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Générateur de gaz de combustion sous tension.
L'invention concerne des générateurs de gaz de com- bustion sous tension, générateurs constitués par des cham- bres de combustion montées en cercle et entourant un tiroir de distribution réglant l'entrée dans les chambres et la sor- tie de celles-ci.
L'invention consiste essentiellement en ce que le tiroir de distribution est fixe et que quelques-uns de ses canaux, ou tous, qui conduisent les gaz sous pression sor- tant des chambres de combustion dans un ou plusieurs ajutages de sortie communs à toutes les chambres de combustin, dé- bouchent dans les chambres de combustion sous un angle tel, par rapport au sens radial, que le bloc de chambres tourne
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de lui-même sous l'action de la réaction des gaz sous pression sortant des chambres.
Les canaux du tiroir de distribution et les orifices d'entrée et de sortie des chambres de combustion ont des dimensions telles, et ils sont disposés les uns par rapport aux autres de façon telle que les gaz de combustion sous pression sortant aient sensiblement une force vive constante, ce qui est encore rendu possible par le fait que l'ensemble comporte encore, outre un ajutage primaire, un ou plusieurs ajutages secondaires s'ouvrant successivement lorsque la pression des gaz sortant de l'ajutage primaire baisse.
Les dessins annexés représentent un exemple de réalisation de l'invention.
La fig. 1 est une coupe verticale de l'ensemble des chambres.
La fig. 2 est un plan correspondant, partie en coupe, dans la moitié supérieure par la ligne 2-2 et dans la moitié inférieure par la ligne 2'-2' de la fig. 1.
Les figs. 3 et 6 sont des coupes longitudinales perpendiculaires entre elles et représentant le tiroir de distribution.
La fig. 4 est une vue d'en bas et
La fig. 5 une vue d'en haut du tiroir.
La fig. 7 est une coupe par la ligne 7-7 de la fig.6.
La fig. 8 est une coupe par la ligne 8-8 de la fig.6; les figs. 3 et 6 sont respectivement des coupes par les lignes 3-3 et 6-6 de la fig. 7. La fig. 9 est une coupe du moteur assemblé. La fig. 10 en est un plan.
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La fig. 11 est un développement schématique mon- trant la façon dont les canaux du tiroir coopèrent avec ceux des chambres.
Dans le mode de réalisation représenté par les figs.
1 et 2, huit chambres 10 sont juxtaposées en cercle et constituent par leurs surfaces intérieures une cavité en for- me de tronc de cône. Chaque chambre est divisée par une cloi- son 11 en une chambre de combustion proprement dite 10' et en une chambre 10" qu'on appellera plus loin chambre de com- pression. Ces deux chambres communiquent entre elles par un canal 12 relativement étroit. La chambre 10' débouche dans la cavité intérieure conique par une ouverture 13.et la cham- bre 10" débouche dans cette cavité par une ouverture 14. A l'extrémité inférieure la cavité conique centrale est fer- mée par un fond 15 percé d'ouvertures 16 et comportant un rebord 17 servant à supporter l'extrémité inférieure du ti- roir au moyen d'un palier à billes 18 et d'écrous 19, comme le montre la fig. 9.
Sur la face extérieure les chambres comportent des ailettes de refroidissement 20.
A l'intérieur de la cavité conique centrale en- tourée par les chambres 10 est monté un tiroir de distribu- tion dont l'ensemble est désigné par 21 (fig.3-8). Dans la partie supérieure du tiroir est ménagé un canal plat 22 transversal par rapport à l'axe du tiroir et se terminant par un canal transversal continu 23 (figs.3 et 6). Ce canal transversal 23 débouche à ses deux extrémités au niveau des ouvertures 13 des chambres de combustion 10'. En outre la partie supérieure du tiroir comporte encore deux canaux ho- rizontaux obliques 24 partant chacun du pourtour du tiroir et aboutissant au canal 25 qui est dirigé verticalement vers A
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le haut. Les orifices supérieurs de ces canaux 25 sont diamétralement opposés, de chaque coté de l'orifice supérieur du canal 22, ainsi que le montre en particulier la fig. 5.
Les canaux 24 débouchent également, sur le pourtour du tiroir, en face des ouvertures 13 des chambres de combustion 10'.
Dans la partie inférieure du tiroir se trouve un canal transversal continu 26 qui débouche sur le pourtour du tiroir en face des ouvertures 14 des chambres de compression 10". Ce canal transversal communique avec un canal 27 dirigé obliquement vers le haut, comme le montre en particulier la fig. 6. En outre la partie inférieure du tiroir comporte encore deux canaux de transfert 28, (fig. 9) au niveau des ouvertures 14 des chambres de compression 10".
Dans l'ouverture centrale, à la partie inférieure du tiroir, est vissée une bougie d'allumage 29 (fig. 3) à laquelle le courant est fourni par une ligne 30 passant dans une perforation ménagée dans l'appendice 31 en forme de tourillon qui se trouve à l'extrémité inférieure du tiroir. Cet appendice comporte à son extrémité un pas de vis 32 sur lequel se vissent les écrous 19; il comporte également un canal 33 (fig. 6) par lequel le lubrifiant arrive au palier à billes 18 (fig. 9) et à la surface de glissement du tiroir.
Dans la partie supérieure du tiroir se trouvent en outre, en face des ouvertures 13, des chambres de combustion 10', deux canaux diamétralement opposés 34 partant de la surface supérieure du tiroir et aboutissant au pourtour de celui-ci en faisant un coude.
Enfin le tiroir comporte deux canaux diamétralement opposés 47 (figs. 4 et 7) partant de la surface supé- rieure du tiroir et aboutissant à la paroi conique de celui-
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ci en face des ouvertures 13 des chambres de combustion 10'.
Les autres cavités du tiroir sont refroidies par de l'eau provenant d'une circulation d'eau de refroidisse- ment traversant le corps 35 de l'ajutage d'éjection (fig.9), ainsi que cela sera décrit plus loin.
Le tiroir a une forme conique, grâce à laquelle la dilatation aux différentes températures se compense automatiquement, tout en maintenant continuellement l'étan- chéité, et parce que l'effort de frottement est complète- ment reporté du tiroir sur le palier.
Le corps d'ajutage 35 (fig. 9) est fixé au moyen de boulons 38 sur le rebord supérieur 37 du tiroir. Le canal d'ajutage prorement dit 36 a une surface de base triangulaire qui comporte les orifices supérieurs des ajutages 22 et 25 et du canal 27 et qui se rétrécit vers le haut en forme de fente longitudinale 39 (fig.10). Le corps d'ajutage 35 forme en outre deux chambres de mélan- ges diamétralement opposées 40 dans lesquelles le combusti- ble est introduit par des ouvertures 41. L'air de combustion entre dans ces chambres par des canaux 42. Les chambres 40 sont reliées aux canaux 34 du tiroir. Le reste de la cavité du corps d'ajutage 35 sert au refroidissement par de l'eau. Il est relié aux cavités du tiroir, cavités qui sont refroidies par de l'eau, et par des ouvertures 43 à la conduite d'arrivée de l'eau (fig. 9 et 10).
Avant de décrire le fonctionnement de la machine, on rappellera que le tiroir est immobile, tandis que le bloc de chambres 10 tourne. La fig. 11 est une vue schéma- tique montrant en développement la façon dont les canaux n
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du tiroir coopèrent avec les chambres. On ne considèrera provisoirement qu'une seule chambre. Lorsque cette chambre vient occuper la position A indiquée en traits interrompus, elle contient un mélange de combustion déjà comprimé et prêt à être enflammé, ainsi qu'on le décrira plus loin. Dans cette position A la chambre commence à démasquer l'orifice du canal 23, ce qui fait que le mélange à explosion entre dans ce canal et se trouve enflammé par la bougie 29 (fig. 3) montée dans ce canal. L'inflammation se propage dans la chambre de combustion 10' et produit une haute pression dans cette chambre.
Les gaz à haute pression ainsi produits passent par le canal 23 dans l'ajutage primaire 22, puis dans l'ajutage d'éjection 35 et sortent de ce dernier.
Lorsque la chambre passe de la position A à la position B (fig. 11) l'ouverture 14 de la chambre de compression 10" vient se placer en face du canal 28, ce qui fait qu'une partie des gaz sous pression commence à passer par ce canal dans la chambre précédente, qui se trouve dans la position C et qui contient du mélange d'explosion aspiré. Ceci a pour effet de comprimer ce mélange sans qu'il se mélange toutefois avec les gaz brûlés venant par le canal 28 de la chambre qui se trouve dans la position B, parce que les gaz brûlés n'ont que le temps de remplir la chambre de compression 10" et de comprimer ainsi le mélange aspiré, en réduisant le volume de ces gaz du volume primitif de toute la chambre 10 au volume de la chambre de combustion proprement dite 10'.
Tout mélange entre le mélange aspiré et les gaz brûlés est empêché, non seulement par la cloison 11, mais encore par l'action de la force centrifuge, car l'ouverture 12 est pratiquée sur le pourtour des chambres, à l'endroit où la force centri-
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fuge refoule les gaz dont le poids spécifique est le plus lourd,c'est-à-dire le mélange de combustion, qui empêche le passage des gaz brûlés plus légers. Lorsque l'arrivée du mélange est convenablement réglée par la distribution, la compression qui vient d'être décrite est produite à un degré tel que le mélange est enflammé dans le canal 12 ou qu'on obtient une avance à l'allumage, avance qui est avantageuse.
Lorsque la chambre, continuant son mouvement, ar- rive à la position D représentée en traits interrompus, le canal 24 qui aboutit à l'ajutage secondaire 25 est déjà en partie démasqué, le canal 28 est masqué et le canal 23 est encore en partie masqué. Les gaz sous pression contenus dans la chambre de combustion passent donc d'une part dans l'ajutage primaire 22 et d'autre part dans l'ajutage secon- daire 25. Enfin le canal 23 se trouve complètement masqué et les gaz sous pression passent uniquement par le canal 24 dans l'ajutage secondaire 25.
La chambre continuant son mouvement arrive à la position E dans laquelle le canal 24 est fermé progressivement et le canal 26 commence à s'ouvrir jusqu'à ce que le canal 24 soit complètement fermé dans la position E et que le reste des gaz brûlés s'échappe sous une faible pression dans l'ajutage 36 par les canaux 26 et 27.
La chambre continue son mouvement et arrive à la position F représentée en traits interrompus, en commençant à démasquer le canal 34. Dans l'intervalle toutefois, tous les gaz sous pression sont sortis de la chambre par le canal 36 et comme pendant ce temps une autre chambre qui se trouve entre les position A, B et D envoie des gaz sous pression dans l'aju- tage 36 par l'ajutage primaire 22 et l'ajutage secondaire 25, une aspiration se produit dans le canal 27, 26 par une action
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d'éjection, ce qui fait que du mélange à explosion provenant de la chambre 40 est aspiré dans la chambre de combustion 10' par le canal 34.
Dans la position G le canal d'aspiration 34 et le canal d'échappement 26 sont complètement ouverts, ce qui fait que l'aspiration est très intense et qu'elle est également accompagnée d'un bon balayage de toute la chambre de combustion. Enfin, pendant le passage de la chambre de la position G à la position C, le canal d'échappement et d'éjection 26 est fermé et dans la position H représentée en traits interrompus le canal d'aspiration 34 est finalement simplement démasqué, ce qui fait que le mélange à explosion continue à arriver par Inertie et remplit complètement toute la chambre. Dans la position C ce mélange est ensuite comprimé par des gaz sous pression arrivant par le canal 28 et sortant de la chambre qui se trouve dans la position B, et ainsi de suite.
Comme le tiroir est à double effet, en ce qui concerne la disposition des canaux, il est complètement équilibré par les pressions opposées et on obtient deux allumages dans chaque chambre à chaque tour du bloc de chambres; le moteur fonctionne donc à demi-temps.
Le tiroir peut comporter aussi des canaux disposés de façon que le combustible soit injecté dans de l'air chaud au moment de la plus forte compression (procédé à combustion pure). Ce procédé exige naturellement une compression préalable de l'air, compression que les chambres rotatives peuvent produire elles-mêmes très avantageusement.
La rotation du bloc de chambres a lieu automatiquement par la réaction des gaz qui s'échappent dans les canaux obliques 24 (fig. 7).
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Il est naturellement possible aussi de conduire une partie des gaz sous pression par les canaux d'échappement 47 dans un moteur auxiliaire par lequel le bloc de chambres ou le tiroir sont ensuite animés d'un mouvement impératif de rotation.
Pour mettre le moteur en marche on utilise les canaux 47 déjà mentionnés. De l'air comprimé provenant d'une source non représentée, telle qu'une bouteille d'acier, est envoyé dans ces canaux par les tubulures 45 et les soupapes 46. Ceci a pour effet de faire tourner l'ensemble du bloc de chambres par suite de la réaction de l'air comprimé qui sort des chambres et le combustible commence à être aspiré dans les chambres par l'action d'éjection de l'ajutage 36.
La lubrification des surfaces de glissement du tiroir a lieu de préférence par le mélange du lubrifiant avec le combustible, en plus du graissage déjà mentionné et effectué par la conduite d'arrivée 35.
On a déjà dit que la disposition relative et les dimensions des canaux du tiroir et des ouvertures des chambres sont telles que la force vive du jet de gaz sortant de l'ajutage 36 est sensiblement constante. La disposition judicieuse de l'ajutage primaire 22 et de l'ajutage secondaire 25 contribue également à produire cet effet.
Le courant de gaz produit par le dispositif conforme à l'invention peut être utilisé très avantageusement pour toutes les applications pour lesquelles on propose depuis quelque temps l'entraînement, par fusée, c'est-àdire pour la propulsion d'avions, de véhicules, etc...
L'ensemble de la construction est très simple et sûr; ses dimensions sont petites et son poids est insignifiant. On
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dira, à titre d'exemple, que lorsqu'on utilise le dispositif conforme à l'invention pour la propulsion d'un avion, le poids de ce dispositif est sensiblement huit fois plus petit que celui du moteur usuel d'aviation et de son hélice pour une même puissance.