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" Mode de fonctionnement des maohines rotatives à pistons "
La présente invention se rapporte en général aux machines rotatives à pistons et essentiellement aux moteurs rotatifs à pistons. L'invention vise tout d'abord à permettre dans le cas d'un moteurfrotatif à pistons un mode de fonctionnement judicieux qui réside en particulier en ce qu'il peut se produi- re une oombustion ininterrompue du combustible pour une pres- sion conservant toujours une valeur sensiblement constante et qu'on obtient une combustion pour laquelle il ne se produit pas de températures nuisibles pour les pièces animées, le Choix du combustible offrant dans une large mesure des possi- bilités qui ne présentent aucune des machines oonnues à ce jour.
L'invention vise ensuite à réaliser dans le cas généra.1 des machines rotatives à pistons un dispositif qui, pour un encombrement aussi faiule que possible et un poids minime, offre une puissance aussi grande que possible. On y parvient en
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particulier grâce à une construction particulière des pis- tons. D'autres particularités essentielles de l'invention se- rcnt mises en lumière par la description oi-après de quelques exemples d'exécution suivant l'invention et par les dessins qui y sont joints.
La fige 1 est une coupe schématique d'une machine sui- vant la présente invention.
La fig. 2 est une élévation latérale schématique de la f ig. 1.
La fig. 3 est une élévation de la fig. 2 vue de droite.
Lafig. 4 est une coupe schématique d'une machine sui- vant l'invention dont la chambre de combustion est disposée différer:Dent.
La fig. 5 montre un dispositif qu'on emploie lorsqu'on utilise de la poussière de charbon ou des huiles de valeur inférieure pour le fonctionnement de la machine.
Les figs. 6 et 7 montrent des dispositifs de réglage pour la compression et la détente.
La fig. 8 estune coupe schématique d'un moteur à deux oylindres.
La fig. 9 est une coupe schématique d'un moteur dans lequel les chambres de compression et de détente sont mon- tées sur des cylindres distinots.
La fig. 10 est une coupe d'une autre forme d'exécution d'un moteur rotatif à pistons.
La fig. 11 est une coupe d'un moteur analogue à celui que± montre la fig. 10 mais qui n'est agencé qu'en oompres- seur.
La fig. 12 est une coupe suivant la ligne 12-12 de la fig. 11.
Les figs. 13 à 15 montrent des détails du moteur sui- vant les figs. 10 à 12.
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Dans le cas de la forme d'exéoution de l'invention repré- sentée à la fig. 1 a désigne un tambour dans lequel sont dispo- sés des tiroirs a' susceptibles de ooulisser radialement. a2 désigne une enveloppe cylindrique de la machine, dans laquel- le opère le tambour a et ses tiroirs a'. b est un prolongement en forme d'enveloppe dont est munie l'enveloppe de la machine et dans lequel débouche une conduite d'amenée de combustible ou un brûleur,9,.
Dans l'enveloppe cylindrique a2 sont prévues une ouverture pour l'arrivée d'air frais et une ouverture a4 pour l'évacuation des gaz de conbustion d est l'axe autour duquel tourne le tambour a. e est un ventilateur qui refoule de l'air dans l'enveloppe Si,2 par une ouverture g de la paroi latérale f'. h est un raccord d'échappement qui permet aux gaz brûlés de s'échapper par une ouverture oorrespondante g prévue dans 1 autre paroi latérale f2.
Le fonctionnement de la machine suivant les figs. 1 à 3 est)le suivant :
Le tambour a tournant dans la direction de la flèche in- diquée sur la fig. 1, les tiroirs a' compriment l'air introduit par g et le refoulent à travers l'ouverture a3 dans l'enveloppe b . Dans celle-ci s'ajoute à l'air frais du oombustiole admis par la conduite c qt qui brûle avec une flamme continue. Les gaz brûlés pénètrent ensuite dans la maohine du oôté déten- te de oelle-oi par l'ouverture a4, exercent une pression sur les tiroirs a et font ainsi mouvoir la machine.
Les phases opératoires sont indiquées sur la fig. 1 par l'emploi de ma- jusoules, la section F représentant ici la charge de gaz brûlés qui s'échappent de l'enveloppe b , E désigne la section de détente. L indique la phase d'échappement et de chargement d'air frais. La section V correspond à la compression et la section A correspond à celle où l'air comprimé est expulsé dans la chambre b .
La fig. 4 montre un dispositif qui correspond en principe
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celui de la fig. 1. Toutefois, il est également prévu ioi autour du brûleur une oondui te c' dont l'effet est que seule une partie de l'air frais arrive au brûleur, tandis que le reste de l'air frais balaye l'extérieur du tuyau c' , empê- chant ainsi la dissipation vers l'extérieur de la chaleur considérable qui se produit au point de combustion. Cet air se mélange ensuite à l'extrémité de la conduite c' aveo les gaz brûlés qui s'en échappent, ce qui a pour effet que les gaz de combustion, dès qu'ils rencontrent les pièces mo- biles,o'est-à-dire les tiroirs a', autrement dit dès qu'ils pénètrent entre le tambour a et l'enveloppe a2, présentent une tanpérature relativement peu élevée.
Les dimensions étant convenablement calculées il est faoile d'obtenir par ce moyen que les gaz qui pénètrent dans la zone de détente de la machine en vue d'y travailler ne soient pas à une température supérieure à 1000 C. La conduite c', quant à sa longueur, sa forme, la direotion de l'arrivée du combustible, etc., peut être construite d'une façon queloonque afin de réaliser ainsi des conditions aussi favorables que possible pour la combustion. On peut alimenter le brûleur g au moyen des oom- bustibles liquides les plus divers. Mais on peut aussi y ame- ner par exemple du gaz combustible, pourvu qu'il soit dispo- nible sous une pression assez élevée. Dans le cas contraire on peut combiner le dispositif aveo un groupe oompresseur à l'effet d'obtenir une pression convenable.
Sur la fig. 5, b' désigne un tuyau dans lequel pénètre l'air frais comprimé; c' est un brûleur par lequel pénètre de la poussière de charbon, du charbon liquide (huile mélangée de poussière de charbon), eto. Les gaz brûlés sont ici intro- duits dans un dépoussiéreur centrifuge à l'effet d'éliminer la cendre et les autres impuretés. De ce dépoussiéreur le gaz nettoyé arrive par le tuyau 1' et l'ouverture a4 percée dans l'enveloppe a2 de la maohine dans la zone de détente de celle-ci.
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Le dispositif suivant la fige 6 correspond également en principe à celui que montre la fig. 1. On a en outre indiqué ioio, du côté compression, un prolongement de l'enveloppe de la machine dans lequel est alésé un cylindre communiquant par des ouvertuses m aveo le côté oompression de la machine et dans lequel est monté en vue de ooulisser un cylindre n' .Le déplacement de ce cylindre n' peimet de faire varier le commen- oement de la compression. Lorsque le cylindre n' masque to&tes les ouvertures m la compression commence aussitôt après que le tiroir a' a franohi l'ouverture d'admission d'air sui- vant la fig. 1. Si le cylindre n' n'a démasqué que la plus basse des lumières m suivant la fig. 6 la compression ne commence qu'après que le tiroir a' a franchi cette lumière m.
Si le cylindre n' démasque également la lumière m suivante ou oelle qui est située au-dessus, la compression commence d'autant plus tard. Cela permet de modifier la pression fina- le de la maohine et par oonséquent sa puissanoe.
Sur la fige 7 il'ouverture d'échappement a4 suivant la fige 1 a été modifiée en ce qu'ici est prévu un piston oylin- drique o qui est susceptible de fermer les lumières p . Lors- que les deux lumières sont fermées la maohine ne peut pas fonctionner et se trouve de ce fait mise à l'arrêt. Si la lumière p supérieure est démasquée la machine ne va travailler quà puissance réduite; si les deux lumières sont démasquées la machine fonctionne à pleine puissanoe.
Le piston o est re- lié à un second piston qui est susceptible de masquer les lu- mières ' . Le double piston est déchargé de la pression des gaz brûlés par un ressort de compensation o.' . Lorsque le piston.0. supérieur démasque une lumière p le piston inférieur ferme la lumière p' supérieure . Lorsque le piston o supérieur démasque les deux lumières p le piston inférieur masque les deux lumières p' ,c'est-à-dire que plus la charge est forte plus la phase de détente est prolongée. Lorsque les deux lu-
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mières p' sont fermées l'échappement ne se produit qu'à l'ou- verture g suivant les figs. 1 à 3.
La fig. 8 représente deux machines q, q' réunies dans une seule et même enveloppe r, une chambre de combustion r' unique étant prévue pour les deux machines. Le cas échéant on peut aussi raccorder à une chambre de combustion commune plus de deux machines .
Suivant la fig. 9 on a prévu une machine s' qui est destinée à servir uniquement de compresseur pour l'air frais néoessaire. Avec la chambre b est raccordée ici une seconde machine 1 2 conçue uniquement comme machine de détente et qui est destinée à servir de moteur. Grâoe à des dispositifs d'iso- lement et de changement de marche non représentés cette ma- chine peut être construite de façon telle qu'on puisse l'im- mobiliser indépendamment de la machine 1 et qu'on puisse la faire tourner aussi bien vers la droite que vers la gauche. A ce dernier effet on pourrait faire arriver les gaz brûlés' dans la machine s2 de façon telle que le sens de rotation de cette machine soit inverse.
Sur la fig. 10, a5 désigne une enveloppe qui renferme un tambour a6. Dans ce tambour a6 sont prévus des pistons t qui sont susceptibles de se mouvoir radialement par rapport à lui et qui sont reliés par des bielles u avec un vilebre- quin fixe v. Dans l'enveloppe b est prévue une cloison w destinée à séparer l'une de l'autre l'ouverture d'amenée d'air comprimé et 11 ouverture. d J évaoua tion des gaz brûlés. x dési- gne des ouvertures qui sont commandées par les pistons t et qui ont pour objet d'admettre de l'air frais. Le fonction- nement de ce dispositif consiste dcno en ce que les pistons se déplacent radialement par rapport à la paroi de l'enveloppe a5.
D'ailleurs et en principe le mode de fonctionnement et en particulier l'agencement de l'enveloppe b sont analogues à ceux que montrent les figs. 1 à 9.
Dans le cas d'un dispositif suivant la fig. 10 on a trou-
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vé qu'il y a intérêt à donner aux pistons t nne forme de ba- guette par exemple suivant la fig. 13 et à les faire agir dans des espaces utiles orientés parallèlement à l'axe du tambour a6. Un tel mode de construction des pistons peut pré- senter également des avantages lorsque la machine est desti- née à servir uniquement d'installation de compression. Les figs. 11 et 12 en montrent un exemple. On voit qu'ici égale- ment les pistons t coopèrent aveo l'enveloppe a5 pour produire une compression. Les pistons t sont reliés suivant la fig.12 au vilebrequin v au moyen chacun de deux bielles u' et u2.
Les points où les bielles u' et / des divers pistons atta- quent le vilebrequin , sont déoalés les uns par rapport aux autres. Le tambour a6 est monté dans le bâti de la machine du oôté gauche au moyen d'un palier à billes ' et du côté droit au moyen d'un palier à billes W2. Le vilebrequin v est oalé suivant la fig. 12 du côté gauche dans le bâti a5 et il s'engage du côté droit par un téton v' dans le tambour a6, de sorte qu'il est rendu rigide à la flexion. En décalant d'un certain angle le vilebrequin v on peut modifier le degré de remplissage en particulier d'une machine suivant la fig.10 et par conséquent la puissance de la machine.
De cette manière par exemple, au cas où la machine suivant la fig. 10 devrait être utilisée comme machine s2 suivant la fig. 9, un décalage du vilebrequin permettrait également d'obtenir un renverse- ment du sens de la marche.
Sur la fige 14 on a représent é, tournée de 90 une bielle telle qu'on la prévoit pour le oôté gauche de la fig.12,tandis que la fige 15 montre une bielle u 2 telle qu'elle est prévue pour le côté droit de la fig. 12. La bielle suivant la fig.15 est susceptible de s'engager par une de ses extrémités dans une rainure y du piston t suivant la fig. 13. Le tambour a6 des figs. 11 et 12 peut être entraîné par exemple au moyen du moignon d'arbre z du fait qu'un moteur fait tourner celui-ci
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soit directement soit par l'inteimédiaire de roues dentées ou autrement.
REVENDICATIONS. l.- Mode de fonctionnement des moteurs rotatifs à pis- tons, caractérisé en ce que le combustible est amené à l'air frais comprimé dans la machine dans une enveloppe reliant le oôté compression et le côté détente du carter sans distribution commandée en vue du réglage des phases de fonctionnement de la machine et qu'il est brûlé dans cette enveloppe au moyen.d'air frais.
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"Mode of operation of rotary piston machines"
The present invention relates in general to rotary piston machines and essentially to rotary piston engines. The invention firstly aims to allow, in the case of a rotary piston engine, a judicious mode of operation which resides in particular in that an uninterrupted combustion of the fuel can occur for a pressure which always retains a substantially constant value and that a combustion is obtained for which there are no temperatures harmful to the moving parts, the choice of fuel offering to a large extent possibilities which none of the machines known to date present.
The invention then aims to achieve in the case Généra.1 rotary piston machines a device which, for as little space as possible and minimal weight, offers as much power as possible. We achieve this by
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particular thanks to a particular construction of the pistons. Other essential features of the invention will be brought to light by the following description of some exemplary embodiments according to the invention and by the accompanying drawings.
Fig. 1 is a schematic section of a machine according to the present invention.
Fig. 2 is a schematic side elevation of fig. 1.
Fig. 3 is an elevation of FIG. 2 right view.
Lafig. 4 is a schematic sectional view of a machine according to the invention, the combustion chamber of which is arranged differently: Dent.
Fig. 5 shows a device which is employed when coal dust or lower value oils are used for the operation of the machine.
Figs. 6 and 7 show adjusting devices for compression and rebound.
Fig. 8 is a schematic sectional view of a two-cylinder engine.
Fig. 9 is a schematic sectional view of an engine in which the compression and expansion chambers are mounted on distinots cylinders.
Fig. 10 is a sectional view of another embodiment of a rotary piston engine.
Fig. 11 is a section through a motor similar to that shown in FIG. 10 but which is only arranged as an oompressor.
Fig. 12 is a section taken along line 12-12 of FIG. 11.
Figs. 13 to 15 show details of the motor according to figs. 10 to 12.
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In the case of the embodiment of the invention shown in FIG. 1 a denotes a drum in which are arranged drawers a 'capable of sliding radially. a2 designates a cylindrical envelope of the machine, in which the drum a and its drawers a 'operate. b is a casing-shaped extension with which the casing of the machine is fitted and into which opens a fuel supply pipe or a burner, 9 ,.
In the cylindrical casing a2 are provided an opening for the arrival of fresh air and an opening a4 for the evacuation of the combustion gases d is the axis around which the drum a rotates. e is a fan which delivers air into the casing Si, 2 through an opening g in the side wall f '. h is an exhaust connection which allows the burnt gases to escape through a corresponding opening g provided in another side wall f2.
The operation of the machine according to figs. 1 to 3 is) the following:
The drum has rotating in the direction of the arrow shown in fig. 1, the drawers a 'compress the air introduced by g and push it back through the opening a3 in the casing b. In this is added to the fresh air the fuel oil admitted by the c qt pipe which burns with a continuous flame. The burnt gases then enter the maohine on the release side of oelle-oi through the opening a4, exert pressure on the drawers a and thus cause the machine to move.
The operating phases are shown in fig. 1 by the use of ma- jusoules, the section F representing here the charge of burnt gases which escape from the casing b, E designates the expansion section. L indicates the phase of exhaust and charge of fresh air. Section V corresponds to compression and section A corresponds to that where the compressed air is expelled into chamber b.
Fig. 4 shows a device which corresponds in principle
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that of FIG. 1. However, a duct is also provided around the burner, the effect of which is that only part of the fresh air reaches the burner, while the rest of the fresh air sweeps outside the pipe. c ', thus preventing the outward dissipation of the considerable heat which occurs at the point of combustion. This air then mixes at the end of the pipe with the burnt gases escaping from it, which has the effect that the combustion gases, as soon as they meet the moving parts, o est- that is to say the drawers a ', in other words as soon as they enter between the drum a and the casing a2, have a relatively low temperature.
The dimensions being suitably calculated, it is faoile to obtain by this means that the gases which enter the expansion zone of the machine with a view to working there are not at a temperature greater than 1000 C. The pipe c ', however its length, shape, direction of fuel inlet, etc., can be constructed in any way so as to achieve as favorable conditions as possible for combustion. The burner g can be supplied with a wide variety of liquid fuels. But it is also possible, for example, to supply combustible gas, provided that it is available under a sufficiently high pressure. Otherwise, the device can be combined with an oompressor group to obtain a suitable pressure.
In fig. 5, b 'denotes a pipe into which the fresh compressed air enters; it is a burner through which penetrates coal dust, liquid coal (oil mixed with coal dust), eto. The burnt gases are introduced here into a centrifugal dust collector in order to remove the ash and other impurities. From this dust collector, the cleaned gas arrives through pipe 1 'and the opening a4 pierced in the casing a2 of the maohine in the expansion zone of the latter.
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The device according to figure 6 also corresponds in principle to that shown in FIG. 1. It has also been indicated ioio, on the compression side, an extension of the casing of the machine in which is bored a cylinder communicating by openings m aveo the oompression side of the machine and in which is mounted for the purpose of sliding a cylinder n '. The displacement of this cylinder does not have the ability to vary the start of compression. When the cylinder does not cover all of the openings, compression begins immediately after the spool has passed through the air intake opening as shown in fig. 1. If the cylinder has only unmasked the lowest of the openings m according to fig. 6 compression does not begin until the slide a 'has passed through this light m.
If the cylinder does not also unmask the next lumen or that which is located above, the compression begins even later. This makes it possible to modify the final pressure of the maohine and therefore its power.
On fig 7 the exhaust opening a4 following fig 1 has been modified in that there is provided an oylin- dric piston o which is capable of closing the ports p. When the two lights are closed, the maohine cannot operate and is therefore shut down. If the upper light p is unmasked, the machine will only work at reduced power; if the two lights are unmasked the machine operates at full power.
The piston o is connected to a second piston which is capable of masking the light '. The double piston is relieved of the pressure of the burnt gases by a compensation spring o. ' . When the piston. 0. upper unmasks a light p the lower piston closes the upper light p '. When the upper piston o unmasks the two ports p, the lower piston masks the two ports p ', that is to say that the greater the load, the more the expansion phase is prolonged. When the two lu-
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mières p 'are closed, the exhaust only occurs when opening g according to figs. 1 to 3.
Fig. 8 shows two machines q, q 'united in one and the same casing r, a single combustion chamber r' being provided for the two machines. If necessary, more than two machines can also be connected to a common combustion chamber.
According to fig. 9 a machine is provided which is intended to serve only as a compressor for the necessary fresh air. With the chamber b is connected here a second machine 1 2 designed only as an expansion machine and which is intended to serve as a motor. Thanks to isolation and gear change devices not shown, this machine can be constructed in such a way that it can be mobilized independently of the machine 1 and that it can be made to rotate as well. to the right than to the left. For the latter purpose, the burnt gases could be made to arrive in the machine s2 in such a way that the direction of rotation of this machine is reversed.
In fig. 10, a5 designates an envelope which encloses a drum a6. In this drum a6 are provided pistons t which are capable of moving radially with respect to it and which are connected by connecting rods u with a fixed crankshaft v. In the casing b is provided a partition w intended to separate one from the other the compressed air supply opening and 11 opening. d J evaoua tion of burnt gases. x denotes openings which are controlled by the pistons t and which are intended to admit fresh air. The operation of this device consists in that the pistons move radially with respect to the wall of the casing a5.
Moreover and in principle the mode of operation and in particular the arrangement of the casing b are similar to those shown in FIGS. 1 to 9.
In the case of a device according to FIG. 10 we found
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vé that it is advantageous to give the pistons t nne rod shape, for example according to FIG. 13 and to make them act in useful spaces oriented parallel to the axis of the drum a6. Such a method of constructing the pistons can also have advantages when the machine is intended to serve only as a compression installation. Figs. 11 and 12 show an example. It can be seen that here also the pistons t cooperate with the casing a5 to produce compression. The pistons t are connected according to fig.12 to the crankshaft v by each means of two connecting rods u 'and u2.
The points where the connecting rods u 'and / of the various pistons engage the crankshaft are offset from one another. The drum a6 is mounted in the machine frame on the left side by means of a ball bearing and on the right side by means of a ball bearing W2. The crankshaft v is aligned according to fig. 12 on the left side in the frame a5 and it engages on the right side by a stud v 'in the drum a6, so that it is made rigid in bending. By shifting the crankshaft v by a certain angle it is possible to modify the degree of filling in particular of a machine according to fig.10 and consequently the power of the machine.
In this way, for example, in the case where the machine according to FIG. 10 should be used as machine s2 according to fig. 9, an offset of the crankshaft would also make it possible to obtain a reversal of the direction of travel.
On the pin 14 we have shown, turned 90 a connecting rod such as is provided for the left side of fig. 12, while the pin 15 shows a connecting rod u 2 such as it is provided for the right side of fig. 12. The connecting rod according to fig.15 is capable of engaging by one of its ends in a groove y of the piston t according to fig. 13. The drum a6 of figs. 11 and 12 can be driven, for example, by means of the shaft stub z because a motor turns it
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either directly or through toothed wheels or otherwise.
CLAIMS. l.- Operating mode of rotary piston engines, characterized in that the fuel is supplied to fresh compressed air in the machine in a casing connecting the compression side and the expansion side of the crankcase without controlled distribution for the purpose of adjustment of the machine's operating phases and that it is burned in this envelope by means of fresh air.