Turbine à combustion interne. L'invention a pour objet une turbine à combustion interne. laquelle combustion peut être de nature explosive.
Cette turbine est caractérisée par le fait que l'un de deux éléments, rotor et stator, présente une surface au moins partiellement de révolution sur laquelle s'ouvre au moins un alvéole (le cet élément délimité vers l'a vant (côté se présentant le premier lors de la rotation dans un sens déterminé du rotor) par une paroi ayant tout au moins son bord situé du côté de ladite surface en forme de surface radiale ou sensiblement radiale, le second élément formant glace pour le sus dit premier élément sur tout au moins par tie de sa périphérie et étant muni d'au moins une lumière d'échappement qui se trouve en regard de l'alvéole à un moment donné de la rotation du rotor,
l'ensemble étant établi de façon telle et comportant des moyens tels que l'alvéole soit. au moment on s'établit la communication entre l'alvéole et la lumière d'échappement, le siège d'une surpression pro- venant d'une explosion ou combustion se pro duisant au même moment, ou peu avant.
Une telle turbine peut avantageusement comporter une pluralité d'éléments tournant à des vitesses déterminées les uns par rap port aux autres, chacun desdits éléments réagissant sur les éléments voisins.
Le dessin ci-annexé représente schémati quement, à titre d'exemple, diverses formes d'exécution de la turbine selon l'invention.
Les :fig. 1, 2 et 3 de ce dessin montrent, en coupes transversales schématiques, trois modes de réalisation différents; La fig. 4 montre, en perspective schéma tique, le rotor des formes d'exécution selon les fig. 1 à 3; La fig. 5 montre, à plus grande échelle, un détail de la turbine représentée schéma tiquement fig. 3;
La fig. 6 montre un rotor établi confor mément à l'un des modes de réalisation pra tique envisagés de l'invention; La fig. 7, enfin montre, en coupe trans versale schématique, une turbine établie elle aussi conformément à l'invention.
Chacune des formes d'exécution selon les fig. 1 à â comporte: d'une part, un rotor a comportant au moins un alvéole b délimité vers l'avant (côté se présentant le premier lors de la rotation dans le sens déterminé une fois pour toutes) par une paroi ayant tout au moins son bord en forme de surface substantiellement radiale terminée par une arête vive, et, ,d'autre part, un stator c formant glace pour le rotor a sur tout au moins partie de sa périphérie et muni d'au moins une lumière d'échappement;
ledit stator c comporte des moyens tels que l'alvéole soit, au moment où s'établit la communication entre l'alvéole et la lumière d'échappement, le siège d'une sur pression provenant d'une explosion ou com bustion produite substantiellement au même moment.
Le rotor est constitué par une pièce cy lindrique d'un métal approprié (par exemple acier) à surface polie, ledit rotor pouvant être soit plein, soit creux, et pouvant compor ter tous systèmes de refroidissement en eux- mêmes connus par circulation interne de fluides (air, eau, huile, etc.) Ainsi que déjà dit, il comporte au moins un alvéole, lequel a une forme telle:
que son: contour est constitué par deux bords parallèles à l'axe du rotor et par deux autres bords dirigés suivant des arcs -de directrice du rotor; que ses parois latérales b (fig. 4) sont des portions de plans perpendiculaires à l'axe du rotor; que sa paroi avant b est une portion de plan radial;
et qu'enfin son fond b est une portion de cylindre de génératrice parallèle à celle du rotor et de directrice à@ courbure toujours de même sens tournant sa concavité vers l'axe du rotor, le fond b rejoignant, par une paroi de forme fuyante, la partie pro fonde de la paroi avant b , au bord arrière du contour de l'alvéole.
En ce qui concerne le stator c formant glace pour le rotor a, il est constitué par un boîtier cylindrique creux en un métal appro prié (par exemple fonte) à surface interne cylindrique, polie, et d'un diamètre tel que le rotor a puisse y tourner sans jeu et de fa çon étanche ( bien entendu, un système de Cr aïssage approprié devant être utilisé).
Il comporte, en un point quelconque de sa périphérie, une lumière d'échappement e présentant un contour tel que, lors de la ro tation du rotor dans le stator, la communi cation de l'alvéole b avec la lumière e s'éta blisse simultanément sur toute l'étendue de l'arête formée par le bord avant de l'alvéole, le contour pouvant être avantageusement rectangulaire si celui de l'alvéole est lui- même rectangulaire.
Des moyens sont prévus pour permettre de donner naissance, au moment voulu, à l'explosion ou à la combustion devant créer la surpression nécessaire au fonctionnement de la turbine; ces moyens consistent, pour l'exemple représenté fig. 1: d'une part, en un dispositif d'alimenta tion constitué par exemple par un compres seur f (à palettes, à piston ou de tout autre type) aspirant un mélange carburé fourni par un carburateur g et le refoulant par une canalisation h aboutissant à une lumière i portée par le stator et en regard de laquelle vient passer l'alvéole b, laquelle se remplit ainsi au passage de mélange carburé;
et, d'autre part, par un dispositif d'allu mage constitué par un fil conducteur j porté au rouge par un courant électrique, isolé d'avec la masse du stator et avantageusement disposé à faible distance (quelques degrés d'écart angulaire) de l'arête antérieure de la lumière e, ce fil déterminant l'allumage du mélange carburé contenu dans l'alvéole b avec une avance de quelques degrés sur le moment où s'établit la communication entre l'alvéole b et la lumière e (bien entendu, la lumière i est disposée,
sur la périphérie de laglace en un point tel que l'alvéole ne puisse être à la fois en regard de ladite lumière i et, soit d'une autre lumière, soit du fil d'al lumage j).
Dans l'exemple représenté fig. 2, il est prévu en outre des dispositions venant d'être décrites en relation avec la fig. 1: d'une part, un dispositif pourlebalayage des ,,, <B><I>7</I></B> brûlés pouvant rester dans l'alvéole b après son passage en regard de la lumière c, ce dispositif consistant en un compresseur ou ventilateur<B>le,</B> soufflant, par une lumière l se trouvant sur le chemin de l'alvéole, à une distance de la lumière e suffisamment faible pour que ledit alvéole puisse se trouver à la fois en regard des lumières<I>e et 1,</I> position pour laquelle il est aisé de voir qu'il se pro duit un courant de balayage;
et, d'autre part, un dispositif pour assurer un remplissage complet dé l'alvéole,) et comportant une canalisation m reliant un point du compresseur f où règne une pression (par exemple 5 kg) légèrement inférieure à la pression régnant dans la canalisation h (par exemple 6 kg) .à une lumière n. se trouvant, sur le chemin de l'alvéole à une distance de la lumière i suffisamment fai ble pour que ledit alvéole puisse se trouver à la fois en regard des lumières i et n;
lors que l'alvéole se trouve dans cette position, un courant de mélange carburé s'établit par la canalisation la. la lumière<I>i.</I> l'alvéole b, la lumière ri, la canalisation 7n et se ferme par le compresseur, un remplissage parfait étant ainsi assuré.
L'exemple représenté fig. 3 comporte, d'une part, un dispositif de remplissage de l'alvéole par de l'air comprimé à très forte pression (de l'ordre de 50 kg) et.à. température turc élevée (de l'ordre de 200 ), ce dispositif consistant en un simple compresseur appro prié o injectant, par une lumière p portée par le stator, l'air comprimé chaud dans l'alvéole lorsque ce dernier passe en regard de la lu mière p;
d'autre part, un dispositif d'injection de combustible gazeux, liquide ou pulvérulent q, analogue à ceux utilisés dans les moteurs à combustion interne, agencé de manière à in jecter le combustible dans l'alvéole alors que le bord avant de cette dernière va parvenir en coïncidence avec le bord antérieur de la lumière e, l'injection ayant avantageusement lieu en un point de la glace aussi voisin que possible de la lumière e, ce dispositif com portant une aiguille d'injection d'un type quelconque, par exemple à pointeau r, un ar bre à cames s mû par l'intermédiaire d'en grenages ou semblables par le rotor a, et en fin une timonerie,
la disposition dé l'ensem ble étant telle que le pointeau soit soulevé, donc que l'injection ait lieu aux instants où l'alvéole occupe, par rapport à la lumière d'échappement, la position voulue. Une telle disposition est représentée plus complète ment à la fig. 5.
Le dispositif pour le balayage des gaz brûlés, décrit en relation avec la fig. 2, est aussi prévu dans cet exemple. Pour donner naissance, au moment voulu, à l'exiplosion ou à la combustion devant créer la surpres sion nécessaire au fonctionnement de la turbine, on pourrait aussi prévoir un dis positif comportant, d'une part, une chambre portée par le stator, débouchant dans la glace, sur le chemin de l'alvéole, par une lumière de dimensions appropriées située en un point tel que l'alvéole puisse se trouver à la fois en regard de ladite lumière et de la lumière d'échappement.
et, d'autre part, des moyens plus ou moins analogues à ceux venant d'être décrits, pour donner naissance, aux mêmes instants, à la fois dans ladite chambre et dans l'al véole, à ladite surpression.
Le fonctionnement des divers exemples gui ont été décrits (mise à part les périodes de balayage et d'introduction de la charge qui ne nécessitent aucune explication supplémen taire) peut être expliqué par la théorie sui vante.
Que l'alvéole soit, à l'avance, rempli de mélange carburé sous pression ou, au con traire, que l'on injecte au moment voulu du combustible gazeux, liquide ou pulvérulent dans l'alvéole préalablement rempli d'air chaud et sous pression, le résultat est le même, savoir que, au moment où le bord avant de l'alvéole va coïncider avec le bord antérieur de la lumière e, l'alvéole est le siège d'une brusque augmentation de pression, prenant naissance, dans les cas plus particulièrement envisagés, nu voisinage même de la lumière e.
La communication s'établissant, le fluide qui tend à se détendre, agit de manière à écarter davantage les bords de l'ouverture qui s'amorce, d'où première action motrice.
Immédiatement une dépression locale se produit au voisinage de la paroi avant de l'alvéole et la masse de gaz sous pression contenue -dans ledit .alvéole se précipite con tre cette paroi avant qu'elle frappe, d'où seconde action motrice.
A chaque passage d'un alvéole en regard d'une lumière e, on aura donc une impulsion et il est évident que si l'on multiplie le nom bre des alvéoles, d'abord en en disposant un nombre aussi. grand que possible à, la suite les uns des autres sur une même bande pé riphérique, puis en juxtaposant, sur un même rotor, des bandes analogues à la susdite, les alvéoles étant disposés par exemple et ainsi que représenté fig. 6, de manière @à se pré céder à intervalles de temps égaux devant une lumière e longitudinale commune, on aura un effet d'entraînement continu.
Bien entend., il y aura, liait de prévoir des dispositifs de graissage, lesquels pourront être quelconques, sous pression ou non, par pattes d'araignée, etc.
La turbine représentée à la fi-. î com porte une pluralité d'éléments forcés à tour ner à des vitesses déterminées les uns par rapport aux autres, chacun desdits éléments étant agencé de manière ù pouvoir réagir sur les éléments voisins.
Au centre est disposé un mandrin t pré sentant une surface externe comportant, d'une part, une lumière i.1 en communication avec une source de mélange carburé sous pression et, d'autre part, des moyens d'allumage, par exemple un fil j1 porté au rouge.
On aurait aussi pu prévoir des moyens d'injection sé parée de combustible gazeux, liquide ou so lide, d'une part, et d'air, d'autre part. Autour dudit mandrin est placé un. premier manchon 241 propre à tourner à frottement doux sur ledit mandrin t et limité par deux surfaces de révolution coaxiales, lequel man chon comporte, extérieurement, au moins un alvéole v1 analogue à l'alvéole b décrit plus haut, c'est-à-dire < présentant une paroi avant radiale à arête vive et un fond constitué par une paroi de forme fuyante, mais tel, ledit al véole,
que son fond soit percé d'une ouver ture traversant l'épaisseur du manchon et for mant. sur la farce interne, une sorte de lu mière w1, par exemple rectangulaire.
Sur ce premier manchon est disposé un second manchon, 2t', propre à tourner à. frot tement doux extérieurement sur le manchon et', limité, lui aussi, par deux surfaces .de ré volution coaxiale, et comportant des alvéo les v' - identiques à l'alvéole v1 et présen tant des lumières 2.a' identiques à. la lumière w1 - en nombre supérieur au nombre des al véoles comportés par le manchon<I>W.</I>
D'autres manchons îé, 2c4... -un successifs sont prévus, chacun remplissant, par rapport au précédent, les conditions que le susdit man chon 2s' remplit par rapport au manchon eë.
Un stator c1 entourant le dernier manchon, présente autant de lumières e1 d'échappe ment que le mandrin t présente de fils j1 ou de dispositifs d'injection de combustible.
Les susdits éléments assemblés de ma nière telle que leurs lumières et alvéoles soient à un moment donné en regard, sont reliés l'un à l'autre de manière telle, par exemple par un jeu d'engrenages x1, x'..., xn. y1, <I>y'...,</I> yn, qu'ils tournent chacun à une vi tesse elle-même telle que: 10 lesdits manchons 2c.1, 2c', 2t3 tournent.
chacun plus vite que le suivant; 2 au moment,où la surpression naît dans l'alvéole v1, l'arête vive de la paroi avant du dit,alvéole passe en regard d'une lumière w';
30 au moment où la surpression se trans met dans l'alvéole v' correspondant, l'arête vive de la paroi avant dudit alvéole passe en regard d'une lumière w';
40 et ainsi de suite jusqu'à ce que,, au moment où la surpression se transmettant dans l'alvéole un correspondant à la lumière un à prendre en considération, l',a.rête vive de la paroi avant dudit alvéole passe en regard de la lumière e' du stator c'.
Ceci exige que, chaque fois que la sur pression nait dans un alvéole v), il se pré sente, toujours dans la même position rela tive, des alvéoles v=... vn sur le point de com muniquer entre eux par cascade pour que la surpression se transmette enfin à. la lu mière d'échappement e, condition qu'il sera facile @de réaliser en pratique @de nombreu ses manières;
dans l'exemple représenté, on a prévu un alvéole n1, deux alvéoles v2, etc. jusqu'à 211 alvéoles lin, et on a relié les man- elions u1, zc2..., un pour qu'ils tournent à:
des vitesses respectivement proportionnelles à
EMI0005.0028
Comme il va de soi, et comme il ressort d'ailleurs déjà de ce qui pécède, l'invention ne se limite aucunement à celui de ses mo des d'application, non plus qu'à ceux des anodes de réalisation de ses diverses par ties, ayant plus spécialement été envisagés ci-dessus; elle en embrasse, au contraire tou tes les variantes. notamment:
celles où les éléments ayant été ci-dessus in diqués comme comportés par le stator se raient comportés par le rotor et vice-versa; celles où le rotor serait extérieur au sta tor, les dispositions fondamentales de l'al véole b et de la lumière e étant transposées sans modification; celles où l'amenée du mélange carburé, voire de l'air de balayage, se ferait par un système comportant des lumières portées par une glace autre que la glace principale du stator, par exemple disposée intérieure ment audit stator, concentriquement à lui;
celles, enfin, où l'alvéole aurait, dans ses parties autres que ses parties principale ment actives - savoir l'arête vive d et la paroi b -, toutes autres formes que celles indiquées.