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Turbine à explosions.
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La présente invention est relative'8teurs rotatifs dits turbines à explosions, qui comportent un rotor de forme non circulaire tournant dans un stator cylindrique, séparé en chambres d'explosions et d'échappement par des saillies radiales du rotor et par des vannes radiales coulis- santes, susceptibles de s'effacer dans la paroi du stator au passage des saillies du rotor qui font office de pistons rota- tifs subissant la poussée des explosions. Ces turbines à explosions n'ayant pas de compression propre, doivent être alimentées de mélange carburé sous pression par un compresseur.
Linvention a pour objet une turbine à explosions avec compres- seur rotatif conjugué, qui se distingue par la simplicité de sa construction et de son fonctionnement.
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Suivant l'invention, la turbine à explosions du type indiqué est conjuguée à un compresseur de mélange carburé qui comprend, comme la turbine, un rotor non circulaire et un stator cylindrique à vannes radiales coulissantes, séparé en chambres d'aspiration et de refoulement par ces vannes et les saillies radiales du rotor. La répétition des mêmes éléments dans la turbine et le compresseur simplifie notablement la construction; elle permet en outre de réaliser d'une façon extrêmement simple la commande desmodromique des vannes ra- diales de la turbine. En effet, selon une caractéristique importante de l'invention, cette commande des vannes de la turbine est assurée par le rotor du compresseur et, récipro- quement, le rotor de la turbine commande les vannes de la turbine.
Ceci peut être obtenu en décalant angulairement les deux rotors de même profil, pour qu'au soulèvement d'une vanne par l'un d'eux corresponde l'abaissement d'une vanne sur l'au- tre, les deux vannes étant reliées par exemple par un culbu- teur. De préférence le profil des deux rotors est en forme de polygone régulier à coins arrondis, avantageusement un carré.
Ces caractéristiques de l'invention et d'autres encore ressortiront de la description du dessin annexé, repré- sentant à titre d'exemple une turbine à explosions conforme à l'invention.
Fig. 1 est une vue en bout de l'ensemble turbine- compresseur, partiellement en coupe suivant la ligne I-I de la Fig. 2.
Fig. 2 en est une vue partielle en coupe longitudi- nale par la ligne II-II de la Fig. 1.
Sur ces figures, 1 désigne l'arbre de la turbine à explosions sur lequel sont calés en tandem le rotor 2 de la turbine et le rotor 3 du compresseur, de part et d'autre
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d'une cloison 4 qui divise le stator ou enveloppe 5 en deux capacités cylindriques 6, 7 du même diamètre, fermées aux extrémités du stator par des flasques 8, 9. Ces flasques et la cloison 4 portent au centre les paliers 10 de l'arbre 1.
Le rotor moteur 2 et le rotor compresseur 3 ont le même profil carré à coins arrondis et les mêmes dimensions radiales. Ils s'inscrivent chacun exactement dans leur cylin- dre respectif 6, 7, de façon à ne laisser libres à la péri- phérie de chaque capacité cylindrique que des espaces segmen- taires, séparés par les coins ou saillies radiales du rotor et susceptibles d'être divisés chacun en deux chambres par les vannes radiales coulissantes du stator qui sont maintenues en contact permanent avec la périphérie du rotor corr espondant.
Les vannes coopérant avec le rotor moteur 2 sont désignées par 11 et celles qui coopèrent avec le rotor compresseur sont indiquées 12; l'une des vannes 12 seulement est visible sur la Fig. 2, mais il est clair que la disposition des deux sé- ries de vannes est identique. Chaque série de vannes compte un nombre de vannes supérieur au nombre de saillies radiales ou coins du rotor. Il y a cinq vannes pour le rotor carré du présent exemple, disposées à 72 l'une de l'autre.
Comme le montre la Fig. 2, les rotors 2 et 3 sont décalés de 45 sur l'arbre 1, de façon que leurs coins alter- nent. Par suite,, lorsqu'un coin d'un des rotors passe au droit d'une vanne, la vanne correspondante de l'autre rotor est en contact avec un méplat de celui-ci.
Ces vannes correspondantes de la turbine et du compresseur sont conjuguées deux à deux par des culbuteurs 13, de telle sorte que le soulèvement positif d'une vanne par le
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rotor agissant comme une came, provoque l'abaissement positif de la vanne correspondante de l'autre rotor par l'intermé- diaire du culbuteur. Le rotor moteur 2 commande donc l'abais- sement des vannes 12 du compresseur en même temps que la levée de ses propres vannes 11, et réciproquement le rotor compres- seur 3 commande l'abaissement des vannes 11 de la turbine et la levée de ses propres vannes 12. Des ressorts 14, 15 intercalés entre les aueues 16, 17 des vannes 11, 12 et ces vannes elles-mêmes, maintiennent ces dernières en contact intime avec les rotors 2, 3 et compensent l'usure éventuelle des parties frottantes.
La Fig. 2 montre que le rotor compresseur 3 est plus large que le rotor moteur 2, la capacité cylindrique 7 devant évidemment être plus grande que celle 6 de la turbine pour pouvoir aspirer et comprimer le mélange carburé en quantité suffisante pour l'alimentation de la turbine. On comprendra aisément le fonctionnement du compresseur en se référant à la Fig. 1, bien que celle-ci montre le rotor mo- teur 2 et non le rotor compresseur 3. En supposant que le rotor montré soit celui du compresseur et qu'il tourne dans le sens de la flèche x, on voit que le coin droit, par exemple, du rotor crée derrière lui une aspiration en se déplaçant par rapport à la vanne immédiatement précédente, tandis que son mouvement par rapport à la vanne suivante produit un refou- lement en avant de lui.
Ainsi la quantité de gaz aspirée derrière un coin du rotor jusqu'à ce que ce coin ait dépassé une vanne, est comprimée ensuite dans l'espace entre cette vanne et le coin suivant du rotor, pour être refoulé sous pression dans un collecteur. Le mélange carburé est aspiré par des conduits ad hoc du stator 5, depuis un carburateur 18, et est refoulé sous pression dans un collecteur annulaire A
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19 entourant le rotor compresseur 3. De ce collecteur 19, le mélange sous pression est admis par les tubulures d'alimen- tation 20, les pipes de raccordement 21 et les soupapes 22, dans les chapelles 23 du cylindre de la turbine.
Les chapelles 23, au nombre de cinq comme les vannes 11 de la turbine, débouchent chacune à côté d'une vanne, en avant de celle-ci dans le sens de rotation du rotor 2. Les soupapes d'admission 22 y afférentes, une par chapelle, sont commandées par culbuteurs 24 et poussoirs 25, au moyen d'une came 26 entraînée par l'arbre 1, de telle manière que la soupape d'une chapelle admette une charge de mélange carbu- ré sous pression lorsqu'un coin du rotor 2 franchit la vanne 11 adjacente à cette chapelle. La charge est ensuite allumée par une bougie 27 dans la chapelle et l'explosion se propage dans la chambre d'explosion a. délimitée par la paroi du cylin- dre 6, la face du rotor qui vient de franchir la vanne 11, et cette vanne elle-même.
La paroi du cylindre et la vanne étant fixes, tandis que le rotor est mobile, c'est ce dernier qui se déplace dans le sens de la flèche x, sous la poussée de l'explosion. Ce mouvement du rotor agrandit la chambre a dans laquelle les gaz d'explosion se détendent jusqu'à ce que le coin du rotor découvre l'orifice du conduit d'échappe- ment 28 ménagé, un peu en avant de la vanne 11 suivante, dans la paroi du stator 5. Lors de la continuation du mouvement du rotor, la chambre d'explosion a devient une chambre d'échap pement b, dont la capacité décroît à mesure que le coin suivant du rotor se rapproche de la première vanne 11, de sor- te que les gaz brûlés sont chassés complètement par le conduit 28.
Le rotor 2 comportant quatre coins et le cylindre cinq chapelles 23, il se produit vingt explosions et autant d'échappements par tour du rotor.
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On voit que la turbine ne nécessite pas de soupa- pes d'échappement. Les tiges des soupapes d'admission 22 comportent chacune un soufflet d'étanchéité 29. La came 26 qui commande les soupapes est conique, de façon qu'en la dépla- çant longitudinalement au moyen de la tige d'accélérateur axiale 30, on modifie le degré d'ouverture des soupapes et, par conséquent, l'allure de la turbine. Un pignon 31 monté sur l'arbre 1 entraîne une magnéto d'allumage qui alimente les bobines 32 dont une est prévue pour chaque bougie 27.
Le refroidissement de la turbine est assuré par circulation d'eau dans des chemises 33, ménagées dans la paroi du stator 5, dans la cloison 4 et dans les flasques 8, 9.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux formes et détails d'exécution décrits et représentés à titre d'exemple, qui peuvent être modifiés sans sortir de son cadre.
REVENDICATIONS ---------------------------
1. Turbine à explosions comportant un rotor de forme non circulaire tournant dans un stator cylindrique pourvu de vannes radiales coulissantes, caractérisée en ce qu'elle est conjuguée à un compresseur de mélange carburé qui comprend comme la turbine un rotor non circulaire et un stator cylindrique à vannes radiales coulissantes.