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Moteur à explosions
Les moteurs à explosions connus sont généralement des moteurs à cylindres, dans lesquels la force motrice produite par l'explosion agit sur un piston animé d'un mouvement alternatif rectiligne at qui agit, au moyen d'une bielle sur un arbre vilebrequin. Le but de la présente invention consiste à appliquer la théorie de la turbine aux moteurs à explosions.
De cette manière, en dehors d'autres avantages les avantages du moteur à explosions du type précité se trou- vent réunis à ceux de la turbine.
Comme la partie mobile du turbo-moteur tourne direc- tement sur son axe, on supprime la perte d'énergie ainsi que le poids inutile qui existent dans les transmissions indirectes de mouvement : (arbre vilebrequin, bielles, sou- papes, arbre à cames, etc..). Par ailleurs les explosions ayant toujours lieu dans la même direction circulaire sans changements de sens il n'existe pas de points morts et le
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moteur tend à s'accélérer de lui-même. un autre avantage. résultant de ce qui précède, est que le sens unique et circulaire de tous les mouvements rend facile l'utilisa- tion de roulements à billes ou analogues, ce qui diminue les frottements et augmente l'efficacité et la douceur du moteur :
Un autre avantage du moteur suivant l'inven- tion est qu'en utilisant comme chambre d'explosions la périphérie du carter circulaire ,la pression exercée sur l'arbre moteur diminue grâce à la longueur du rayon con- sidéré comme levier . Dans les arbres vilebrequins usuels la longueur du rayon sur lequel agit le piston, ne dépasse jamais six ou sept centimètres, tandis que dans les moto teurs suivant l'invention, par exemple, d'un diamètre de un mètre , donc d'un encombrement inférieur à celui des moteurs à explosion actuellement employés, particulièrement en aviation , le bras de levier est de cinquante centimè- tres .
on obtient ainsi une plus forte accélération du moteur et un plus grand nombre de tours, et, en conséquence un plus grand nombre d'explosions dans une même unité de temps ,Un autre avantage de ce moteur est que pour obtenir un indice de combustion élevé des gaz par l'emploi du mou- vement circulaire du piston on dispose de la course sur le pourtour de la turbine et non simplement de la hauteur du cylindre dans les moteurs à pistons à mouvement rectiligne alternatif .
Du fait de l'absence de temps morts dans le fonctionnement en mouvement circulaire l'aspiration, la compression, la détente et l'échappement des gaz a lieu de manière continue Comme les deux pistons agissent réciproquement comme moteur et compresseur ,le nombre d'explosions dans un seul cylindre croît en proportion géométrique avec le nombre de groupes de pistons de la tur- bine ; on..obtient Ainsi dons un moteur d'un mètre de diamè- tre Avec huit bougies jusqu'à 64 explosions par tour du moteur 4 On peut certifier d'après les essais de laboratoi-
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re effectués et des calcula subséquents qu'on peut obte- nir pour un. moteur d'un mètre de diamètre,et de poids réduit une puissance théorique de trente mille chevaux .
Suivait l'invention on 9 également la possibilité de disposer plusieurs turbo-moteurs sur le même arbre ou de les accoupler en série, comme on l'expliquera plus loin.,
Les moteurs suivant l'invention permettent aussi une meilleure utilisation de l'huile lourde, parce que la course du piston est circulaire et sans points morts et que par suite la vitesse du piston peut être augmentée sans avoir à enregistrer les inconvénients présentés par dans les pistons montés/des cylindres individuels où. par suite du changement de sens la vitesse du piston diminue progres- sivement jusqu'à devenir nulle .En outre, on peut régler à volonté la vitesse des pistons compresseurs par rapport à celle des pistons moteurs dans les rapports :
trois à un,, quatre à un, dinq à un, etc... Plus la vitesse du compres- ' seur est rapide, plus les pertes de compression seront ré- duites et plus la déflagration et l'explosion de l'huile lourde seront parfaites .Bien entendu cet avantage n'a lieu,' que pour chaque deuxième explosion somme on le verra plus ' au loin.L'autre explosion correspondant piston non accéléré, peut servir au temps de travail ordinaire, mais on peut aus- si la laisser de coté et la remplacer par un point mort avec entrée simultanée d'air froid pour refroidir le moteur ,
Pour compenser dans le premier cas la différence d'énergie dés explosions on peut employer un volant compensateur. aux dessins annexés sont représentés de manière sché- matique quelques modes de réalisation suivant la présente invention.
La fig, 1 est une coupe diamétrale- suivant la ligne 1-1 de la fig.2 dtun moteur selon l'invention ; la fig.2 en-est une coupe perpendiculaire à l'axe sui- vant la ligne 2-2 de la fig.1 ;
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les figs.3,4,5 sont des vues de détail des pistons ; la fig. 6 représente de face le moteur et le mécanisme de distribution ; la fig.7 est une vue partielle de face de ce mécanis- me ; la fig.8 est une coupe partielle montrant l'une des chambres de compression ménagées entre les pistons ; les figs.9,10,11,12 songes schémas montrant les positions des pistons à plusieurs instants d'un cycle ; les figs.13,14 sont des schémas analogues d'une va- riante ;
la fig.15 représente le mécanisme de distribution correspondant ; les figa.16a et 16b représentent une variante de ce mécanisme ; la fig.17 est un schéma d'une autre variante de mo- teur ; la fig.18 représente le mécanisme de distribution correspondant ; la. fig.19 est une coupe longitudinale d'une autre variante de moteur ; la fig.20 représente l'un des pistons de ce moteur; la fig.21 est une coupe transversale d'un autre mo- teur à deux étages concentriques ; la fig.22 est une coupe radiale partielle du moteur représentée à la fig.21 .
Suivant l'exemple d'exécution représenté aux figa.l et 2 le moteur comporte une enveloppe cylindrique ± pourvue d'ailettes de refroidissement B (fig.l) ou d'une chemise de refroidissement .L'enveloppe cylindrique A est fermée par un couvercle C fixé par des via D, (fig.2). A l'intérieur de l'enveloppe cylindrique sont montés deux volants ou ro- tors juxtaposés E et F fixés sur deux arbres concentriques G et H .
Ces volants portent sur leur pourtour et diamétrale-
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ment opposés deux pistons à palettes de section carrée I et J, d'épaisseur double du volant ,Les pistons I sont reliés rdialement au volant E et les pistons J de même au volant F . Les pistons forment avec l'enveloppe cylin- drique A et le couvercle C des chambres de section trans- versale carrée, rectangulaire ou circulaire et de section longitudinale circulaire, hermétiquement fermées par des bagues K ( fig.2) vers le milieu de l'enveloppe .
Le montage de l'arbre H sur l'arbre G, celui de l'arbre H sur l'enveloppe A et celui de l'arbre G sur le couvercle C sont réalisés par des roulements à billes L (fig.2).
L'arbre G, relié au rotor F, est l'arbre moteur com- presseur il sera appelé ci-après "arbre moteur" .11 est relié au moyen du rotor F aux pistons J fixés par boulons et écrous . ( fig.l) .
L'arbre H relié'au rotor E est l'arbre compresseur moteur qui sera appelé ci-après "arbre compresseur". Il est relié aux pistons I de la. même façon. Le dispositif d'étanchéité entre les pistons et les parois de l'enveloppe est représenté aux figs. 3,4 et 5 . Il existe à l'intérieur de chaque piston, un ressort en spirale (figs.4 et 5) qui agit sur des blocs rhomboidaux b qui forment un carré de la grandeur de la section transversale du piston . Ces blocs sont protégés par un couvercle 0 ( figs. 3,4 et 5) fixé par quatre vis d au piston intérieur J .
Des échancrures dans les blocs permettent leur déplacement latéral sous la pression du ressort-spirale .Pour éviter que l'écarterment des blocs ne produise des fuites des gaz sous pression, il est prévu dans quatre encoches f quatre tiges h s'appuyant sur quatre ressorts i (fig.4) . Pour ces tiges on peut utiliser également des ressorts'en spirale . Ce dispositif d'étanchéi- té présente l'avantage d'offrir une plus grande facilité pour le montage et le démontage , sans que les blocs puissent
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tomber. En vue de diminuer leur poids les pistons inté- rieurs J et I sont creux.
Dans le couvercle C de l'enveloppe (fig.6) il y a deux ouvertures M et M' : l'une M pour l'aspiration des gaz de combustion et l'autre M' pour l'expulsion des gaz brûlés En outre du côté opposé du couvercle sont disposées des bou- gies usuelles 0 (fige 2 et 6).
Dans ce turbo-moteur, les chambres d'explosion peuvent être construites de plusieurs façons, pour qu'elles soient le plus appropriées à la turbulence. Une de ces chambres est représentée à la fig.8, sur laquelle la référence 0 in- dique la bougie, et la référence X la chambre. Comme, dans ce moteur, les pistons compresseurs I,J compriment le mé- lange à grande vitesse, et comme la bissectrice de la cham- bre laquelle forme un triangle isocèle se présente dans la direction du diamètre du turbo-moteur que les parois latéra- les de la chambre sont incurvées et que la section transver- sale de la chambre va en se réduisant vers l'arbre le choc du mélange sur les parois provoque un mouvement de rotation et de tourbillons des gaz qui facilite la combustion.
Dans la course circulaire des pistons, le cyole com- plet des pistons I et J (fig.l) se compose de deux temps.
La course de 3600 se poursuit sans changements de direction ni points morts, expulsant les gaz brûlés au premier temps et aspirant et comprimant au second temps; les pistons moteurs et compresseurs servant alternativement à commander l'arbre moteur. Dans la course de 360 chaque piston exerce une fonction déterminée dans chacune de ses deux moi- tiés de 180 .
Le fonctionnement du moteur décrit dans le présent exemple a lieu de la façon suivante:
Le piston J de l'arbre moteur commence sa course à zéro, et dans la première moitié de la circonférence, les gaz de la combustion précédente sont expulaés;à 180' il ferme l'ouverture d'échappement M' et ouvre celle de l'admission M.
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les gaz brûlés étant aspirés du côté extérieur du couvercle C et les gaz aspirés étant comprimés jusque la fin de la course sur le coté intérieur du couvercle.
Le piston com- presseur I relié à son rotor E et à son arbre H ne commence sa course que lorsque le piston moteur J est arrivé aux trois quarts ou à un autre point déterminé de sa course.Mais il le suit à une vitesse quatre fois supérieure, ou à une autre vitesse appropriée, en exerçant la même fonction c'est- à-dire d'expulser les gaz brûlés jusqu'à 180 puis de fermer l'ouverture d'échappement et d'ouvrir celle d'admission, en continuant jusqu'à la limite des 360 en aspirant par une face et en comprimant par l'autre, de sorte que, à la fin de la course du piston (360 ) les deux pistons coïncident sans arriver à se toucher. Ces deux résultats sont obtenus par un dispositif que l'on décrira ci-après.
Les gaz aspirés par le piston moteur J et comprimés par le piston compresseur I, ou inversement aspirés par le piston compresseur et comprimés par le pisten moteur, sont allumés alternativement par les bougies usuelles 0. Comme le piston compresseur est relié à une roue à rochet P et un aliquet Q (fig.6) il est, lorsqu'il doit agir comme com- presseur, immobilisé par ce dernier tandis que le piston moteur poursuit sa course, Alternativement, à l'explosion suivante le compresseur restera devant le pister moteur et, lorsque se produira l'explosion, le piston moteur afin de ne pas subir de perte d'énergie, reste sous la dépendance de L'arbre moteur grce à une roue à rochet (qui n'est pas indiquée aux dessins, car il s'agit:
d'un élément de machine normal empêchant le retour d'un arbre).
Le compresseur, entraîné par la force d'explosion, agit sur l'arbre moteur, au moyen de sa propre commande d'en. grenage ce qui le transforme en piston moteur. Les quatre alternatives ont lieu pendant un tour complet et déterminent quatre positions de mouvement (fige 9 à 12). J et J' dési-
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gnent les pistons moteurs diamétralement opposés, I et I' les pistons compresseurs diamétralement opposés, 0 et 0' les bougies usuelles.
Le réglage de la course des pistons a lieu de façon suivante: Sur l'arbre moteur G est montée une roue dentée R (fig.6) qui engrène avec une autre roue R' de diamètre moitié ou de tout autre diamètre approprié. Grâce à ces roues montées sur des arbres parallèles, on obtient une vitesse double ou tout autre rapport de vitesse approprié.
La roue aientëe R' fait corps avec une roue de distribution de forme spéciale S (fig.7) actionnant une roue T qui est montée sur l'arbre compresseur H.
Lorsque le piston du moteur commence sa course, son arbre ne met en mouvement l'arbre du compresseur au moyen des roues dentées R et R' et de la roue S que lorsqu'il est arrivé aux trois quarts de sa course ou à un autre endroit approprié. Marbre compresseur est alors mis en mouvement à une vitesse quadruple, ou à une autre vitesse déterminée.
Le piston compresseur exerce sa fonction par la double action de la roue de l'arbre distributeur, mais aussi et au même moment par l'explosion. En conséquence, une carac- téristique essentielle de l'invention réside dans le fait que le démarrage du piston-compresseur entraîné par l'arbre moteur, et l'explosion qui le met en mouvement, sont simultanées.
Pour obtenir ce résultat, il suffit que la longueur oiroonférentielle des pistons moteur et compresseur soit égale à l'arc de cercle, qui reste à parcourir au piston moteur, lorsqu'il commence l'entraînement du compresseur au moyen de l'organe de distribution, et que l'écartement entre les bougies soit égal à la moitié de la longueur précédente, c'est-à-dire à l'épaisseur circonférentielle d'un piston.
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Le moteur ainsi décrit, est un moteur à deux bou- gies, mais il peut être également construit avec quatre bougies O,O', (figs.13 et 14) avec quatre pistons moteurs et quatre pistons compresseurs disposés en croix.
Dans ce cas, il faut prévoir deux ouvertures d'entrées et deux sorties des gaz à 1800 et remplacer l'organe de distribution décrit par celui représenté à la fig.15 où la roue T porte quatre blocs radiaux au lieu de deux blocs diamétraux ( fig.15) .
En ce qui concerne la distribution dans cette varian- te dans laquelle les temps d'arrêt du compresseur et oeux subséquents du mouvement rapide doivent être doubles de ceux du cas précédent, l'espace on denté est calculé de façon que les saillies U trouvent appui sur tout le cercle non denté . De cette manière le mouvement de la pièce T est bloqué jusqu'à ce que la roue de distribution S en suivant s course et qui marche quatre fois plus vite, ou à une autre vitesse appropriée. communique en temps voulu au moyen des saillies U qui s'engagent dans la saillie V, son mouvement rapide au mécanisme d'entraînement .
Une autre forme du mécanisme de distribution pour un moteur à quatre bougies est celui décrit à la fig.16a- 16b .Le disque T de l'arbre-moteur G porte une saillie U qui met en mouvement la roue en S pénétrant dans les quatre rainures V. Lorsque l'arbre du moteur a parcouru les trois quarts de sa course, la saillie U s'engage dans la rainure V et entraîne dans sa course la roue S de sorte que pour chaque fois quatre tours du disque T, il s'en produit un seul de la roue S.
Une conséquence du fonctionnement alternatif des pis- tons comme moteurs et compresseurs est que les explosions qui sont obtenues pour un tour du moteur passent de quatre à seize . Dans ce cas, le refoulement, l'aspiration et la
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compression ont lieu exactement comme dans le cas précé- dent, saufque la course totale des pistons est réduite à 180 et que les explosions des quatre bougies se pro- duisent simultanément deux par deux .
Le nombre de pistons peut être augmenté à volonté.
Toutefois dans les moteurs à grand diamètre il faut no- ter que la course des pistons sera limitée pour une fonc- tionnement irréprochable de l'aspiration et de la compres- sion et que le nombre d'explosions obtenu dans un cycle complet du moteur, augmente en proportion géométrique .
Ainsi, par exemple, dans un moteur d'un mètre de diamètre à huit groupes d'aubes on obtient-64 explosions corres- pondant à une course de 90 chacune , La fig.18 est une reproduction schématique de la distribution de ce moteur, et la fig.17 est une reproduction schématique du moteur. l'un
Comme déjà dit/des avantages du moteur suivant l'in- vention est la faculté de pouvoir monter un nombre quel- conque de ces moteurs, en série sur des arbres concentri- ques ou parallèles . La fig.19 représente une forme de montage du moteur en série sur arbres parallèles.
G et H sont les arbres moteur et compresseur, communs à tous les moteurs, J et I sont les pistons ,cylindriques dans ce cas, reliés par les rotors F et E respectivement à l'arbre moteur et compresseur .La liaison avec l'arbre moteur a lieu au moyen d'une clavette Y .Le rotor compresseur est d'une seule pièce avec son arbre, ce qui simplifie consi- dérablement le montage du moteur . La fig.20 est une coupe du piston de forme cylindrique qui ne comporte pas d'autre variante que la fermeture hermétique du piston obtenue au moyen de segments ordinaires .
La fig.21 représente en coupe le montage concentrique de plusieurs,moteurs . La gig.22 est une coupe radiale cor- respondante.Dans ce cas, les pistons du moteur intérieur sont fixés sur les parois extérieures du moteur et on ob-
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tient la simultanéité des explosions du fait que les pistons intérieurs et extérieurs sont accouplés et que les ouvertures d'admission des gaz et les bougies sont montées.sur les parois extérieures immobiles.
REVENDICATIONS.
1 .- Turbo-moteur à explosions, composé d'une envelop- pe cylindrique avec couvercle dont la partie extérieure comporte une chambre de section carrée, rectangulaire ou circulaire comme voie de circulation des pistons, des orifi- ces rapprochés pour l'entrée et la sortie des gaz et des bougies presque diamétralement opposées, caractérisé en ce que à l'intérieur de l'enveloppe sont montés deux rotors concentriques juxtaposés, reliés respectivement -,)par une disposition concentrique à l'arbre compresseur et à l'arbre moteur et comportant des roues à lochet pour permettre la coursa désirée et éviter la marche en retour, les rotors portant sur leur pourtour des pistons disposés perpendicu- lairement,
ayant environ une épaisseur double des rotors et même section que la chambre dans laquelle ils se dépla- cent.
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Explosion engine
Known explosion engines are generally cylinder engines, in which the driving force produced by the explosion acts on a piston driven by a rectilinear reciprocating motion which acts, by means of a connecting rod, on a crankshaft. The aim of the present invention is to apply the theory of the turbine to explosion engines.
In this way, apart from other advantages, the advantages of the explosion engine of the aforementioned type are combined with those of the turbine.
As the moving part of the turbo-engine rotates directly on its axis, the loss of energy as well as the unnecessary weight which exist in the indirect transmissions of motion is eliminated: (crankshaft, connecting rods, valves, camshaft , etc.). In addition, the explosions always taking place in the same circular direction without changes of direction there are no dead points and the
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engine tends to speed up on its own. another advantage. resulting from the above is that the one-way circular direction of all movements makes it easy to use ball bearings or the like, which decreases friction and increases the efficiency and smoothness of the motor:
Another advantage of the motor according to the invention is that by using the periphery of the circular casing as an explosion chamber, the pressure exerted on the motor shaft decreases thanks to the length of the radius considered as a lever. In the usual crankshafts the length of the radius on which the piston acts, never exceeds six or seven centimeters, while in motor motors according to the invention, for example, with a diameter of one meter, therefore of a bulk lower than that of internal combustion engines currently used, particularly in aviation, the lever arm is fifty centimeters.
a greater acceleration of the engine and a greater number of revolutions are thus obtained, and, consequently, a greater number of explosions in the same unit of time, Another advantage of this engine is that to obtain a high combustion index gases by using the circular movement of the piston, the stroke around the circumference of the turbine is available and not simply the height of the cylinder in reciprocating rectilinear motion piston engines.
Due to the absence of dead time in the operation in circular motion the suction, compression, expansion and exhaust of gases takes place continuously As the two pistons act reciprocally as motor and compressor, the number of explosions in a single cylinder increase in geometric proportion with the number of groups of pistons in the turbine; We thus obtain an engine of one meter in diameter With eight spark plugs up to 64 explosions per revolution of the engine 4 It is possible to certify according to laboratory tests
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re performed and subsequent computations that can be obtained for one. motor one meter in diameter, and weight reduced a theoretical power of thirty thousand horsepower.
Following the invention, there is also the possibility of having several turbo-engines on the same shaft or of coupling them in series, as will be explained later.
The engines according to the invention also allow better use of heavy oil, because the stroke of the piston is circular and without dead points and that consequently the speed of the piston can be increased without having to register the disadvantages presented by in the mounted pistons / individual cylinders where. following the change of direction, the speed of the piston gradually decreases until it becomes zero. In addition, the speed of the compressor pistons can be adjusted as desired in relation to that of the driving pistons in the following ratios:
three to one, four to one, dinq to one, etc ... The faster the speed of the compressor, the more the compression losses will be reduced and the more the deflagration and the explosion of the heavy oil will be perfect. Of course this advantage does not take place, 'that for each second explosion sum we will see it more' in the distance. The other explosion corresponding to the non-accelerated piston, can be used for ordinary working time, but we can also leave it aside and replace it with a neutral with simultaneous entry of cold air to cool the engine,
To compensate in the first case for the difference in energy of the explosions, a compensating flywheel can be used. in the accompanying drawings are shown schematically some embodiments according to the present invention.
Fig, 1 is a diametral section along line 1-1 of Fig.2 dtun motor according to the invention; FIG. 2 is a section perpendicular to the axis along line 2-2 of FIG. 1;
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figs.3,4,5 are detail views of the pistons; fig. 6 shows the motor and the distribution mechanism from the front; FIG. 7 is a partial front view of this mechanism; FIG. 8 is a partial section showing one of the compression chambers formed between the pistons; figs.9,10,11,12 dream diagrams showing the positions of the pistons at several instants of a cycle; figs.13,14 are similar diagrams of a variant;
Fig.15 shows the corresponding distribution mechanism; figs.16a and 16b represent a variant of this mechanism; FIG. 17 is a diagram of another variant of the engine; Fig.18 shows the corresponding distribution mechanism; the. fig.19 is a longitudinal section of another engine variant; FIG. 20 represents one of the pistons of this engine; Fig. 21 is a cross section of another motor with two concentric stages; Fig.22 is a partial radial section of the engine shown in Fig.21.
According to the example of execution shown in figa.l and 2, the engine comprises a cylindrical casing ± provided with cooling fins B (fig.l) or with a cooling jacket. The cylindrical casing A is closed by a cover C fixed by via D, (fig. 2). Inside the cylindrical casing are mounted two juxtaposed flywheels or rotors E and F fixed on two concentric shafts G and H.
These flounces cover their circumference and diametral-
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two opposing paddle pistons of square section I and J, of double the thickness of the flywheel, The pistons I are connected directly to the flywheel E and the pistons J likewise to the flywheel F. The pistons form, with the cylindrical casing A and the cover C, chambers of square, rectangular or circular cross-section and of circular longitudinal section, hermetically closed by rings K (fig. 2) towards the middle of the envelope.
The assembly of the shaft H on the shaft G, that of the shaft H on the casing A and that of the shaft G on the cover C are made by ball bearings L (fig. 2).
The shaft G, connected to the rotor F, is the compressor motor shaft, it will be called hereinafter "the motor shaft". 11 is connected by means of the rotor F to the pistons J fixed by bolts and nuts. (fig.l).
The shaft H connected to the rotor E is the motor compressor shaft which will be called hereinafter "compressor shaft". It is connected to the pistons I of the. same way. The sealing device between the pistons and the walls of the casing is shown in FIGS. 3,4 and 5. There is inside each piston, a spiral spring (figs. 4 and 5) which acts on rhomboidal blocks b which form a square the size of the cross section of the piston. These blocks are protected by a cover 0 (figs. 3,4 and 5) fixed by four screws d to the internal piston J.
Notches in the blocks allow their lateral displacement under the pressure of the spiral spring.To prevent the separation of the blocks from producing pressurized gas leaks, it is provided in four notches f four rods h resting on four springs i (fig. 4). Spiral springs can also be used for these rods. This sealing device has the advantage of offering greater ease for assembly and disassembly, without the blocks being able to
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fall. In order to reduce their weight, the internal pistons J and I are hollow.
In the cover C of the casing (fig. 6) there are two openings M and M ': one M for the suction of the combustion gases and the other M' for the expulsion of the burnt gases. on the opposite side of the cover are the usual 0 spark plugs (pins 2 and 6).
In this turbo-engine, the explosion chambers can be constructed in several ways, so that they are most suitable for turbulence. One of these chambers is shown in fig.8, on which the reference 0 indicates the spark plug, and the reference X the chamber. As, in this engine, the compressor pistons I, J compress the mixture at high speed, and as the bisector of the chamber which forms an isosceles triangle is in the direction of the diameter of the turbo-engine as the side walls - the sides of the chamber are curved and that the transverse section of the chamber narrows towards the shaft, the shock of the mixture on the walls causes a rotational and vortical movement of the gases which facilitates combustion.
In the circular stroke of the pistons, the complete cyole of pistons I and J (fig.l) consists of two strokes.
The 3600 race continues without changes of direction or dead spots, expelling the burnt gases in the first stroke and sucking and compressing in the second stroke; the motor pistons and compressors serving alternately to control the motor shaft. In the 360 stroke each piston performs a determined function in each of its two 180 halves.
The operation of the motor described in this example takes place as follows:
The piston J of the driving shaft starts its stroke at zero, and in the first half of the circumference, the gases of the previous combustion are expelled; at 180 'it closes the exhaust opening M' and opens that of the 'admission M.
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the burnt gases being drawn in from the outer side of the cover C and the sucked gases being compressed until the end of the stroke on the inner side of the cover.
The compressor piston I connected to its rotor E and to its shaft H does not start its stroke until the driving piston J has reached three quarters or another determined point of its stroke, but it follows it at a speed four times higher, or at another suitable speed, performing the same function, i.e. expelling the burnt gases up to 180, then closing the exhaust opening and opening the intake one, in continuing up to the limit of 360, sucking on one side and compressing on the other, so that, at the end of the stroke of the piston (360) the two pistons coincide without being able to touch each other. These two results are obtained by a device which will be described below.
The gases sucked in by the driving piston J and compressed by the compressor piston I, or conversely sucked in by the compressor piston and compressed by the driving piston, are ignited alternately by the usual spark plugs 0. As the compressor piston is connected to a ratchet wheel P and an aliquet Q (fig. 6) it is, when it has to act as a compressor, immobilized by the latter while the motor piston continues its stroke, Alternatively, at the following explosion the compressor will remain in front of the motor track and, when the explosion occurs, the driving piston, in order not to suffer any loss of energy, remains dependent on the driving shaft thanks to a ratchet wheel (which is not indicated in the drawings, because it is:
of a normal machine element preventing the return of a shaft).
The compressor, driven by the explosion force, acts on the motor shaft, by means of its own en control. graining which transforms it into a driving piston. The four alternatives take place during a full turn and determine four movement positions (freeze 9 to 12). J and J 'desi-
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interfere with diametrically opposed motor pistons, I and I 'the diametrically opposed compressor pistons, 0 and 0' the usual spark plugs.
The piston stroke is adjusted as follows: On the motor shaft G is mounted a toothed wheel R (fig. 6) which meshes with another wheel R 'of half diameter or any other suitable diameter. Thanks to these wheels mounted on parallel shafts, a double speed or any other suitable speed ratio is obtained.
The air wheel R 'is integral with a special shape distribution wheel S (fig. 7) actuating a wheel T which is mounted on the compressor shaft H.
When the engine piston begins its stroke, its shaft does not set the compressor shaft in motion by means of the toothed wheels R and R 'and the wheel S until it has reached three-quarters of its stroke or another appropriate place. Marble compressor is then set in motion at a quadruple speed, or at another determined speed.
The compressor piston performs its function by the double action of the wheel of the distributor shaft, but also and at the same time by the explosion. Consequently, an essential characteristic of the invention resides in the fact that the starting of the piston-compressor driven by the motor shaft, and the explosion which sets it in motion, are simultaneous.
To obtain this result, it suffices that the oiroonferential length of the engine and compressor pistons is equal to the arc of a circle, which remains to be traversed by the engine piston, when it begins to drive the compressor by means of the distribution member. , and that the distance between the spark plugs is equal to half of the previous length, that is to say the circumferential thickness of a piston.
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The engine thus described is an engine with two spark plugs, but it can also be constructed with four spark plugs O, O ', (figs. 13 and 14) with four driving pistons and four compressor pistons arranged in a cross.
In this case, it is necessary to provide two inlet openings and two gas outlets at 1800 and replace the distribution member described by that shown in fig. 15 where the wheel T carries four radial blocks instead of two diametrical blocks ( fig. 15).
With regard to the distribution in this variant in which the stopping times of the compressor and subsequent rapid movement times must be double those of the previous case, the toothed space is calculated so that the projections U find support. over the entire toothless circle. In this way the movement of the part T is blocked until the distribution wheel S follows its course and which runs four times as fast, or at another suitable speed. communicates in due time by means of the projections U which engage in the projection V, its rapid movement to the driving mechanism.
Another form of the timing mechanism for a four-spark plug engine is that shown in fig. 16a-16b. The disk T of the motor shaft G carries a projection U which sets in motion the S-wheel entering the four V grooves. When the motor shaft has traveled three quarters of its stroke, the projection U engages in the groove V and drives the wheel S in its course so that for each time four revolutions of the disk T, it s 'produces only one of the S wheel.
A consequence of the reciprocating operation of pistons as motors and compressors is that the explosions which are obtained for one revolution of the motor increase from four to sixteen. In this case, the discharge, suction and
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compression takes place exactly as in the previous case, except that the total stroke of the pistons is reduced to 180 and the explosions of the four spark plugs occur simultaneously two by two.
The number of pistons can be increased at will.
However, in large diameter engines it should be noted that the piston stroke will be limited for flawless suction and compression operation and that the number of explosions obtained in a complete engine cycle, increases in geometric proportion.
Thus, for example, in an engine of one meter in diameter with eight groups of blades, 64 explosions are obtained corresponding to a stroke of 90 each. Fig. 18 is a schematic reproduction of the distribution of this engine, and Fig. 17 is a schematic reproduction of the engine. Mon
As already stated / one of the advantages of the motor according to the invention is the ability to be able to mount any number of these motors, in series on concentric or parallel shafts. Fig. 19 shows a form of mounting the motor in series on parallel shafts.
G and H are the engine and compressor shafts, common to all engines, J and I are the pistons, cylindrical in this case, connected by rotors F and E respectively to the engine and compressor shaft. The motor takes place by means of a Y key. The compressor rotor is in one piece with its shaft, which considerably simplifies the assembly of the motor. FIG. 20 is a section through the cylindrical piston which has no other variant than the hermetic closure of the piston obtained by means of ordinary segments.
Fig. 21 shows in section the concentric assembly of several motors. The gig. 22 is a corre- sponding radial cut, in this case the pistons of the inner motor are fixed to the outer walls of the motor and one ob-
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holds simultaneity of explosions due to the fact that the inner and outer pistons are mated, and the gas inlet openings and spark plugs are mounted on the stationary outer walls.
CLAIMS.
1 .- Explosion turbo-engine, composed of a cylindrical casing with a cover, the outer part of which has a chamber of square, rectangular or circular section as a path for the circulation of the pistons, close orifices for the inlet and the gas outlet and almost diametrically opposed spark plugs, characterized in that inside the casing are mounted two juxtaposed concentric rotors, connected respectively -,) by a concentric arrangement to the compressor shaft and to the motor shaft and comprising latch wheels to allow the desired course and prevent reverse travel, the rotors bearing on their periphery pistons arranged perpendicularly,
having about double the thickness of the rotors and the same cross section as the chamber in which they move.