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" Turbo -moteur "
La présente invention a pour objet un turbo-mo- teur destiné à être actionné par un fluide quelconque sous pression. ou par l'explosion et la détente d'un mé- lange combustible.
L'agencement de ce moteur lui assure un rendement élevé, une marche très souple, et permet de le faire fonctionner sans inconvénient aux régimes les plus rapi- des.
Suivant l'invention, ce turbo-moteur comporte deux chambres : l'une, dite "chambre de fermeture",
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l'autre , .chambre de détente". Oes chambres sont usi- nées et rectifiées et elles ont la forme parfaite de tores, par exemple de taras circulaires . Leurs plans équatoriaux sont confonde et le grand cercle équatorial de la chambre de fermeture, dont le cercle générâtes est plus grand que le cercle générateur de la chambre de détente, est tangent extérieurement au petit cercle équatorial de cette dernière L'axe de la chambre de détente, qui est parallèle à l'axe de la chambre de fer- meture, coïncide avec celui de l'arbre moteur.
L'entraînement de l'arbre moteur est assuré par un piston garni de segments, solidaire d'un disque cale sur cet arbre et se déplaçant d'un mouvement circulaire continu dans la chambre de détente sous l'effet de l'ex- panaion. pansion.
Bans la chambre de fermeture vient se loger, en épousant exactement sa forme, un obturateur commandé qui comporte une lumière d'admission et un logement pour permettre le passage du piston.
Grâce à la disposition relative de ces deux cham- bres, une partie de l'obturateur fait saillie à l'inté- rieur de la chambre de détente qu'il obture d'une fa- ÇOn constante, De plus le cercle générateur de la chas- bre de fermeture étant, comme il a été dit ,d'un diamè- tre plus grand que le cercle générateur de la chambre de détente , cette disposition a l'avantage de procurer une étanchéité parfaite et constante.
Cet obturateur est actionné par l'arbre moteur ,
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qui lui transmet un mouvement circulaire continu.
Enfin des conduits d'amenée sont ménagés dans le carter du moteur pour donner accès au fluide au mo- ment où se présente la lumière d'admission, et un con- duit d'échappement débouche dans la chambre de détente et assure l'évacuation du fluide détendu ou des gaz brû- lés.
Les organes principaux du moteur sont ainsi animés d'un mouvement circulaire, et la transformation de l'énergie est obtenue dans les meilleures conditions de rendement.
Ce moteur est à simple effet ; grâce à la gran- de simplicité de ses organes il est d'une robustesse à toute épneuve. Il présente sur les machines à piston or- dinaires l'avantaged'éviter les efforts d'inertie provo- qués par le mouvement alternatif des bielles et des pis- tons .Il procure une détente complète , l'effort moteur agit sur un plus grand bras de levier, et un échappement plus rationnel du fluide détendu ou des gaz brûlés est assuré.
Un autre objet de l'invention est un moteur comprenant plusieurs groupes du type ci-dessus, coopérant avec un groupe, préférablement du même type, mais fonc- tionnant en compresseur et lesalimentant en fluide mo- leur sous pression.
Le dessin annexé représente, à titre d'exem- ple seulement, deux modes de réalisation de'l'objet de l'invention.
Bas fig. 1 à 4 relatives à un premier mode de réalisation :
La fig. 1 en est une vue en élévation, un des
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flasques du carter étant supposé enlevé.
La fig. 2 est une coupe suivant II-II de la fig, 1.
La fig. 3 est une vue en élévation montrant la transmission de commande de l'obturateur.
La fig. 4 est une coupe partielle de cette transmission a plus grande échelle, suivant IV-IV de la fig. 3.
Les fig. 5 à 9 sont relatives au second mode de réalisation.
La fig. 5 est une coupe verticale longitudinale.
Les fig. 6, 7, 8 sont des coupes, respective- ment suivant VI-VI. VII-VII et VIII-VIII de la fig, 5.
La fig. 9 est une coupe des parties communes aux chambres dès obturateurs et des pistons, faite à l'endroit des conduits de distribution.
Le moteur représenté aux fig. 1 à 4 comporte un' carter fait de deux flasques 1, la. , dans lesquels sont usinées deux chambres en forme de tores 2,3 dont le plan équatorial coïncide avec le plan d'assemblage de ces deux flasques.
Ces deux chambres sont disposées ainsi qu'il a été dit plus haut, c'est-à-dire que le grand cercle équa- torial de la chambre de fermeture 3 est tangent extérieu- rement au petit cercle équatorial de la chambre de déten- te 2.
L'arbre moteur 4, dont l'axe coïncide avec ce. lui de la chambre de détente 2,tourillonne dans des rou- lements à billes 5 portés par le carter. Il porte, clave. té sur lui, un disque d'entraînement 6 dont le plan mé- dian coïncide avec le plan équatorial de cette chambre, et dont les faces latérales sont ajustées de façon
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étanche sur celles du carter, éventuellement avec in- terposition de segments convenablement$ disposés (non figures).
Un volant 4a est également claveté sur cet ar- bre 4.
Sur le bord du disque 6 est fixé un piston 7 qui glisse dans la chambre de détente 2,à l'inté- rieur de laquelle il est ajuste de façon étanohe.
La distribution dans ce moteur est assurée par un obturateur circulaire tournant 8 ajusté à l'inté- rieur de la chambre de fermeture 3 et calé sur un ar- bre 9 dont l'axe coïncide avec celui de cette chambre.
Cet obturateur , qui fait saillie à l'inté- rieur de la chambre de détente 8 dans la région com- mune aux chambrée 8 et 3 ,porte un logement 10 donnant passage au piston 7.Le profil de ce logement et le sont mouvement de l'obturateur tels que le piaf on peut pas*, ser librement sans buter contre ce dernier.
La fig. a représente le moteur au moment de ce passage, la partie médiane du logement 10 et le pis- ton 7 se trouvant sensiblement dans le plan de cette figure,
Le logement 10 se prolonge vers le centre de l'obturateur par un conduit il dont l'orifice, au cottrs de chaque révolution de cet obturateur, passe en face de deux conduits la qui sont reccorées à 1*arrivée du fluide et qui débouchent en la,! dans le logement 10 par le conduit 11 (fig. 2).
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Enfin dans la chambre de détente 2 débouche un conduit d'échappement 13 dont l'orifice la.! est conve- nablement situé pour que l'évacuation du fluide se fane, se automatiquement en fin de détente, lorsque le pis- ton 7 a franchi cet orifice.
Le conduit 13 est de préférence disposé tangen- tiellement à la ohambre de détente 2 de sorte que l'échap- pement se fait sans choc ni remous susceptible de di- minuer le rendement du moteur,, µ'arbre moteur 4 entraine l'arbre de l'obtura- teur 9 par l'intermédiaire d'une transmission agencée de la façon suivante (voir fig. 2. @-
Un pignon 14, calé sur cet arbre moteur, en- grène avec un pignon 15 monté sur un axe 15a porté par le carter,
Le pignon 15 est solidaire d'un troisième pi- gnon 16 qui est fixé sur l'une de ses faceset dont l'axe 16a est excentré par rapport , son axe 15a.
D'autre part un pignon 17 est calé sur l'arbre de l'obturateur 9 et les deux pignons 16 et 17 sont reliée par un pignon 18 qui engrène avec chacun d'eux,, L'axe 18a du pignon 18 est porté par les ex- trémités de bielles 19, 20, articulées respectivement sur les axes 9 et 16a ,
L'arbre moteur 4, qui tourne dans le sens de la flèche F. entraîne le pignon 15 dans le sens de la flèche F1,et l'axe 16a du pignon 16, animé du même mouvement, fait osciller la bielle 19 et le pignon 18 autour de l'arbre de l'obturateur 9.
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D'autre part, le pignon 18 engrenant avec le pignon 16 tourne autour de son axe dans le sens de la flèche F2.
Le pignon 17 subit ainsi , dans -le sens de la flèche Fs, un mouvement de rotation à vitesse variable résultant de la combinaison des mouvements d'oscilla- tion et de pivotement du pignon 18, avec lequel il en- grène, et il entraîne dans ce mouvement l'obturateur 8.
Le carter de ce moteur est étanche, et les di- vers organestravaillentdans un bain d'huile ; le grais- : sage intérieur se fait par force centrifuge ,
Le cycle de fonctionnement est le suivant ;
Lorsque le piston 7 débouche du logement 10 de l'obturateur 8 (fig. 1). le conduit 11 se trouve en position d'admission pendant un temps correspondantes. la quantité d'énergie à transmettre à l'arbre 4.
L'admission est ensuite fermée, par suite du mouvement de 1- obturateur, et la détente se produit jusque ce que le piston ait franchi l'orifice 13a.
Lorsque le piston 7 repasse dans le logement 10 il se reproduit une admission et le même cycle recommence.
On peut régler le degré d'admission , et par con- séquent le régime du moteur, en faisant varier l'excen- tricité de l'ax@ 16a par rapport à l'axe 15a, modifiant ainsi le mouvement de l'obturateur.
A cet effet (voir fig.4) l'au: 16a est mont coulissamt dans une rainure radiale 15b du pignon 15, et est solidaire d'une crémaillère al engrenant avec un secteur denté 22, lequel est monté pivotant sur un axe 23 porté par ce pignon.
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Le secteur é8 porte un doigt , dont ilextré- mité .'engage dans une gorge 84a d'une douille 84 .on- t6o oou1is Ban te sur l'axe 15s , de aorte que le 001l1i.- sèment de cette douille provoque la rotation du secteur 22, et par suite, le déplacement radial de l'axe 16a
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Le 0011118.8ment de la douille 84 est lui-mime commandé par un axe 859 perpendiculaire h 1'axe ira, qui tourillonne dans dee 'en9por%e 16 fixes au carter, et qui est solidaire, à une extretnite, d'un volant de commande 87, et à 1*mitre extrémité, d'une fourchette as dont les tranches portent des doigts UBt ssengageagt dans une seconde gorge 24b de la douille 24.
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le mode de réalisation suivant les fig.
5 à 9 comporte deux groupes moteurs du type décrit .coopérant avec un groupe également du mime type, 'mais fonctionnant en compresseur, qui les alimente en fluide moteur,
Les daux groupes moteurs sont adjacents au com-
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preneur , et placée de part et dtautre de oiini-oi, ce qui permet d'établir un système 'de distribution 1". lIarquablell8nt simple, et de réaliser un ensemble 8r¯u- se".
robuste et peu encombrant,
Un autre avantage de ce moteur est que dans ses trois groupes, moteurs et compresseur, se retrou- vent des organes analogues, ce qui contribue à simple
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fier lalfabrioation et a diminuer le prix de revient* Chacun des groupes moteurs et compresseur de ce dispositif comporte deux chambres en forme de tore, dans lesquelles, respectivement, se déplaçant un ou plusieurs pistons et un obturateur,
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Au centre se trouvent la chambre de compression 28 et la chambre 29 de l'obturateur du compresseur. et, de part et d'autres de ces deux chambres, celles des deux groupes moteurs, à, savoir deux chambres de détente allai , coopérant respectivement avec deux chambres d'obturateurs 3, 3a.
Ces chambres sont usinées dans des flasques 1, la , 30, 30a , assemblées par exemple au moyen de bou- lons 31.
Les trois chambres a, 28, 2a ont un axe commun X X, suivant lequel est monte l'arbre moteur 4, et les trois chambres 3, 29, 3a ont de mime un axe commun Y Y, suivent lequel est monté l'arbre de distribution 9.
Les deux arbres 4 et 9 sont montés sur des pa- liers à billes 4' , 9' .
Sur l'arbre 4 sont calés trois disques 6, 6a et 32, logés respectivement entre les flasques 1 et 30, 30 et 30a. 30a et la . Les disques 6 et 6a portent deux pistons moteurs 7 et 7a,fixés sur eux par exem- ple au moyen de brides 33 et 33a.
Le disque 30 porte deux pistons diamétralement opposés 34, 34a, fixes sur lui par des brides 35, 35a. et se déplaçant dans la chambre 28.
Sur l'arbre 9 sont caléstrois obturateurs en, forme de tores, 8, 8a, 36, logés respectivement dans les chambres 3, 3a,29 et munis d'échancrures 10, le:!, 37, 37a. respectivement pour le passage des pistons 7,7a, 34,34a.
Chacune des deux échancrures 37, 37a seprolonge
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par un conduit 38, 38a percé dans l'obturateur 36 et débouchant 4 la surface de celui-ci , les orifices de ces deux conduits 38, 38a sont disposes symétrique- ment.
Les deux conduits 38, Sa coopèrent avec des conduits également symétriques 39, 39a, ménages res- pectivement dans les flasques 30, 30a ,et débeuckant dans les chambres de détente 2, 2a; les orifices de ces conduits, qui constituent les lumières d'admis- sion , sent indiques en 39',39'a,
Un autre conduit 40 est ménage dans la paroi de la chambre 28, dans laquelle il débouche, et ooamu- nique d'autre part , par exemple avec un carburateur ( non figure) qui lui fournit le fluide combustible uti- lise comme agent moteur.
L'arbre moteur 4 tournant dans le sens de la flèche F. le dispositif loge dam les chambres 28, 29 fonctionne , ainsi qu'il sera expliqué plue en détail ci-après , comme un compresseur double fournissant le mélange zarburé aux deux gr@upes moteurs,
L'allumage est assuré, dans les chambres de détente, par des bougies 41 , 41a logées dans chacune d'elles, et couectées à un appareillage électrique (non figurequilesfait fonctionner atiz moments voulue*
Dans les chambres de détente 2, 2a débouchent en outre des conduits d'échappement 42, 42a qui assu- rent l'évacuation de la plus grande partie du fluide moteur détendu.
Cette évacuation est achevée au moyen
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de conduits supplémentaires 43, 43a débouchant d'une part dans les chambres 3, 3a au voisinage de l'inter- section des parois de ces chambres avec celles des chambres de détente, et d'autre part , dans les con- duit s 42, 42a.
Enfin , l'arbre moteur 4 entra!ne l'arbre dis- tributeur 9 par l'intermédiaire d'un couple de pignons 44, 45 de même diamètre, de sorte que les vitesses de rotation de ces deux arbres sont égales.
Le graissage est assuré par un dispositif approprié quelconque, agissant par exemple par la for- ce centrifuge , ou sous pression fournie par le com- presseur,
L'étanchéité des chambres de compression est assurée par des segments convenablement disposés, notamment autour des pistons et dans la zone commune aux deux tores constituant les chambrée de chaque groupe , et par des gorges d'huile ménagées aux endroits nécessaires.
Le fonctionnement est le saivant
L'arbre moteur tourne dans le sens de la flèche F, et l'arbre distributeur, dans le sens de la flèche F'.
Lorsque (fig. 7) le piston 34a a franchi l'ori- fice du conduit 40, et que le piston 34 n'a pas encore franchi l'obturateur 36, le piston 34a aspire du flui- de moteur dans la chambre 28.
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Lorsque le piston 34 a franchi l'orifice du conduit 40, le fluide renfermé entre les deux pistons 34, 34a est entraîné avec eux, jusqu'à ce que le se- cond ait franohi l'obturateur, et que la chambre 28 soit fermée à nouveau,
A partir de ce moment, le fluide moteur est comprimé entre l'obturateur et le piston 34, jusqu'à ce que celui-ci s'engage dans l'échancrure 37.
Bans cette position, qui est celle représentée aux fig. 7, 9 , le conduit 38 communique avec le con- duit 39, et, par suite, le fluidemoteur comprime est envoyé dans la chambre 8, dans laquelle le piston 7 occupe à ce moment la position représentée à la fige '1. la bougie 41 provoque ensuite l'allumage, et le fluide moteur se détend en entraînant le piston 7 et l'arbre 4, jusqu'à ce que le piston ait franohi l'orifice du conduit 48, par lequel le fluide détendu s'échappe,
Cet échappement s'achève par le conduit 43, lorsque l'échancrure 10 met ce conduit en communisation avec la chambre a, et que le piaton 7 a franchi l'arête formant l'intersection des parois des chambres de déten- te et d'obturateur,
A ce moment,
l'admission se fait de nouveau dans la chambre 28, derrière le piston 34a, et le même cycle recommence ensuite,
Le second piston moteur 7a est décalé d'un de- mi-tour par rapport au piston 7, de aorte que le fonc- tionnement du second groupe moteur est identique au
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premier, à ce décalage près d'un demi-tour.
Le fluide envoyé au second groupe moteur est aspiré dans la chambre 28 par le piéton 34, comprimé par le piston 34a, et envoyé à la chambre 2a par les conduits 38a,39a. il y a donc, par tour de l'arbre moteur, deux temps résistants, qui sont les temps de compression respectivement par le piston 34 et par le piston 34a, et deux temps moteurs, fournis par les explosions et les détentes derrière le piston 7 et derrière le pis- ton 7a.
On pourra naturellement , sans pour cela s'écar- ter du domaine de l'invention, modifier en leur détails, de toutes façons convenables, les modes de réalisation ci-dessus décrits à titre purement indicatif et nulle- ment limitatif, notamment en ce qui concerne l'agence- ment de l'obturateur et des conduits d'admission, celui de la transmission commandant l'obturateur, du dispo- sitif de réglage permettant de faire varier le degré d'admission etc,,,-, on pourra encore, comme il a été dit, utiliser un fluide moteur quelconque tel que : air comprima, vapeur , etc.... on bien un mélange com- bustible dont on provoquera l'explosion ou la combustion au moyen d'un dispositif d'allumage monté au voisinage de la région commune aux deux chambres cylindriques circulaires;
dans le second mode de réalisation, on pour- ra agencer de toute autre façon que celle décrite les deux groupes moteurs et le groupe oompresseur qui les
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alimente ; on pourra en particulier assurer l'entraîne- ment du compresseur par toute transmission appropriée, au lieu de le monter directement sur l'arbre moteur;
on pourra également modifier le système de distri- bution reliant le compresseur aux groupes moteurs, et utiliser en particulier, au lieu de ltobturateur 36 lui-même , des tiroirs spéciaux, convenablement comman- dés , ou tous autres organes équivalents ; on pourra encore imaginer des dispositifs analogues, dans lesquels le compresseur, au lieu d'alimenter deux groupes mo- teurs, en alimentera un seul , ou au contraire plus de deux , le nombre de pistons montée sur le disque 30 pouvant varier, eu égard au. nombre de coupes moteurs alimentes, au système de distribution employé , etc...