BE659088A - - Google Patents

Description

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  Moteur rotatif à combustion. 

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   Pour la production d'énergie, il est connu de faire usage de moteurs à explosion ou à combustion qui fonctionnent au moyen de carburants généralement à base d'hydrocarbures liquides ou gazeux. 



   La   présente   invention concerne un nouveau moteur dans lequel on produit une combustion continue d'un carburant contenant, de préférence, des hydrocarbures de façon à obtenir de l'énergie applicable à divers usages. 



   Le moteur suivant l'invention est caractérisé plus particuli0rement par ce   eu'il   est formé par deux éléments coaxiaux tournant et conformés pour constituer l'un avec l'autre un espace annulaire servant de logeant à deux pistons libres qui s'appuient respectivement sur les dits éléments qui constituent, entre eux, une chambre de combustion variable dans laquelle s'effectue la combustion continue d'un carburant amené à partir d'un compresseur   centrifuge   dont le rotor à pales est solidaire de l'un des dits éléments coaxiaux tandis que son carter est solidaire de l'autre élément rotatif et de l'arbre de prise de force. 



   Dans une réalisation, les deux éléments rotatifs sont des anneaux concentriques disposés l'un dans l'autre et ayant une section radiale transversale creuse, de préférence en forme de L, de façon à constituer par leur coopération un espa- ce en forme de tore, de préférence de section rectangulaire, contenant les pistons libres s'appuyant sur des butées fixes . portées respectivement par les dits éléments et dont l'une est située entre une lumière d'admission du carburant en combustion continue et une lumière d'échappement de FACON à créer une chambre de combustion torique de grandeur variable depuis l'admission jusqu'à l'échappement s'effectuant par une lumière 

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 située en. avant de la lumière d'admission. 



   Le carter du compresseur possède une chambre de   précom-     bustion   fixée sur l'élément rotatif interne et   communiquant   avec la chambre de combustion par une lumière d'admission pour le passage du   gaz   en combustion; le carburant liquide, qui est mené par la force centrifuge à la chambre de précombustion en passant par un conduit terminé par un gicleur, provient d'une cavité centrale axiale de préférence disposée dans l'arbre de prise de force dans l'axe duquel se situe l'arbre du rotor pourvue de bras de liaison à l'élément annulaire externe . 



   Suivant une aucre particularité, l'un des élémentsrotatifs. peut être pourvu d'ailettes ou d'ajutages laissant passer les gaz de la chambre de combustion vers l'extérieur, à l'endroit où les deux éléments rotatifs passent CôTE à côte ce qui permet la récupération d'une partie de l'énergie car par suite d.e ses ailettes, l'élément joue alors le rôle d'une turbine. 



   Dans une réalisation préférentielle, les pistons qui sont libres   c'est-à-dire   "flottants" dans l'espace torique, sont constitués par des éléments ayant une forme voisine d'un paral- lélipipède,venant s'appuyer le long de certains de leurs côtés sur des butées qui   sont , par   exemple,des épaulements creusés dans les éléments rotatifs   suivant   des plans axiaux, radiaux. 



   En outre, les pistons libres de limitations de la chambre de combustion sont avantageusement pourvus de divers conduits dont les uns sont radiaux et réunissent la face près de la lumière d'admission à la face opposée alors que les autres sont transversaux et situés le long des arêtes et mettent en rapport respoectivement deux faces voisines se coupant près de chaque arête. 



   D'autres particularités   pourront   apparaître dans la 

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 description suivante des dessins annexés qui montrent, à titre illustratif seulement, un exemple de réalisation de l'invention. 



   La figure 1 est une vue schématique, en coupe axiale diamétrale, d'une réalisation d'un moteur selon l'invention. 



   La figure 2 est une vue schématique partielle en perspective desdeux éléments rotatifs. 



   La figure 3 est une vue en perspective d'un piston flottant de limitation de la chambre de combustion. 



   Les figures 4, 5 et 6 sont des vues schématiques en plan montrant diverses phases de fonctionnement. 



   Les figures 7 et 8 sont des vues partielles, à plus grande échelle montrant la position des deux pistons flottant au début du fonctionnement. 



   Se référant aux figures, il apparaît qu'un moteur est constitué de deux éléments rotatifs circulaires, concentriques 2 et 3, ayant chacun une section transversale creuse de la forme d'un L; ces deux éléments 2 et 3 sont disposés l'un à l'intérieur de l'autre de manière à créer un espace torique 4 ayant une section radiale transversale de forme rectangulaire. 



  Dans l'élément interne 3 sont ménagées deux lumières 5 et 6 qui constituent,l'une, la lumière d'admission des gaz en combustion continue,et, l'autre, la lumière d'échappement des gaz brûlés. La lumière 5 met la chambre torique 4 en communica- tion avec une chambre de précombustion 7 solidaire à la fois de l'élément rotatif interne 3 et du carter tournant 8 du compresseur rotatif 9 dont les pales 10 sont fixées sur l'arbre 9a.

   Le carter 8 est solidaire de l'arbre creux 11 qui est dans l'axe de l'arbre 9a; l'arbre creux 11 maintenu dans le roulement, à billes 12 constitue l'arbre de prise de force et il porte un 

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 pignon 13 entraînant un appareil   quelconque   non montré.Dans l'arbre creux 11 est ménagée une cavité 14 non étanche et pouvant être légèrement conique dans laquelle le carburant est amené par le conduit 15 en provenance du réservoir non 1 montré; à partir de cette cavité 14 le carburant passe dans le conduit 16 et arrive dans la chambre de précombustion 7 en sortant par un gicleur 7a;le carburant est allumé au départ par la bougie d'allumage 17 et il brûle ensuite de façon continue. 



  Par l'action du compresseur rotatif 9,le carburant en combus- tion est chassé par la lumière 5 dans la chambre de   combustion   18 (figure 4) qui se forme dans l'espace torique 4 entre les deux pistons flottants 19 et 20 qui ont chacun une forme a peu près parallélipipédique telle que celle représentée dans la   figure 3 ; combustion continue dans la chambre 18 et les   gaz qui en proviennent agissent sur les pistons 19 et 20. Ces pistons de limitation de la chambre de combustion ont des faces latérales légèrement inférieures à la section transver- sale, radiale, droite, du dit espace torique 4.

   Le piston 19 se trouvant au début du fonctionnement dans in position repré- sentée dans les figures 4 et 7 s'appuie sur une bute solidaire de l'élément externe 2 et qui est   constituée,par     exemple,   par un épaulement 2a ménagé dans le dit élément. De même, au départ le piston 20 s'appuie sur une butée qui est formée par un épaulement 3a dans l'élément 3. Ces épaulements 2a et ja sont obtenus en creusant progressivement dans   l'épaisseur   des deux parois des éléments respectifs 2 et 3 jusqu'à atteindre une faible profondeur pouvant être de l'ordre de deux millimètres. 



  Les pistons flottants 19 et 20 se trouvent donc ainsi   légère-   Ment enfoncés dans les parois respectives 2 et 3,de sorte que la poussée des gaz de combustion est concentrée en un point 

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   légèrement   rapproché de   l'élément   rotatif sur lequel la piston agit; ainsi la poussée des gaz sur la face 19a s'exerce en un point 19g rapproché de l'élément 2 d'une distance dépen- dant de la profondeur de l'épaulement 2a (figure 7); la même situation se retrouve pour le piston 20 où la poussée sur la face 20a s'exerce en un point 20g rapproché de l'élément 3 d'une distance dépendant   de la   profondeur de l'épaulement 3a (figure 8).

   Ceci empêche les pistons libres de basculer sous la poussée des gaz produits par la combustion qui se poursuit dans la chambre 18. Si la butée 2a peut être située à un endroit quelconque de la surface interne de la paroi de l'élément   2,la   butée3a doit se trouver   légèrement   en avant de la lumière d'admission 5, par rapport au sens de rotation de l'élément 3; la lumiére d'échappement 6 se trouve aussi en avant de la butée 3a. Puisque les gaz provenant de la combustion continue du carburant dans la chambre de   combustion   à volume variable 18 agissent sur les pistons flottants 19 et 20 (voir figure 4) qui la limitent,et puisque ces pistons s'appuient respective- ment des éléments 2 et 3, ces éléments sont entraînés chacun dans un   mouvement   de rotation.

   Sous l'effet du piston 19, l'diément 2 tourne dans le sens des aiguilles d'une montre Ils que sous la poussée du piston 20 l'élément 3 tourne dans   1'   sens inverse des aiguilles d'une montre. De cette façon, la chembre le combustion 18 va en   augmentant   progressivement et   aprùs   environ un demi-tour de rotation toutes les pièces mopiles occupent les positions schématisées dans la figure 5 ; à ce moment, la chambre de combustion 18 occupe presque tout le tore et elle est en communication avec la lumière d'échappement 6.

   Du gaz de combustion provenant de la phase précédente reste compris entre les pistons 19 et 20 qui le compriment; 

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 ainsi ces pistons libres séparés par le gaz comprimé ne peuvent venir en contact et ils   s'arrêtent.   à ce moment, par inertie, l'élément 2 continue à tourner dans le sens des aiguilles d'une montre et l'élément 3 continue à tourner dans le sens inverse ; de ce fait, la butée 2a passe de l'autre coté du piston 20 temporairement arrêté et la butée 3a passe de l'autre côté du piston 19 aussi temporairement arrêté de sorte que les pièces sont alors dans les positions représentées schématiquement dans la figure 6.

   La lumière d'admission 5 vient à nouveau se placer entre les pistons libres ou flottants 19 et 20 entre lesquels se forme une chambre de combustion 18a, dans laquelle se produit alors la combustion continue dont les gaz repoussent les pistons 19 et 20 de la façon décrite ci-avant avec comme effet de faire tourner les éléments rotatifs 2 et 3. 



  Il y a lieu de noter qu'au cours de cette phase le piston 19 se déplace dans le sens opposé à celui des aiguilles d'une montre et agit sur l'élément interne 3 alors que le piston 20 se déplace dans le sens des aiguilles   d'une   montre et agit sur    l'élément externe 2 ; ceschangements se répètent au cours de   chaque phase ;

   les pistons se déplacent donc respectivement et alternativement dans un sens et dans l'autre et leur effet '      s'exerce respectivement et alternativement sur les deux éléments rotatifs qui continuent à tourner dans leurs sens respectifs. a la fin de cette phase,toutes les pièces sont à nouveau dans des positions semblables à celles montrées dans la figure 4 et les marnes opérations que celles qui ont été signalées se répètent ce qui a comme résultat d'entretenir la rotation continue des éléments 2 et 3 subissant dans les mêmes sens une suite de poussées des pistons flottants 19 et 20 qui se déplacent respectivement alternativement dans un sens puis dans   l' autre .   

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   Ainsi que visible dans les figures 4, 5 et 6, dans la chambre de précombustion 7 se trouve une cloison 7b   qui,quand   le piston libre 20 est appuyé sur   l'épaulement     3a,permet   le passage dans le piston d'air froid chassa par le compresseur; ceci réalise le refroidissement des pistons. 



   La figure 3 montre en perspective l'un des pistons, 19 par exemple. Ce piston est constitué par un corps rigide ayant une forme plus ou moins parallélipipédique; la face radiale 19a (figure 7) subit la poussée des gaz brûlés dans une phase et la face radiale 19b subit la poussée dans la phase suivante ; dans le corps du piston sont creusés des conduits radiaux 22 qui vont de la face verticale intime 19c à la face verticale externe 19d; quand le piston passe devant la lumière 5, ces conduits 22 se remplissent de gaz qui brûlent et tendent ensuite à   s'échapper     par   les deux extrémités (figure 7);de plus,les faces latérales du piston sont pourvues de conduits transversaux le des arêtes, mettant ainsi les dites faces en communication. 



  Aiasi, par exemple,des conduits vont de la fente 23 à la fente 24, de la fente 25 à la fente 26, de la fente 27 à la fente 28 et ainsi de suite.La même disposition se retrouve en ce qui concerne la face 19a. De cette façon, par suite de ces conduits radiaux et transversaux,une petite partie des gaz peut passer d'une face à une autre et ainsi empêcher le piston de frotter car il est maintenu "flottant";do plus ce gaz passant d'une face   l'autre   assure une certaine étanchéité de la chambre de 
COMBUSTION par un rideau de gaz entourant les pistons"flottants!' eTANT donné que Ja   chambre   de précombustion 7 est solidaire DE l'é;

  ément rotatif interne 3, elle est entraînée par celui-ci et comme elle fait partie du carter 8 elle entraîne celui-ci, ce qui fait tourner l'arbre creux 11 et le pignon   13.D'un   autre 

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 coté, des bras 21 relient l'élément 2 à l'arbre 9a de sorte que le compresseur est mis en rotation en sens inverse de l'élément 3. 



   L'un des éléments rotatifs au moins, par exemple 2, peut être pourvu d'ajutages 2b le long de sa périphérie à l'endroit où les deux éléments rotatifs passent côte à cote et où il est   malaisé   d'obtenir une étanchéité totale; les gaz brûlés peuvent s'échapper à travers ces ajutages qui forment me couronne semblable à une turbine à gas, ce qui permet de récupérer une certaine partie de l'érergie. 



   La   chambre   de précombustion 7 possède un orifice 7c dans sa paroi antérieure, c'est-à-dire dans la paroi se trouvant en avant par   report   au sens de rotation de l'élément 3. Quand cet orifice 7c est ouvert, le gaz de combustion sort par l'orifice et agit contre la rotation de l'élément rotatif 3 de sorte que l'on obtient ainsi un frein moteur.Au contraire, quand l'orifice 7c est fermé, le mote ur fonctionne normmlement. 



   Le moteur décrit ci-dessus se prête aussi au réchauffage de l'air comprimé nécessaire à la combustion; il suffit de ramener une partie plus ou moins importante des gaz brûlés sur les parois du carter du compresseur qui, dans ce but, peuvent être doubles, les gaz chauds circulant dans l'espace intermédiaire. 



   Le moteur qui vient d'être décrit est particulièrement avantageux car il ne possède qu'un faible nombre de pièces en mouvement qui, toutes, sont en rotation à la seule excepti.on des pistons limitant la chambre de combustion et transmettant la poussée aux éléments rotatifs ; de plus, le moteur qui est alimenté par une combustion continue d'un carburant quelconque ne nécessite pas de graissage car il 

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 n'y a pour ainsi dire pas de frottement entre les pièces en mouvement et un variateur de vitesse est superflu étant donné la différence de régime entre les deux anneaux. 



   REVENDICATIONS. 



   1. Moteur rotatif à combustion, c a r a c t é r i s é en ce qu'il comporte deux éléments rotatifs l'un par rapport' à l'autre et coopérant l'un avec l'autre pour constituer un espace dans lequel deux pistons libres prenant appui respectivement sur chaque élément sont logés pour constituer entre eux une chambre de combustion dans laquelle le carburant en combustion continue est chassé par un compresseur rotatif dont le carter solidaire d'un des dits éléments est fixé sur un arbre de prise de force.

Claims (1)

1. 2. hoteur rotatif suivant la revendication 1, c a r a c- t é r i s é en ce que les deux éléments rotatifs l'un par rapport à l'autre sont constitués par deux anneaux circulaires concentriques ayant chacun une section transversale de forme creuse telle que par leur coopération ils forment une chambre de forme torique.

   3. Eoteur rotatif suivant la revendication 2, c a r a c- t é r i s é en ce que les sections transversales des anneaux sont de pr0férence en forme de L de sorte que la chambre torique est de section radiale transversale rectangulaire.

   4 Moteur rotatif suivant les revendications précédentes, caractérisé é en ce que l'anneau interne possède une lumière d'admission du carburant en combustion et une lumière d'échappement.

   5. Moteur rotatif suivant la revendication 1, c a r a c- q é r i s é en ce que les deux pistons libres logés dans la chambre torique prennant appui respectivement et <Desc/Clms Page number 11> successivement sur des butées solidaires respectivement des éléments rotatifs.

   6. Moteur rotatif suivant la revendication 5, c a r a c- t é r i s é en ce que la butée solidaire de l'élément interne est située en avant de la lumière d'admission du carburant en combustion dans la cnambre torique, par rapport au sens de rotation du dit élément interne.

   7. Moteur rotatif suivant la revendication 4, c a r a c - t é r i s é en ce que la lumière d'échappement est située en avant de la lumière d'admission par rapport au sens de rotation de l'anneau interne.

   8. Moteur rotatif suivant les revendications 1 et 5, caractérisé é en ce que les pistons libres ont une section semblable mais légxérement inférieure à la section transversale de la chambre torique.

   9. Moteur rotatif suivant les revendications 5 et 6, c a r a c t é r i s é en ce que les butées d'appui sont fixes sur les éléments rotatifs et constituées par exemple par des épaulenents creusés dans les parois des dits éléments.

   10. Moteur rotatif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le carter du compresseur est solidaire de l'anneau interne.

   11. Moteur rotatif suivant les revendications 1 et 10, caractérisé é en ce que le carter du compresseur se prolonge par une chambre de pré combustion continue communiquant avec la chambre torique par la lumière d'admission du carburant en combustion continue.

   12. Moteur rotatif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'arbre de prise de force soli- daire du carter du compresseur est creux et possède une cavité <Desc/Clms Page number 12> reliée à un conduit d'arrivée du carburant liquide et à un conduit terminé dans la chambre de précombustion par un gicleur.

   13. Moteur rotatif suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé é en ce que dans l'axe de l'arbre creux portant le carter se trouve l'arbre de rotation du compresseur qui est pourvu de bras de liaison à l'anneau externe.

   14. Moteur rotatif suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'un des anneaux rotatifs présente des ajutages sur sa périphérie afin de permettre l'échappement des gaz brûlés à la façon d'une turbine.

   15. Moteur suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé é en ce que les pistons .' libres ont une section radiale rectangulaire et sont pourvus de conduits radiaux et transversaux mettant les faces en communication deux à deux.

   16. Moteur suivant la revendication 11, c a r a c t é - - r--i s é en ce que la chambre de précombustion possède dans sa paroi antérieure un orifice pouvant être ouvert afin de permettre le freinage.

   17. Moteur suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une partie au moins des gaz d'échappement est ramenée dans la paroi double formant le carter du compresseur afin de réchauffer l'air nécessaire à la combustion.

   18. Moteur rotatif suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce que les pistons libres sont flottants dans la chambre torique <Desc/Clms Page number 13> auquel cas ils agissent respectivement et alternativement sur les 41éments rotatifs.

   19. Moteur rotatif à combustion tel que ci-dessus décrit et revendiqué et schématiquement représenté aux dessins ci-annexés.