FR2778430A1

FR2778430A1 - Moteur a combustion interne rotatif sans pistons

Info

Publication number: FR2778430A1
Application number: FR9805875A
Authority: FR
Inventors: Renaud Marc Bruno Chauvin
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-05-11
Filing date: 1998-05-11
Publication date: 1999-11-12

Abstract

Moteur à explosion rotatif sans pistons. Ce moteur possède un ou plusieurs cylindres à combustion (2) et (14) tournant autour d'un axe, l'arbre moteur (6). Ces cylindres sont sans pistons, la compression étant réalisé par un dispositif externe aux cylindres, formé d'une pompe à air comprimé, permettant de comprimer l'air du mélange de carburant destiné aux cylindres (2) et (14). L'air sous pression issu de la pompe à air comprimé arrive par un système de tuyauterie (7) et (8) dans les cylindres à combustion (2) et (14) à chaque ouverture de la soupape d'admission (13) mue par une came (5). Le carburant est injecté au même moment par l'injecteur (10) commandé par la came (5), l'explosion se produisant soit par embrasement spontané, soit à l'aide d'une étincelle de bougie. Ce moteur selon l'invention est destiné à remplacer le moteur à combustion interne actuel, dans tous les domaines et tous les secteurs d'activité où il est employé. Cf la figure pour l'abrégé.

Description

DESCRIPTION DE L'INVENTION

Domaine technique de l'invention Moteurs ou moteurs thermiques à explosion ou moteurs à combustion

interne ou dispositif de production d'énergie motrice.

Etat de la technique antérieure

Les moteurs thermiques à explosion actuels (dit aussi à combus-

tion interne) utilisent cylindres et pistons afin de: - comprimer le carburant ou une partie du carburant (moteur diesel) dans le cylindre à combustion pendant la phase de compression; - fournir le temps moteur pendant la phase d'explosion; - refouler les gaz brûlés pendant la phase d'échappement;

- aspirer les gaz pendant la phase d'admission.

La plupart des moteurs thermiques actuels utilisent les mouve-

ments alternatifs de pistons qui transmettent leur énergie, par

l'intermédiaire de bielles et d'un vilebrequin, à un arbre mo-

teur. Quelques moteurs se passent de bielles et de vilebrequin car le

mouvement transmis par le moteur n'est pas alternatif, mais ro-

tatif grâce à un piston lui-même rotatif. Ils présentent un avan-

tage certain sur les moteurs alternatifs sur beaucoup de plan.

Pourtant les moteurs à piston rotatif utilisés dans le secteur automobile n'ont pas eu le succès escompté pour des raisons liées en particulier aux problèmes de réalisation et de fonctionnement

posés par le piston rotatif.

Le moteur rotatif, objet de l'invention, ne possède pas de pis-

ton, et élimine de ce fait tous les problèmes qui y sont liés.

Exposé de l'invention

PRINCIPE

Le moteur à explosion, objet de l'invention et de la présente demande de brevet: - 2 -

- est constitué d'un ou plusieurs cylindres à combustion mo-

biles, tournant autour d'un axe, l'arbre moteur;

- se passe de pistons dans les cylindres à combustion pour com-

primer le carburant, la compression n'étant pas réalisé par le travail de pistons mais par un dispositif externe aux cy- lindres; - se passe de ce fait de vilebrequin et de bielles, puisque le mouvement est rotatif autour de l'arbre moteur et non pas

alternatif comme dans les moteurs classiques à piston (ex-

cepté le moteur rotatif de type Wankel).

C'est un moteur rotatif sans pistons, sans bielles et sans vile-

brequin. Il utilise comme principe de fonctionnement, le principe des tourniquets de jardin servant à arroser les pelouses de jardin (ou aussi des tourniquets ou fontaines lumineuses utilisés dans les feux d'artifice), dont la force motrice est fournie par de

l'eau sous pression.

Rappel: principe du tourniquet de jardin Le tourniquet est formé: - d'un tube rectiligne creux pouvant pivoter autour d'un axe qui lui est perpendiculaire; - de deux tubes rectilignes creux perpendiculaires au premier tube et solidaires de celui-ci, placés à chaque extrémité du premier tube, et dont les ouvertures sont orientées dans la même direction mais en sens contraire. L'axe autour duquel

peut pivoter le premier tube est perpendiculaire au plan for-

mé par les trois tubes. L'eau sous pression circule librement

dans ces trois tubes.

La pression de l'eau circulant dans ces tubes et sa sortie par les ouvertures fait pivoter l'ensemble autour de l'axe suivant le principe bien connu en mécanique de l'action et de la réaction

(conservation de la quantité de mouvement).

(dans les tourniquets utilisés dans les feux d'artifice, les fu-

sées placées au extrémités d'un tube rectiligne font, par la pression des gaz qu'elles dégagent, pivoter celui-ci autour d'un axe perpendiculaire au plan formé par le tube rectiligne et les fusées) * Moteur à explosion objet de l'invention Il utilise le principe du tourniquet, la pression des gaz dégagés

par l'explosion remplaçant la pression de l'eau.

-3- Dans le moteur à explosion considéré, deux cylindres à combustion (2) et (14), dont l'ouverture est orientée dans la même direction mais en sens contraire, remplacent les deux tubes rectilignes creux perpendiculaires du tourniquet de jardin. Un bloc cylindre (11) pouvant pivoter autour d'un axe, arbre moteur (6), tient lieu de premier tube. Ce bloc cylindre (11) maintient de manière rigide les deux cylindres à combustion (2) et (14) et est capable d'amener le mélange de carburant (air + carburant) sous pression

dans les deux cylindres à combustion (2) et (14).

L'explosion alternative du carburant sous pression dans les deux cylindres à combustion (2) et (14), le dégagement de gaz sous pression qui en résulte, et la sortie du gaz brûlé après explosion par les ouvertures des cylindres remplacent le travail de l'eau dans le tourniquet, et fait tourner le bloc cylindre (11) autour

de son axe, l'arbre moteur (6), perpendiculaire à l'axe des cy-

lindres. Ce type de moteur peut fonctionner avec un nombre quelconque de

cylindres à combustion. A titre d'exemple, pour un moteur fonc-

tionnant avec deux cylindres, le fonctionnement par cylindre est le suivant (le cylindre (14) est pris en exemple): - l'air comprimé est amené sous pression dans le cylindre à combustion (14) à chaque ouverture de la soupape d'admission (13) mue par une came (5) (et rappelée par un ressort (15)

à sa position d'origine), la compression de l'air étant as-

suree par une pompe à air comprimé (22) (ou compresseur d'air) externe au cylindre à combustion (14) mais relié à

lui par une tuyauterie (7) et (8), un dispositif compris en-

tre la pompe à air comprimé (22) et le cylindre à combustion (14), le détendeur (21), se chargeant de délivrer la bonne pression d'admission dans le cylindre à combustion (14). Cet

air comprimé chasse les gaz brûlés lors du cycle précédent.

Au démarrage, un démarreur électrique permet, comme sur les

moteurs classiques, de mettre en route le moteur, en le fai-

sant tourner autour de son axe, afin que la came (5) repousse

la soupape d'admission (13), et que l'air sous pression puis-

se venir dans le cylindre à combustion (14).

- le carburant (gazole, essence, GPL, alcool ou tout autre type

de carburant permettant de réaliser une explosion) est aus-

sitôt injecté dans le cylindre à combustion (14) au moyen d'un injecteur (10) (ou pompe à injection), se mélange à l'air et explose: - soit par embrasement spontané, la pression du mélange étant suffisante; - soit à l'aide d'une bougie fixée à la sortie du cylindre à combustion (14) produisant une étincelle électrique de

manière synchronisée à l'apparition du mélange dans le cy-

lindre. - le cylindre à combustion (14) sous l'effet de l'explosion et

de la pression et de l'échappement des gaz dégagés par l'ex-

plosion, entraîne le bloc cylindre (11) en rotation autour

de son axe et donc aussi l'arbre moteur (6) qui lui est so-

lidaire. - la soupape d'admission (13), du fait de la course de la came (5), est rappelée par le ressort (15) et obture l'entrée du cylindre à combustion (14), empêchant l'air sous pression de

rentrer. Un nouveau cycle peut recommencer.

Dans le cas de plusieurs cylindres, ce cycle se produit suc-

cessivement sur chacun des cylindres, la forme de la came

étant définie pour ce faire.

L'accélérateur, dans ce type de moteur, agit à la fois sur 1'

injecteur (10) et sur le détendeur (21).

Lorsque l'on accélère, l'injecteur fournit plus de carburant, et

le détendeur un débit d'air plus grand.

Lorsque l'on décélère, l'injecueur (10) fournit moins de carbu-

rant, et le détendeur (21) un débit d'air moins grand.

Le bloc cylindre (11) est enfermé dans un bloc moteur permettant de recueillir les gaz d'échappement et de les canaliser vers des

trous du bloc moteur, par lesquels les gaz s'échappent vers l'ex-

térieur (pot d'échappement ou turbo-compresseur). Ce bloc moteur sert aussi à insonoriser l'ensemble du moteur en confinant le bloc cylindre (11) et les bruits d'explosion qu'il génère et éventuellement à récupérer de l'énergie (turbo-compresseur) pour

les besoins de la pompe à air comprimé (22).

La pompe à air comprimé (22) prend son énergie soit: - directement mécaniquement sur l'arbre moteur (6) grâce à un système d'engrenage;

- indirectement par l'intermédiaire d'une dynamo mue par l'ar-

bre moteur (6) et fournissant à un moteur électrique de l'é-

nergie électrique pour actionner la pompe.

Elle peut aussi récupérer une part d'énergie du turbo-compres-

seur. Cette pompe à air comprimé (22) est reliée à la tuyauterie donnant

accès au cylindre à combustion (14) par l'intermédiaire d'un dé-

tendeur (21) permettant de délivrer dans la chambre à air sous

pression (4), la bonne pression d'admission dans les cylindres.

- La chambre à air sous pression (4), tampon entre la pompe à air comprimé (22) et les cylindres à combustion (2) et (14), joue le rôle de volant d'inertie (ou de régulateur) quant à la pression

de l'air délivrée dans les cylindres, mais est facultative.

Le détendeur (21) est un dispositif munis de soupapes permettant de recevoir en entrée de l'air sous pression et de fournir à sa

sortie de l'air à une pression déterminée (il utilise la techni-

que des détendeurs utilisés en plongée sous marine dans les sca-

phandres autonomes).

Pour le reste, ce moteur emprunte aux moteurs classiques les

constituants nécessaires à son fonctionnement (par exemple le dé-

marreur électrique, le réservoir de carburant relié à l'injecteur par une tuyauterie, etc...), constituants ne faisant pas partie de l'invention, et dont le fonctionnement et l'utilité, ainsi que

la représentation sur les schéma (sauf pour des raisons de com-

préhension) ne sont donc pas décrits ici.

MOTEUR DE BASE

La présentation de l'invention se fait suivant ce moteur de base.

Les variantes seront décrites dans des paragraphes appropriés.

Pour l'exemple, ce moteur utilise le principe du moteur Diesel pour la combustion du carburant: introduction de l'air sous pression dans le cylindre à combustion, suivit de l'injection du

gazole sous pression dans le cylindre grâce à une pompe à injec-

tion ou injecteur, le tout à la pression d'embrasement spontané

du mélange de manière à provoquer l'explosion.

PRESENTATION DU BLOC CYLINDRE, DE L'ARBRE MOTEUR, DES CYLINDRES

ET DU BLOC MOTEUR

Le moteur est constitue d'un bloc cylindre (11) plein, servant à

maintenir de manière rigide un ou plusieurs cylindres à combus-

tion (2) et (14) dans lesquels le carburant est introduit et ex-

plose. Ce bloc cylindre (11) possède un axe: l'arbre moteur (6) L'axe longitudinal de chaque cylindre à combustion (2) et (14) se trouve dans le plan du bloc cylindre (11). L'axe longitudinal de chaque cylindres à combustion (2) et (14) est orienté de telle façon, qu'une perpendiculaire à l'arbre moteur (6) et à cet axe

peut être menée.

Les cylindres à combustion (2) et (14) sont équi-répartis autour

de l'arbre moteur (6) et orientés de manière à ce que, sous l'ef-

fet de l'explosion du carburant, ils entraînent le bloc cylindre

(11) dans un même sens de rotation.

Sous l'effet de l'explosion du carburant dans les cylindres à combustion (2) et (14), le bloc cylindre (11) se met en rotation

entraînant l'arbre moteur.

Le bloc cylindre (11) est entouré du bloc moteur chargé de con-

tenir les gaz d'échappement issu des cylindres à combustion (2) et (14). Ce bloc moteur est percé d'orifices permettant la sortie

des gaz d'échappement.

Sur les figures, pour ne pas compliquer le dessin, on a représenté

un bloc cylindre percé de deux cylindres à combustion seulement.

Dans la suite, pour les exemples, on se basera donc sur des fi-

gures comprenant deux cylindres, et cela pour un carburant com-

posé d'un mélange air gazole. Le bloc moteur n'a pas été représenté.

EXECUTION

Pour que ce moteur fonctionne, de l'air comprimé doit être in-

troduit dans les cylindres à combustion (2) et (14) par une pompe

à air comprimé (22) ou compresseur d'air.

Le reste du carburant est injecté alors dans les cylindres à com-

bustion (2) et (14), l'explosion se faisant suivant le type de carburant (essence, GPL ou gazole):

- soit spontanément du fait d'une pression suffisante (prin-

cipe des moteurs diesel), - soit à l'aide d'un point incandescent (décharge électrique)

s'allumant x millièmes de secondes après l'admission du car-

burant dans les cylindres, provoquant ainsi l'explosion.

Démarrage

Au démarrage, la pompe à air comprimé (22) fonctionnant électri-

quement est alimenté par la batterie. Lorsque le moteur est lancé par le démarreur électrique (c'est-à-dire que les cylindres à

combustion (2) et (14) se mettent à tourner), la pompe à air com-

primé (22) est alimenté en énergie par le moteur lui-même (soit

en énergie électrique grâce à une dynamo, soit en énergie méca-

nique par une transmission à engrenage qui récupère l'énergie du moteur sur l'arbre moteur (6) afin de faire fonctionner la pompe

à air comprimé (22)).

-7 La pompe à air comprimé (22) comprime l'air externe. Un détendeur à la sortie de la pompe à air comprimé (22) fournit l'air comprimé

sous une pression constante et adéquate aux cylindres à combus-

tion (2) et (14).

L'air comprimé en sortie du détendeur (21) est introduit en tête des cylindres à combustion (2) et (14) au moment o les soupapes d'admission (1) et (13) de l'air dans les cylindres le permet (les soupapes sont guidées par une came comme dans les moteurs

classiques permettant ou interdisant l'admission d'air).

Au même moment le carburant (gazole) est injecté dans un des deux cylindres à combustion (2) et (14) au moyen d'un injecteur (10) (comme dans les moteurs diesel). L'ordre d'injection est donné par la came (5) déjà utilisée pour faire fonctionner les soupapes

d'admission (1) et (13) de l'air comprimé.

- si le carburant est constitué de gazole: le mélange du car-

burant avec l'air comprimé à une pression supérieure à la pression d'embrasement spontané du mélange air-gazole fait

exploser le carburant.

- si le carburant est constitué d'essence: la décharge d'une

bougie fait exploser le mélange air-essence.

Explosion ou phase moteur La pression et l'échappement des gaz dégagés par l'explosion du carburant dans les cylindres à combustion (2) et (14) entraîne

le bloc cylindre (11) et l'arbre moteur (6) en rotation.

Echappement Le carburant n'est plus injecté dans les cylindres à combustion (2) ou (14), mais l'air sous pression continue de l'être pendant un certain temps grâce à la came (5) qui continue de maintenir

une des deux soupapes d'admission (1) et (13) en position ouver-

te. Ceci permet de chasser les gaz brûlés.

Admission-compression La soupape d'admission (1) (respectivement (13)) ferme l'arrivée

d'air sous pression dans le cylindres à combustion (2) (respec-

tivement (14)) grâce au rappel du ressort (3) et (respectivement

(9)), la came (5) ne comprimant plus le ressort (3) et (respec-

tivement (9)).

-- 8 --

Au prochain cycle la came (5) permet l'ouverture de la soupape d'admission (13) (respectivement (1)). L'air sous pression est

admis dans le cylindres à combustion (14) (respectivement (2)).

(il n'y a pas de phase de compression proprement dite puisque l'air et le carburant arrive déjà sous pression dans les cylin-

dres), l'injecteur (10) (respectivement (19)) injecte le carbu-

rant dans le cylindres à combustion (14) (respectivement (2)) et

une phase d'explosion ou phase moteur recommence.

Les phases d'admission-compression, d'explosion et d'échappement se succèdent dans un temps très bref. Les quatre temps moteurs des moteurs classiques sont ici quasi simultanés. La figure 4

donne une illustration du déroulement de l'exécution.

MODE DE REALISATION DE L'INVENTION

Les dessins de la figure 1, de la figure 2, de la figure 3 et de la figure 4 présentent un moteur, objet de l'invention, à deux cylindres. Sur la figure 1 on voit apparaître en coupe: - les deux cylindres à combustion (2) et (14);

- le bloc cylindre (11) maintenant rigidement les deux cylin-

dres à combustion (2) et (14); - l'arbre moteur (6) autour duquel tourne le bloc cylindre (11); - le tuyauterie d'arrivée d'air sous pression (7) amenant l'air dans la chambre à air sous pression (4); - la chambre à air sous pression (facultative) (4) servant à réguler l'air sous pression; et par cylindres à combustion (2) et (14), ce dernier étant pris en exemple: - le tuyau d'arrivée d'air sous pression (8) amenant l'air de

la chambre à air sous pression (4) dans le cylindre à com-

bustion (14);

- la soupape d'admission (13) permettant lorsqu'elle est re-

poussée par la came (5), de faire communiquer le tuyau d'ar-

rivée d'air sous pression (8) avec le cylindre à combustion (14); - le ressort (15) qui en agissant sur la butée de ressort (9)

permet lorsque la soupape d'admission (13) n'est plus re-

poussée par la came (5) de ramener la soupape d'admission (13) à une position bloquant l'air entre le tuyau d'arrivée d'air sous pression (8) et le cylindre à combustion (14);

- l'injecteur (10) permettant d'injecter, par l'aiguille d'in-

jection de carburant (12) le carburant sous pression dans le cylindre à combustion (14) au moment adéquat, c'est-à-dire lorsque l'air sous pression a été introduit dans le cylindre à combustion (14). L'injecteur (10) est relié à un réservoir de carburant par l'intermédiaire d'une tuyauterie passant à

l'intérieur de l'arbre moteur (6) et au travers du bloc cy-

lindre (11).

Le circuit d'arrivée du carburant à l'injecteur n'est pas

représenté sur les schémas pour ne pas les surcharger.

- la came (5), qui est un dispositif cylindrique de même axe que le bloc cylindre (11), mais fixe. Une excroissance sur le pourtour de ce dispositif cylindrique, dont la forme est

fonction de la durée avec laquelle on veut voir les deux sou-

papes d'admission (13) en position d'ouverture, permet de repousser les deux soupapes d'admission (1) et (13) à tour

de rôle pour permettre l'entrée de l'air sous pression.

Lorsque le bloc cylindre (11) tourne autour de l'arbre moteur (6), la came (5) qui reste fixe repousse alternativement les butées de ressort (3) et (9), ouvrant ainsi alternativement

les soupapes d'admission (1) et (13).

Sur la figure 2 la came (5) n'a pas été représentée de manière à mieux voir les parties cachées par cette came (5) dans la coupe de la figure 1. La coupe de la figure 2 est une coupe suivant le

même plan que celui de la figure 1 mais ramenée au milieu de l'en-

semble du bloc cylindre (11), la came (5) étant légèrement ex-

centrée.

Sur la figure 3 on voit apparaître en coupe:

- la pompe à air comprimé (22) chargée de comprimer l'air ex-

terne, et qui tire son énergie du moteur; - le détendeur (21) intégré ou non à la pompe à air comprimé (22), chargé d'amener l'air sous pression fourni par cette dernière à une pression donnée désirée dans les cylindres à combustion (14); - la tuyauterie d'arrivée d'air sous pression (7) amenant l'air sous pression provenant de la pompe à air comprimé (22)

dans la chambre à air sous pression (4).

- 10 -

Pour le reste les dispositifs, bien que présentés suivant une

coupe différentes, sont les mêmes que dans la figure 1 et ne né-

cessitent pas d'explications supplémentaires.

La réalisation du moteur et de ses variantes ne pose aucun pro-

blème pour des professionnels fabriquant des moteurs à explosion, car elle ne met rien en oeuvre, du point de vue fabrication, qui

ne soit nouveau ou difficile à réaliser.

VARIANTES

variante 1

Cf les figures 1, 2, 3, 4 et 6 pour cette variante.

Moteur fonctionnant à l'air comprimé ou tout autre gaz compres-

sible. L'air comprimé est pris en exemple dans la suite de cet-

te variante.

Le carburant n'est plus constitué d'un produit explosif (air + essence, air + gazole, air + GPL, air + alcool) mais uniquement d'air fortement comprimé. De ce fait, l'injecteur (10) ou (19)

de carburant et la pompe à air comprimé (22) du moteur d'ori-

gine n'existent plus.

L'air comprimé (et donc liquide) est directement délivré à la station service et est stocké dans un réservoir à air comprimé

(25) faisant partie du moteur et résistant aux hautes pres-

sions. Le fond de ce réservoir à air comprimé (25) est consti-

tué d'un piston (27) qui comprime un ressort (26) au fur et à

mesure que la pression augmente dans le réservoir à air com-

primé (25) pendant le remplissage.

Ce système de piston et ressort (ou tout autre moyen permettant le même fonctionnement) assure que la pression interne de l'air dans le réservoir à air comprimé (25) reste constante, au fur et à mesure que l'air s'échappe du réservoir pour aller dans

les cylindres.

L'air comprimé du réservoir à air comprimé (25) par l'interme-

diaire d'un détendeur (21) et d'un tuyauterie (7), (8) et (17)

est amené dans les cylindres à combustion (2) et (14). Les sou-

pape d'admission (1) et (13) des cylindres à combustion (2) et (14) et la came (5) ne sont plus utile dans ce cas. L'air arrive de manière continue dans les cylindres à combustion (2) et (14).

- 11 -

Sa détente dans les cylindres à combustion (2) et (14) donne

le temps moteur.

Ce système applique directement le principe du tourniquet de

jardin, l'air remplaçant l'eau.

variante 2

Cf les figures 1, 2, 3, 4 et 6 pour cette variante.

Moteur fonctionnant sans démarreur électrique.

Idem au moteur de base, mais sans démarreur électrique.

Le démarreur électrique n'existe donc pas et est remplacée par un réservoir à air comprimé (25), l'air étant comprimé dans ce réservoir par la pompe à air comprimé (22) lorsque le moteur

fonctionne (la pompe à air alimente aussi les cylindres à com-

*bustion).

Au démarrage, la pression de l'air dans le réservoir à air com-

primé (25) suffit à faire pivoter le bloc cylindre (11) et à

produire un cycle moteur de manière à lancer le moteur.

* variante 3

Cf les figures 1, 2, 3, 4 et 6 pour cette variante.

Moteur fonctionnant avec un carburant explosif, sans pompe à

air, sans démarreur électrique et sans injecteur.

Idem à la variante 1 mais le réservoir à air comprimé (25) con-

tient aussi du carburant explosif, de manière à assurer une plus grande puissance, à une pression toutefois inférieure à

la pression d'embrasement, ce mélange sous pression étant four-

ni à la pompe des stations service. Il n'y a donc pas d'injec-

teur de carburant, puisque le mélange est déjà réalisé dans le réservoir, et c'est l'étincelle d'une bougie qui fait exploser

ce mélange dans le cylindre.

La pression du carburant dans le réservoir à carburant comprimé (25) est inférieure à la pression d'embrasement spontané du

carburant mais est égale à la pression optimum pour le rende-

ment du moteur.

Au démarrage, la pression du carburant dans le réservoir à car-

burant comprimé (25) suffit à faire pivoter le bloc cylindre

et à produire un cycle moteur.

* variante 4

Cf les figures 1, 2, 3 et 4 pour cette variante.

Moteur fonctionnant sans came de soupapes.

- 12 -

Idem variantes au moteur de base ou à la variante 2 mais les soupapes (1) et (13) ne sont plus mues par une came (5), mais

par un servo-mecanisme piloté par un système électronique.

variante 5

Cf les figures 1, 2, 3 et 4 pour cette variante.

Moteur fonctionnant sans pompe à air, sans démarreur électri-

que, sans bougie et sans injecteur.

Du fait qu'on n'utilise pas de bougies, le mélange de carburant

doit alors être à une pression supérieure à la pression d'em-

brasement spontané du carburant.

On est obligé alors contraint de séparer les deux composant du

mélange dans deux réservoirs indépendant.

Un premier réservoir contenant le gazole (sans air) sous une

pression supérieure à la pression d'embrasement spontané du mé-

lange air gazole et communiquant directement avec les cylindres

par l'intermédiaire d'une soupape mue par une came.

Un deuxième réservoir contenant l'air sous une pression supé-

rieure à la pression d'embrasement spontané du mélange air ga-

zole et communiquant directement avec les cylindres par

l'intermédiaire d'une soupape mue par une came.

L'air et le gazole sont injectés séparément au même moment dans le cylindre, o ils se mélangent pour constituer le carburant,

ce dernier explosant spontanément, la pression étant supérieu-

re à la pression d'embrasement spontané du mélange air gazole.

variante 6

Cf la figure 5 pour cette variante.

Le moteur est toujours rotatif et est sans piston, mais possède un seul cylindre à combustion (2) dans lequel se trouve une

hélice (23) montée sur un arbre moteur (6).

L'air sous pression généré par la pompe à air comprimé (22) entre dans le détendeur (21) qui génère à sa sortie la bonne

pression d'admission dans le cylindre à combustion (2).

L'air à la bonne pression en sortie du détendeur (21) passe par la tuyauterie d'arrivée d'air sous pression (7) et arrive de manière continue dans le cylindre à combustion (2) (il n'y a

donc pas de soupapes en tête du cylindre à combustion).

Le carburant est injecté par l'injecteur (19) dans le cylindre à combustion (2) un laps de temps après la dernière explosion et explose: soit par embrasement spontané, la pression du mélange étant suffisante

- 13 -

- soit à l'aide d'une bougie fixée dans le cylindre à com-

bustion (2) produisant une étincelle électrique de manière synchronisée à l'apparition du mélange dans le cylindre à

combustion (2).

L'hélice (23) sous l'effet de l'explosion, de la pression et

de l'échappement des gaz dégagés par l'explosion dans le cy-

lindre à combustion (2), entre en rotation et entraînant l'ar-

bre moteur (6).

Après l'explosion, les gaz brûlés sont chassés par l'air sous

pression arrivant de manière continue dans le cylindre à com-

bustion (2) et le cycle peut recommencer.

variante 7

Cf la figure 6 pour cette variante.

idem variante 6, mais le moteur fonctionne uniquement à l'air comprimé ou tout autre gaz compressible. L'air comprimé est

pris en exemple dans la suite de cette variante.

(25) faisant partie du moteur et résistant aux hautes pres-

sions. Le fond de ce réservoir est constitué d'un piston (27) qui comprime un ressort (26) au fur et à mesure que la pression

augmente dans le réservoir pendant le remplissage.

Ce système de piston et ressort assure que la pression interne de l'airdans le réservoir à air comprimé (25) reste constante, au fur et à mesure que l'air s'échappe de ce réservoir pour

aller dans le cylindre à combustion (2).

L'air comprimé du réservoir à air comprimé (25) par l'intermé-

diaire d'un détendeur (21) et d'une tuyauterie est amené dans le cylindre à combustion (2). La soupape des cylindres et la

came n'est plus utile dans ce cas. L'air arrive de manière con-

tinue dans le cylindre à combustion (2).

Sa détente dans le cylindre à combustion (2) donne le temps moteur et fait tourner l'hélice (23) qui entre en rotation en

entraînant l'arbre moteur (6).

* variante 8 Idem moteur de base et variantes 1, 2, 3, 4 et 5, mais le ou

les cylindres à combustion sans piston de cette variante, ali-

mentés en carburant selon un dispositif externe aux cylindres (pompe à air (22) et injecteurs (10) et (19)) évoqués dans le moteur de base et les variantes, ne sont pas mobiles et sont situés soit à l'extérieur du bloc cylindre (11), soit au coeur

du bloc cylindre (11) à la place de la chambre à air (4).

- 14 -

L'explosion du carburant dans les cylindres à combustion pro-

duit un dégagement de gaz sous pression qui s'écoule par la

tuyauterie (8) et (17) et par la tuyauterie ouverte vers l'ex-

térieur prenant la place, dans cette variante, des cylindres (2) et (14), mettant en rotation le bloc cylindre (11)

NOUVEAUTE

La nouveauté de la présente invention réside dans:

* l'utilisation d'un dispositif (pompe à air ou compresseur) ex-

terne aux cylindres, et non pas de pistons, pour comprimer tout

(air + carburant) ou partie (air) du mélange de carburant des-

tiné à exploser dans les cylindres; * l'absence donc de pistons dans les cylindres à combustion, pour comprimer tout ou partie du mélange de carburant; * l'utilisation de cylindres sans piston; * l'utilisation de cylindres mobiles organisés autour d'un même

axe de rotation: l'arbre moteur.

De ce fait:

- la compression du carburant n'est pas obtenue par le tra-

vail du piston comprimant le carburant dans le cylindre o se produit l'explosion, mais par un compresseur (du type

existant dans les moteurs diesel et qu'on trouve chez di-

vers équipementiers) indépendant du cylindre et amenant l'air sous pression dans le cylindre (le gazole est injecté

directement dans le cylindre immédiatement après l'admis-

sion de l'air), le reste du carburant étant introduit au

moyen d'une pompe à injection.

- ce n'est pas un moteur à quatre temps. Il n'y a qu'un seul temps car l'admission, la compression, l'échappement et le

temps moteurs se font quasiment simultanément.

En effet l'admission du carburant comprimé (admission +

compression) dans les cylindres chasse les gaz brûlés pré-

cédemment (échappement), l'explosion, puis la détente

(temps moteur) se produisant juste apres.

* l'utilisation éventuelle de cylindres freins orienté en sens

contraire des cylindres moteurs, pour réaliser un frein moteur.

AVANTAGES D'UN TEL SYSTEME

- C'est un moteur rotatif impliquant:

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- moins de vibrations; - plus de souplesse; - moins d'usure de pièces; moins de frottements. - Ce moteur ne possédant ni piston, ni bielle, ni vilebrequin,

ni démarreur électrique (si l'on retient les variantes à ré-

servoirs de carburant), est considérablement allégé, et se

révèle moins encombrant qu'un moteur classique.

- Du fait du poids réduit du moteur et donc du véhicule pouvant supporter ce moteur, la consommation de carburant est plus

intéressante que dans un moteur classique.

- les forces de frottement contraires à la force motrice sont réduites. Il n'existe pas en effet de forces de frottement du piston sur un cylindre, puisque ce moteur est sans piston, ni de force de frottement des bielles et du vilebrequin, puisque ce moteur est sans bielles et sans vilebrequin. De

ce fait le rendement du moteur est meilleur.

- Ce moteur étant constitué de moins de matières et de moins d'éléments est donc moins cher à fabriquer et son entretien se révèle plus facile. Les cas de panne sont moindre que dans

un moteur classique vu que le nombre de pièces est inférieur.

- on peut augmenter la souplesse du moteur à volonté en aug-

mentant le nombre de cylindres.

- Ce moteur peut ne pas posséder de pompe à air comprimé et de détendeur si le mélange de carburant sous la bonne pression

est fourni à la pompe des stations service.

APPLICATION INDUSTRIELLE

Le moteur à explosion objet de l'invention peut remplacer avan-

tageusement le moteur à explosion existant dans l'état de la technique actuelle, dans tous les domaines et tous les secteurs d'activité o il est employé: - secteur de la construction automobile, - de la construction des machines outils, - de la construction navale,

- de la construction aéronautique etc...

en fait toutes les machines utilisant un moteur à explosion ou

nécessitant une énergie mécanique. Cette liste n'est pas ex-

haustive.

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Claims

REVENDICATIONS

1) Dispositif de production d'énergie motrice constitué d'un moteur à un ou plusieurs cylindres (figures 1, 2, 3, 4, 5 et 6), sans pistons, assurant une transmission par un mouvement rotatif

de l'énergie produite par le ou les cylindres vers un arbre mo-

teur, caractérisé par le fait que la compression de tout ou partie du constituant alimentant les cylindres en énergie motrice est

réalisée par un dispositif externe aux cylindres.

2) Dispositif selon la revendication 1) caractérisé par le fait que le moteur est constitué d'un ou plusieurs cylindres à combustion (2) et (14), sans pistons, les cylindres étant rotatif autour d'un axe, l'arbre moteur (6) (figures 1, 2, 3 et 4), et que la compression du carburant dans les cylindres à combustion (2) et (14) est réalisé par un dispositif externe aux cylindres à combustion, dispositif constitué d'une pompe à air comprimé

(22) et d'une tuyauterie d'arrivée d'air sous pression (7) char-

gée d'acheminer l'air de la pompe à air comprimé (22) aux cylin-

dres à combustion (2) et (14), via une chambre à air sous pression

(4) et de tuyaux d'arrivée d'air sous pression (8) et (17).

3) Dispositif selon les revendications 1) et 2) caractérisé

par le fait qu'il comprend un bloc cylindre (11) maintenant ri-

gidement un ou plusieurs cylindres à combustion (les figures sont

basées sur deux cylindres à combustion (2) et (14) pour les be-

soins de l'exemple) et d'un arbre moteur (6) que le bloc cylindre

(11) entraîne en rotation.

4) Dispositif selon les revendications 1) 2) et 3) caracté-

risé par le fait qu'il comprend une pompe à air comprimé (22) chargée de comprimer l'air externe, dispositif qui remplace les

pistons dans leur rôle de compression du carburant dans les cy-

lindres à combustion des moteurs classiques, l'air comprimé étant amené dans les cylindres à combustion (2) et (14) par un système de tuyauterie (8) et (17), lorsque les soupapes d'admission (2) et (13) mues par une came (5) ou pilotées électriquement par un

servo-mécanisme sont ouvertes et que le carburant est injecté al-

ternativement dans les cylindres à combustion (2) et (14) par un

injecteur (10) ou (19).

5) Dispositif selon les revendication 1) 2) 3) et 4) carac-

térisé par le fait que l'admission et l'explosion du mélange d'air et de carburant dans les cylindres à combustion (2) et (14) entraîne le bloc cylindre (11), et de là l'arbre moteur (6), en rotation.

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6) Dispositif selon la revendication 1) caractérisé par le fait que dans la variante présente, le moteur est constitué d'un ou plusieurs cylindres (2) et (14), sans pistons, les cylindres étant rotatif autour d'un axe, l'arbre moteur (6) (figures 1, 2 et 3), et qu'il comprend un bloc cylindre (11) maintenant rigi- dement ce ou ces cylindres, le bloc cylindre (11) entraînant en

rotation l'arbre moteur (6), et que ce moteur fonctionne unique-

ment à l'air comprimé ou avec tout autre gaz compressible et que le gaz compressible directement délivré à la station service est stocké dans un réservoir identique au réservoir à air comprimé (25) de la figure 6 faisant partie du moteur et résistant aux hautes pressions et que le fond de ce réservoir à air comprimé (25) est constitué d'un piston (27) qui comprime un ressort (26) au fur et à mesure que la pression augmente dans le réservoir (25) pendant le remplissage, assurant que la pression interne de l'air dans le réservoir à air comprimé (25) reste constante, au fur et à mesure que l'air s'échappe du réservoir pour aller dans les cylindres (2) et (14). Ce dispositif est caractérisé d'autre

part par le fait que l'air comprimé du réservoir (25) par l'in-

termédiaire d'un détendeur (21) et d'une tuyauterie (7), (8) et (17) est amené dans les cylindres (2) et (14), l'air arrivant de

manière continue dans les cylindres, sa détente dans les cylin-

dres donnant le temps moteur. Ce dispositif est caractérisé d'autre part par le fait que le réservoir à air comprimé (25)

assure la fonction de démarrage du moteur.

7) Dispositif selon la revendication 6) caractérisé par le fait que dans la variante présente, le réservoir à air comprimé (25) contient aussi du carburant explosif, de manière à supprimer la présence de l'injecteur (10) ou (19), l'étincelle d'une bougie faisant exploser ce mélange dans les cylindres à combustion (2)

et (14).

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8) Dispositif selon la revendication 1) caractérisé par le fait que dans la variante présente, le moteur est un moteur à

explosion rotatif et sans piston (figure 5), formé d'un seul cy-

lindre à combustion (2) comprenant à l'intérieur une hélice (23) entraînant un arbre moteur (6) sous l'effet de l'explosion du carburant formé d'air sous pression généré par une pompe à air comprimé (22) externe au cylindre à combustion (2) mais amené dans le cylindre à combustion (2) par l'intermédiaire d'une

tuyauterie d'arrivée d'air sous pression (7) et de carburant in-

jecté dans le cylindre à combustion (2) par un injecteur (19),

explosion produite, suivant le type de carburant, soit par em-

brasement spontané du mélange dans le cylindre à combustion (2),

la pression étant suffisante, soit par l'intermédiaire de l'é-

tincelle produite à l'intérieur du cylindre à combustion (2) par

une bougie.

9) Dispositif selon la revendication 1) caractérisé (figure 6) par le fait que dans la variante présente, le moteur fonctionne uniquement à l'air comprimé (ou tout autre gaz compressible) et que ce moteur est un moteur rotatif et sans piston (figure 5), formé d'un seul cylindre (2) comprenant à l'intérieur une hélice (23) entraînant un arbre moteur (6) sous l'effet de la pression de l'air comprimé, et qu'il possède pour cela un réservoir à air comprimé (25) faisant partie du moteur et résistant aux hautes pressions et que le fond de ce réservoir est constitué d'un piston

(27) qui comprime un ressort (26) au fur et à mesure que la pres-

sion augmente dans le réservoir à air comprimé (25) pendant le remplissage, et que l'air comprimé du réservoir à air comprimé (25) par l'intermédiaire d'un détendeur (facultatif) (21) et d'une tuyauterie est amené dans le cylindre à combustion (2), et que sa détente dans le cylindre à combustion (2) donne le temps moteur et fait tourner l'hélice (23) qui entre en rotation en

entraînant l'arbre moteur (6).

) Dispositif selon les revendications 1) 4) et 5) carac-

térisé par le fait que le ou les cylindres à combustion sans pis-

ton de cette variante, alimentés en air comprimé et carburant selon un dispositif externe aux cylindres (pompe à air (22) et injecteurs (10) et (19)), sont fixes et situés à l'extérieur du

bloc cylindre (11) mais reliés à ce dernier par une tuyauterie.

L'explosion du carburant dans les cylindres à combustion produit un dégagement de gaz sous pression qui s'écoule par la tuyauterie reliant ces derniers au bloc cylindre (11) et par la tuyauterie

(8) et (17) prolongée et ouverte dans cette variante vers l'ex-

térieur du bloc cylindre (11), mettant en rotation le bloc cy-

lindre (11) et l'arbre moteur (6).