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"Moteur à explosion avec pistons rotatifs"
L'invention se rapporte aux engins moteurs dans lesquels le fluide moteur exerce une pression sur un ou plusieurs pistons tournant autour d'un axe sur lequel ils sont fixés directement ou indirectement. En particulier, il est question ici d'engins dans lesquels un corps de fome cylindrique est agencé excentriquement à 1''intérieur d'un bottier de forme cylindrique de telle façon que ce corps de forme cylindrique vient en contact avec le boîtier qui l'entoure selon une génératrice de cône, et autour de l'axe duquel il est monté rotativement.
tandis que ses faces d'extrémité tournent, sans espace de jeu, dans les surfaces intérieures d'extrémité du bottier de forme cylindrique, Par suite de cette disposition, il en résulte un espace en forme de croissant entre le corps de forme cylindrique et le boîtier cylindrique.
Cet espace en forme de croissant est divisé en un certain membre de chambres au moyen de palettas traversant des fentes radiales formées dans le corps cylindrique et qui au-delà s'adaptant dans le cylindre qui les entoure, les dites chambres, pendant la rotation du corps cylindrique, se réduisant pendant une demi-rotation, tandis qu'elles s'agrandissent de nouveau pendant la demi-rotation suivante. De tels Dispositifs trouvent leur application conme pompes pour des gaz et des liquides et comme compresseurs pour des gaz*,
L'invention envisage Inapplication da ces dispositifs de
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pompes et compresseurs aux moteurs à explosion à deux et à quatre temps, tout en écartant les inconvénients qui se sont signalés dans les constructions réalisées jusqu'à présent.
Les inconvénients en question sont essentiellement les suivants : Le déplacement des palettes, lesquelles remplissent la fonction du piston, n'est pas commandé, de sorte que ces pistons exercent une forte pression sur la paroi extérieure du bottier par suite de la force centrifuge.
En outre, le corps de forme cylindrique (le rotor) est, dans les constructions connues, insuffisamment rendu étanche à l'air extérieur. Enfin, dans la construction réalisée, les pistons ne sont en contact avec l'enveloppe cylindrique (le cylindre) que suivant une ligne seulement, ce qui donne li eu à une insuffisance d'étan- chéité entre les chambres.
Selon l'invention, les inconvénients précités sont écartés dans l'application du principe comme moteur à explosions.
Suivant l'invention, les pistons ont la forme d'un croissant et sont fixés à des arbres, lesquels sont supportés à rotation à l'intérieur du rotor creux et dans les parois avant et arrière de celui-ci, tandis que les pistons en forme de croissant traversent l'enveloppe du rotor par des fentes axiales et reposent toujours contre l'enveloppe du boîtier de forme cylindrique.
En outra, le mouvement des pistons est commandé par des leviers montés sur les arbres des pistons et portant un galet à leur extrémité, lequel galet, en cours de rotation, se déplace dans une nervure dent la forme règle la rotation des pistons autour de leurs tourillons, de telle façon que les arêtes de piston s'appliquent exactement contre l'enveloppe. Suivant une variante de réalisation, il peut être fait appel à une disposition dans laquelle la force centrifuge ,des pistons est équilibrée, tandis que la force nécessaire d'application des arêtes de pistons est assurée par un ressort de traction.
En outre, suivant l'invention, on réalise une très grande étanchéité entre le rotor et le bottier cylindrique, du fait qu'à ses deux extrémités l'enveloppe du rotor est entourée, sur une certaine longueur, par le bottier cylindrique et qu'à cet endroit sont agencés des segments de piston usuels circulaires. En outre, pour éviter les contacts linéaires, les arêtes de piston qui s'appliquent contre l'enveloppe du boîtier cylindrique sont pourvus d'une partie flexible qui est réunie élastiquement au piston.
D'autres particularités de l'invention apparaîtront au cours de la description, donnée ci-après, d'un moteur à explosion suivant
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l'invention, lequel est illustré par le dessin annexé.
La. Fig. 1 montre une coupe longitudinale d'un moteur à quatre temps, suivant l'invention. les Fige. 2 et 2A montrent deux coupes du moteur vu à plus petite échelle, 'respectivement suivant les lignes II-II et IIa-IIa de la Fig. 1.
La Fig. 3 montre, à plus grande échelle, le montage de piston avec galet de guidage.
La Fig. 4 est une projection de la Fig. 3.
La Fig. 5 montre le montage de piston avec contrepoids et ressort.
La. Fig. 6 montre un moteur à deux temps suivant l'invention.
Les Figs. 7 et 8 montrent schématiquement, en deux projections, la position des ouvertures d'échappement, de balayaga et d'admission d'un moteur à deux temps suivant la Fig. 6, la Fig. 7 étant une vue en coupe suivant la ligne VII-VII de Fig. 6 et la Fig. 8 une vue de dessus de la Fig. 7.
Un arbre 1 (voir Fig. 1) est supporté excentriquement dans un boîtier cylindrique 2, dans lequel sont formées deux chambres cylindriques 4 par la prévision de parois transversales appropriées.
Dans chacune des chambres 3 est agencé un corps cylindrique creux (rotor) 4 s'adaptant exactement entre les parois transversales, le dit rotor étant clave té sur l'arbre 1 et pouvant tourner dans le boîtier 3. Le rotor est dimensionné de façon qu'il s'adapte exactement dans les évidements formés dans les parois frontale et arrière du bottier cylindrique 2 et disposés concentriquement à l'arbre 1 (voir également la Fig. 4). Des segments élastiques d'étanchéité 5 (Fig. 4) sont agencés à l'endroit où l'enveloppa du rotor est supportée dans les évidements du boîtier cylindrique.
La dimension axiale des creux ou évidements dans le rotor 4 correspond exactement à l'écartement entre la paroi avant et la paroi arrière du boîtier de cylindre. A l'intérieur du rotor creux sont supportes un certain nombre d'arbres 6 uniformément espacés et concentriques à l'arbre 1, lesquels traversent la paroi du rotor d'un coté et sur lesquels est fixée une manivelle 7 portant un galet 8. Sur les arbres 6 sont clavetés les leviers 9 (Fig. 3) auxquels sont rigidement réunis les palettes-pistons. Ces palettespistons ont la forme d'un arc de cercle dont le centre coïncide avec l'axe des arbres 6.
Elles coulissent toutefois à travers des fentes (qu'elles traversent à. ajustement précis) dans l'enveloppe
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du rotor et s'adaptent, dans le sens axial, exactement entre les parois du rotor et entre les parois avant et arrière du boîtier de cylindre. Suivant que l'éloignement d'un point dans le sens radial, depuis le contour extérieur du rotor jusqu'au contour intérieur du boîtier de cylindre, décroît ou croît (voir Fige. 2 ou 7) lors de la rotation du rotor, les palettes de piston tournent autour des arbres 6 pour rentrer davantage à l'intérieur du rotor ou sortir davantage de ce rotor. La déplacement par rotation des palettespistons arquées 10 est commandé par le déplacement du galet 8 dans une rainure appropriée 11, laquelle est formée dans les parois avant ou arrière du boîtier cylindrique.
La forma de cette rainure est telle que lors du mouvement des palettes @ piston, le bord extérieur de ces palettes s'applique exactement contre la paroi intérieure du bottier de cylindre. Afin de réaliser une étanchéité convenable à l'endroit des arêtes de contact des palettes, il est prévu à cet endroit une petite pièce ou râcleur 12 articulé (Fig. 3) qui s'applique avec exactitude contre la paroi du boîtier de cylindre et s'ajuste exactement entre la paroi avant et la paroi arrière, tandis qu'une liaison flexible 13 empêche les fuites le long de l'articulation.
Comme la position des palettes-pistons se modifie pendant la rotation, la petite pièce 12, par suite de son articulation avec la palette - piston, peut suivre ces changements de position.
Au lieu de la disposition décrite ci-dessus pour la commande positive du déplacement des palettes-pistons, il peut également être fait usage, en vue d'annihiler la force oentrifuge, de la construction montrée en Fig. 5. Suivant cette disposition, la portion de levier 14, à laquelle est réunie la palette-piston, est pourvue d'un prolongement s'étendant de l'autre côté du point de pivotement et sur lequel est monté le contrepoids 15, tandis qu'est prévu un ressort de traction 16 qui tend constamment à faire sortir la palette hors du rotor et assure ainsi la pression d'application requise de la petite pièce 12. la Fig. 1 montre un moteur à quatre temps, lequel comporte deux boîtiers cylindriques 3.
L'un de ceux-ci agit comme compresseur pour le gaz combustible et est montré en coupe en Fig. 2a; la moitié dans laquelle les chambres formées par les palettes-pistons vont en diminuant - en tenant compte du sens de rotation - sert d'espace de compression, tandis que l'autre moitié est toujours en communication, par un dégagement 22a, dans la paroi du cylindre, avec l'admission 22.
Le deuxième boîtier 3 constitue le cylindre de travail pro-
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prement dit et est montré en Fig. 2; la moitié, dans laquelle les chambres formées par les palettes e , pistons vont en s'agrandissant (en considérant le sens de rotation), sert de chambre d'explosion, tandis que l'autre moitié se trouve toujours en communication avec la sortie 31, par un dégagement 31a formé dans la paroi du cylindre.
Le compresseur et le cylindre de travail sont en communication mutuelle par un conduit de trop-plein 17. Ce conduit débouche dans le compresseur à l'endroit où les chambres formées par les palettes pistons cessent de diminuer de volume.
Dans le cylindre de travail (Fig. 2), ce conduit débouche à l'endroit où ces chambres commencent à s'agrandir. Une bougie d'al- lumage 18 est agencée dans le cylindre de travail, derrière l'endroit où débouche le conduit 17, en considérant le sens de rotation. La communication entre le compresseur et le cylindre de travail, par le conduit 17, est réglée au moyen d'un disque d'arrêt 19, lequel coupe le conduit 17 et dans lequel sont formées des ouvertures qui établissent la communication au moment opportun.
Pour des buts de clarté, le conduit 17 a été montré dans le plan du dessin en Figures 2 et 2a. L'amenée du mélange explosif au compresseur s'opère au moyen d'un compresseur centrifuge 20 monté sur l'arbre 1 et qui aspire le mélange explosif par la tubulure de carburateur 21 et l'envoie sous pression, par le conduit 22, dans le compresseur.
L'agencement du moteur à explosions comme moteur à deux temps est montré plus en détails dans les Fige. 6, 7 et 8, dans lesquelles la Fig. 7 est une vue en coupe schématique, à plus petite échelle, suivant la ligne VII-VII de Fig. 6, tandis que la Fig. 8 est également une vue schématique en projection horizontale de la Fig. 7.
Dans cette construction comme moteur à deux temps, il n'y a qu'une seule chambre-cylindre 3, dont la moitié, dans laquelle les chambres déterminées par les palettes-pistons vont en diminuant, en considérant le sens de rotation, travaille comme compresseur, tandia que 1*autre moitié travaille comme cylindre d'explosion. Un balayage par air des chambres-cylindres est prévu dans cette construction pour assurer le bon fonctionnement. Les Fige. 7 et 8 montrent schématiquement les organes qui sont nécessaires pour l'échappement des gaz broies, le balayage par air et l'admission du mélange combustible. Les gaz brûlés s'échappent par l'ouverture de sortie 23 dès que la palette-piston se déplaçant devant cette ouverture a mis la chambre, délimitée par la dite palette, en communication avec cette ouverture.
L'air de balayage est admis par l'ouverture 24, cet air étant introduit sous pression par un compresseur centrifuge
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30 monté sur l'arbre 1. Une seconde ouverture de sortie 25 est prévue, sur le même coté, à faible distance de l'ouverture 23, tandis que sur l'autre côté se présente l'ouverture d'entrée d'air 24 et, un peu plus loin, compte tenu du sens de rotation, l'ouverture d'admission de gaz 26. à l'extrémité de l'espace de compression, le tube de tropplein 28 s'étend de l'ouverture 27 (Fig. 7) à l'ouverture 29 située au début de l'espace de compression.
L'agencement de la bougie 31 dans l'espace d'explosion est tel, par rapport à l'ouverture 29, que l'écart angulaire entre l'ouverture 29 et la bougie 31 est quelque peu plus grand que celui entre deux palettes consécutives. la moteur à quatre temps suivant l'invention fonctionne comme suit (voir Figs. 1, 2 et 2a). Le contact d'allumage est établi, la bougie devant produire au moins autant d'étincelles par unité de temps qu'il y a de chambres qui passent devant la dite bougie, par unité de temps, au régime maximum. Un nombre plus élevé d'étincelles ne serait évidemment pas nuisible. On fait alors tourner plusieurs fois l'arbre 1, à la main ou à l'aide d'un démarreur.
Le compresseur centrifuge 20 aspire de l'air à travers le carburateur et envoie le mélange combustible, par le conduit 22, dans l'espace de compression (voir Fig. 2a) où il se trouve comprimé davantage par la réduction de volume des chambres et est envoyé sous pression, depuis les dernières chambres de l'espace de compression vers l'espace d'explosion, par l'ouverture 17a et le conduit 17, en passant par le disque de distribution 19 (voir Fig. 2). Lors de l'augmentation subséquente du volume des chambres dans l'espace de compression, celles-ci restent cons- tamment en communication avec le conduit 22 et se remplissent de gaz frais. Le disque distributeur contient autant d'ouvertures de passage qu'il y a de chambres dans chacune des deux chambrescylindres.
La bougie 18, qui alluma alors le gaz comprimé, est agencée dans l'espace d'explosion, à proximité de l'embouchure 17b de la canalisation 17 (en considérant le sens de rotation).
Lorsque cet éloignement est plus grand que l'écartaient angulaire de deux palettes-pistons successives, de marne que lorsqu'il y a toujours une palette de piston présente entre la bougie et l'embouchure 171 du conduit de trop-plein, le disque distributeur peut être omis. Sous l'effet de leux explosion, les gaz refoulant les palettes-pistons, dans le sens de la rotation, jusqu'à l'endroit où les chambres présentent leurs plus grandes dimensions, d'où ils s'échappent par le conduit de sortie 31. Pendant la réduction subséquente des chambres, dans le cylindre de travail, celles-ci continuent à rester en conmunication avec la sortie 31, par le
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dégagement 31a, de sorte que les gaz restants peuvent continuer à s'échapper.
Pendant leur rotation dans les deux espaces de cylindre, les palettes-pistons sont maintenues dans la position correcte, par rapport à la paroi cylindrique, au moyen de manivelles 7 qui sont montées sur l'arbre des palettes-pistons et portent un galet 8 guidé dans une rainure 11, laquelle détermine la sortie ou la rentrée des palettes. Au lieu de cet organe, un contrepoids peut être agencé sur l'arbre des palettes-pistons, la force centrifuge de ce contrepoids équilibrant celle des palettes-pistons, tandis qu'un ressort appliqua, avec la pression requise, la palette-piston contre la paroi du cylindre. L'étanchéité voulue est obtenue à cet endroit par le fait que la petite pièce articulée 12 est pressée contre la paroi du cylindre par l'organe flexible 13 qui assure en outre l'étanchéité de l'articulation.
Dans la position la plus rentrée de la palette lé piston, la petite pièce 12 s'engage avec l'organe 13 dans un dégagement (non montré au dessin) du rotor.
Le moteur à deux temps suivant l'invention fonctionne comme suit (en considérant les Fige, 6, 7 et 8) :
Après établissement du contact d'allumage, ce qui doi t permettre à la bougie de produire autant d'étincelles qu'il y a de chambres passant devant la bougie par unité de temps, le mélange combustible est, par une rotation du moteur imprimée à la main ou à l'aide d'un démarreur, envoyé sous pression au moyen du compresseur centrifuge 20 et par l'ouverture 26, dans la moitié de l'espace de cylindre 'dans laquelle les chambres vont en se réduisant, en considérant le sens de rotation ; cette moitié constitue la moitié de compression.
A l'extrémité da cette moitié de l'espace en forme de croissant, le gaz comprimé s'échappe des chambres par l'ouver- ture 27 (Fig. 7) et accède par le tube 28 et l'ouverture 29 dans la moitié d'explosion de l'espace de cylindre. la bougie 31 est agencée à proximité, en considérant le sens de rotation, La distance angulaire, à la périphérie du cylindre, entre la bougie 31 et l'ouverture 29, est quelque peu plus importante que la distance entre deux palettes consécutives, de sorte que l'explosion ne peut réagir sur le tube de trop-plein 28. Le rotor tourna alors, sous l'effet de l'explosion, dans le sens de la flécha p.
Environ à l'endroit où les chambres atteignent leurs plus grandes dimen- sions, les gaz exploses s'échappent par la sortie 23 dès que la palette a dépassé cette ouverture. Lorsqu'immédiatement après cette même palette dépasse l'ouverture 24, de l'air da. balayage, envoyé sous pression par le compresseur centrifuge 30, pénètre dans la chambre considérée et chasse les gaz brûlés qui s'y trou-
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vent encore. Ce balayage est poursuivi pendant un moment encore et est complet lorsque la palette-piston a découvert une seconde ouverture de sortie 25 par laquelle l'air peut s'échapper librement.
Immédiatement après, la palette dépasse l'ouverture d'admission 26 par laquelle sont insuffles des gaz frais.
L'air encore présent continue à s'échapper par l'ouverture 25. Dès que la palette-piston a dépassé également l'ouverture 26, la compression commence et le cycle se poursuit comme décrit cidessus. Les Figs. des dessins ne montrent pas de moyens de refroidissement des différentes parties. Ce refroidissement peut être réalisé de toute manière connue. De même, plusieurs espaces de cylindre peuvent être disposés en série sur un marne arbre princi- pal. En outre, l'allumage des bougies peut être opéré de toute façon usuelle. Enfin, les canaux de trop-plein, etc.., peuvent être prévus à l'intérieur du bloc coulé du moteur.
REVENDICATIONS.
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1 - Moteur à explosion, fonctionnant suivant le principe à quatre ou à deux temps, caractérisé en ce qu'un espace en forme de croissant est utilisé comme chambre de compression et d'explosion, lequel espace est formé par la disposition excentrée d'un rotor de forme cylindrique à l'intérieur d'un cylindre creux, dans lequel l'éloignement entre la paroi avant et la paroi arrière correspond exactement à la longueur du rotor, et dans lequel ce dernier peut tourner autour de son axe s'étendant parallèlement à l'axe géométrique de ce cylindre et est supporté dans la paroi avant et dans la paroi arrière du dit cylindre, tandis qu'un certain nombre de palettes-pistons radiales, en forme d'arc et agencées à distance égale les unes des autres,
se trouvent en contact avec le contour du rotor et avec trois faces de la paroi du cylindre et divisant l'espace en un certain nombre de chambres, les palettespistons étant pendant la rotation, déplacées dans le sens radial et rentrant ou sortant par des fentes dirigées axialement dans le rotor creux, de telle façon qu'elles s'appliquent constamment, par leurs bords extérieurs, avec la pression voulue contre le contour intérieur du cylindre.