularly spaced ribs, in a number of compartments.
This invention is mainly applicable to explosion engines, and its main object is to provide an explosion engine of simplified construction and high efficiency.
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It also aims to provide an engine having a regular torque, giving it great uniformity of operation.
The present invention aims, moreover, to provide an explosive engine with high power output in relation to its weight, a characteristic which makes it particularly suitable for aviation.
It should be understood, however, that engines constructed under the terms of the present invention are capable of being modified for use as compressors or as steam engines.
These objects, and others of the present invention, emerge from the description given below, in support of the attached engravings, which represent various modalities of construction, and various modifications of these constructions, of the rotary engines making the object of the present invention, as follows:
Figure 1 is an elevation, partially in section, of a rotary blast motor constructed under the terms of the present invention.
Figure 2 is a sectional side view taken along line 2--2 of Figure 1.
Figures 3 and 4 are detail views, on a larger scale, of the rotor in its various positions, showing the cycle of operations.
Figure 5 is a detail view of a modified construction.
FIG. 6 represents an embodiment of the present invention constituting a rotary compressor.
Figure 7 shows a modified shutter valve construction, intended for rotary engines, in particular, of the type shown in Figures 1 and 2, responsible for
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compressed gases in advance, and
Fig. 8 shows a modified shutter valve construction for use as a third shutter device.
The same reference numbers refer, on all the engravings, to the same parts.
It should be understood that various construction details which are clearly essential, and which cannot fail to occur to the mind of the specialist technician, are omitted both from the description and from the engravings, for the sake of simplification.
It will be noted, by first referring to Figures 1 and 2, that the rotor, with keyway and key, is mounted on a shaft and that this rotor comprises a sleeve 2 and radial arms 3 carrying a drum-shaped element 4, the periphery of which is provided with a number of transverse ribs 5 regularly spaced.
The casing consists of an annular main part 6, provided with appropriate side plates 7, in which are formed chambers or conduits intended, as will be said below, for the transfer of gases and for the housing of the various valves, shut-off devices and the like, and the aforesaid side plates are perforated to give passage to the control rods of the shut-off devices and valves. The drum 4 is provided, on each side, with a recess 6, in which fit (with the help of a sealing device which is not shown), the aforesaid plates 7, and it is formed of the sort of chambers 9, of equal dimensions, between the rotor and its casing.
The dimensions of these chambers are determined both by the respective diameters of the rotor and the space which separates it from the stator, and by the number of compartments formed. It is
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provided a number of series of closure devices equal to half the number of compartments. These devices act as valves and are housed in a gas-tight manner in the recesses made in the casing. Each series consists of three closure devices which control the compartments right through, and which are the first closure and admission devices 10 housed in the recesses 17, the second closure and transfer devices being housed, as well as the third shut-off devices and load receptors, in the recesses 18.
Pressure springs 13 press these shutters against the surface of the rotor, so as to form an oloison in the lowered position. The spring device can take any suitable shape.
The power is supplied from the carburetor or from any other suitable fuel source, via a conduit 14 machined in one of the bearings of the shaft 1, and from there via the arms 15 which communicate. with conduits 16 formed in the casing 6. The latter are, in turn, in communication with the conduits 17 and with conduits 19 with which the partitioning devices 10 are fitted, in their closed position. At the front of the intake shut-off devices (relative to the direction of rotation of the rotor, i.e. clockwise), exhaust ducts 20 are provided, leading to a manifold of the appropriate model, which is not shown.
The cover through which the insertion and removal of the pressure springs 13 take place, is provided with threaded holes, closed by threaded plugs of the appropriate type 21 (figure 2), for carrying out the insertion operations. and removal of these springs.
Application movements of obturation devices
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and their lifting are controlled by springs 13, as well as by a system of cam tracks arranged on each side of the rotor, and auxiliary devices with which the shut-off devices are themselves fitted. In this way, on both sides of the rotor and integral with it, cam tracks 22 and 23 are provided, the first of which are intended to actuate the shut-off devices, both intake and transfer, and the others the third. shuttering devices. The transfer closure devices are provided with side rods 24 carrying rollers 25 rolling on the cam tracks 22.
An identical device operates the intake shutter devices, while lateral rods 26, carrying rollers 27 rolling on cam tracks 23, actuate the third shutter device. The cam tracks 22 have the same contour as the surface of the rotor, so that the intake shutters, as well as the transfer ones, follow the contour of the rotor, but the profile of the cam track 23 is arranged so that the third shutters are kept raised from the surface of the rotor, except during the explosion phase, and for a period of time of appropriate length following the explosion, as will be explained below .
All of these lateral rods pass through openings of a suitable nature made in the side plates 7. The rods belonging to the third obturator devices 12 are represented by the number 28 in FIG. 2.
A valve device is provided which ensures the sealing between the high and low pressure sections of a compartment, after a rib 5 has passed one of the pairs of sealing devices, and until this pair of sealing devices has. returned to its normal position, as follows: A duct 29 in the annular element 6 communicates
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with a space 30, provided with a seat 31, which in turn communicates with another conduit 32 provided in the room 6. The communication between these two conduits 29 and 32 is established or interrupted, depending on the position of the valve head 33.
The latter is mounted on a rod 34, which passes through the side plate 7, and carries a roller 35 rolling on a cam track 36, the effect of which is to lift the valve head 33, or to allow it to perform its operation. closure under the influence of the spring 37. The engravings clearly indicate that a mechanism of the type described above is provided for each series of closure devices.
In the transfer shutter device 11 of each series, a duct 38 is provided, while the third shutter device 12 is provided with an auxiliary duct 39, which communicates with a compression chamber 40 provided in said shutter device. This chamber 40 is in communication with a part of the compartment situated towards the rear edge of one of the ribs, in the lowered position of the obturator device 12.
As will be seen from the description given below, the conduits 29, the chamber 30, and the conduits 32 constitute a set of members intended to effect the transfer of the load sucked into the conduits of the pair of obturator devices 11 and 12.
Let us now turn to Figures 3 and 4, which show, in addition to a complete series of shutters and valves, the mode of operation of the engine. It will be necessary to observe, to begin with, that the operation of all the series of obturator devices is synchronous.
As shown in Figure 3, the shutter device 10 is pressed by a spring against the rotor, in the position shown, after having performed its upward and downward movements.
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of descent along the contour of the rib 5, during the passage of the latter and, in this position, the oonduits 16 and 19 are aligned. It will be easy to see that, under these conditions, the displacement of the rotor will suck the charge from the carburettor, or from a similar supply source, into the part of the compartment 91 situated between said obturator device 10 and the rear edge of the rib 5 which passes, and this until the latter reaches the obturator device 11. The two obturator devices 10 and 11 then begin to rise.
The movement of the shutter device 10 interrupts the admission of fuel, while the movement of the shutter device 11 interrupts the communication between the chamber 30 and the chamber 40. In this position, the compartment 9, located between the two shutter devices in question, is filled with a sucked charge.
A further displacement will start the discharge of the load, through the conduit 29, into the compartment 30. The space 40 contains a load compressed in advance, and, when the rotor is in the position shown in Figure 3, wherein all the shutters are pressed against the rotor, while the shutter 12 follows the contour of the trailing edge of a rib, this pre-compressed load ignites in the tight space between compartment 40 and the rear edge of the rib that has just passed.
To prevent this charge contained in the space 40 from returning, and escaping into the low pressure space on the other side of the closure device 11, the valve 33 closes while the rib protrudes from the conduit 29, and while the closure devices 11 and 12 fall back. Let us now return to the sucked charge discussed above. This load is compressed in space 30 and in conduit 38,
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until the closure device 12 rises, shortly after combustion, as the profile of the cam 23 will show, so that the ducts 38 and 39 line up. The compressed load then enters ltespaoe 40, until the next rib intersects the conduit 29, and the closure device 11 begins to rise.
After a charge has exploded, the compartment which contains the combustion gases continues its rotational movement until the following rib expels these gases through the discharge duct 20, while the front intake shutter device forms partition. It is obvious that, under these conditions, the compartments ignite and discharge alternately and that, while an explosion takes place in the restricted space of the compartment situated between the rear edge of a rib 5 and the obturator device 12 , in the other space, located between the front edge of the following rib and the obturator device 11, the oompression of a load takes place.
The latter, after the raising of said shutter device 12, is forced back into an appropriate reception space, composed of chambers 30 and 40 and conduits 38 and 39.
As shown in Figure 4, the compartment 9 contains a sucked charge, the space 40 a compressed charge, and the two compartments 9E contain combustion gases, while, in the position shown in Figure 3, the devices d The shutter 12 have fallen into their ignition position, the shutters 11 occupy their partitioning position, and the devices 10 form a charge inlet inlet into the next compartment, as well as a bulkhead for the next compartment. evacuation of combustion gases.
In the example shown, five pulses are produced simultaneously and, since there are ten ribs or compartments, fifty pulses per rotation will occur. Con-
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formally in Figures 3 and 4, the ribs 5 and the closure devices 10, 11 and 12 are provided with sealing strips indicated in all cases by the number 41, subjected to the force of springs of appropriate type housed in the bottom of their grooves. The recesses 17 and 18 are furthermore to prevent any percussion or excessive pressure from the closure devices, provided with a shoulder at 42, and the closure devices are arranged correspondingly.
The downward movement of the closure devices is thus restricted to a sufficient extent to prevent any excessive friotion with the rotor, and this without prejudice to the effectiveness of the seal obtained.
In the case of the modified arrangement shown in Figure 5, there is provided a construction in which the dimensions of the compartments, determined by the distance between the surface of the rotor and the inner wall of the stator, are too large to allow the ribs to fit. cover the entire distance between these two pieces. With the aim, however, of ensuring the desired seal, a radial sealing device 43 is provided, sliding in a groove made in each of the ribs and forced outwards by a spring device 44, so as to establish a transverse partition in a compartment. The dimensions of the closure devices 10, 11 and 12 are such, and their conduits are arranged so that these parts do not completely fold back in their recesses 17 and 18.
The inner surface of the casing is, on the other hand, curved at 45 and 46, and the surface of the closure devices has a corresponding shape at 47, 48 and 49, and the bevelled edge 50 of the closure device 43 is guided at these points during its passage over the closed shutters.
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It will be easy to see that this construction makes it possible to increase the capacity of the compartments with respect to that of the compartments provided in the construction method already described, with equal external dimensions of the engines.
The embodiment of the subject of the present invention shown in Fig. 6 relates to a rotary compressor.
The rotor and its casing have a construction substantially similar to that already described, and four ribs 5 are provided, dividing the annular space into four compartments 9.
Two pairs of closure devices are housed in one casing, diametrically facing each other, and one of the closure devices 10 is provided with a duct 19, communicating with the intake duct 16, which in turn is in communication with a carburizing device of the appropriate type. A discharge or exhaust duct is provided at the front of each of the pairs of sealing devices.
The rotor moves in a clockwise direction and, in the position shown, the part of a compartment 9, between the rear edge of a rib 5 and the closure device 10, sucks a load of the power source. The following rib then lifts the two sealing devices of the same pair, and the sealed partitioning device 51 first lifts the two sealing devices in accordance with the contour of one of the ribs. The two compartments 91, in which a load had been sucked, have moved on these spaces and now contain a load sucked, and not oomompressed, and these compartments are included between pairs of closure devices.
The front rib of a compartment 91 has, in the meantime, passed one of the conduits 20, and the load
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suction that this compartment contained is expelled. It will be evident that, under these conditions, during the rotation of the rotor, one of the pairs of opposing compartments sucks a load, while discharging the load sucked by the other pair of compartments, while the other pair performs the transfer. of a charge sucked, during its rotation, towards one of the exhaust ducts and that the functions of these two pairs will be alternated.
The two conduits 20 lead to a compression chamber or reservoir 52, located inside or outside the casing of the device, in which the latter delivers the expelled charges.
One of the characteristics of the present invention is that the charge, compressed by the apparatus described above, can be aoheminée from the reservoir of the latter to the intake ducts of the explosion engine already described. The rotors of these two devices can, in this way, be mounted on a common shaft, while the two envelopes are suitably established and seated, and provided with suitable conduits, so that the reservoir of one is in communication with the suction lights on the other. Said reservoir may consist of an annular chamber, the width of which is approximately equal to the thickness of the envelope. It goes without saying that the various parts, both of the compressor and of the engine, can be added or cast, according to the requirements of the construction.
The arrangement of the combined compressor-motor unit may also be such that the quantity of compressed gas in the reservoir is slightly greater than that required to supply the engine, so as to ensure that the latter is constantly supplied with loads under pressure. Under these conditions, and in the case of the internal combustion engine represented by
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Figures 1, 2, 3 and 4, the loads are subjected to compression twice.
It will also be easy to see that, if a prior compressor is used, it is possible to dispense with any compression inside the engine. This arrangement requires a modification of the closure devices, shown, by way of example, in FIG. 7.
In this case, a pair of closure devices 51a and 12a is provided. In this construction, the closure device 51a is normally pressed against the surface of the rotor, and follows the contour of the latter, while the closure device 12a is normally raised in the chamber. The intake duct 16 is in communication with the duct 39 in the closure device 12a, and the compressed load is, consequently, discharged into the space 40a. When a rib 5 has just passed the closure devices, the closure device 51a rises, then falls back, and, when this rib has just passed the closure device 12a, the latter is released. The charge then explodes and this closure device returns to its normal, raised position.
During and after the explosion, the other closure device forms a partition, and the combustion gases from the previous combustion space are expelled through line 20.
The modified embodiment shown in FIG. 8 constitutes an arrangement of the compression shutter device oscillating from one of its working positions to the other.
This closure device consists of an approximately cylindrical part 53, mounted so as to be able to oscillate in a casing, and provided with an internal compression space 54, as well as a cutaway, providing a re-face.
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curved 55, which, when oscillating the shutter in question, remains away from the rib 5 and completes the surface of the inner bore of the casing.
This part 53 is provided with an angled lever 56, one of the arms of which carries a roller 27a rolling on a cam track 23a, while the other 'arm is connected to a spring 57 forcing the roller to remain in engagement with the cam track.
In operation, the curved face 55 forms a continuation of the bore, until the roller overcomes the back of the cam. The valve 53 then oscillates, and comes to occupy the position represented by the engraving, for the explosion of the charge. This part 53 is, at the expiration of an appropriate period of time, after the explosion, recalled, and the chamber 54 then receives a new charge.
It will hardly be necessary to stress that the casing of the apparatus is provided with a suitable support device, such as a base plate 58 (figure 1), and that suitable housings will be provided. for spark plugs. FIG. 2 shows a spark plug mounted in the third closure device. The spark plugs may, however, be mounted in any suitable positions for ignition in accordance with the requirements of the detailed engine construction.
It is preferable to ensure that the ignition of the load takes place a moment before the rotor is in the position shown in figure 1, so that the main impulsive force is communicated to the rotor while that the rib occupies the position indicated.
In the case of the arrangement indicated by FIG. 6, that is to say that of the use of the compressor for supplying an explosion engine of the type represented by FIGS. 1 to 4, the tank is provided with discharge ports 59 feeding
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each of the intake ports 16. The dimensions of the compression apparatus may be smaller than those of the engine, and the two units may suitably be mounted in parallel, so that the conduits 59 extend radially towards the side. outside. It will be easy to see that the compressor can be controlled by transmission gear, or directly by the engine, or even indirectly.
An appropriate cooling device will be provided. Water conduits can, for example, be provided in the casing, with or without a cooling fan for the rotor in particular.
The compression chambers can also be arranged so that those intended for simultaneous ignition are ignited by one and the same chamber.
Finally, the desired lubrication devices will be provided, under the species, for example, of suitable lubricant conduits provided in the rotor and / or in the casing.