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" Perfectionnements aux moteurs, pompes, compresseurs et disposi- tifs similaires ".
L'invention concerne les moteurs à combustion interne et autres moteurs, ainsi que les pompes, compresseurs,pompes aspirantes...etc. On a proposé et on connaît des dispositifs de ce genre, dans lesquels on a essayé d'éviter les inconvénients connus d'un piston et d'un cylindre, soit par l'emploi de deux dispositifs rotatifs en prise l'un avec l'autre, d'une façon semblable à l'engrènement de roues dentées, comme par exemple dans les pompes à engrenages bien connues et dans les compres- seurs du type "Rootes", soit par l'emploi d'un rotor tournant à l'intérieur d'un stator et pourvu d'aubes ou palettes dont les sommets raclent la périphérie intérieure du stator.
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La présente invention vise la construction perfectionnée d'un moteur ou pompe, sans cylindre, ni piston et dans laquelle les pertes par friction sont réduites, un but particulier étant de réaliser un moteur à combustion interne, sans le cylindre et le piston habituels.
Selon l'invention, le moteur ou la pompe comporte une enveloppe creuse, un corps plus petit non rotatif à l'intérieur de cette enveloppe et dont la périphérie est en contact local a- vec la paroi interne de l'enveloppe, au moins une palette coulis- sant dans ce corps et venant en contact avec la paroi interne de l'enveloppe, l'intérieur de celle-ci étant ainsi divisé, par ce corps et la palette, en une pluralité de chambres, des organes comportant au moins un excentrique ou manivelle rotative accou- plant cette enveloppe et le corps en vue d'une progression matérielle relative et non rotative dans un trajet circulaire, de façon que le contact local progresse le long de la périphérie du corps et de la paroi interne de l'enveloppe, la palette cou- lissant alternativement et le volume de chaque chambre augmentant et diminuant,
et des organes d'admission et d'échappement pour ces chambres. On remarquera que cette construction ne prévoit pas un contact glissant entre l'intérieur de l'enveloppe et la périphérie extérieure du corps, mais ce contact est analogue à un contact de roulement, la friction étant donc considérable- ment réduite. En outre, du fait qu'il n'y a pas de rotation entre l'enveloppe et le corps qu'elle entoure, mais uniquement un petit déplacement relatif dans un trajet circulaire, le sommet de la palette se déplace plutôt alternativement le/long d'une partie de la paroi interne de l'enveloppe, avec une amplitude de mouvement comparativement petite (cette amplitude étant en substance deux fois l'excentricité ou course) de sorte que la friction est réduite et que l'application d'un joint étanche au gaz et au liquide est facilitée.
En général il sera préférable
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de prévoir une enveloppe immobile et de faire tourner la manivelle ou l'excentrique par rapport à l'enveloppe, mais cette manivelle ou l'excentrique pourrait aussi bien être immobile, l'enveloppe avec le corps inclus tournant alors autour d'eux.
On appliquera préférablement deux manivelles ou excentri- ques espacés et en outre il est préférable que le corps soit équipé de deux palettes opposées.
Dans les pompes à palettes et similaires on a fait l'expérience des difficultés pour réaliser un joint étanche entre les parois latérales du rotor et les bords latéraux des palettes.
Selon une caractéristique subsidiaire importante de cette inven- tion on établit un joint étanche en disposant une paroi en bout ou latérale de l'enveloppe, sous la forme d'un piston, capable de presser contre la face terminale adjacente du corps.
Dans l'application de l'invention à un moteur à combus- tion interne, deux dispositifs comme spécifié ci-dessus peuvent être jumelés, l'un d'eux servant comme compresseur produisant la charge destinée à l'autre dispositif, dans lequel se produit la combustion de cette charge.
Les dessins annexés illustrent des formes de réalisation préférées de l'invention.
La figure 1 est un schéma illustrant l'idée de base de l'invention.
Les figures 2, 3, 4,5 et 6 sont des schémas illustrant une application de l'invention à une pompe ou moteur hydraulique.
Les figures 7, 8, 9, 10 et 11 sont des schémas illus- trant l'application de l'invention à un compresseur.
La figure 12 est une coupe transversale d'un moteur à combustion interne construit selon l'invention, coupe suivant la ligne 12-12 de la figure 15.
La figure 13 est une coupe axiale selon la ligne 13-13 de la figure 12.
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La figure il+ est une coupe selon les lignes 14-14 des figures 13 et 15.
La figure 15 est une coupe longitudinale du même dispo- sitif, la partie droite selon la ligne 15-15 de la figure 12, et la partie gauche selon la ligne 15-15 de la figure 14.
Dans la figure 1, la machine construite conformément à l'invention comporte une enveloppe extérieure de forme pratique- ment cylindrique à des parois latérales planes. A l'intérieur de cette enveloppe est monté un corps 2, en forme de tambour, sur un arbre à manivelle ou excentrique .1 dont l'excentricité est égale à la moitié de la différence entre les diamètres du corps 2 et de l'intérieur de l'enveloppe 1; il en résulte que la périphérie du corps ¯2 vient en contact avec la paroi interne de l'enveloppe.
Le corps 2 comporte des rainures 4,5 dans lesquelles peuvent coulisser les palettes 6 et 7, les sommets de chaque palette étant disposés pour racler la paroi interne de l'envelop- pe 1 et leurs bords latéraux venant à fleur avec les faces latérales du corps 2, de façon à venir en contact avec les parois latérales de l'enveloppe 1. Les deux palettes 6 et 7 seront disposées préférablement, mais non exclusivement,dans des plans tangentiels à un cercle de base, concentrique au centre de l'excentrique de commande 3.
La rotation du dispositif 3. oblige le corps ¯2 de rouler autour de l'intérieur de l'enveloppe 1. et les palettes 6 et 2 de glisser à l'intérieur et à l'extérieur de leurs rainures respectivement 4 et .±, de sorte que le volume des chambres délimitées par l'enveloppe ¯1, le corps 2 et les palettes 6 et 2 augmente et diminue.
Dans les figures 2, 3, 4, 5, et 6 on a illustré sché- matiquement une application de l'invention à une pompe ou moteur hydraulique. Dans cette forme de réalisation, une enveloppe ou cylindre 10 et un corps 11 en forme de tambour sont constitués chacun d'une paire de portions terminales semi-circulaires,
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assemblées par une portion rectangulaire. L'enveloppe 10 porte deux arbres parallèles comportant chacun un excentrique ou mani- velle 12, 13 sur lesquels est monté le corps, le décentrage de ces excentriques ou manivelles étant égal à la différence entre les rayons des parties semi-circulaires de l'enveloppe 10 et du corps 11 monté excentriquement.
L'axe de chaque partie semi- circulaire de l'enveloppe coïncide avec l'axe de l'un des arbres, cependant que l'axe de chaque partie semi-circulaire du tambour est concentrique au tourillon de manivelle ou excentrique. Le corps 11 présente des fentes transversales 14 dans lesquelles s'étendent des palettes 15. 15a de sorte que leurs sommets
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1 NBBNKtx opposés butent contre les surfaces internes planes oppo- sées de la partie rectangulaire de l'enveloppe 10, le'long des- quelles ces sommets agissent en va-et-vient, ce qui facilite la réalisation d'un joint étanche.
Les deux palettes 15, 15a sont logées à mi-chemin dans la partie rectangulaire du corps 11, dans un plan perpendiculaire sur le plan des axes à excentriques ou manivelles 12 et 13 Cette disposition permet d'augmenter l'épaisseur des palettes de façon très substantielle et d'incor- porer ainsi dans leurs sommets des dispositifs de joint ou d'étanchéité convenables.
Si le dispositif est une pompe, et considérant la posi- tion de la figure 2, le corps 11 se déplace en sens opposé des aiguilles d'une montre, dans la direction de la flèche A. Une chambre I diminue graduellement durant le mouvement de la figure 2 à la figure 3, et le fluide y contenu est expulsé par une lumière 18 (figure 6) dans la face arrière de la palette 15a, à travers de passages 18' menant latéralement dans l'épaisseur de palette, et ensuite par des lumières d'échappement 1 prévues dans les parois latérales de l'enveloppe.
Simultanément il se forme une chambre I' en avant de la palette 15, dans laquelle coule du liquide par une lumière d'admission 16 dans les parois
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latérales de l'enveloppe 10, à travers de passages 18' menant latéralement à travers l'épaisseur de la palette 15 et par une lumière 18, dans la face avant de la palette. Durant le mouvement de la position de la figure 4 à celle de la figure 5, la chambre II diminue, de façon que le liquide est expulsé par des lumières d'échappement 17a et une lumière (semblable à la lumière 18) dans la face arrière de la palette 15, et une chambre II' est formée à la face avant de la palette 15a.
Cette chambre II' - augmente jusqu'à devenir la chambre 11 et, pendant cet accroisse- ment, du liquide y passe par des lumières l6a,de la même manière que décrit ci-dessus avec référence à la chambre I'.
Selon les figures 7 8, 9, 10 et 11, le dispositif fonctionne comme compresseur. La construction est similaire à celle des figures 2 à 6 et comprend une enveloppe extérieure 19 sur la paroi interne de laquelle roule un corps 20 (en direction de la flèche B) à l'aide des manivelles ou excentriques 21 et 22.
Dans la position de la figure 7, une lumière d'admission 23 est fermée et une lumière d'échappement 24 est ouverte ; la posi- tion de la figure 8, une lumière 25, ouverte en tête de la palett- 26 permet l'aspiration et du côté opposé (inférieur) de la chambr-= I il se produit, au même instant, la fin de la compression et le commencement de la décharge ; mouvement poursuivi à la position de la figure 9 ferme la lumière d'échappement 24 (fin du mouvemeu. de détente), l'aspiration continuant par les lumières 23, 25; dans la figure 10 les lumières d'admission et de sortie sont fermées et la chambre I atteint sa capacité maximum. Dans la chambre 11 se produit une succession d'opérations similaires.
Lorsque le dispositif fonctionne comme moteur à combus- tion interne, le corps 20 tourne dans la direction opposée.
Une application de l'invention à un moteur à combustion interne est illustrée par les figures 12, 13, 14 et 15. La machi- ne comporte un compresseur 27 et un moteur 28 à arbres communs
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29 Le compresseur 27 comprend une enveloppe ou cylindre 30 dans lequel est monté excentriquement un corps 31 sur une paire de manivelles ou excentriques 32 de la façon décrite ci-dessus.
Le corps 31 est pourvu de fentes 33, munies de palettes 34 pouvant y coulisser et disposées pour glisser le long de la paroi interne de l'enveloppe 30. Le déplacement du corps 31 opère l'aspiration de combustible à partir d'un carburateur, (non illus tré) à travers un conduit 35 dans une cloison 36, séparant le compresseur 27 du moteur 28. Le conduit est disposé de façon telle qu'ils se forment deux entrées dans la chambre de compressé 37, une communication indirecte à travers un conduit 38 dans la palette 34, et une communication à travers une lumière 39 dans la cloison, cette lumière étant couverte et découverte par le mouvement du corps 31.
Au moment que le volume de la chambre de compression atteint son maximum, la lumière 39 est fermée comme montré à la partie supérieure de la figure 14, et la communica- tion entre le conduit 38 et la chambre 37 est également coupée, du fait que le corps 31 se soulève pour couvrir la lumière 38a dans la face de la palette. Il en résulte que le mouvement con- tinué du corps 31 comprime le mélange de combustible.
Quand le mélange a été comprimé dans la partie inférieu- re de la chambre 37, il passe dans le réservoir 40, formé dans la cloison 36 à travers une soupape de retenue 41 et un conduit 42. Le mélange passe également à la soupape 41, par un passage 43, dans la face arrière de la palette 34.
Une paroi latérale 30a de l'enveloppe 30 est montée à la façon d'un piston pour presser contre la face adjacente du corps 31 sous l'action de ressorts ou autres moyens convenables capables de réaliser un joint étanche.
Le moteur 28 est de construction similaire au compres- seur 27 et son corps 44, monté excentriquement (figure 12) est pourvu de palettes 52 et comporte des lumières d'admission 45,
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coïncidant par intermittances avec des lumières 46 de la cloison 26 et en communication avec le réservoir 40, conformément au mouvement du corps 44. Quand une paire de ces lumières 45, 46 coïncide, du mélange combustible passe du réservoir 40 à une chambre de combustion 47 et le mouvement subséquent du corps 44 coupe la communication, après quoi le mélange est allumé par une bougie d'allumage convenable 48 une soupape de retenue 49 (figu- re 15) empêchant que les effets de la combustion atteignent le réservoir 40.
A la suite de l'allumage, les gaz font expansion jusqu'à ce que le volume maximum soit atteint dans la chambre, et ils sont ensuite expulsés par un conduit 51 dans la face arrière de la palette appropriée 52, et de là, par une lumière latérale 53 dans la palette et finalement dans l'atmosphère quand le corps 44 découvre un orifice 50' de la paroi 30B, à travers un conduit 50 de cette paroi.
Les palettes peuvent être sollicitées vers l'extérieur par des moyens élastiques indiqués en 53. De préférence, l'excen- tricité du corps de moteur diffère de celle du corps de compres- seur de 180 .
REVENDICATIONS.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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"Improvements to motors, pumps, compressors and similar devices".
The invention relates to internal combustion engines and other engines, as well as pumps, compressors, suction pumps, etc. Devices of this type have been proposed and are known, in which attempts have been made to avoid the known drawbacks of a piston and a cylinder, either by the use of two rotary devices engaged one with the alternatively, in a manner similar to the meshing of toothed wheels, as for example in well known gear pumps and in "Rootes" type compressors, or by the use of a rotating rotor. interior of a stator and provided with vanes or vanes the tops of which scrape the interior periphery of the stator.
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The present invention aims at the improved construction of an engine or pump, without cylinder or piston and in which the friction losses are reduced, a particular aim being to achieve an internal combustion engine, without the usual cylinder and piston.
According to the invention, the motor or the pump comprises a hollow casing, a smaller non-rotating body inside this casing and the periphery of which is in local contact with the internal wall of the casing, at least one pallet sliding in this body and coming into contact with the internal wall of the casing, the interior of the latter being thus divided, by this body and the pallet, into a plurality of chambers, members comprising at least one Eccentric or rotating crank mates this casing and body for relative, non-rotating material progression in a circular path, so that the local contact progresses along the periphery of the body and the inner wall of the body. envelope, the pallet sliding alternately and the volume of each chamber increasing and decreasing,
and intake and exhaust organs for these chambers. It will be noted that this construction does not provide for sliding contact between the inside of the casing and the outer periphery of the body, but this contact is analogous to rolling contact, the friction being therefore considerably reduced. In addition, because there is no rotation between the shell and the body it surrounds, but only a small relative displacement in a circular path, the top of the pallet rather moves alternately along part of the inner wall of the casing, with a comparatively small range of motion (this range being substantially twice the eccentricity or stroke) so that friction is reduced and the application of a seal gas and liquid tight is facilitated.
In general it will be preferable
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to provide a stationary envelope and to rotate the crank or the eccentric relative to the envelope, but this crank or the eccentric could as well be stationary, the envelope with the included body then rotating around them.
Preferably two cranks or eccentric spaced apart are applied and further it is preferred that the body is provided with two opposing vanes.
In vane pumps and the like, difficulties have been experienced in providing a tight seal between the side walls of the rotor and the side edges of the vanes.
According to an important subsidiary characteristic of this invention, a leaktight seal is established by placing an end or side wall of the casing, in the form of a piston, capable of pressing against the adjacent end face of the body.
In the application of the invention to an internal combustion engine, two devices as specified above can be paired, one of them serving as a compressor producing the load intended for the other device, in which produces the combustion of this charge.
The accompanying drawings illustrate preferred embodiments of the invention.
Fig. 1 is a diagram illustrating the basic idea of the invention.
Figures 2, 3, 4,5 and 6 are diagrams illustrating an application of the invention to a pump or hydraulic motor.
Figures 7, 8, 9, 10 and 11 are diagrams illustrating the application of the invention to a compressor.
Figure 12 is a cross section of an internal combustion engine constructed in accordance with the invention, in section taken along line 12-12 of Figure 15.
Figure 13 is an axial section taken on line 13-13 of Figure 12.
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Figure il + is a section along lines 14-14 of Figures 13 and 15.
FIG. 15 is a longitudinal section of the same device, the right part along line 15-15 of FIG. 12, and the left part along line 15-15 of FIG. 14.
In Fig. 1, the machine constructed in accordance with the invention has a substantially cylindrical outer shell with planar side walls. Inside this envelope is mounted a body 2, in the shape of a drum, on a crank or eccentric shaft .1 whose eccentricity is equal to half the difference between the diameters of the body 2 and of the interior of the envelope 1; it follows that the periphery of the body ¯2 comes into contact with the internal wall of the envelope.
The body 2 comprises grooves 4, 5 in which the pallets 6 and 7 can slide, the tops of each pallet being arranged to scrape the internal wall of the casing 1 and their side edges coming flush with the side faces of the casing. body 2, so as to come into contact with the side walls of the casing 1. The two pallets 6 and 7 will preferably, but not exclusively, be arranged in planes tangential to a base circle, concentric at the center of the eccentric order 3.
The rotation of the device 3. forces the body ¯2 to roll around the inside of the casing 1. and the pallets 6 and 2 to slide inside and outside their grooves 4 and. ±, respectively, so that the volume of the chambers delimited by the envelope ¯1, the body 2 and the vanes 6 and 2 increases and decreases.
In Figures 2, 3, 4, 5, and 6 there is schematically illustrated an application of the invention to a hydraulic pump or motor. In this embodiment, a casing or cylinder 10 and a drum-shaped body 11 each consist of a pair of semi-circular end portions,
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assembled by a rectangular portion. The casing 10 carries two parallel shafts each comprising an eccentric or crank 12, 13 on which the body is mounted, the offset of these eccentrics or cranks being equal to the difference between the radii of the semi-circular parts of the casing. 10 and the body 11 mounted eccentrically.
The axis of each semicircular portion of the casing coincides with the axis of one of the shafts, while the axis of each semicircular portion of the drum is concentric with the crank journal or eccentric. The body 11 has transverse slots 14 in which the pallets 15. 15a extend so that their tops
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The opposing NBBNKtx abut against the opposite flat internal surfaces of the rectangular part of the casing 10, along which these vertices act reciprocally, which facilitates the achievement of a tight seal.
The two pallets 15, 15a are housed halfway in the rectangular part of the body 11, in a plane perpendicular to the plane of the eccentric axes or cranks 12 and 13 This arrangement makes it possible to increase the thickness of the pallets very substantial and thus incorporate suitable sealing or sealing devices into their tops.
If the device is a pump, and considering the position of figure 2, the body 11 moves in an anti-clockwise direction, in the direction of the arrow A. A chamber I gradually decreases during the movement of Figure 2 to Figure 3, and the fluid contained therein is expelled through a lumen 18 (Figure 6) in the rear face of the paddle 15a, through passages 18 'leading laterally into the paddle thickness, and then through exhaust openings 1 provided in the side walls of the casing.
At the same time, a chamber I 'is formed in front of the pallet 15, in which liquid flows through an inlet port 16 in the walls.
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sides of the envelope 10, through passages 18 'leading laterally through the thickness of the pallet 15 and through a slot 18, in the front face of the pallet. During the movement from the position of figure 4 to that of figure 5, the chamber II decreases, so that the liquid is expelled through exhaust ports 17a and a port (similar to the port 18) in the rear face. of the pallet 15, and a chamber II 'is formed at the front face of the pallet 15a.
This chamber II '- increases until it becomes chamber 11 and, during this increase, liquid passes through apertures 16a therein, in the same manner as described above with reference to chamber I'.
According to Figures 7, 8, 9, 10 and 11, the device operates as a compressor. The construction is similar to that of Figures 2 to 6 and comprises an outer casing 19 on the inner wall of which a body 20 rolls (in the direction of arrow B) using cranks or eccentrics 21 and 22.
In the position of Fig. 7, an intake port 23 is closed and an exhaust port 24 is open; the position of figure 8, a lumen 25, open at the head of the pallet- 26 allows the aspiration and on the opposite (lower) side of the chamber- = I it occurs, at the same moment, the end of the compression and the onset of discharge; movement continued in the position of FIG. 9 closes the exhaust port 24 (end of the expansion movement), the suction continuing through the ports 23, 25; in figure 10 the inlet and outlet ports are closed and the chamber I reaches its maximum capacity. In chamber 11 a succession of similar operations takes place.
When the device operates as an internal combustion engine, body 20 rotates in the opposite direction.
An application of the invention to an internal combustion engine is illustrated by Figures 12, 13, 14 and 15. The machine comprises a compressor 27 and an engine 28 with common shafts.
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The compressor 27 comprises a casing or cylinder 30 in which is eccentrically mounted a body 31 on a pair of cranks or eccentrics 32 in the manner described above.
The body 31 is provided with slots 33, provided with vanes 34 which can slide therein and arranged to slide along the internal wall of the casing 30. The movement of the body 31 operates the suction of fuel from a carburetor, (not illustrated) through a duct 35 in a partition 36, separating the compressor 27 from the motor 28. The duct is arranged in such a way that two inlets are formed in the compressed chamber 37, an indirect communication through a conduit 38 in the pallet 34, and a communication through a lumen 39 in the partition, this lumen being covered and uncovered by the movement of the body 31.
As the volume of the compression chamber reaches its maximum, lumen 39 is closed as shown at the top of Fig. 14, and communication between conduit 38 and chamber 37 is also cut off, as the body 31 lifts to cover the lumen 38a in the face of the pallet. As a result, the continued movement of the body 31 compresses the fuel mixture.
When the mixture has been compressed in the lower part of the chamber 37, it passes into the reservoir 40, formed in the partition 36 through a check valve 41 and a conduit 42. The mixture also passes to the valve 41, through a passage 43, in the rear face of the pallet 34.
A side wall 30a of the casing 30 is mounted in the manner of a piston to press against the adjacent face of the body 31 under the action of springs or other suitable means capable of forming a tight seal.
The motor 28 is of similar construction to the compressor 27 and its body 44, mounted eccentrically (FIG. 12), is provided with vanes 52 and comprises intake ports 45,
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intermittently coinciding with lumens 46 in bulkhead 26 and in communication with reservoir 40, in accordance with movement of body 44. When a pair of these lumens 45, 46 coincide, combustible mixture passes from reservoir 40 to combustion chamber 47 and the subsequent movement of body 44 cuts off communication, after which the mixture is ignited by a suitable spark plug 48 and a check valve 49 (Fig. 15) preventing the effects of combustion from reaching reservoir 40.
Following ignition, the gases expand until the maximum volume is reached in the chamber, and they are then expelled through a conduit 51 into the rear face of the appropriate vane 52, and from there through a lateral lumen 53 in the pallet and finally in the atmosphere when the body 44 discovers an orifice 50 'of the wall 30B, through a duct 50 of this wall.
The vanes can be biased outwardly by resilient means indicated at 53. Preferably, the eccentricity of the motor body differs from that of the compressor body by 180.
CLAIMS.
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