WO1982001031A1 - Le moteur a explosion ou a combustion interne birotatif - Google Patents

Le moteur a explosion ou a combustion interne birotatif Download PDF

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WO1982001031A1
WO1982001031A1 PCT/FR1981/000118 FR8100118W WO8201031A1 WO 1982001031 A1 WO1982001031 A1 WO 1982001031A1 FR 8100118 W FR8100118 W FR 8100118W WO 8201031 A1 WO8201031 A1 WO 8201031A1
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M Laporte
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M Laporte
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/30—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F01C1/34—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F01C1/344—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member
    • F01C1/3441—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member the inner and outer member being in contact along one line or continuous surface substantially parallel to the axis of rotation

Definitions

  • the subject of the present invention is a new type of internal combustion or internal combustion engine: the birotative engine.
  • the rotary piston engine is not enduring.
  • the sealing of the combustion chambers is difficult to achieve due to the eccentric and the shape of the stator, and it is difficult to maintain due to the impossibility of lubricating. certain parts of the rotor in contact with the stator without loss of lubricant.
  • the present invention aims to obtain a new type of engines, light and space-saving compared to their power, having a better energy efficiency than the usual internal combustion or combustion engines, having easily machinable parts, of a low cost of returns and requires little maintenance.
  • the birotative motor, object of the present invention is remarkable in that it comprises two rotors one inside the other, having the same speed of rotation, but having parallel axes of rotation not confused. Partitions, retractable in the rotor sealed with the outside of the inside rotor and the inside of the outside rotor of the combustion chambers, which are sealed between them.Therefore, a lubricant can circulate from the inside rotor to the outside rotor via the partitions. combustion chambers during rotation is due to the fact that the two rotors rotate around different axes. Openings are made on the external rotor to allow the evacuation of the lubricant, and others for gas exchange.
  • the engine is also provided with a stator including the two rotors.
  • stator In the stator are made intake lights and exhaust coinciding at a moment of rotation with the openings made on the external rotor for this purpose. Also made in the stator are one or more threaded holes which can receive an ignition or injection device coinciding at a moment of rotation with the gas exchange openings of the external rotor.
  • the stator is adjusted to the external rotor in such a way that it completely obstructs the gas exchange openings over the entire rotation where they are not in coincidence with a light or a threaded hole.
  • the openings made on the external rotor for the evacuation of the lubricant are such that they are never in coincidence with a threaded hole or a light.
  • the stator allows the evacuation and the return to the casing of the
  • object of the present invention further comprises a device for synchronizing the movement of the two rotors, a supply or ignition device, and any other device necessary for the proper functioning of an internal combustion or combustion engine. - internal tion.
  • Figure I is the section of the motor along the plane ⁇ , plane perpendicular to the axis of rotation of the inner rotor.
  • Figure 2 is the section of the motor along the two half planes defined by the axis of rotation of the inner rotor and the two half-lines D and D '.
  • the internal rotor is formed by an axis 8 and three third-rotor 13 fixed to the axis by a fixing device I4
  • the partitions are made up of two parts: the pallet 6 and the shoe 5.
  • the shoe is an articulated piece on the pallet, joining it to the external rotor.
  • the shoe allows the partition to slide on the external rotor by masking the opening for the evacuation of the lubricant 33. the angle allowed by the articulation must be sufficient to avoid any detachment of the shoe of the outer rotor during the relative movement of the inner rotor with respect to the outer rotor.
  • the outer rotor 7 is composed of two bolted parts 22.
  • the interior is cylindrical, fitting onto the inner rotor and the partitions. It is mounted on bearings 21 with a diameter such that the axis of the inner rotor can pass right through during the rotation. It rotates around the geometric axis 9.
  • It is provided on its outer sides with cooling fins and is smooth on its circumference which is cylindrical, except for the necessary space to bolts 22. Openings are made on its periphery to ensure gas exchange. These openings are such that the shoes cannot reach them and that they are never in coincidence with the lubricant discharge circuit.
  • Openings are made in the center of the relative movements of each shoe and on the side of the bolts 22 for the evacuation of the lubricant 33
  • the stator 10 has two bolted portions 23.11 carries the axis of the rotor by means of anti-friction washers 16, the bearings of the external rotor and a device synchronizing the movements of the two rotors 17.
  • the stator leaves a free space on its sides internal and for the passage of the external rotor bolts for the evacuation of the lubricant. On the other hand, it is adjusted to the external rotor so that it obstructs the gas exchange openings during the whole rotation where they are not in coincidence with an inlet light 12 or exhaust II, or with a threaded hole 4 which can receive an ignition or injection device.
  • the lubricant is distributed by a pump located in the casing 25 and through the stator, to the axis of the inner rotor and to two outlets located on the friction surface between the outer rotor and the stator as they are. never coincide with the gas exchange openings. These outlets are located one after the intake and exhaust ports and the other after the threaded hole relative to the direction of rotation of the rotors.
  • the inner rotor shaft distributes the lubricant inside the inner rotor and to the anti-friction washers on the opposite side from which the axle received it.
  • the lubricant distributed to the inner rotor is either evacuated through the bearings of the outer rotor 2I, or is admitted into the partitions through the openings 15 made for this purpose, by centrifugal force passes through the shoes and is evacuated through the openings 33 made for this purpose on the outer rotor. In this way all friction surfaces are lubricated.
  • the friction parts can be fitted with an appropriate set of segments.
  • the lubricant returns to the casing 25 by channels 24.
  • the lubrication circuit is represented by the arrows of small thickness with the exception of the lubricant outlets around the outer rotor. the lubrication circuit is sealed at the axis of the inner rotor by the housings 20 and 26 and by the seals 19 and 27.
  • the rotors rotate in the direction indicated by the arrow V.
  • the combustion chamber 3 is at compression time. When the gas exchange opening is in coincidence with the threaded hole 4, explosion or combustion will occur.
  • the combustion chamber I is at relaxation time.
  • the combustion chamber 2 ends the exhaust time (the exhaust gases are represented by the long fatty arrows).
  • the admission time has started.
  • Fresh gases (represented by short, bold arrows) drive out residual gases.
  • a turbine 31 secured to the axis of the inner rotor, fixed by a bolt 32 and in the casing 30 sucks the fresh gases through the inlet 28 and sends them under pressure to the intake port.
  • the rim 29 of the casing can be used to fix a carburetor or an air filter.
  • the engine is also fitted with all the devices necessary for the proper functioning of an internal combustion or internal combustion engine, devices which are sufficiently known not to be the subject of a description.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Nouveau type de moteurs a explosion ou a combustion interne, comportant deux rotors l'un dans l'autre, le tout dans un stator. Les deux rotors ont la meme vitesse de rotation, mais tournent autour d'axes de rotation differents. Ces axes sont paralleles et non confondus. Des cloisons, escamotables dans le rotor interieur, delimitent avec l'exterieur du rotor interieur et l'interieur du rotor exterieur des chambres de combustion etanches entre elles. De ce fait, un lubrifiant peut circuler du rotor interieur au rotor exterieur par l'intermediaire des cloisons et etre evacue par des ouvertures amenagees sous les cloisons a cet effet. Des ouvertures d'echange de gaz sont pratiquees sur le rotor exterieur, coincidant avec des lumieres d'admission et d'echappement, puis avec un trou filete pouvant recevoir un dispositif d'allumage ou d'injection pratiquees dans le stator a un moment de la rotation. Le stator est ajuste au rotor exterieur de telle facon qu'il obstrue ces ouvertures lorsqu'il n'y a pas coincidence. Le moteur birotatif est egalement muni d'un dispositif de compression des gaz d'admission et de tout autre dispositif necessaire au bon fonctionnement d'un moteur a explosion ou a combustion interne.

Description

LE MOTEUR A EXPLOSION OU A COMBUSTION INTERNE BIROTATIF
La présente invention a pour objet, à titre de produit industriel,un nouveau type de moteurs à explosion ou à combustion interne : le moteur birotatif.
Le moteur à piston rotatif n'est pas endurant,L' étan chéité des chambres de combustion est difficile à réaliser du fait de l'excentrique et de la forme du stator, et elle est difficile à maintenir du fait de l' impossibilité de lubrifier certaines parties du rotor en contact avec le stator sans perte de lubrifiant. La présente invention vise à obtenir un nouveau type de moteurs,légers et peu encombrants par rapport à leur puissance, ayant un meilleur rendement énergétique que les moteurs à explosion ou à combustion interne usuels, ayant des pièces aisément usinables, d'un faible coût de revient et ne demandant que peu d'entretien.
Le moteur birotatif, objet de la présente invention est remarquable en ce qu'il comporte deux rotors l' un dans l 'autre, ayant même vitesse de rotation,mais ayant des axes de rotation parallèles non confondus.Des cloisons, escamotablés dans le rotor intérieur,délimitent avec l'extérieur du rotor intérieur et l'intérieur du rotor extérieur des chambres de combustion étanches entre elles.De ce fait,un lubrifiant peut circuler du rotor intérieur au rotor extérieur par l'intermédiaire des cloisons.La variation de volume des chambres de combustion au cours de la rotation est due au fait que les deux rotors tournent autour d'axes différents. Des ouvertures sont pratiquées sur le rotor extérieur pour permettre l'évacuation du lubrifiant, et d'autres pour les échanges de gaz.Le moteur est également muni d' un stator incluant les deux rotors.Dans le stator sont pratiquées des lumières d'admission et d'échappement coïncidant à un moment de la rotation avec les ouvertures pratiquées sur le rotor extérieur à cet effet.Sont également pratiquées dans le stator un ou des trous filetés pouvant recevoir un dispositif d'allumage ou d'injection coïncidant à un moment de la rotation avec les ouvertures d'échange de gaz du rotor extérieur.Le stator est ajusté au rotor extérieur de telle façon qu'il obstrue totalement les ouvertures d'échange de gaz sur toute la rotation où elles ne sont pas en coïncidance avec une lumière ou un trou fileté.Les ouvertures pratiquées sur le rotor extérieur pour l ' évacuation du lubrifiant sont telles qu'elles ne sont jamais en coïncidence avec un trou fileté ou une lumière.Le stator permet l'évacuation et le retour au carter du lubrifiant.Le moteur, objet de la présente invention comporte de plus un dispositif de synchronisation du mouvement des deux rotors,un dispositif d'alimentation ou d'allumage, et tout autres dispositifs nescessaires au bon fonctionnement d 'un moteur à explosion ou à combus- tion interne.
Une forme d'exécution de l'invention est décrite ciaprès à titre indicatif et nullement limitatif en se référant aux dessins annexés.
La figure I est la coupe du moteur suivant le plan Δ , plan perpendiculaire à l'axe de rotation du rotor intérieur. La figure 2 est la coupe du moteur suivant les deux demi plans définis par l'axe de rotation du rotor intérieur et les deux demi-droites D et D'.
Le rotor intérieur est formé d'un axe 8 et de trois tiers-rotor 13 fixés à l ' axe par un dispositif de fixationI4 Les trois cloisons 5 et6, escamotables dans le rotor intérieur, délimitent avec le rotor intérieur et le rotor extérieur 7 trois chambres de combustion 1,2 et 3.
Les cloisons sont formées de deux parties:1a palette 6 et le sabot 5.Le sabot est une pièce articulée sur la palette,la joignant au rotor extérieur.Le sabot permet le glissement de la cloison sur le rotor extérieur en masquant l'ouverture pour l'évacuation du lubrifiant 33.l'angle permis par l'articulation doit être suffisant pour éviter tout décollement du sabot du rotor extérieur pendant le mouvement relatif du rotor intérieur par rapport au rotor extérieur.
Le rotor extérieur 7 est composé de deux parties boulonnées 22.L'intérieur est cylindrique, s'ajustant sur le rotor intérieur et les cloisons. Il est monté sur roulements 21 d'un diamètre tel que l'axe du rotor intérieur puisse le traverser de part en part au cours de la rotation. Il tourne autours de l'axe géométrique 9.Il est muni sur ses flancs extérieurs d'ailettes de refroidissement et est lisse sur son pourtour qui est cylindrique,hormis l'espace nescessaire aux boulons 22. Des ouvertures sont pratiquées sur son pourtour pour assurer les échanges de gaz. Ces ouvertures sont telles que les sabots ne puissent pas les atteindre et qu'elles ne se trouvent jamais en coïncidence avec le circuit d'évacuation du lubrifiant. Des ouvertures sont pratiquées au centre des déplacements relatifs de chaque sabot et du côté des boulons 22 pour l'évacuation du lubrifiant 33 Sur la surface en friction avec le stator, après les ouvertures d'échange des gaz, par rapport au déplacement, sont prati quées des sillons en biais par rapport au déplacement permettant la lubrification de cette surface.
Le stator 10 comporte deux parties boulonnées 23.11 porte l'axe du rotor par l'intermédiaire de rondelles antifriction 16 ,les roulements du rotor extérieur et un dispo si tif synchronisant les mouvements des deux rotors 17. Le stator laisse un espace libre sur ses flancs intérieurs et pour le passage des boulons du rotor extérieur pour l ' évacuation du lubrifiant. Par contre, il est ajusté au rotor extérieur de façon à ce qu'il obstrue les ouvertures d' échange de gaz pendant toute la rotation où elles ne sont pas en coïncidence avec une lumière d'admission 12 ou d' échappement II ,ou avec un trou fileté 4 pouvant recevoir un dispositif d'allumage ou d'injection.
Le lubrifiant est distribué par une pompe située dans le carter 25 et par l'intermédiaire du stator, à l'axe du rotor intérieur et à deux sorties situées sur la surface de frottement entre le rotor extérieur et le stator telles qu'elles ne soient jamais en coïncidence avec les ouvertures d' échan ge de gaz. Ces sorties sont situées l'une après les lumières d'admission et d'échappement et l'autre après le trou fileté par rapport au sens de rotation des rotors. L'axe du rotor intérieur distribue le lubrifiant à l'intérieur du rotor intérieur et aux rondelles anti-friction du coté opposé duquel l'axe l'a reçu. Le lubrifiant distrubué au rotor intérieur soit est évacué en passant par les roulements du rotor extérieur 2I ,soit ets admis dans les cloisons par les ouvertures 15 pratiquées à cet effet, par la force centrifuge passe dans les sabots et est évacué par les ouvertures 33 pratiquées à cet effet sur le rotor extérieur. De cette facon toutes les surfaces en frottement sont lubrifiées . On peut munir les pièces en frottement d 'un jeu de segments approprié. Le lubrifiant revient au carter 25 par des cannaux 24. Le circuit de lubrification est représenté par les flèches de faible épaisseur à l ' exception des sorties lubrifiant le pourtour du rotor extérieur. l' étanchéité du circuit de lubrification est réalisée au niveau de l ' axe du rotor intérieur par les carters 20 et 26 et par les joints 19 et 27. Les rotors tournent dans le sens indiqué par la flèche V. La chambre de combustion 3 est au temps compression. Lorsque l 'ouverture d ' échange de gaz sera en coïncidence avec le trou fileté 4 se produira l' explosion ou la combustion. La chambre de combustion I est au temps détente. La chambre de combustion 2 termine le temps échappement (les gaz d ' échappe- ment sont représentés par les longues flèches grasses) . Le temps admission est entamé. Les gaz frais (représentés par les courtes flèches grasses ) chassent les gaz résiduels. Une turbine 31 solidaire de l ' axe du rotor intérieur, fixée par un boulon 32 et dans le carter 30 aspire les gaz frais par l ' entrée 28 et les envoie sous pression à la lumière d ' admission. Le rebord 29 du carter peut servir à la fixation d 'un carburateur ou d 'un filtre à air.
Le moteur est également muni de tous les dispositifs nescessaires au bon fonctionnement d 'un moteur à explosion ou à combustion interne, dispositifs suffisemment connus pour ne pas faire l 'objet d'une description.
Les appliquations industrielles d 'un moteur à explosion ou à combustion interne sont trop connues pour être exposées. Il est cependant nescessaire de signaler que vu le rapport poids-puissance et le faible maître couple du moteur birotatif,il serait avantageux d 'en équiper les avions subsoniques en utilisant du gaz-oil comme carburant.
Il est bien entendu que la présente invention n ' est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui constitue seulement un exemple auquel de nombreuses modifications peuvent être apportées sans qu'on s 'écarte de la présente invention.

Claims

REVENDICATIONS La présente invention a pour objet, à titre ce produit industriel,un nouveau type de moteur:le moteur à explosion ou à combustion interne birotatif.
Ce moteur est une machine volumétrique tournante à palettes coulissantes entièrement lubrifiée et composée de trois parties essentielles :le rotor intérieur dans lequel coulissent les palettes,le rotor extérieur incluant le rotor intérieur et tournant à la même vitesse angulaire αue lui.mais sur un axe parallèle et non confondu, et un stator incluant les deux rotors.
Iº/Le moteur birotatif est caractérisé par le fait que l'intérieur du rotor extérieur, de forme générale cylindrique, est ajusté sur ses bases à l'extérieur des bases du rotor intérieur et aux cotes correspondants des palet tes sur au moins la surface necessaire aux variations volumétriques.
2°/Le moteur birotatif est caractérisé, selon la revendication I,par le fait que les palettes sont en contact avec l'intérieur du rotor extérieur sur trois faces et ne sont pas en contact avec le stator.
3°/Le moteur birotatif, selon les revendications I et2 est caractérisé par le fait que les lumières d'admission et d' échappement sont pratiquées à travers le rotor extérieur 4°/Le moteur birotatif, selon les revendications 1,2 et 3 est caractérisé par le fait que les lumières d'admission et d'échappement pratiquées dans le rotor extérieur sont en regard à un moment de la rotation avec des lumières d'admission et d'échappement et avec un dispositif d'allumage ou d'injection pratiqués dans le stator 5°/Le moteur birotatif, selon les revendications 1,2,3 et4 est caractérisé par le fait eue l'extérieur du rotor extérieur est ajusté au stator de telle manière que le stator obstrue totalement les lumières d'admission et d'échappement du rotor extérieur au cour de la rotation lorsqu' elles ne sont pas en regard avec les lumières d'admission ou d'échappement du stator ou avec un dispositif d'allumage ou d' injection. REVENDICATIONS
6°/Le moteur birotatif, selon les revendications là 5 , est caractérisé par le fait qu'un lubrifiant circule à l ' intérieur des palettes et est évacué par des canaux aménagés à cet effet dans le rotor extérieur .
PCT/FR1981/000118 1980-09-12 1981-09-14 Le moteur a explosion ou a combustion interne birotatif WO1982001031A1 (fr)

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EP0060282A1 (fr) 1982-09-22

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