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" Moteur rotatif à combustion interne "
L'objet de la présente invention est un moteur rotatif à combustion interne fonctionnant suivant le principe d'un type quelconque de cycle thermodynamique, dont les phases se développent toutes à l'intérieur du moteur même, sans nécessiter l'aide de ventilateurs ni de compresseurs (bien que ceux-ci, puissent,si on le désire, être utilisés), moteur dans lequel les phases d'aspiration et de compression peuvent avoir un développement angulaire, et par conséquent aussi périphérique, différent des phases d'expansion et d'échappement, le tout étant réalisé au moyen d'un rotor et d'une carcasse spéciaux et d'un organe spécial de distribution doué d'un mouvement rotatif intermittent.
En d'autres termes, avec le moteur suivant la présente invention, on peut réaliser le mouvement rotatif continu comme dans un moteur quelconque à combustion interne et à mouvement alternatif déjà inventé ou à inventer, avec un carburant quelconque et un cycle thermodynamique quelconque (à volume constant, Otto-Beau de Rochas, à pression constante,
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Brayton-Diesel, ou mixte, Sabathé), sans avoir besoin de bielle et manivelle et avec la possibilité importante que l'angle de rotation relatif aux phases d'aspiration et de compression peut différer de celui relatif aux phases d'ex- pansion et d'échappement. Une telle diversité peut encore varier dans le moteur même (et durant la marche), ce qui équivaut à faire varier le degré de compression.
Il est facile d'entrevoir les avantages généraux que l'on peut retirer de ce turbo-moteur : suppression de la bielle et de la manivelle, possibilité de faire varier le degré de compression, marche arrière d'une puissance égale à la marche avant, suppression des soupapes, grandes lumières d'aspiration et d'échappement, meilleur rendement volumétrique, thermique et mécanique, simplicité de construction, grande variabilité de type, de puissance ou d'utilisation.
Le moteur suivant la présente invention comprend, comme il a déjà été dit, un rotor et une carcasse qui peuvent être en))Plusieurs éléments accouplés ou réunis. Chaque élément du rotor est muni d'une ou de plusieurs saillies aptes à faire joint contre la carcasse, constituant comme un siège mobile dans l'espace entre rotor et carcasse ; chaqueélément de la carcasse,, par contre, est muni d'une ou de plusieurs lumières d'admission et d'échappement et d'un nombre pair de chambres communiquant avec l'intérieur de la carcasse même.
Entre chacune de ces chambres est monté, de manière à pouvoir tourner, un organe qui, dans une de ses positions angulaires possibles, présente une de ses surfaces placée de manière à fermer ladite chambre, en se raccordant avec la surface interne de la carcasse et, dans une position perpendiculaire à celle indiquée ci-dessus, constitue un diaphragme de joint qui s'étend entre la surface de la chambre qui le contient et la surface du rotor.
Ces organes rotatifs, quand ils sont orientés de manière
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à constituer diiaphragme , divisent l'espace compris entre le rotor et la carcasse et comprenant lesdites chambres en oavités distinctes dans lesquelles ont lieu les diverses phases du cycle ou des cycles du moteur.
Les organes précités se-raccordent de préférence avec la surface interne de la carcasse au moyen de secteurs cylindriques appropriés, la carcasse étant intérieurement cy- lindrique, et font joint avec lesdites chambres et le rtor au moyen d'une zone de superficie sphérique pourvue éventuellement de bagues élastiques de joint, les oavités qui contiennent lesdits organes étant sphériques, de rayon égal, tandis que le rotor est muni d'une gorge également de rayon égal.
Les chambres mentionnées ci-dessus peuvent être: disposées asymétriquement sur la périphérie de la carcasse et dans une ou plusieurs de oelles-oi se trouve un dispositif d'allumage ou d'injection du carburant ou du mélange de carburant.
Les organes précités tournent dans le même sens de rotation que le rotor, frottant à frottement doux et en joignant contre lui quand ils ne viennent pas en contact. Ceuxci tournent par intermittence de 90 à la fois entre leurs positions indiquées plus haut, actionnés par exemple par un mécanisme à croix de Malte qui reçoit pour sa part son mouvement soit directement, soit indirectement, de l'axe moteur.
Pour faire varier l'ampleur de la phase et le rapport de compression pendant la marche du moteur également, il est prévu aussi de faire varier la grandeur de la lumière d'admission au moyen d'un dispositif quelconque.
Il est enfin possible d'assembler divers éléments des Botors sur l'arbre moteur sous des angles divers; on obtient ainsi un meilleur équilibre de forces sur l'arbre même.
Le moteur suivant l'invention se prête aussi à fonctionner comme oompresseur rotatif et on en revendiqua la construction et l'utilisation dans ce but.
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Le dessin ci-annexé représente à titre indicatif, mais non limitatif, un mode de réalisation de l'invention.
Fig. 1 est une vue en coupe longitudinale d'un moteur suivant l'invention.
Fig. 2 en est une vue en coupetransversale suivant la ligne A-B de la fig. I.
Fig. 3 en est une vue en coupe suivant la ligne C-D de la fig. 1.
Dans le dessin, le moteur est constitué par un rotor et un stator ou carcasse.
Le stator 2 et 2' est construit de manière à ménager des vides 16 pour la circulation de l'eau de refroidissement, 2 constituant la partie interne et 2' la partie externe.
Le rotor 4 comporte aux extrémités des rétrécissements formant axe moteur supporté par des supports 3.
Le rotor est constitué par des sections ou éléments tournants, du type représenté au nombre de quatre dans les fig. I et 2 par les références 19,19 et 20,20 ; ces éléments tournants sont d'une forme spéciale particulièrement étudiée pour pouvoir, avec l'aide de l'organe doué d'un mouvement rotatif intermittent de 90 chaque fois, celui-ci également de forme particulière (sphère entrecoupée des deux surfaces cylindriques de trace a-b et a'-b' dans la fig. 2, et des deux plans, de trace al-bl et a'1-b'1 dans la fig. 3), déterminer le développement de chacune des phases du cycle thermodynamique.
Chaque élément tournant utilise la pression provenant de la combustion du carburant sur les appendices ou palettes radiales 48 et 48', en réalisant le mouvement rotatif continu.
Chaque section avec sa forme particulière constitué avec les parois internes de la carcasse, avec les calottes 7, 7', entre lesquelles tournent par intermittence, comme il est mentionné ci-dessus , des organes spéciaux (dénommés culots mobiles ou bissecteurs), diverses chambres dans lesquelles ont lieu l'aspiration 52-51, la compression'50, l'expansion 49-54. De
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la chambre 53, les gaz à'échappent à travers la lumière46 et le tuyau d'échappement 31.
Dans le type représenté à titre d'exemple, il y a quatre éléments tournants ayant chacun deux appendices ou palettes décalées entre elles de 180 , deux bissecteurs 8, 8' et par conséquent deux calottes 7 d'aspiration et 7' de combustion.
Quand le rotor tourne dans le sens de la flèche N (fig.
2), le mélange carburant est aspiré directement par la palette de l'élément tournant 48 à travers la lumière d'aspiraticn 47 et introduit dans la chambre 51, puis comprimé par la palette suivante 48' dans la chambre de compression 50, transporté dans la chambre 49 au moyen du bissecteur 8 qui tourne de 90 durant le passage de la palette, se maintenant toujours en contact avec elle par l'intermédiaire des bandes élastiques 27 et se portant dans la position dessinée en pointillé a-b , a'-b'.
Le mélange , allumé par un des moyens connus utilisés dans le cycle thermodynamique de fonctionnement, par exemple au moyen de la bougie 45 , agit, lorsque la combustion s'est produite, sur la face 9 de la palette 48 opposée à celle qui a provoqué la compression et ce, moyennant une nouvelle rotation de 90 en plus du bissecteur ; l'expansion terminée, il s'échappe à travers la lumière d'échappement 46 qui se découvre par suite du mouvement rotatif du rotor.
Dans la fig. 2, la situation est la suivante ;en 52 et 51 s'effectue la phase d'aspiration , en 50 celle de compression, en 49 et 54 l'ex- pansion . Comme mentionné ci-dessus, les culots mobiles ou bissecteurs 8, 8' tournent de 90 par intermittence; le bissecteur 8, après avoir tourné de 90 pour le passage avec transport du mélange comprimé dans la chambre de combustion et pour laisser passer les palettes des éléments tournants dans leur mouvement rotatif, accomplit une autre rotation de 90 pour permettre l'expansion du gaz sur la face active des palettes; le bissecteur 8' sert avec des rotations analogues, à l'aspi- ration et à l'échappement.
L'intermittence du mouvement rotatif
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est obtenue en actionnant les petits arbres 6, 6' sur lesquels sont calés les bissecteurs 8, 8', au moyen de croix de Malte 5 actionnées par des tourillons 18 mus par un engrenage 41 commandé à son tour par une roue dentée motrice 40 montée sur l'arbre moteur, avec un rapport de transmission de deux tours de la roue 41 peur chaque tour du moteur.
Il est en outre prévu de pratiquer des passages 55 pour maintenir la communication entre l'espace compris entre la carcasse et le rotor et les chambres durant le commencement de l'ouverture de celles-ci par les bissecteurs.
Le joint entre les diverses parties frottant entre elles est assuré par des rubans élastiques 27 . Le démarrage est provoqué de l'extérieur. Dans le type de moteur représenté par le dessin, le rotor est formé de quatre sections à deux palettes chacune, décalées entre elles de 180 , car il y a deux temps, c'est-à-diroe deux phases de travail dans chaque section pour chaque tour du rotor. En accouplant deux à deux les sections,comme dans la fig. 1, et en décalant de 90 entre eux les quatre couples de palettes ainsi obtenus , l'on aura deux temps à chaque rotation de 90 de l'arbre moteur.
On conçoit qu'en faisant varier la hauteur radiale des palettes du rotor, le diamètre des éléments tournants et leur nombre, l'épaisseur des bissecteurs et les positions des éléments tournants sur l'arbre moteur, les positions respectives des calottes et celles des deux tourillons 18, l'on peut obtenir des variations quelconques de type, de puissance, de nombre de tours, etc. Il est facile également d'obtenir la possibilité de la marche arrière à toute force en inversant le fonctionnement des deux calottes ?' et 7 et en munissant cette dernière de lumières d'aspiration et d'échappement inversement symétriques à celles disposées pour la marche avant par rapport à la calotte 7' et en fermant, bien entendu, les lumières de cette dernière .
Il est, en outre , facile d'obtenir la variation du degré de compression même pendant la marche, en faisant varier le développement
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périphérique de la lumière d'aspiration dans les limites désirées de compression maxima et minima, c'est-à-dire en découvrant périphériquement plus ou moins telle lumière sur le bord antérieur, comme si le bord antérieur de cette lumière était mobile.
D'autres pièce secondaires du moteur représenté sont les suivantes :
3 calottes de tête; 11, 12, 13, 14, 15 arrêts de blocage des roulements à billes ; 16 chemise de refroidissement ; 17 raccords pour tuyaux d'eau; 22 lumières pour l'air de refroidissement du rotor; 23 filetage pour le blocage de la calotte, 24-25 roue hélicoïdale et vis sans fin pour la commande des organes accessoires; 28 vis d'arrêt; 30 carburateur; 36 supports.
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"Rotary internal combustion engine"
The object of the present invention is a rotary internal combustion engine operating on the principle of any type of thermodynamic cycle, the phases of which all develop inside the engine itself, without requiring the aid of fans or of compressors (although these can, if desired, be used), an engine in which the suction and compression phases can have an angular development, and therefore also peripheral, different from the expansion and d 'exhaust, the whole being realized by means of a rotor and a special casing and a special distribution member endowed with an intermittent rotary movement.
In other words, with the engine according to the present invention, the continuous rotary motion can be achieved as in any internal combustion and reciprocating engine already invented or to be invented, with any fuel and any thermodynamic cycle (to constant volume, Otto-Beau de Rochas, at constant pressure,
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Brayton-Diesel, or mixed, Sabathé), without the need for a connecting rod and crank and with the significant possibility that the angle of rotation relating to the suction and compression phases may differ from that relating to the expansion and exhaust. Such diversity can still vary within the engine itself (and during operation), which is equivalent to varying the degree of compression.
It is easy to see the general advantages that can be obtained from this turbo-engine: elimination of the connecting rod and the crank, possibility of varying the degree of compression, reverse gear with a power equal to forward gear , elimination of valves, large suction and exhaust ports, better volumetric, thermal and mechanical efficiency, simplicity of construction, great variability of type, power or use.
The engine according to the present invention comprises, as has already been said, a rotor and a casing which can be in)) Several elements coupled or joined together. Each element of the rotor is provided with one or more projections suitable for joining against the carcass, constituting a movable seat in the space between rotor and carcass; each element of the carcass ,, on the other hand, is provided with one or more intake and exhaust ports and an even number of chambers communicating with the interior of the carcass itself.
Between each of these chambers is mounted, so as to be able to rotate, a member which, in one of its possible angular positions, has one of its surfaces placed so as to close said chamber, connecting with the internal surface of the carcass and , in a position perpendicular to that indicated above, constitutes a seal diaphragm which extends between the surface of the chamber which contains it and the surface of the rotor.
These rotating organs, when they are oriented so
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to constitute a diaphragm, divide the space between the rotor and the carcass and comprising said chambers into distinct oavities in which the various phases of the cycle or cycles of the engine take place.
The aforementioned members are preferably connected with the internal surface of the carcass by means of suitable cylindrical sectors, the carcass being internally cylindrical, and join with said chambers and the rotor by means of a spherical surface area optionally provided. elastic seal rings, the oavities which contain said members being spherical, of equal radius, while the rotor is provided with a groove also of equal radius.
The above-mentioned chambers can be: asymmetrically arranged on the periphery of the carcass and in one or more of these there is a device for igniting or injecting the fuel or the fuel mixture.
The aforementioned members rotate in the same direction of rotation as the rotor, rubbing gently and mating against it when they do not come into contact. These turn intermittently 90 at a time between their positions indicated above, actuated for example by a Maltese cross mechanism which for its part receives its movement either directly or indirectly from the motor axis.
In order to vary the magnitude of the phase and the compression ratio also while the engine is running, provision is also made to vary the size of the intake port by means of any device.
It is finally possible to assemble various elements of the Botors on the motor shaft from various angles; a better balance of forces is thus obtained on the shaft itself.
The engine according to the invention also lends itself to functioning as a rotary compressor and it was claimed that it was constructed and used for this purpose.
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The accompanying drawing represents by way of indication, but not limitation, an embodiment of the invention.
Fig. 1 is a view in longitudinal section of an engine according to the invention.
Fig. 2 is a cross-sectional view taken along the line A-B of FIG. I.
Fig. 3 is a sectional view along the line C-D of FIG. 1.
In the drawing, the motor consists of a rotor and a stator or frame.
The stator 2 and 2 'is constructed so as to provide voids 16 for the circulation of the cooling water, 2 constituting the internal part and 2' the external part.
The rotor 4 has at the ends of the constrictions forming the motor axis supported by supports 3.
The rotor is formed by sections or rotating elements, of the type represented four in number in FIGS. I and 2 by the references 19,19 and 20,20; these rotating elements are of a special form particularly studied to be able, with the help of the organ endowed with an intermittent rotary movement of 90 each time, this one also of particular form (sphere interspersed with the two cylindrical surfaces of trace ab and a'-b 'in Fig. 2, and from the two planes, with trace al-bl and a'1-b'1 in Fig. 3), determine the development of each phase of the thermodynamic cycle.
Each rotating element uses the pressure from the combustion of the fuel on the appendages or radial vanes 48 and 48 ', achieving the continuous rotary motion.
Each section with its particular shape formed with the internal walls of the carcass, with the caps 7, 7 ', between which rotate intermittently, as mentioned above, special organs (called movable caps or bisectors), various chambers in which take place the suction 52-51, the compression'50, the expansion 49-54. Of
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the chamber 53, the gases escape through the lumen 46 and the exhaust pipe 31.
In the type shown by way of example, there are four rotating elements each having two appendages or vanes offset from one another by 180, two bisectors 8, 8 'and therefore two suction caps 7 and combustion 7'.
When the rotor turns in the direction of arrow N (fig.
2), the fuel mixture is sucked directly by the vane of the rotating element 48 through the suction port 47 and introduced into the chamber 51, then compressed by the following vane 48 'in the compression chamber 50, transported in the chamber 49 by means of the bisector 8 which turns 90 during the passage of the pallet, always keeping in contact with it by means of the elastic bands 27 and being carried in the position drawn in dotted lines ab, a'-b ' .
The mixture, ignited by one of the known means used in the thermodynamic operating cycle, for example by means of the spark plug 45, acts, when combustion has occurred, on the face 9 of the vane 48 opposite to that which caused compression and this, by means of a new rotation of 90 in addition to the bisector; when the expansion is complete, it escapes through the exhaust port 46 which is exposed as a result of the rotary movement of the rotor.
In fig. 2, the situation is as follows: in 52 and 51 the suction phase takes place, in 50 that of compression, in 49 and 54 the expansion. As mentioned above, the movable caps or bisectors 8, 8 'rotate 90 intermittently; the bisector 8, after having turned by 90 for the passage with transport of the compressed mixture in the combustion chamber and to let pass the vanes of the rotating elements in their rotary movement, performs another rotation of 90 to allow the expansion of the gas on the active face of the pallets; the bisector 8 'is used, with similar rotations, for the suction and the exhaust.
The intermittence of rotary motion
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is obtained by actuating the small shafts 6, 6 'on which the bisectors 8, 8' are wedged, by means of Maltese crosses 5 actuated by journals 18 driven by a gear 41 controlled in turn by a driving toothed wheel 40 mounted on the motor shaft, with a transmission ratio of two turns of the wheel 41 for each revolution of the motor.
It is also planned to make passages 55 to maintain communication between the space between the carcass and the rotor and the chambers during the beginning of the opening of the latter by the bisectors.
The seal between the various parts rubbing together is provided by elastic tapes 27. The start is caused from the outside. In the type of motor represented by the drawing, the rotor is formed of four sections with two vanes each, offset from each other by 180, because there are two times, that is to say two working phases in each section for each revolution of the rotor. By coupling the sections in pairs, as in fig. 1, and by shifting the four pairs of pallets thus obtained by 90 between them, there will be two times for each rotation of 90 of the motor shaft.
It can be understood that by varying the radial height of the rotor blades, the diameter of the rotating elements and their number, the thickness of the bisectors and the positions of the rotating elements on the motor shaft, the respective positions of the caps and those of the two journals 18, any variations in type, power, number of revolutions, etc. can be obtained. It is also easy to obtain the possibility of reverse gear at full force by reversing the operation of the two caps? ' and 7 and by providing the latter with suction and exhaust ports inversely symmetrical to those arranged for forward travel with respect to the cap 7 'and by closing, of course, the ports of the latter.
It is, moreover, easy to obtain the variation of the degree of compression even during walking, by varying the development
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peripheral of the suction lumen within the desired limits of maximum and minimum compression, that is to say by uncovering peripherally more or less such lumen on the anterior edge, as if the anterior edge of this lumen were mobile.
Other secondary parts of the engine shown are as follows:
3 head caps; 11, 12, 13, 14, 15 locking stops of the ball bearings; 16 cooling jacket; 17 fittings for water pipes; 22 ports for rotor cooling air; 23 thread for locking the cap, 24-25 helical wheel and endless screw for controlling accessory parts; 28 stop screws; 30 carburetor; 36 supports.