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'Perfectionnement aux moteurs à combustion interne, ma- chines à vapeur ou gaz sous pression, compresseurs, pompes ou analogues à piston rotatif-alternatif à quadruple effet.
La présente invention concerne un appareil à piston rotatif pouvant recevoir de nombreuses applications comme moteurs, compresseurs, pompes ou analogues.
Il est caractérisé par la combinaison d'un piston portant deux palettes, tournant dans un cylindre formé de deux segments semblables et intercepté par deux coins qui constituent les fonds de ce cylindre. Celui-ci est fermé en chaque bout par un couvercle.
La surface d'une face des palettes multipliée par la course de celles-ci détermine une cylindrée.
Il s'en suit que les quatre faces de palettes engen- drent quatre cylindrées dont deux s'emplissent pendant que les deux autres opposées se vident, le piston ayant un mou- vement rotatif-alternatif.
La planche du dessin ci-jointe représente, mais à titre d'exemple seulement, l'application de l'invention à un moteur à combustion interne comprenant un unique cylin-
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dre et un piston à double palette dont les quatre faces remplissent le rôle de quatrepistons. Il en résulte que pour une seule course des palettes.les quatre temps succes- sifs d'un cycle se réalisent sur les quatre faces et, un moment moteur se produisant à chaque course, cet unique cylindre donnera une puissance équivalente à quatre cylin- dres d'un moteur à quatre temps dont chacun des p is tons en- gendrerait une cylindrée semblable à celle d'une face des palettes.
La prédétermination de puissance d'un moteur étant dépendante du volume des cylindrées, celui-ci peut être augmenté en n'entraînant toutefois qu'un faible surplus de dimensions et de poids de l'appareil.
L'exemple choisi pour la planche du dessin représen- te au 1/5e un moteur de 20 HP environ, l'espace entre le piston et le cylindre n'étant que de 17 m/m, la longueur 165 m/m et la course 125 m/m, soit une cylindrée de 350 cm3 par face; la vitesse du vilebrequin est de 1800 t/m.
En maintenant le piston au même diamètre, la lon- gueur étant portée à 300 m/m, l'espace ayant 40 m/m et la course étant de 150 m/m, on obtient une cylindrée cinq fois plus grande et, pour une vitesse linéaire identique, une puissance de 100 HP, en n'augmentant que faiblement l'encombrement et le poids
Il en sera de même pour des puissances beaucoup supérieures.
La puissance massique d'un tel moteur est, par voie de conséquence, très faible en considérant que la consom- mation de carburant et d'huile reste celle admise prati- quement et la coût de l'appareil sera très réduit.
La figure 1 représente une vue en coupe transversale par l'axe du cylindre.
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La figure 2 est une vue en coupe longitudinale à' travers le moteur, la partie inférieure du cylindre étant coupée par l'axe d'une palette et la partie supérieure par l'xe d'un coin.
I:- Dans la forme de réalisation de ces deux figu- res, l'appareil comprend deux segments de cylindre a avec canal de circulation d'eau, portant deux boîtes à suupape d'aspiration b et deux boîtes à soupape d'échappement b pour chacune des faces de palettes.
Le nombre de ces soupapes est doublé à chaque face pour une meilleure répartition des gaz sur la longueur du piston- Ce nombre peut être modifié à volonté suivant les dimensions du cylindre. Chaque boîte comporte une tubu- lure débouchant dans un tuyau collecteur C. Une boîte sup- plémentaire avec soupape automatique peut être prévue pour le balayage des gaz brûlés.
II.- Deux coins identiques d assemblés aux segments a, portent chacun deux bouteilles e, soit une par cylin- drée de chaque face de palette, en communication avec ces cylindrées par une large lumière. Ces bouteilles .e re- goivent un piston e2 avec cercles d'étanchéité et pourvu d'une tige filetée e3 qui passe dans une bague-écrou pour être manoeuvrée par un volant e4. Ces volants peuvent être remplacés par un dispositifs mécanique quelconque, même automatique.
Le volume de cet espace mort varie suivant la posi- tion que l'on donne au piston.
Les variations de compression dans les bouteilles ont pour but : a) d'atteindre, au niveau du sol, une pression qui permette l'utilisation de carburant détonant, les pis- tons occupant la position extrême haute dans les bouteil- les ; b) de la porter à une pression plus élevée pour l'em- ploi d'essence antidétonante (aviation)'soit aussi pour
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suppléer progressivement à la chute de compression due à la dépression atmosphérique jusqu'à certaines altitu- des, les pistons descendent pour occuper la position ex- trême basse; c) en réduisant à leursjustes valeurs les es- paces nuisibles à fond de course des palettes, de permettre de passer de 15 à 25 Kgs de compression volumétrique pour les moteurs à gasoil (Diesel).
Pour assurer l'étanchéité entre ces coins d et la surface externe du piston, des réglettes e5 à épaulèrent et extensibles longitudinalement sont logées dans des rai- nures et soumises à l'action de ressorts en lame ondulée qui les appliquent sur cette surface. Des bossages e6 pour graissage de ces réglettes et e7 pour les entrée. et sortie d'eau sont prévus sur ces coins de même que des lumières e8 d'intercommunication d'eau avec les segments a du cy- lindre.
III. - Un piston cylindrique creux f, à renflement interne, se prolongeant par des arbres creux qui s'appuient sur des paliers à billes f2 logés dans les couvercles du cylinsre. Ces arbres aboutissent à des boîtes fixes à bourrage f3 qui donnent entrée et sortie à l'eau de réfri-' gération du piston.
Pour l'usinage plus aisé, ce piston est dégarni de ses palettes f4 qui viennent, après parachèvement, se loger dans des rainures fraisées en queue d'hironde. Elles y sont maintenues au moyen de cales coniques et soudées en- suite à l'arc électrique. Ces palettes portent des réglet- tes f5 à épaulement qui, pour assurer l'étanchéité, sont poussées par de faibles ressorts en lame ondulée cb nt l'ac- tion se justifie seulement aux points morts de course des palettes et qui, ensuite sont projetées sur la paroi in- terne du cylindre sous l'effet de la force centrifuge.
De
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petites réglettes f6 ajustées à demi épaisseur avec les réglettes longitudinales f auxquelles elles sont perpen- diculaires, sont poussées par de petits ressorts à boudin qui les appliquent sur les réglettes f5 et sur les cou- vercles du cylindre, ce qui assure l'étanchéité latérale- Ces réglettes f5 peuvent être faites de deux pièces avec joint au milieu et se terminer par des bouts en équerre poussés par des ressorts.
IV.- Deux couvercles G plats ou à emboîtement mâle fermant le cylindre. Ils sont munis d'anneaux étanches G2 qui sont soumis à l'action de petits ressorts à boudin et s'appliquent sur les flancs du piston. Ils sont immobili- sés dans le mouvement rotatoire que leur imprimerait le frottement du piston par quelques petites broches cylindri- ques serties entre cuir et chair mais qui laissent les an- neaux libres dans leur poussée. Les couvercles sont en communication d'eau avec le cylindre par des canaux venus de fusion et situés en face des coins.
Ils portent chacun deux bossages G3 dans l'axe hori- zontal, percés d'un canal qui aboutit à une gorge creusée entre deux anneaux d'étanchéité. L'huile de graissage sous pression lubrifie ces anneaux et entre dans les évidements pratiqués dans les palettes par des conduits ad hoc et d'où @ elle sort par des canaux forés entre les réglettes pour lu- brifier ce lles-ci.
Quatre autres bossages sont disposés sur c es cou- vercles pour recevoir les bou@ies en cas d'emploi d'essence ou les injecteurs pour le mazout. L'allumage ou les in- jections se feront simultanément et isochroniquement aux deux extrémités de l'espace libre de façon à obtenir une parfaite spontanéité d'inflammation du fluide carburant ou un mélange homogène du gazoil.
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V. - A titre exemplaire, un bout de l'arbre creux du piston reçoit une manivelle h simple ou double (comme fi- gurée au plan). La première hypothèse est plus simple mais elle conduit à prévoir des contre-poids sur les bras du coudé j pour équilibrer la bielle h2. La seconde dis- position équilibre,les bielles entre elles:
On remarquera qu'une seule bielle suffisant, il y a économie de trois bielles pour le cas où l'on envisagerait les quatre pistons qui tiendraient lieu des quatrefaces des palettes.
Tout moyen mécanique connu, autre que les bielles figurées au plan, peut être appliqué pour trans- mettre le mouvaient rotatif alternatif des palettes à un mouvement rotatif continu de l'arbre récepteur j, tels qu'engrenages à dentelure extérieure et intérieure en demi cercles, coulisseaux, etc., mais le dispositif figurépa- -le plus logique. Par l'entremise des bielleh2, le vilebrequin j reçoit son mouvement rotatif et chaque demi tour de celui-ci correspond à une course des palette s.
Ce vilebrequin est appuyé sur roulements billes k et se prolonge pour recevoir la commande des accessoires; magné- to, pompes à eau, à huile ou d'injection, compresseur d'air de mise en marche et de balayage, ventilateur, par un bout et par l'autre pour adapter éventuellement volant, poulie etc.
Il tourne dans un carter 1 à bain d'huile, ce cartes formant bâti.
Ce vilebrequin actionne au moyen d'engrenages droits et côniques les arbres de commande m tournant sur roulements à billes m2 et les arbres n puis les arbres à cames o qui provoquent les mouvements de levée des soupapes par des leviers basculeurs p.
Cette disposition figurée au plan est à titre d'exem- ple et peut être conçue en plaçant les soupapes sur le
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couvercle en lieux et places des bougies.
Le cylindre, les couvercles et le piston, comme. figuré au plan, sont refroidis par une active circulation d'eau ; ils peuvent l'être par l'air au moyen d'ailettes et d'une forte ventilation.
VI. - Le fonctionnement de ce moteur est le suivant : Les palettes dont les faces sont numérotées I, II, III, IV fig. 3 font, comme dit plus haut, autant de courses que le vilebrequin fait de demi-tours.
Si nous désignons par les lettres a = aspiration, c = compression, d = détente, e = échappement et que nous adoptons l'ordre suivant du cycle des faces de palettes, nous aurons :
EMI7.1
Temps Faces Temps i IV III II 1er a e d c "1 Pour 2 tours 2e c a e d de vilebrequin 3e d c Il a e 4e e d c a
On se rend compte par l'examen de ce tableau qu'à chaque temps ou course de palettes correspond une détente ou phase motrice, c'est-à-dire que la face I fait sa dé- tente au 3me temps, la face IV au 4e temps, la face III au 1er temps et la face .Il au 2e temps. Il en est de même des autres phases du cycle, d'où quadruple-effet.
Il y a lieu de remarquer que pour augmenter la com- pression qui est fonction de la cylindrée et des espaces niorts, on peut augmenter le rayon du vilebrequin pour ac- croître la course de la manivelle et par conséquent celle
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des palettes, ce qui pourrait se faire d'un moteur à essence légère pour réaliser un moteur à gazoil (Diesel) ou defixer des plaques sur les faces inclinées des coins, pour réduire lesespaces nuisibles. Ce sont des correctifs qui. n'ont leur application qu'à des moteurs existants:mais s'il s'agit d'un moteur neuf, on tient compte des grandeurs des espaces morts qu'exige une compression déterminée a priori, de même que les bouteilles à compression variable peuvent ne pas être envisagées pour un moteur à puissance fixe.
Il est bien entendu que les formes de réalisation décrites et représentées n'ont été données qu'à titre d'exem- ple et que l'appareil suivant l'invention est susceptible de recevoir un grand nombre d'applications autres que comme moteurs à combustion interne, par ex : commecompresseur, pompe à vide, machine à vapeur ou à gaz quelconque.
REVENDICATIONS
Un appareil piston rotatif-alternatif à quadruple effet caractérisé par un cylindre composé des éléments sui- vants : deux segments de cylindre forment le cylindre même; deux coins portant chacun deux chambres à volume variable constituent les fonds du cylindre;' deux couvercles ferment le cylindre proprement dit ;
un piston cylindrique portant deux palettes diamétralement opposées' et dont la diamètre extérieur plus petit que le diamètre intérieur du cylindre dans lequel il es t ani@é d'un mouvement alternatif de ro ta- tion, laisse entre les deux éléments cylindriques, un espace qui détermine les cylindrées.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.