FR2713283A1

FR2713283A1 - Rotary IC engine with two assemblies

Info

Publication number: FR2713283A1
Application number: FR9314428A
Authority: FR
Inventors: Gil Noel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-11-30
Filing date: 1993-11-30
Publication date: 1995-06-09
Anticipated expiration: 2013-11-30
Also published as: FR2713283B1

Abstract

The engine has two assemblies - one compression and one propulsion - each having two rotors; an inner one acting as a piston and an outer one as a cylinder. One rotor turns inside the other, and is positioned eccentrically relative to it to form an admission and compression chamber in the compression assembly, and an expansion and exhaust chamber in the propulsion assembly. The engine combustion chamber is equipped with a dosing chamber (5) into which the fuel is fed in gas form through an inlet valve (2) which replaces a traditional injector. It also has a heating chamber which converts liquid fuel into gas before it is fed into the combustion chamber. The driven shaft of the engine rotates in needle or ball bearings.

Description

La présente demande de brevet a pour objet de compléter et de perfectionner les brevets NO 1457337 de 1965, NO 7539920, NO 8218312, et NO 8717038, concernant un moteur à pistons rotatifs à explosions constitué de deux groupes, l'un compresseur l'autre propulseur, chaque groupe comprenant deux rotors dont l'un intérieur fait fonction de piston et l'autre extérieur fait fonction de cylindre. Les deux rotors tournent conjointement l'un dans l'autre et sont excentrés l'un par rapport à l'autre, de façon à ce que le rotor-piston touche la voûte du rotor-cylindre en un point x. The purpose of this patent application is to complete and improve the patents NO 1457337 of 1965, NO 7539920, NO 8218312, and NO 8717038, concerning a rotary piston engine with explosions made up of two groups, one compressor the other propellant, each group comprising two rotors, one inside acting as a piston and the other outside acting as a cylinder. The two rotors rotate together and are offset from each other, so that the rotor-piston touches the roof of the rotor-cylinder at a point x.

L'excentricité des deux rotors définit, pour le compresseur la chambre d'admission et la chambre de compression et, pour le propulseur la chambre de détente et la chambre d'échappement.The eccentricity of the two rotors defines, for the compressor the inlet chamber and the compression chamber and, for the propellant the expansion chamber and the exhaust chamber.

Les perfectionnemenX apportés à ce moteur concernent
a) Un dispositif permettant à la chambre d'explosion de rester vide d'air comprimé avant de recevoir le carburant.
b) Un dispositif de soupape à la place d'un injecteur pour faire entrer le carburant dans la chambre d'explosions.The improvements made to this engine concern
a) A device allowing the explosion chamber to remain empty of compressed air before receiving the fuel.
b) A valve device in place of an injector to bring the fuel into the explosion chamber.

-c) Un dispositif consistant à façonner une chambre-doseuse à l'intérieur de la chambre d'explosions, afin d'utiliser un carburantgazeux.
d) Un dispositif pour transformer un carburant liquide en carburant gazeux avant son introduction dans la chambre d'explosions.
e) Une façon d'incliner la buse d'échappement afin de bénéficier en totalité de la réaction des gaz d'échappement.
f) Un procédé consistant à placer sur l'arbre-moteur et sur le cylin-) dre tournant des roulements à éléments multiples, tels que des roulements à aiguilles ou à billes.
g) Un procédé consistant à faire circuler de l'air atmosphérique entraînant l'huile de lubrification à l'intérieur des pistons.
h) Un procédé consistant à faire les barrettes extensibles vers les flasques et vers la voûte du cylindre.
i) Un procédé consistant à faire les rotules des pistons extensibles vers les flasques du cylindre et vers les machoires des pistons.-c) A device consisting in shaping a metering chamber inside the explosion chamber, in order to use a gaseous fuel.
d) A device for converting liquid fuel into gaseous fuel before it is introduced into the explosion chamber.
e) A way of tilting the exhaust nozzle in order to benefit fully from the reaction of the exhaust gases.
f) A process consisting in placing multiple-element bearings, such as needle or ball bearings, on the motor shaft and on the rotating cylinder.
g) A process consisting in circulating atmospheric air entraining the lubricating oil inside the pistons.
h) A process consisting in making the extendable bars towards the flanges and towards the arch of the cylinder.
i) A process consisting in making the ball joints of the pistons extendable towards the flanges of the cylinder and towards the jaws of the pistons.

La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnée à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant des dessins que du texte faisant, bien entendu, partie de la dite invention. The description which follows with reference to the appended drawings, given by way of nonlimiting example, will make it clear how the invention can be implemented, the features which emerge both from the drawings and from the text, of course, forming part of said invention.

La figure 1 représente, en coupe B-B, la chambre-doseuse dans la périphérie du cylindre, avec les soupapes d'air comprimé et de carburant gazeux. Figure 1 shows, in section B-B, the metering chamber in the periphery of the cylinder, with the compressed air and gaseous fuel valves.

La figure 2 représente, en coupe A-A, les deux soupapes d'air comprimé et de carburant gazeux et la chambre-doseuse. Figure 2 shows, in section A-A, the two compressed air and gaseous fuel valves and the metering chamber.

La figure 3 représente le bloc tournant quand le piston est à la position de début d'introduction du gaz combustible quand la chambre d'explosions n'est pas encore sous pression d'air comprimé. FIG. 3 represents the rotary block when the piston is in the position for starting the introduction of combustible gas when the explosion chamber is not yet under compressed air pressure.

La figure 4 représente le bloc-moteur tournant quand son piston est à la position de fin d'introduction du gaz combustible et en début d'introduction de l'air comprimé dans la chambre d'explosion. FIG. 4 shows the engine block turning when its piston is in the position for the end of introduction of the combustible gas and at the start of the introduction of the compressed air into the explosion chamber.

La figure 5 représente le dispositif de transformation d'un carbuburant liquide en gaz avant son introduction dans la chambre d'explosions. FIG. 5 represents the device for transforming a liquid fuel into gas before it is introduced into the explosion chamber.

La figure 6 représente le bloc moteur sur lequel l'on voit : a) les roulements à aiguilles portant l'arbre-moteur et les pistons et les roulements à aiguilles portant le cylindre tournant, b) les dispositifs de circulation de l'air atmosphérique et du lubrifiant, c) les barrettes. FIG. 6 represents the engine block on which we see: a) the needle bearings carrying the motor shaft and the pistons and the needle bearings carrying the rotating cylinder, b) the devices for circulation of atmospheric air and lubricant, c) the bars.

:Les figures 7 à 11 représentent une-barrette. : Figures 7 to 11 show a bar.

Les figures 12 à 15 représentent une rotule-de piston. Figures 12 to 15 show a ball joint.

La figure 16 représente le bloc tournant où l'on voit les barrettes, un des deux segments circulaires, et la rotule de piston. Figure 16 shows the rotating block where we see the bars, one of the two circular segments, and the piston ball.

Nomenclature des mécanismes qui nous intéressent ici
1 Soupape d'admission d'air comprimé.List of mechanisms that interest us here
1 Compressed air intake valve.

2 Soupape d'admission du gaz combustible. 2 Fuel gas inlet valve.

3 Tuyauterie d'arrivée du gaz combustible. 3 Fuel gas inlet pipe.

4 Réservoir à air comprimé. 4 Compressed air tank.

5 Chambre doseuse du gaz combustible. 5 Fuel gas metering chamber.

6 Chambre chauffante. 6 Heating room.

7 Injecteur de carburant liquide, injectant dans la chambre chauffante. 7 Liquid fuel injector, injecting into the heating chamber.

8 Détendeur-réducteur-accélérateur-décélérateur, permettant de régler
le débit du gaz combustible dans la chambre doseuse.8 Regulator-reducer-accelerator-decelerator, used to adjust
the flow of combustible gas in the metering chamber.

9 Tuyauterie d'arrivée du carburant liquide. 9 Liquid fuel inlet piping.

10 Buse d'échappement. 10 Exhaust nozzle.

11 Roulements portant l'arbre-moteur et les pistons. 11 Bearings carrying the motor shaft and the pistons.

12 Roulements portant le cylindre tournant. 12 Bearings carrying the rotating cylinder.

13 Rotule de piston. 13 Piston ball joint.

14 Ressorts faisant appuyer entre les flasques. 14 Springs pressing between the flanges.

15 Barrettes. 15 Bars.

16 Ressorts faisant appuyer sur la voûte du cylindre. 16 Springs pressing on the cylinder roof.

17 Ressorts faisant appuyer contre le coulisseau et contre les mâchoires
de pistons. 17 Springs pressing against the slide and against the jaws
pistons.

18 Ailettes produisant la circulation d'air et d'huile le long de
la ligne d'arbre.18 fins producing air and oil circulation along
the tree line.

19 Flasques du cylindre. 19 Cylinder flanges.

20 Mächotres des pistons. 20 piston pistons.

21 Segments cylindriques. 21 Cylindrical segments.

Fonctionnement de ces dispositifs
Quand le piston du moteur se trouve dans la position de la figure 3, la chambre doseuse 5 est complètement vide d'air comprimé, celui-ci n'ayant pas encore remplit la chambre d'explosion. C'est à ce moment là que la soupape 2 de gaz combustible s'ouvre, permettant l'admission du gaz, qui entre dans la chambre doseuse vide avec une légère pression, celle-ci étant fonction de la force que l'on désire donner à l'explosion.How these devices work
When the engine piston is in the position in FIG. 3, the metering chamber 5 is completely empty of compressed air, the latter not having yet filled the explosion chamber. It is at this time that the fuel gas valve 2 opens, allowing the admission of gas, which enters the empty metering chamber with a slight pressure, this being a function of the force which is desired give the explosion.

Cette pression peut donc varier, par exemple, de 0,2 à 1 bar, si l'on veut ralentir le moteur, l'on descend la pression à 0,2 ou moins, et si l'on veut accélérer le moteur,"l'on monte la pression à 1 bar ou plus. Le gaz arrive à la soupape 2 par la tuyauterie 3.This pressure can therefore vary, for example, from 0.2 to 1 bar, if we want to slow down the engine, we lower the pressure to 0.2 or less, and if we want to accelerate the engine, " the pressure is raised to 1 bar or more. The gas arrives at valve 2 via piping 3.

Le piston du moteur continuant à tourner, arrivant à la position de la figure 4, la soupape 2 de gaz combustible se ferme et, tout de suite.après, la soupape 1 d'admission d'air comprimé - qui se trouve dans le réservoir à air comprimé 4 - s'ouvre, permettant le mélange de l'air comprimé avec le gaz combustible. Ensuite, quand le piston se trouve au point d'explosion déterminé par l'opérateur, la soupape 1 se referme et simultanément l'explosion se produit déclenchée par la source d'ignition adéquate, c'est-à-dire, soit par l'allumage électrique, soit par l'allumage spontané par l'effet d'une très grande compression. The piston of the engine continuing to rotate, arriving at the position of figure 4, the valve 2 of combustible gas closes and, immediately., The valve 1 of admission of compressed air - which is in the tank compressed air 4 - opens, allowing the compressed air to mix with the combustible gas. Then, when the piston is at the explosion point determined by the operator, the valve 1 closes and simultaneously the explosion occurs triggered by the appropriate ignition source, that is to say, either by l electric ignition, either by spontaneous ignition by the effect of very great compression.

La chambre chauffante 6, chargée de transformer le carburant liquide en gaz, fonctionne de la façon suivante, elle reçoit les injections de carburant par la tuyauterie 9 et l'injecteur 7, puis le gaz qui en résulte passe par le détendeur-réducteur-accélérateur-décélérateur 8, lui permettant ainsi d'arriver, par la tuyauterie 3, à la soupape 2 d'admission de gaz combustible avec la pression voulue par l'opérateur qui, à l'aide d'une commande a déterminé cette pression, donc l'accélération ou la décélération du moteur. The heating chamber 6, responsible for transforming liquid fuel into gas, operates as follows, it receives the fuel injections through the piping 9 and the injector 7, then the resulting gas passes through the regulator-reducer-accelerator -decelerator 8, thus allowing it to arrive, via the piping 3, at the fuel gas intake valve 2 with the pressure desired by the operator who, using a command has determined this pressure, therefore engine acceleration or deceleration.

La chambre chauffante reçoit les injections de carburant réglées pour y avoir une certaine pression voulue en fonction de la quantité de gaz dont le moteur a besoin à un moment donné. Par exemple, lorsque la pression dans la chambre chauffante devient supérieure à la pression voulue du moment, un dispositif automatique réduit la quantité de carburant à chaque injection, si au contraire, la pression dans la chambre chauffante devient inférieure à la pression voulue, le dispositif automatique augmente la quantité de carburant à chaque injection, par conséquent, la pression voulue dans la chambre chauffante reste invariable. The heating chamber receives the injections of fuel adjusted to have a certain desired pressure according to the quantity of gas which the engine needs at a given moment. For example, when the pressure in the heating chamber becomes higher than the desired pressure at the time, an automatic device reduces the amount of fuel at each injection, if on the contrary, the pressure in the heating chamber becomes lower than the desired pressure, the device automatic increases the quantity of fuel with each injection, therefore, the desired pressure in the heating chamber remains unchanging.

Le rôle du détendeur c'est, d'une part de réduire la pression invariable de la chambre chauffante et, d'autre part de doser cette pression selon la vitesse de rotation que l'on désire donner au moteur. The role of the regulator is, on the one hand to reduce the invariable pressure of the heating chamber and, on the other hand to measure this pressure according to the speed of rotation that one wishes to give to the engine.

Le détendeur est donc l'accélérateur-décélérateur du moteur qui est commandé, soit automatiquement, soit par l'opérateur à distance à l'aide d'une manette de commande. Par exemple, si'l'on veut accélérer le moteur, on donne plus de pression au gaz, donc on en augmente la quantité et la force du moteur et, si au contraire l'on veut décélérer le moteur, on donne moins de pression au gaz, donc on en diminue la quantité et la force du moteur.The regulator is therefore the accelerator-decelerator of the engine which is controlled, either automatically or by the remote operator using a control lever. For example, if we want to accelerate the engine, we give more pressure to the gas, so we increase the quantity and the force of the engine and, if on the contrary we want to decelerate the engine, we give less pressure gas, so we decrease the quantity and the force of the engine.

Ce système de moteur se prêtant à ce procédé, du fait que son cylindre est tournant, il a été monté la buse 10 d'échappement des gaz brûlés inclinée afin de pouvoir bénéficier au maximum de la force de réaction des gaz d'échappement. This engine system lends itself to this process, because its cylinder is rotating, the exhaust nozzle 10 for the burnt gases has been mounted inclined in order to be able to benefit as much as possible from the reaction force of the exhaust gases.

Dans ce système de moteur, il a été monté sur son arbre-moteur et dans son cylindre tournant - comme on le voit sur la figure 6 - des roulements à éléments multiples tels que par exemple des roulements à aiguilles, soit les roulements 11 pour porter l'arbre-moteur, soit les roulements 12 pour porter le cylindre, à la place des roulements à friction traditionnels qui sont utilisés, obligatoirement, dans les paliers de vilebrequins des autres systèmes de moteurs. Bien entendu, l'on peut également y placer des roulements à billes ou des roulements à friction. In this engine system, it has been mounted on its engine shaft and in its rotating cylinder - as can be seen in FIG. 6 - multiple element bearings such as for example needle bearings, i.e. bearings 11 for carrying the engine shaft, or the bearings 12 for carrying the cylinder, instead of the traditional friction bearings which are used, necessarily, in the crankshaft bearings of other engine systems. Of course, one can also place ball bearings or friction bearings there.

Afin de faire circuler de l'air atmosphérique entraînant de surcroît l'huile de lubrification à l'intérieur des pistons et le long de la ligne d'arbre, il a été monté un dispositif consistant à transe former les montants des brides qui maintiennent les pistons sur l'arbremoteur en ailettes 18 pour concrétiser cette circulation d'air atmosphérique et d'huile de lubrification qui doit se aire toujours dans le même sens, en entrant par un côté du moteur et en ressortant de l'autre côté. Cela a deux utilités, lrune étant le refroidissement de l'intérieur des pistons, par réfrigération, dû à la circulation du mélange d'air atmosphérique et d'huile de lubrification froide, l'autre étant la lubrification, des pistons, de l'arbre-moteur et des roulements. In order to circulate atmospheric air, which also carries the lubricating oil inside the pistons and along the shaft line, a device has been mounted, consisting of trance forming the amounts of the flanges which hold the pistons on the finned motor shaft 18 to give concrete form to this circulation of atmospheric air and lubricating oil which must always go in the same direction, entering on one side of the engine and coming out on the other side. This has two uses, one being the cooling of the interior of the pistons, by refrigeration, due to the circulation of the mixture of atmospheric air and cold lubricating oil, the other being the lubrication, of the pistons, of the motor shaft and bearings.

Afin d'avoir une meilleure étanchéité à l'endroit des barrettes,
d'une part, pour ce qui concerne l'étanchéité contre les flasques, les
barrettes 15 ont été pourvues de ressorts 14 entre deux parties d'un même
élément, emboîtés l'unedans l'autre par un tenon dans l'uneet une mortaise
dans l'autre, pour permettre à chacun de ces quatre éléments que comporte
la barrette de s'appuyer latéralement contre les flasques pour exclure
toutes fuites en ces points, d'autre part; pour ce qui concerne l'étanchéi
té, quand la barrette touche la voûte du cylindre et-l'étanchéité~à la base
de la barrette, les ressorts 16 exercent une pression contre la voûte du
cylindre et contre les segments cylindriques 21 et le quatrième élément
de la barrette qui est aussi chargé de pousser les deux segments cylindri
ques contre leur flasque respectif, ce qui élimine toutes fuites en ces
points.In order to have a better seal at the location of the bars,
on the one hand, with regard to sealing against the flanges, the
bars 15 have been provided with springs 14 between two parts of the same
element, nested one inside the other by a tenon in one and a mortise
in the other, to allow each of these four elements that comprises
the bar to lean laterally against the flanges to exclude
any leaks at these points, on the other hand; regarding waterproofing
tee, when the bar touches the roof of the cylinder and the sealing ~ at the base
of the bar, the springs 16 exert pressure against the arch of the
cylinder and against the cylindrical segments 21 and the fourth element
of the bar which is also responsible for pushing the two cylindrical segments
ques against their respective flange, which eliminates all leaks in these
points.

Afin d'avoir une meilleure étanchéité à l'endroit des rotules
13 de pistons, d'une part pour ce qui concerne l'étanchéité contre les
flasques, chaque demi-rotule est pourvue de ressorts 14 entre deux parties
d'un même élément emboîtét l'ure dans l'autre par un tenon dans l'une et
une mortaise dans l'autre pour permettre à chacun de ces éléments de
s'appuyer latéralement contre les flasques pour exclure toutes fuites
en ces points, d'autre part, pour ce qui concerne l'étanchéité contre le
coulisseau et contre les macholres 20 des pistons, la demi-rotule côté
pression a été pourvue de ressorts 17 qui exercent une pression contre le
coulisseau et contre la dachoîre du piston pour exclure toutes fuites en
ces points.In order to have a better seal at the place of the ball joints
13 pistons, on the one hand as regards sealing against
flanges, each semi-ball joint is provided with springs 14 between two parts
of the same element fitted the urea into the other by a tenon in one and
a mortise in the other to allow each of these elements to
lean laterally against the flanges to exclude any leaks
at these points, on the other hand, with regard to sealing against the
slide and against the pistols 20 pistons, the half-ball joint side
pressure has been provided with springs 17 which exert pressure against the
slide and against the piston backing to exclude any leaks
these points.

I1 va de soi que la présente invention a été décrite ci-dessus
à titre explicatif mais nullement limitatif et qu'on pourrait y apporter
toutes modifications de détail sans sortir de son cadre. It goes without saying that the present invention has been described above.
by way of explanation but in no way limitative and which we could bring to it
all modifications of detail without departing from its scope.

Claims

1 Rotary motor made up of two groups, one compressor the other propellant, each group comprising two rotors, one inside acts as a piston and the other outside acts as a cylinder, the two rotors turning together one in the other and being eccentric relative to each other, so that the rotor-piston touches the roof of the rotor-cylinder at a point x, so that the eccentricity of the two rotors defines, for the compressor, the intake chamber and the compression chamber and for the propellant, the expansion chamber and the exhaust chamber, characterized, in that it has been mounted, in the explosion chamber, a chamber- metering (5), in that the gaseous fuel is introduced with a valve (2), in that multiple element bearings (11) have been placed on the motor shaft and (12) in the rotary cylinder, in that a device (18) has been mounted for circulating atmospheric air inside d es pistons, in that we made the extendable bars (15), in that we made the ball joints of the pistons (13) extensibtes.

2 rotary engine according to claim 1, characterized in that it has been mounted in the explosion chamber a metering chamber (5) for receiving the calibrated doses of gaseous fuel while the metering chamber is still empty of air compressed, it only comes in after.

3 Rotary engine according to claims 1-2, characterized in that the gaseous fuel intake valve (2) has been mounted, in this engine system, in place of a traditional injector, this being made possible by the fact that there is no pressure in the chamber yet at the time of fuel introduction.

4 Rotary motor according to claims 1-2-3, characterized in that there is mounted a heating chamber device (6) responsible for transforming a liquid fuel into gas, before introducing it into the room. 'exploits.

5 Rotary motor according to claim 1, characterized in that it has been mounted on its motor shaft and in its rotating cylinder needle or ball bearings (11) and (12), replacing ------ traditional friction bearings.

6 rotary motor according to claim 1, characterized in that it has been mounted on the motor shaft, a device consisting of transforming the amounts of the flanges which hold the pistons on the motor shaft into fins (18) to make circulate, along the motor shaft, atmospheric air entraining the lubricating oil, which enters on one side of the engine and exits on the other side after having cooled and lubricated the interior of the pistons.

7 rotary motor according to claim 1, characterized in that the bars (15) of the pistons have been mounted extendable, towards the flanges of the cylinder, towards the arch of the cylinder and towards the cylindrical segments (21), this being embodied, firstly, by the fact that each bar has been divided into four elements, each being itself divided into two parts, one of which has a tenon which enters the mortise of the other, each being pushed against the flanges of the cylinder by the springs (14), on the other hand, the springs (16) exert a pressure against the arch of the cylinder and against the cylindrical segments (21) as well as against the fourth element of the bar which is also responsible for pushing the two cylindrical segments against their respective flanges, by the springs (14).

8 Rotary motor according to claim 1, characterized in that each half-ball joint (13) of the piston is mounted extendably, towards the slide, towards the flanges and towards the jaws of the piston, this being embodied in the fact that, from a hand, each half-ball joint element is divided into two parts, one of which is made with a tenon which slides in the wall mortise, each of these parts being pushed against their respective cylinder flange by the springs (14), d on the other hand, the half-ball which is on the side of the pressure (gases for the propellant and compressed air for the compressor), is made of two elements, one of these elements is supported and slides against the slide, the other element rests and pivots against the jaw of the piston and, as it has been placed between the two elements the springs (17), these allow the whole of the ball joint to exert a pressure, on both sides of the slide and the piston jaw.