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" Groupe moteur à réaction "
La présente invention est relative à un groupe moteur à réaction.
Le demandeur a présenté des types nouveaux de réacteurs dans ses brevets belges 517.919 du 24 février 1953 et 533.221 du 10 novembre 1954. La présente demande de brevet a trait à un type différent de groupe réacteur qui présente les grands avantages de pouvoir être mis en/rotation dans les deux sens ou de pouvoir être freiné par une action qui lui estpropre.
présente
Ce type de réacteur/suivant l'avantage d'une réaction fortement accrue résultant, comme on le verra, de l'introduction d'un distributeur qui permet de conserver au fluide moteur sa vîtes se initiale de sortie de la chambre de combustion jusqu'à l'échap- pement, et de maintenir en même temps l'effet de réaction, en re- gard des conduits auxiliaires dont il sera question ci-après, pro-
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portionnel à la pression des gaz et au carré de la vitesse.
Suivant l'invention, un tel groupe réacteur comprend es- sentiellement : un corps cylindrique destiné à être mis en rotation et à transmettre son mouvement à un organe à commander; une chambre prévue centralement dans ce disque et dans laquelle parvient le fluide moteur ; au moins deux conduits partant de cette chambre et aboutissant à la périphérie du disque, et étant prévus pour donner un effet de réaction au disque en sens opposés, et des moyens de commande et de réglage du fonctionnement de ces conduits, ces con- duits à effet de réaction de sens opposés permettant, soit la mise en rotation du disque dans les deux sens, soit le freinage du dis- que lorsqu'il tourne dans un sens déterminé.
Normalement, ce réacteur pourra comprendre deux conduits ayant un effet de réaction dans un sens de rotation et deux conduits ayant un effet de réaction dans le sens opposé.
Suivant un mode de réalisation particulier, chaque conduit comporte une portion de conduit sensiblement radiale partant de la chambre centrale jusqu'en un point choisi de la surface du dis- que, et une seconde portion de conduit partant de ce point vers la périphérie du disque et ce d'une manière sensiblement perpendicu- laire à la première portion susdite et dans un sens propre, à par- tir de cette première portion, à permettre la rotation du disque dans le sens voulu. Dans le cas de quatre conduits, à savoir deux pour chaque sens de rotation, les premières portions de conduits des deuxconduits prévus pour le même sens de rotation sont disposés radialement à l'opposé l'une de l'autre, tandis que les secondes portions de conduits partent de l'extrémité des premières, sensi- blement perpendiculairement à celles-ci et en sens opposés.
Dans les conduits, seront normalement prévues des vannes de commande permettant le passage des gaz provenant de la chambre centrale vers la sortie de ces conduits, ou l'obturation de ces derniers, ces vannes peuvent être commandées à l'intervention d'un solénoîde.
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En outre, on prévoira, de préférence aussi, un organe de distribution des gaz issus de la chambre centrale, et ce dans cha- que conduit, de préférence dans chaque première portion de conduit.
Suivant un mode de réalisation, ce distributeur est un disque-came de distribution dont une portion radiale périphérique tourne dans le dit conduit ou dans ladite première portion de con- duit et est conformée de manière à, de façon continuelle, ouvrir brusquement le conduit au passage des gaz et le fermer ensuite progressivement. La périphérie de ce disque-came sera conformée, /par exemple, en une courbe de rayon croissant depuis un rayon mini- mum jusqu'à un rayon maximum, la jonction du point de cette courbe à rayon minimum au point de cette courbe à rayon maximum étant réalisée par une droite dirigée de préférence radialement.
Dans un mode de réalisation, les moyens prévus pour la commande de la rotation de ce disque-came consistent en une roue à aubes (ou moyen similaire) tournant au moins partiellement dans la seconde portion de conduit sous l'action des gaz de sortie et montée sur un arbre amené ainsi à tourner en entraînant le disque- came qu'il porte également.
D'autres détails et particularités de l'invention ressorti- ront de la description donnée ci-après à titre d'exemple non limi- tatif et avec référence aux dessins annexés.
La figure 1 est une vue en élévation et en coupe du groupe réacteur de l'invention.
La figure 8 est une vue latérale en coupe suivant le plan
II-II de la figure 1.
La figure 3 montre la forme du distributeur.
La figure 4 est un graphique explicatif.
Le corps cylindrique 1 présente une chambre centrale 2 et quatre conduits de réaction. Deux de ces conduits 3 et 4 tendront à faire tourner le disque dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, en considérant la figure 1, tandis que les deux autres con- duits 5 et 6 tendront à provoquer la rotation en sens inverse.
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Chaque conduit comprend une portion de conduit radiale et une seconde portion de conduit sensiblement perpendiculaire à la première et orientée dans le sens voulu pour l'effet de réaction.
C'est ainsi qu'on a les portions de conduit radiales 7,8, 9 et 10 ci-après désignées par conduits 7,8, 9 et 10, et les secondes portions de conduit ou conduits auxiliaires 11, 12, 13 et 14, ci- après désignés par conduits 11,12, 13 et 14.
A La chambre centrale 3, aboutissent, dans le cas d'emploi de gaz comme fluide, une canalisation d'air 15 prévue dans un arbre creux 16, et une canalisation de carburant 17 prévue dans un arbre ureux 18. Des bagues de contact 19 et 20 sont reliées à des con- ducteurs électriques pour être elles-mêmes connectées respectivement à la bougie d'allumage -{non représentée) prévue dans la chambre 2 pour le démarrage, et aux solénoïdes dont il sera question ci-après.
Comme on le constatera, les conduits 5 et 0' donneront un effet de réaction agissant en sens contraire de l'effet silimaire produit par les conduits 7 et 9, Dans le cas d'utilisation de va- peur comme fluide moteur, on pourrait ainsi obtenir une marche avant et une marche arrière. Dans le cas de gaz moteurs, on pourra lors de la cotation dans un sens grâce, par exemple, aux conduits 5 et 6. obtenir un effet de freinage en faisant agir les conduits 7 et 9.
Pour pouvoir utiliser séparément ces divers conduits, on a prévu des vannes de commande 21 actionnées à l'intervention d'un solénoïde 22 relié à la bague de contact 20. A la figure 2, la vanne supérieure 21 est montrée obturant le conduit 7, tandis que la vanne inférieure laisse le conduit 9, entièrement libre pour le passage des gaz. Ces vannes peuvent être montées en bout d'une tige coulis- sant dans le solénoïde 22 avec ressort de rappel 23.
Si pendant la marche du réacteur dans un sens on veut freiner celui-ci, on agit sur les solénoïdes de manière que les conduits qui étaient fermés s'ouvrent et oue ceux. qui étaient ouverts se ferment, le freinage
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étant d'autant plus intense que l'on accélère après cette inversion des vannes ; peut ainsi arriver à un arrêt très rapide du réacteur.
Sur chacun des conduits 7,8, 9 et 10, on a prévu un dis- tributeur 2 ayant en plan la forme montrée à la figure 3; la péri- phérie de ce distributeur en forme de disque-came est donc une courbe partant d'un rayon minimum à un rayon maximum, la réunion des points à rayon minimum et à rayon maximum, se faisant suivant la ligne 25, la référence 26 désignant la section tranversale d'un conduit 7,8, 9 ou 10. Si, en considérant la figure 3, le disque-came 24 tourne dans le sens des aiguilles d'une montre, on comprendra que la section 26 sera progressivement obturée pour être réouverte à nouveau mais ceci brusquement au passage de la partie droite 25 du disque-came.
Chaque disque-came 24 est monté sur un arbre 27 soutenu par un palier 28 et portant à son autre extrémité une roue à aubes 29 dont les au- bes sont au moins partiellement soumises à l'action des gaz d'échap- pement , et ce en disposant les diverses roues à aubes 29 dans les divers conduits 11, 12, 13 et 14, comme montré à la figure 1. On comprendra immédiatement que, à la mise en marche du réacteur, et pour permettre le début du fonctionnement des distributeurs 24, ceux- ci ne devront jamais obturer entièrement les conduits 7,8, 9 et 10 ou encore la section 26 (figure 3) de manière qu'un minimum de gaz ou fluide puisse passer pour amorcer la rotation des roues à aubes 29, et par conséquent celle des distributeurs 24.
La vitesse de rotation du distributeur est donc en rapport avec la vitesse de. sortie des gaz. La distance de chaque distributeur aux conduits 11, 12, 13 ou 14 est donc fonction de lalongueur des filets de gaz qui passent à chaque rotation, cette longueur pouvant être considérée cornue correspondant à la circonférence moyenne de la roue à aubes.
En considérant la figure 4, montrant un distributeur 24 ainsi que, par exemple, le conduit 7 et le conduit 11 perpendiculai- re au premier, on peut considérer qu'après un tour du distributeur,
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le jet de gaz qui a pu passer est représenté par la partie hachurée horizontalement, c'est-à-dire, qu'on a une variation allant de la plus petite ouverture x de la section 26 (figure 3; ouverture mini- mum de démarrage) à la plus grande ouverture B de la section 26 ou encore ouverture totale correspondant donc à la section totale du conduit 7 dans le cas de la figure 4.
Si on trace alors la ligne pointillée a en considérant qu'entre elle et la ligne extérieur b du conduit 7 on ait la section du conduit 11, on peut admettre que la partie hachurée i sera refoulée puisqu'elle ne pourra pas passer par le conduit 11 de section inférieure à celle du conduit 7; mais du fait de la diminution d'arrivée des gaz due à la rotation du dis- tributeur, cette partie i pourra être considérée comme passant dans le conduit 11 à la place de la partie hachurée verticalement k qui en réalité n'existe pas.
Pour qu'il n'y ait pas de refoulement à l'entrée du conduit 11, il faut donc que les sections les conduits 11 et 7 somient dans un rapport déterminé que l'on considère comme étant donné par l'équation S ¯ x @@2,S étant la section du conduit 7, scelle
2 du conduit 11, et x la section ouverte minimum à l'endroit du distri- buteur 24. En appliquant cette formule pour déterminer le rapport entre ces sections, on aura toujours une surface 1 inférieure à la surface k, autrement dit on n'aura pas de refoulement; au contraire, la partie que l'on pourrait appeler "non utilisée" de k (à savoir correspondant à k-i) permettra qu'un balyage des gaz non évacués s'effectue.
Par contre, si en ne respectant pas cette formule, on arrive à avoir i plus grand que k, la partie i - k ne pourra s'évacuer par le conduit 11 et il y aura refoulement comme dans le cas d'une arri- vée continue de gaz par les conduits 7 et 11 sans distributeur.
On aura, dans le cas de l'invention et grâce au distributeur, une réaction proportionnelle à la pression des gaz et au carré de la vitesse.
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Le disque réacteur suivant l'invention pourra s'effectuer, par exemple, en six éléments c'est-à-dire deux flasques extérieurs et quatre disques intermédiaires usinées sur les deux faces, des conduits de graissage 33 étant prévus pour les paliers 28. On peut prévoir des clapets de visite des vannes 21 ainsi que des ouvertures assurant le refroidissement du disque et des paliers.
Le groupe réacteur présente de nombreux avantages sur les systèmes existants. Il peut fonctionner indifféremment à la vapeur, avec des gaz de combustion, à l'air comprimé, etc, moyennant éven- tuellement certaines adaptations exigées par le type de fluide utilisé,
Par rapport à un moteur à explosion ou à un moteur Diesel, on aura un gain de poids appréciable, une construction beaucoup plus simple, et un minimum de pièces en mouvement, ce qui suppose évi- demment une perte moindre par frottement et donc une perte moindre de puissance. On aura un mouvement purement rotatif sans point mort ou vibrations cornue dans le cas d'un mouvement alternatif. Le démar- rage est très facile et très simple par système électrique et on n'aura pas de refroidissement par eau.
Par rapport aux turbines à gaz, on aura un rendement de loin supérieur, ou une consommation beaucoup moindre. L'inversion des réactions permettra le freinage ou la marche arrière. On aura les mêmes avantages par rapport aux turbo-réacteurs, avec en outre sup- pression de la turbine.
Il doit être entendu que l'invention n'est pas limitée aux détails ci-avant mais que bien des modifications peuvent être appor- tées sans sortir du cadre du présent brevet.
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