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Turbine à gaz à réaction
La présente invention a pour objet une turbine fonctionnant par explosion de gaz. Les forces d'explosion sont ici utilisées d'une manière double, d'une part du fait qu'elles doivent, à partir du point d'allumage, sui- vre un chemin constamment dévié, de sorte que les forces de déviation déterminant ce chemin agissent sur le corps enveloppant le chemin des gaz (rotor), d'autre part, du fait qu'un effet de réaction entre le rotor et le stator est fourni par une série de chambres se trouvant dans le stator, lesquelles sont dépassées et remplies sucessive- ment par l'orifice de sortie du rotor, de sorte qu'il se produit un effet de réaction semblable à celui de la tur- bine à vapeur.
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On applique ici en principe,le fonctionnement à deux temps de telle sorte que l'échappement, pour autant qu'il ait lieu directement à l'air, est produit par l'ar- rivée des gaz frais, tandis que l'allumage n'a lieu qu' après que l'admission est terminée, et ce un peu avant d'arriver à un endroit où, par l'entrée dans des chambres fermées, commence un échappement retardé. L'allumage se fait d'une manière quelconque, de préférence par une ma- gnéto d'allumage, qui est embrayée au moyen de simples roues dentées de la manière requise par le point d'allu- mage .
La caractéristique du nouveau rotor est une chambre d'explosion en spirale se trouvant dans le rotor et ayant son admission et son allumage au centre.
Le dessin représente schématiquement l'inven- tion en 3 figures.
La fig. 1 est une coupe médiane transversale à l'axe.
La fig. 2 est une coupe médiane dans le sens de l'axe.
La fig. 3 montre les roues dentées de la magné- to d'allumage à une échelle agrandie.
La turbine comprend le rotor a et le stator b faisant office d'enveloppe. Le rotor a a une surface ex- térieure cylindrique et est porté par l'axe ± solidement calé dans le rotor ou formant avec lui une seule pièce.
Cet axe tourne dans des paliers à billes d, lesquels sont portés par un châssis supportant la machine entière, châs- sis qui n'a pas été représenté dans le dessin. Le stator b est également supporté, par l'intermédiaire de ses bri- des-supports e, par ce châssis non représenté dans le dessin. Le rotor a possède un canal! en spirale avec le @
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centre o se trouvant dans l'axe de cylindre du rotor a.
D'ici, le canal spiral se déroule en dehors, jusqu'à son embouchure de sortie g. En même temps, il diminue en sec- tion, afin de fournir un effet de tuyère à l'endroit de sortie. Pour la même raison, il est légèrement recourbé en dehors à l'extrémité de sortie, de sorte que l'orifi- ce de sortie forme avec la tangente un angle plus grand que celui qui serait fourni par l'écoulement naturel de là spirale. De cette manière, l'orifice de sortie est maintenu étroit, sans que se produisent des angles de tourbillonnement nuisibles pour les gaz.
Le rotor a porte, outre l'axe c, un axe creux h dans lequel est disposée une soupape de retenue i sou- mise à la pression d'un ressort, laquelle soupape débouche dans la chambre spirale f près du centre o. De la même manière est disposée la bougie d'allumage p, qui est en communication électrique avec la roue dentée q. La roue dentée g s'engrène dans la roue dentée r, par laquelle est actionné la magnéto s. Le courant produit par celle- ci est conduit par un pôle, de la manière connue, dans la masse de la machine, tandis que l'autre pôle est amené à la bougie par l'intermédiaire du balai t, et ce de telle façon que l'allumage ait lieu uniquement dans le temps de la rotation du rotor de III à IV. Un court contact par frottement est donc prévu.
D'après cela, les roues den- tées g et ± doivent se composer de deux parties isolées entr'elles, de sorte que les couronnes extérieures u sur lesquelles est posé le balai t peut amener à la bougie p, le courant de l'un des pôles.
Le stator b est partagé en une grande série de chambres v débouchant librement sur la surface cylindri- que du rotor a, mais sont fermées,par ailleurs ; on a eu
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soin de laisser ici, entre l'embouchure des chambres v et la surface cylindrique du rotor a une fente ouverte étroite , laquelle assure une communication dans des limites modérées entre les différentes chambres, et aussi vis-à-vis de l'orifice d'échappement x. Dans l'autre partie du stator se trouve une grande chambre y. Dans celle-ci est placée une fermeture à ruban z, constituée par un ruban d'acier ou de toute autre manière, laquelle réalise la fermeture sous l'action du ressort j.
Le refroidissement du rotor est assuré par des ailettes ou des barres r1 placées sur le rotor.
Le fonctionnement du moteur est le suivant.
L'admission d'un mélange comprimé de gaz et d'air a lieu par l'axe creux h, dans lequel la soupape de retenue i s'ouvre sous la pression du mélange. Elle commence au point I au moment où l'embouchure de sortie du canal spiral se trouve à cet endroit. De cette em- bouchure de sortie s'échappe, au même instant, le reste des gaz d'échappement dont la plus grande partie est dé- jà passée dans les chambres v. Ce reste des gaz d'échap- pement est évacué par les gaz frais d'amenée jusqu'à ce que l'orifice de sortie ait atteint le point II. Le remplissage du canal spiral f n'est pas encore terminé à cet endroit de la position du rotor, il se complète dans le parcours de II à III. La compression des gaz frais dans la chambre de combustion a donc atteint ici son point maximum.
Cette chambre de combustion est fermée par le ruban de fermeture z dans son parcours de II à III. En III se produit l'allumage du fait que le balai t entre en contact. L'allumage, qui commence au centre o, se continue dans la chambre de combustion jusqu'à ce que l'embouchure de cette chambre ± ait atteint, en IV, la première des
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chambres v. Les gaz d'explosion ont, en cela, à parcourir le chemin spiral du centre o à l'embouchure de sortie ; ils exercent donc, dans ce parcours, un moment de rotation constant sur le rotor a, et ceci continue également sur tout le reste du parcours, non seulement jusqu'à ce que l'endroit I ait été atteint comme dernier effet des cham- bres de réaction v, mais encore pendant l'échappement de I à II, de même que pendant l'entrée des gaz frais com- primés de I à III.
Les gaz frais peuvent, lorsque le ro- tor est convenablement disposé par rapport au statot, opérer la mise en marche du moteur.
Lorsque l'embouchure de sortie g a atteint l'endroit IV dont il vient d'être question, l'allumage des .gaz frais est terminé. Il s'est poursuivi du centre o à l'embouchure et maintenant commence l'échappement des gaz brûlés et, en même temps, l'effet de réaction des chambres v. Ces chambres sont successivement dépassées par l'embouchure g. c'est-à-dire qu'elles se remplissent, de sorte que l'échappement est, en quelque sorte, prolon- gé de l'endroit IV à l'endroit I. Mais en cela, une commu- nication est également maintenue avec l'orifice d'échap- pement x grâce à la fente w. La fente w est nécessaire pour que les chambres v puissent être évacuées dans le temps compris dans le passage de l'embouchure de sortie g de I à IV.
L'utilisation des deux formes d'énergie que possèdent les gaz de combustion, c'est-à-dire l'énergie d'écoulement fournie par la forme spirale du chemin par- couru, et l'énergie de détente fournie par le passage dans la série de chambres de détente v, fait qu'on obtient dans ce moteur un effet extraordinairement grand. A cela s'ajoute une telle simplicité de la construction et du,
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service (dans le graissage), que ce moteur se montre su- périeur aux moteurs actuellement connus.
Ceci dit, je déclare considérer comme étant de mon invention et revendiquer :
1 .- Une turbine à gaz à réaction, caractéri- sée par une chambre de combustion en spirale, laquelle est disposée dans un corps cylindrique tournant autour d'un axe passant par le centre de courbure de la spirale et se remplit d'un mélange comprimé de gaz et d'air dont l'allumage est produit au centre de la spirale, tandis que les gaz de combustion s'écoulent, à l'extrémité en forme de tuyère de la chambre de travail spirale, dans un canal d'échappement allongé et fixe entourant le cy- lindre, par lequel les gaz s'échappent progressivement au fur et à mesure de la rotation.
Une turbine a gaz à réaction selon 1, ca- ractérisée en ce que la surface cylindrique du stator (b) renfermant le rotor à la manière habituelle, qui est tournée vers le rotor (a) possède successivement un ori- fice d'échappement (I-II), une partie assurant l'hermé- ticité vis-à-vis du rotor (de II jusqu'au-delà de III), et un canal d'échappement assurant l'écoulement progressif des gaz (III-I).
3 .- Une turbine à gaz à réaction selon 1 et 2, caractérisée en ce que le canal d'échappement (IV-I) assurant l'écoulement des gaz de combustion est subdivisé par des aubes ou autres dispositifs analogues en des chambres (v) ouvertes vers l'intérieur du cylindre.
4 .- Une turbine à gaz à réaction selon 1-3, caractérisée en ce que l'admission des gaz frais et le point d'allumage (bougie) sont disposés au centre de la chambre spirale de combustion, tandis que l'embouchure de
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sortie (g) présente un léger changement de direction en dehors dans la surface cylindrique du rotor.
5 .- Une turbine a gaz à réaction selon 1-4, caractérisée en ce qu'une fente étroite (w) est ménagée entre les chambres (v) du stator et le rotor, laquelle assure'une communication constante des chambres avec l'orifice d'échappement (x).
6 . - Une turbine à gaz à réaction selon 1-5, caractérisée en ce qu'une partie du stator est entière- ment occupée par une chambre (y) fermée de toutes parts, dans laquelle se trouve un corps de soupape (z) en forme de ruban qui est appliqué contre le rotor par un ressort de manière à assurer l'herméticité et ferme l'embouchure (g) de la chambre de combustion pendant le parcours dans lequel a lieu l'admission d'air frais.
7 .- Une turbine à gaz à réaction selon 1-6, caractérisée en ce que la magnéto d'allumage est action= née par une paire de roues dentées placée directement sut l'arbre de commande du rotor et isolée vis-à-vis de la masse du moteur, de sorte qu'elle peut constituer un che- min d'amenée du courant d'un balai (t) à la bougie.