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Perfectionnements aux turbines*
La présente invention concerne les turbines et a pour objet une turbine à combustion interne de construction sim- ple et de fonctionnement très efficace.
D'après la présente invention, la pression de travail est engendrée au moyen d'explosions dans une ou plusieurs culasses de combustion séparées, à l'intérieur du stator, d'où la pression passe dans des chambres ou poches prévues dans le rotor, la direction des impulsions explosives étant telle qu'elle assure le maximum de force motrice*
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Dans la forme d'exécution qu'il y a lieu de préférer de l'invention, le stator est pourvu de pompes qui compri- ment la charge explosive dans des culasses de combustion séparées prévues dans le stator, d'où elle passe dans des chambres de réception des impulsions ménagées dans les pa- rois contiguës du rotor, lequel comprend deux éléments dis- posés sur les côtés opposés du stator.
Les dessins annexés représentent, à titre d'exemples, des formes d'exécution de la présente invention.
La fig.l est une coupe centrale et la fig. 2 une coupe transversale d'une turbine adaptée pour utiliser un combus- tible gazeux.
La fig.3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la fig. 1.
La fig.4 est une coupe fragmentaire d'une turbine adaptée pour utiliser de l'huile combustible.
La fig.5est une coupe centrale d'une turbine à engrenage,et
La fig. 6 est une vue schématique, à échelle réduite, d'une turbine à engrenage de grand diamètre.
Les internes signes de référence désignent des parties semblables dans toutes les figures de ces dessins.
Dans les fig. 1, 2 & 3, le stator comprend des plateaux a auxquels est fixé un anneau a1 pourvu de cylindres a2 disposés radialement. Les rotors comprennent des plateaux b auxquels sont fixés des anneaux b1 pourvus de chambres de réception des impulsions b2.c déâigne un vilebrequin qui est monté à l'intérieur du stator au moyen de roulements à billes d et auquel les plateaux du rotor sont fixés au moyen de clavettes dl et de goupilles coniques d2. Des rou- lements à billes de butée sont prévus en d3.
A l'intérieur des cylindres on a disposé des manchons e qui alternent dans ces cylindres au moyen de cames c1
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prévues sur le vilebrequin et agissant sur des galets e1 montés sur des chevilles eu pivots qui sont établis et coulissent dans des pattes e3 prévues sur les manchons, les galets étant maintenus en engagement avec les cames au moyen de ressorts e4. Toutefois on peut actionner les manchons d'une autre manière convenable par exemple en les reliant des excentriques montés sur le vilebrequin.
A l'intérieur des manchons sont placés des pistons f qui sont reliés aux vilebrequins par des bielles f1. On a fixé sur les extrémités externes des cylindres des anneaux qui sont écartés des parois des cylindres de façon à permet- tre aux manchons de coulisser dans l'espace ainsi formé.
Ces anneaux sont pourvus d'une bague interne g1 dirigée vers l'intérieur et vers le haut, dont le bord supérieur forme un siège pour une soupape de transfert qui est maintenue normalement sur ce siège par un ressort g3 comprimé entre une rondelle de la tige de soupape et une traverse g5 s'étendant en travers de l'anneau g1. L'extrémité externe de l'anneau ± est fermée par un chapeau g6 dans lequel on a vissé la bougie d'allumage g7 ainsi qu'un bouchon en cui- @ vre ou matière analogue .ce bouchon jouant le rôle de tampon pour la soupape g2. Ce chapeau comporte aussi des nervures de refroidissement g9. L'espace g10 formé entre les anneaux ± et g1 et le chapeau ±6 constitue la chambre d'explosion.
Les extrémités externes des pistons f sont é- vidées en f2 pour recevoir la tige de soupape, etc... lorsque les pistons sont dans la position élevée ou externe, et leur forme s'adapte au contour du coté inférieur de la bague g1 de façon à réduire dans la mesure.où les circons- tances pratiques l'autorisent l'espace entre le sommet du piston et la surface inférieure de la chambre de combustion, et à permettre un transfert aussi complet que possible du mélange explosif à travers la soupape, ainsi que cela sera décrit dans ce qui va suivre.
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L'enveloppe du stator est pourvue d'ailes de support a3,de nervures de refroidissement a, dt d'ouvertures a5 d'admission du mélange explosif, ces ouvertures d'admission communiquant avec les cylindres par les lumières a6. Les lumières d'admission du mélange dans les manchons sont re- présentées en e5.
La culasse de combustion est pourvue de lumières de dégagement de pression g11 avec lesquelles coïncident les lumières e6 du manchon e, à l'instant convenable, comme dé- crit ci-dessous. La culasse de combustion est également pour- vue d'ouvertures d'équilibrage de pression g12 disposées à l'opposé des ouvertures de dégagement de pression g11, de sorte que la pression exercée sur un cote du manchon par les ouvertures g11 est équilibrée sur l'autre côté du manchon par l'ouverture g12. h h désignent des plaques de retenue de la pression qui font partie du stator et servent à fermer la ou les chambres soumises à la pression de travail et à empêcher cette pression de passer directement à l'échappement avant d'avoir rempli son rôle dans la ou les chambres.
Le tuyau d'échappement est représenté en .
La turbine est placée dans un carter k pourvu d'entrées d'air k1 et la quantité d'air passant par ces entrées peut être réglée au moyen de vanne k2. L'un des rotors est pourvu d'aubes b3. En conséquence, lorsque les rotors tour- nent, les aubes aspirent de l'air par les ouvertures k1 et le refoulent autour du carter dans la direction des flèches.
Ce courant d'air sert non seulement à refroidir la turbine mais aide aussi au libre écoulement de l'échappement par le tuyau j.
Les extrémités externes des manchons et les espaces 1 situés au-delà de ces manchons sont utilisés comme pompes de lubrifiant. Pour ce but, les cylindres sont reliés entre eux
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par des tuyaux 4 lubrifiant, le lubrifiant étant aspiré d'un réservoir 11 par un tuyau 12 et étant admis dans les espaces
1 sur un côté des cylindres lorsque les manchons se meuvent vers l'intérieur pour être refoulé sur -l'autre côté des cy- lindres lorsque les manchons se meuvent vers l'extérieur. De cette manière le lubrifiant est contraint à une circulation continue à travers tous les cylindres et sert à les refroi- dir.
Le lubrifiant passe de l'un des cylindres par un tuyau
13 dans les roulements à billes situés sur un coté de la ma- nivelle et de là par les conduits Imprévus dans le vile- brequin, à des roulements à billes situés sur l'autre côté de la manivelle, d'où il retourne par un tuyau 15 au réservoir.
On a prévu des soupapes de retenue en des points convenables du système de graissage afin d'éviter l'écoulement du lubri- fiant en arrière, ainsi qu'il va de soi.
Le carter ou coque est pourvu d'une console m sur laquel- le on peut monter un dispositif d'allumage convenable quel- conque.
Le cycle d'opérations de la turbine ci-dessus décrite est le suivant, en notant toutefois que le réglage de temps peut être changé suivant/besoins:- La direction de rotation étant celle représentée par la flèche courbe près du centre de la fig. 1, et en supposant que le piston se trouve à son point mort supérieur, comme représenté sur cette figure, la rotation des cames c1 avec le vilebrequin fait tomber les galets e1 sur la partie la plus étroite des cames, de façon à ouvrir les lumières de combustible e5 du manchon aux lumières de combustible! , comme représenté sur le côté gauche de la fig.l.Dans sa descente ou course interne, le piston ouvre ces lumières et le mélange passe dans le manchon.
Lorsque le piston franchit le point mort inférieur, les cames soulèvent les galets et font que les manchons ferment les lumières
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@ d'admission a6, comme représentédans le haut et sur le côté droit de la fig. 1. Pendant la montée ou course exter- ne du piston, le mélange est comprimé à l'intérieur du man- chon et, en forçant l'ouverture de la soupape de transfert g2 est transféré dans la culasse de combustion séparée g10, le mélange étant allumé par la bougie 7. Par suite de la con- tinuation de la rotation des cames, le manchon tombe et, lorsque les lumières de dégagement de pression e6 du manchon ouvrent les lumières de dégagement de pression g11 de la cu- lasse de combustibn,
la charge explosée est lâchée dans les s poches b2 des rotors qui sont ouvertes à ces lumières de façon à faire tourner les rotors. Conjointement à l'ouvertu- re des lumières de dégagement de pression, les orifices de combustibles sont eux aussi ouverts. L'échappement des cham- bres commence lorsqu'elles franchissent les extrémités h1 des plaques et l'échappement se produit alors librement dans l'espace d'expansion situé autour du carter de la ma- nivelle et sort par le conduit. Le cycle recommence ensuite et est le même pour chacun des cylindres. Il y a lieu de noter qu'on peut pour recevoir la pression.disposer une seule chambre ou bien un nombre désiré quelconque, et que ces chambres peuvent être de forme variable appropriée.
La direction et l'impulsion imprimée par l'explosion est indiquée par les flèches inclinées de la fig. 3, qui permettent de se rendre compte que la pression est exer- cée suivant un angle aigu au plan de la turbine et à peu près dans la direction de rotation des rotors. Cette pres- sion est, en conséquence, telle qu'on peut l'appeler une pression "successive", l'effet des impulsions passant dans les chambres étant cumulatifo
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Dans certains cason @@pourrait employer un seul cylindre @ ou plus de trois cylindres*
Dans le dispositif d'injection d'huile, représenté sur la fig.
4, la construction et le fonctionnement sont les mê- mes que dans le dispositif à mélange gazeux ci-dessus décrit, sauf que la soupape de transfert est supprimée et est rempla- cée par des lumières n prévues dans le manchon à travers lesquelles de l'air est transféré dans la calasse de combus- tion.L'huile combustible est admise dans la culasse de com- bustion par un ajutage o d'une manière usuelle et appropriée quelconque. Lorsque le manchon tombe, la pression engendrée par la combustion dans la culasse de combustion g10 passe à travers les lumières de dégagement de pression g11 de cette culasse par dessus le bond supérieur du manchon et dans les chambres du rotor.
Dans la fig. 5, le rotor est fixé sur un arbre ± qui est relié au ]vilebrequin q par des roues r, s et t de diamè- tres successivement croissants. L'engrenage rend la turbine particulièrement utilisable pour un fonctionnement à grande vitesse, car il permet au rotor de tourner à une très grande vitesse, tandis que la vitesse de la pompe est relativement faible.
Mais dans le cas de turbines à marche lente et de grand diamètre, l'engrenage sera, de préférence, disposé en sens inverse, de façon à augmenter le nombre d'explosions par tour du rotor. Un exemple de cette disposition est représenté dans la fig. 6, dans laquelle l'arbre du rotor ± est pourvu d'une roue u engrenant avec des roues plus petites v auxquelles les bielles f1 sont reliées par des manetons vl. En disposant les manetons de la manière représentée, des explosions ont lieu simultanément en des points diamétralement opposés, de façon à augmenter le moment de rotation.
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Il y a lieu de noter qu'on peut employer dans une seule et même turbine, ou en combinaison avec elle, un engrenage à grande vitesse et un engrenage à faible vitesse, ou un engre- nage variable ou un autre dispositif convenable, afin de pro- voquer la production des explosions dans une mesure désirée par rapport à la vitesse du moteur.
Suivant une variante dans laquelle les manchons et les cames sont supprimés les chambres peuvent être fermées dans une partie seulement du rotor et non pas suivant une rangée ou un cercle continu auquel cas la partie unie restante du rotor sert à fermer les lumières de dégagement de la pression aux moments requis, et le rotor peut servir comme soupape ro- tative pour l'admission du mélange aux cylindres.
Dans certains cas le mélange explosif ou l'air suivant les cas pourra être introduit dans les culasses de combustion en partant d'une source extérieure et le dégagement de la pression des culasses de combustion être également contrôlé en partant d'une source extérieure.
REVENDICATIONS
I. Une turbine caractérisée par ce fait que le stator est pourvu d'une ou plusieurs culasses de combustion séparées dans lesquelles des explosions sont provoquées et que le rotor est pourvu de chambres disposées pour recevoir la for- ce des explosions.