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MEMOIRE DESCRIPTIF .déposé à l'appui d'une demande de BREVET D' INVENTION Francis D E M B L O N "Compresseur et Moteur à combustion"
La présente invention se rapporte à une combinaison mécanique, particulièrement originale, pouvant convenir pour l'exécution de machines, tels que compresseurs, moteurs à combustion, etc
Cette combinaison mécanique consiste substantiellement en un rotor, dont la périphérie est pourvue d'ailettes de forme et position judicieusement déterminées et cet ensemble est susceptible de se déplacer dans un enveloppement adéquat, de manière à constituer soit un moyen récepteur, soit un moyen moteur, suivant les applications envisagées.
Les ailettes sont montées d'une manière amovible sur le rotor et elles sont ainsi dans la possibilité de prendre des inclinaisons différentes sur le rotor, de manière à pouvoir être progressivement couchées et redressées. Il en résulte que les espaces compris entre deux ailettes consécutives et la paroi correspondante des rotors et enveloppement, présentent une capacité variable ,ce qui est néoessaire pour l'application du
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système comme moyen moteur ou récepteur. D'autre part, l'accou- plement d'au moins deux de telles combinaisons permet de réaliser un générateur de force motrice particulièrement efficace présen -tant des avantages nombreux sur les moteurs actuellement connus.
De telles combinaisons sont d'ailleurs nombreuses et diverses.
Toutefois, à l'effet de bien faire ressortir les différentes caractéristiques de l'objet de l'invention, un mode d'exé- cution d'un moteur à combustion est schématisé aux figures annexées, dans lesquelles : la figure 1 est une coupe transversale schématique par un moteur complet ; la figure 2 est une coupe radiale par un dispositif complexe de compresseur et d'organes moteurs; la figure 3 est une coupe schématique agrandie d'une ailette montée entre le retor et l'enveloppement.
Suivant ces figures, on remarquera donc que le moteur comprend un compresseur et un organe moteur proprement dit, ceux-ci étant reliés par une tuyauterie adéquate et complétés par des organes d'adduction du combustible, une chambre à haute pression et les accessoires mécaniques généralement utilisés dans les moteurs.
La première caractéristique essentielle du dispositif est que le compresseur et l'organe moteur sont exécutas de manière semblable , c'est-à-dire par la combinaison d'un rotor 1 , garni périphériquement d'ailettes amovibles 2 et se déplaçant dans un enveloppement extérieur 5. Les ailettes 2 sont montées sur le rotor 1, préférablement par un dispositif à charnières 3, dont le-but est-de permettre aux ailettes de se coucher et de se redresser lors de leur mouvement de déplacement avec le dit rotor. Il es,t à noter que le pourtour du rotor, bien que symétrique , ne doit pas nécessairement se présenter sous la forme
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cylindrique. cylindrique .
L'enveloppement extérieur'5 est profilé d'une manière judicieuse , dans le but de régler l'abaissement ou le red@ ment progressif des ailettes. Latéralement les ailettes fr@ le long des flasques 6, de manière à établir une étanchéit@ satisfaisante. Ces flasques peuvent être montés soit sur l@ rotor, soit encore sur le bâti ou l'enveloppement du motem
Il est à remarquer que la partie intérieure du rotor rester accessible à la circulation de l'air ambiant, de man à réaliser ainsi un refroidissement actif.
L'axe 4 du rotor est disposé excentriquement par rappo l'axe de l'enveloppement 5. Cette excentricité est détermin de telle façon que , lors de la rotation, les ailettes 2 so alternativement rabattues et redressées, de manière à faire varier les espaces qui les séparent. Le mouvement d'abaisse résulte du frottement des ailettes contre l'enveloppement, tandis que le mouvernent de redressement est provoqué automa' quement par l'influence de la force centrifuge et de la pre@ des gaz comprimés. La capacité des espaces compris entre de ailettes consécutives peut ainsi varier entre zéro et un ma, mum prédéterminé.
Cette capacité dépend donc essentiellement la position relative de l'espace considéré par rapport à l'e veloppement. Enfin, ce dernier présente une ouverture 8, s'e dant sur la distance A B C et mettant les espaces inter-aile tes utilement en communication avec l'extérieur. L'autre par de l'enveloppement 5 est au contraire maintenue parfaitement étanche et les deux enveloppements, respectivement du compre seur et de l'organe moteur, sont reliés par une tuyauterie 9 dimensions et profils adéquats.
Le dit conduit 9 se termine au droit de sa jonction ave ment l'enveloppe/de l'organe moteur, par unechambre 10, destinée aux gaz amenés sous haute pression. A l'origine de cette cha
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débouche le conduit d'adduction 11 du combustible. L'ensemble de cette conduite 11 et de la chambre 10 réalise en quelque sorte le brûleur.
Dans ces conditions, le fonctionnement d'un tel moteur à combustion se comprend aisément de la manière suivante :
En considérant que le rotor de l'organe compresseur se déplace par rotation dans le sens indiqué par la flèche 12, on remarquera que chaque espace inter-ailettes amène successivement une quantité d'air (comburant) à l'origine de la tuyauterie 9.
En effet, l'air compris dans ces espaces successifs est refoulé et oomprimé, du fait du mouvement d'abaissement impliqué aux ailettes. Ces espaces sontd'ailleurs maximum à leur pénétration dans leur partie étanche de l'enveloppement 5 du compresseur et sont réduits progressivement jusqu'à zéro, lorsqu'ils dépassent l'embouchure de la conduite 9.
On réalise donc de la sorte un compresseur d'efficacité maximum et l'air ainsi amené sous forte pression, débouche dans la chambre de combustion 10. Le combustible amené par la tuyauterie 11 trouve donc dans la chambre de combustion 10 la quantité d'oxygène nécessaireà la combustion et par conséquent, on provoque une succession de détentes, qui agissent sur l'organe moteur proprement dit. Celui-ci est constitué substantiellement de manière identique à l'organe compresseur, cependant que le rotor est déplacé dans le sens de la flèche 13 sous l'influence des susdites détentes, dont l'efficacité est maximum à la sortit de la chambre de combustion 10, d'autant plus que les espaces inter-ailettes sont à cet endroit minimum.
Ces espaces inter-ailettes croissent de manière à atteindre leur maximum à l'origine de l'ouverture 8 mettant en communication l'organe moteur avec l'air ambiant . De cette manière, on assure donc une détente d'efficacité optima et un échappement rationnel des/résidus de la combustion..
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On voit donc que dans ces conditions l'ensemble du moteur fonctionne d'une manière normale. En effet, l'air aspiré et comprimé par le compresseur est refoulé dans la chambre de combustion 10 via la tuyauterie 9. L'air ( comburant) est ainsi intimement mélangé au combustible ( carburant ) et brûle donc celui-ci d'une manière totale.
Cette combustion se faisant sous pression constante , le volume et la température des gaz produits, augmentent considérablement. La détente provoque des efforts de poussée sur les ailettes et détermine finalement un couple moteur sur le rotor de l'organe moteur.
Il est à noter, d'une part, que la combustion pourrait se faire également sous volume constant, dans lequel cas l'augmentation de pression serait considérable. Il est entendu que l'organe moteur et le compresseur sont chacun solidaires, soit qu'ils sont montés sur un même arbre , soit qu'un moyen approprié de transmission les relie . Par conséquent, comme, par suite de la combustion,le travail fourni par la détente est à coup sûr supérieur au travail exigé par le compresseur, on réalise donc ainsi un moyen moteur d'utilisation générale .
Evidemment, des détails de construction peuventêtre envisagês sous des formes diverses, soit pour assurer une étanchéité parfaite des différents organes, soit pour solidariser les organes moteur et compresseur, eto.
De plus, dans le but de soulager l'arête libre des ailettes et aussi de prévenir une usure prématurée, les ailettes peuvent reposer sur des patins 7 solidaires des ailettes et se dépla- çant dans des glissières ad hoc. La lubrification des organes moteurs peut se faire soit par huile , soit par air comprimé injecté sous le patin, soit encore par une combinaison de ces moyens.
La figure 2 illustre tout 'particulièrementun montage
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avantageux de l'organe moteur et du compresseur sur un même rotor, dans lequel cas les flasques latéraux 6 déterminent les chambres distinctes de ces organes.
Il est compréhensible que la. combustion provoquant la détente des gaz peut être réalisée de différentes manières et notamment suivant deux moyens particuliers, c'est-à-dire soit par aspiration et injection par un dispositif de tuyauteries etbuses, soit par refoulement à l'intervention d'une pompe ou autre dispositif approprié.
En tout cas, le combustible est pulvérisa et divisé fine- ment dans le brûleur, afin de favoriser considérablement la combustion. De la combinaison originale faisant l'objet de l'invention, le moteur qui en résulte présente des avantages nombreux sur les dispositifs actuellement connus et qui sont notamment : a) l'obtention d'un couple moteur uniforme et continu; b) une grande simplicité dans la construction à l'absence même de toute distribution, dispositif d'allumage compliqué et or- ganes sujets à déréglage ; c) une mise sous pression progressive des éléments moteurs les plus délicats; d) une réduction sensible de poids et de volume par unité de puissance ; e) une combustion se faisant dans des conditions très favorables c'est-à-dire à haute température, à haute pression et moyennant un mélange intime de comburant et de carburant;
f) enfin, une réduction très sensible des pertes résultant des gaz d'échappement.
Il est entendu que l'invention envisage l'exécution de . tous genres de moteurs, sous toutes puissances et moyennant toutes modifications dans l'exécution.
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Egalement sont envisagées toutes les applications indus-
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trielles suscentibles d'être faites avec un tel genre de moteur.
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1. Compresseur caractérisé par le fait qu'il comporte , en ordre principal, un rotor pourvu d'ailettes mobiles et disposé exoentriquement par rapport à un enveloppement de telle sorte que les espaces inter-ailettes sont progressivement croissante et décroissants; cette disposition ayant pour but de comprimer l'air emprisonné entre les ailettes consécutives et de refouler l'air ainsi comprimé vers le lieu d'utilisation.
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DESCRIPTIVE MEMORY. Filed in support of a patent application Francis D E M B L O N "Compressor and combustion engine"
The present invention relates to a particularly original mechanical combination which may be suitable for the execution of machines, such as compressors, combustion engines, etc.
This mechanical combination consists substantially of a rotor, the periphery of which is provided with fins of judiciously determined shape and position and this assembly is capable of moving in an adequate envelope, so as to constitute either a receiving means or a motor means, depending on the applications envisaged.
The fins are removably mounted on the rotor and they are thus able to take different inclinations on the rotor, so as to be able to be gradually folded down and straightened. As a result, the spaces between two consecutive fins and the corresponding wall of the rotors and casing have a variable capacity, which is necessary for the application of
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system as motor or receiver means. On the other hand, the coupling of at least two of such combinations makes it possible to produce a particularly efficient motive force generator having numerous advantages over currently known motors.
Such combinations are moreover numerous and diverse.
However, in order to clearly highlight the various characteristics of the subject of the invention, an embodiment of a combustion engine is shown diagrammatically in the appended figures, in which: FIG. 1 is a sectional view schematic transverse by a complete engine; FIG. 2 is a radial section through a complex device of compressor and motor members; FIG. 3 is an enlarged schematic section of a fin mounted between the twist and the wrap.
According to these figures, it will therefore be noted that the engine comprises a compressor and a motor unit proper, the latter being connected by suitable piping and completed by fuel supply units, a high pressure chamber and mechanical accessories generally. used in engines.
The first essential characteristic of the device is that the compressor and the motor member are executed in a similar way, that is to say by the combination of a rotor 1, lined peripherally with removable fins 2 and moving in an envelope. exterior 5. The fins 2 are mounted on the rotor 1, preferably by a hinged device 3, the purpose of which is to allow the fins to lie down and straighten up during their movement of movement with said rotor. It should be noted that the circumference of the rotor, although symmetrical, does not necessarily have to be in the form
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cylindrical. cylindrical.
The outer wrapping'5 is profiled in a judicious manner, in order to regulate the progressive lowering or red @ ment of the fins. Laterally the fins fr @ along the flanges 6, so as to establish a satisfactory seal. These flanges can be mounted either on the rotor, or on the frame or the enclosure of the motem
It should be noted that the inner part of the rotor remains accessible to the circulation of ambient air, so as to achieve active cooling.
The axis 4 of the rotor is disposed eccentrically by the axis of the wrapping 5. This eccentricity is determined such that, during the rotation, the fins 2 so alternately folded and straightened, so as to vary the spaces that separate them. The downward movement results from the friction of the fins against the wrap, while the straightening movement is caused automatically by the influence of the centrifugal force and the pressure of the compressed gases. The capacity of the spaces between consecutive fins can thus vary between zero and one predetermined ma, mum.
This capacity therefore essentially depends on the relative position of the space considered in relation to the development. Finally, the latter has an opening 8, extending over the distance A B C and putting the inter-wing spaces your usefully in communication with the outside. The other by the casing 5 is, on the contrary, kept perfectly sealed and the two casings, respectively of the compressor and of the motor member, are connected by a 9-dimension pipe and suitable profiles.
Said duct 9 ends at the level of its junction with the casing / of the motor unit, by unechambre 10, intended for the gases supplied under high pressure. At the origin of this cha
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opens the fuel supply pipe 11. The whole of this pipe 11 and of the chamber 10 in a way forms the burner.
Under these conditions, the operation of such a combustion engine is easily understood as follows:
Considering that the rotor of the compressor unit moves by rotation in the direction indicated by arrow 12, it will be noted that each inter-fin space successively brings a quantity of air (oxidizer) to the origin of the piping 9.
In fact, the air included in these successive spaces is forced back and compressed, due to the lowering movement involved in the fins. These spaces are moreover maximum when they penetrate their sealed part of the compressor casing 5 and are gradually reduced to zero, when they exceed the mouth of the pipe 9.
A compressor of maximum efficiency is therefore produced in this way and the air thus supplied under high pressure opens into the combustion chamber 10. The fuel supplied by the pipe 11 therefore finds the quantity of oxygen in the combustion chamber 10. necessary for combustion and consequently, a succession of detents is caused, which act on the motor member itself. This is made substantially identically to the compressor member, while the rotor is moved in the direction of arrow 13 under the influence of the aforementioned detents, the efficiency of which is maximum at the exit of the combustion chamber. 10, especially since the inter-fin spaces are at this minimum location.
These inter-fin spaces grow so as to reach their maximum at the origin of the opening 8 placing the motor member in communication with the ambient air. In this way, an optimum efficiency expansion and a rational escape of combustion residues are therefore ensured.
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It can therefore be seen that under these conditions the entire engine operates in a normal manner. Indeed, the air sucked in and compressed by the compressor is delivered into the combustion chamber 10 via the pipe 9. The air (oxidizer) is thus intimately mixed with the fuel (fuel) and therefore burns the latter in a manner. total.
As this combustion takes place under constant pressure, the volume and temperature of the gases produced increase considerably. The trigger causes thrust forces on the fins and ultimately determines a driving torque on the rotor of the driving member.
It should be noted, on the one hand, that the combustion could also take place under constant volume, in which case the increase in pressure would be considerable. It is understood that the motor member and the compressor are each integral, either that they are mounted on the same shaft, or that an appropriate transmission means connects them. Consequently, since, as a result of the combustion, the work supplied by the expansion is undoubtedly greater than the work required by the compressor, therefore a motor means of general use is thus produced.
Obviously, construction details can be considered in various forms, either to ensure perfect sealing of the various components, or to secure the engine and compressor components, eto.
In addition, in order to relieve the free edge of the fins and also to prevent premature wear, the fins can rest on pads 7 integral with the fins and moving in ad hoc slides. The lubrication of the driving members can be done either by oil, or by compressed air injected under the shoe, or even by a combination of these means.
FIG. 2 particularly illustrates an assembly
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advantageous of the motor member and the compressor on the same rotor, in which case the side plates 6 determine the separate chambers of these members.
It is understandable that the. combustion causing the expansion of the gases can be carried out in different ways and in particular according to two particular means, that is to say either by suction and injection by a device of pipes and nozzles, or by delivery at the intervention of a pump or other suitable device.
In any case, the fuel is pulverized and finely divided in the burner, in order to considerably promote combustion. From the original combination forming the subject of the invention, the resulting motor exhibits numerous advantages over currently known devices and which are in particular: a) obtaining a uniform and continuous motor torque; b) a great simplicity in the construction with the very absence of any distribution, complicated ignition device and parts subject to maladjustment; c) progressive pressurization of the most delicate driving elements; d) a significant reduction in weight and volume per unit of power; e) combustion taking place under very favorable conditions, that is to say at high temperature, at high pressure and with an intimate mixture of oxidizer and fuel;
f) finally, a very significant reduction in losses resulting from exhaust gases.
It is understood that the invention contemplates the execution of. all types of engines, under all powers and with all modifications in the execution.
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All industrial applications are also envisaged.
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trales likely to be made with such a kind of engine.
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R r 'D I C.A T -I 0 I. , -
1. Compressor characterized by the fact that it comprises, in main order, a rotor provided with movable fins and disposed exoentrically with respect to an envelope such that the inter-fin spaces are progressively increasing and decreasing; the purpose of this arrangement is to compress the air trapped between the consecutive fins and to deliver the air thus compressed to the place of use.