Turbo-moteur polycarburant, à piston rotatif.
Dans l'état actuel de l'industrie on dispose pratiquement de deux types de moteurs thermiques classiques pour applications diverses (aviation, installations fixes, automobiles, etc.) :
1. Le moteur à combustion interne ou à explosion, cycle deux ou quatre temps, type piston biellemanivelle; 2. La turbine à gaz à combustion.
Un troisième type de moteur prend naissance; c'est le turbo-moteur à explosion, à piston rotatif, à auto-allumage qui se situe entre les deux précédents.
Ce type de moteur est l'objet de ce brevet et forme un tout indissociable qui le caractérise. But poursuivi :
a. Rotation continue du moteur (couple régulier, étalement des explosions) ; b. Eliminer v, volume de la culasse dans un moteur classique ( = V+Micro/v) ; c. Utiliser plusieurs carburants grâce à l'autoallumage; d. Augmenter la puissance massique (pression moyenne et rendement plus élevés) ; e. Récupérer les gaz d'échappement pour actionner une turbine de compression d'air; /. Comprimer par turbine mue par les gaz d'échappement l'air d'admission; g. Réchauffer l'air d'admission par passage dans circuit de refroidissement (récupération des calories) .
Inconvénients auxquels on remédie :
a. Couple moteur non régulier; b. Volume résiduel de la culasse v où les gaz brûlés restent et où une partie des gaz frais se perdent à l'échappement; c. Ne pas pouvoir faire varier le couple moteur de façon régulière; d. Puissance massique faible; c. Moteur n'utilisant qu'un seul carburant.
Progrès apportés :
a. Puissance massique élevée; b. Moteur polycarburant; c. Compression réglable; d. Deux sens de marche; e. Explosion par auto-allumage à volume constant; f. Explosions successives pouvant être sélectionnées de 0 à 40 par rotation; g. Mélange carburé préalablement fait; h. Pas de nécessité d'avoir des injecteurs; i. Pour une puissance différente, proportionnalité linéaire des différentes pièces.
Nomenclature des pièces principales constituant ce turbo-moteur à piston rotatif :
Figure 1 : a, arbre; Figure 3-1 : b, piston rotatif en matière micro,. poreuse, creux contenant une tresse d'amiante huilée, avec son dispositif d'étanchéité; Figures 4, 5, 6 : c, deux cames plateau, clavetées sur l'arbre a, en matière poreuse imprégnée d'huile, et calées par rapport au piston rotatif b dans une position bien déterminée; Figure 2 : d, bloc moteur circulaire supportant tous les organes (pièces de fonderie) ; Figures 11, 15, 16, 17, 25 : e, vingt pistons, soixante segments (matière poreuse et réserve d'huile) ; Figures 23 et 24 : /, vingt ressorts; Figures 12, 13, 14: g, vingt contre-pistons, vingt segments (matière poreuse) ; Figures 7, 8 : h, vingt ressorts; Figures 39, 40, 41 : i, deux turbines à coussinet d'air pour compression d'admission et refroidissement; Figures 44 et 45 : /, deux sélecteurs de cylindres pour explosions;Figures 3 et 1 : k, deux collecteurs d'échappement; Figures 26, 27 et 28 : l, deux palettes (matière poreuse); Figures 35 et 36 : m, quatre ressorts; Figure 31 : n, deux joints oscillants; Figures 42 et 43 : o, deux chemises avec joint d'étanchéité; Figure 1 : p, joint cuivre (entre les chemises) ; Figures 9 et 10 : q, vingt sièges (acier spécial) ; Figures 18, 19, 20 : r, vingt tétons (pour ressort de contre-piston) ; Figures 33 et 38 : s, vingt collecteurs de carburant (et sa garniture intérieure) ; Figure 34 : t, vingt bouchons de collecteurs; Figure 34: u; vingt micro-tubes poreux (pour léchage du carburant) ; Figures 29 et 30 : v, jonction en tube pour carburant; Figure 1 : w, tôle de protection des gaz brûlés; Figure 1 : x, cinq clavettes (2, 2, 1) ; Figure 1 : y, deux écrous S.K.F.; Figure 1 : z, quatre goujons, 0 6, et écrous; Figure 1 : a, vingt B.T.R., 0 6;Figures 21 et 22 : beta , vingt plaques de serrage (ressort) ; Figure 1 : y, graisseur Técalémit , 0 6; Figure 1 : 8, deux roulements S.K.F. n[deg] 30204 (20.47.14) ; Figure 37 : e, six tiges, 4, et douze écrous, 4 ; Figure 3 : , une arrivée d'huile en tube (de la palette au réservoir) ; Figure 3 : p, deux raccords; Figure 1 : , une rondelle de friction (pour turbine) ; Figure 1 : T, seize vis TF/90, 0 4, long. 12.
Dans le principe et en réalité, chaque temps (admission, compression, explosion, détente) sont rigoureusement dissociés et il n'y a pas de mélange ou de perte à l'échappement des gaz frais comme dans un moteur classique (système bielle manivelle à deux ou quatre temps).
Les gaz d'échappement de par leur vitesse et pression, canalisés par les deux collecteurs k, font tourner les turbines i à une vitesse variant de 10 000 à 120 000 tr/mn, qui aspire de l'air froid et chaud (froid venant de l'atmosphère, chaud venant des trous de refroidissement). Cet air est comprimé dans la turbine, il est ensuite centralisé dans la petite chambre 1, puis distribué suivant trois directions :
1. Sous le coussinet du palier fluide de la turbine; 2. Dans le carter du bloc moteur a pour le refroidissement; 3. A l'admission d'un cylindre.
Préalablement, la cuve 2 est remplie de carburant et le flotteur 3 en règle le niveau. Une partie de l'admission d'air d'un cylindre est envoyée par le canal 4 à la cuve 2 et crée une légère pression réglable par le robinet 5 pour faire monter le carburant dans 6 qui est un tube capillaire (microtresse d'amiante), et qui distribue par la jonction p. du carburant à tous les cylindres et dans les collecteurs s (garnis de tresses d'amiante) par capillarité et pression. Ces collecteurs s possèdent en leur centre un bouchon avec un micro-tube chargé de collecter le carburant. Ce tube est percé d'une multitude de fentes et va jusqu'à proximité extrême de l'ouverture de l'admission sur le cylindre. Ce tube u est donc rempli de carburant qui, au passage du courant d'air, se pulvérise et pénètre dans le cylindre.Le réglage de cet air, et du nombre de cylindres auto. risés à admettre de l'air et du carburant se fait par l'intermédiaire de deux sélecteurs de cylindres j qui sélectent de 0 à 40 explosions possibles par rotation, suivant la position de ces dits sélecteurs.
Le moteur est au début de l'admission d'un cylindre et le piston e, grâce au ressort f, est venu de gauche à droite afin- de découvrir la lumière d'admission. 105[deg] 35' sont consacrés à cette admission, car ensuite la came plateau c va commencer à faire monter le piston e pendant 28[deg] 30' de rotation. A cet instant l'explosion a lieu. Le piston continue sa course de 11[deg] 10' et touche le contrepiston g qui a commencé de s'ouvrir un peu avant.
Ceci est dû à la pression et au tarage variable suivant les carburants, du ressort h du contrepiston g. Pendant 15[deg] 05' piston e et contre-piston g restent appliqués l'un à l'autre grâce à la came plateau c, d'une part, et au ressort h du contre-piston g, d'autre part. La came plateau c poursuit sa rotation et fait redescendre le piston e et le contre-piston g dans leur position initiale par une rotation de cette came plateau c de 39[deg] 40'. La lumière d'admission est de nouveau ouverte, le gaz frais s'introduit.
En revenant en arrière, à la fin des 28[deg] 30' instant où à lieu l'explosion, tandis que le piston continue sa course, les gaz qui sont expulsés violemment sur le côté du contre-piston g sont transférés par un canal latéral qui les fait agir par pression sur la face du piston rotatif b qui, à ce moment, se trouve dans la position la plus favorable à la détente de cette pression.
La palette 1, les ressorts m et les joints oscillants n sont en place depuis 26[deg] 15' de rotation pour offrir une face d'appui au gaz au moment de-l'explosion et faire réaction afin que le piston rotatif b tourne. Suivant le nombre de cylindres sélectés les explosions vont se suivre tous les 31[deg] 30' jusqu'à la palette b diamétralement opposée. Simultanément, sur l'autre moitié du cercle, les mêmes phases se retrouvent. C'est la face opposée à celle qui reçoit l'explosion sur le piston rotatif b qui pousse devant elle les gaz brûlés précédemment, et les fait agir par leur pression résiduelle sur la turbine i (compresseur d'air). Le cycle recommence alors.
Tous les organes mobiles sont en métal frittéMulti-fuel turbo-engine, with rotary piston.
In the current state of the industry, there are practically two types of conventional heat engines for various applications (aviation, fixed installations, automobiles, etc.):
1. The internal combustion or internal combustion engine, two or four stroke cycle, piston rod type; 2. The combustion gas turbine.
A third type of engine arises; it is the internal combustion turbo-engine, with rotary piston, with self-ignition which is located between the two preceding ones.
This type of engine is the subject of this patent and forms an inseparable whole which characterizes it. Goal pursued:
at. Continuous engine rotation (regular torque, spreading of explosions); b. Eliminate v, cylinder head volume in a conventional engine (= V + Micro / v); vs. Use several fuels thanks to auto-ignition; d. Increase the specific power (average pressure and higher efficiency); e. Recover the exhaust gases to actuate an air compression turbine; /. Compress the intake air by a turbine driven by the exhaust gases; g. Heat the intake air by passing through the cooling circuit (heat recovery).
Disadvantages that can be remedied:
at. Non-regular engine torque; b. Residual volume of the cylinder head v where the burnt gases remain and where part of the fresh gases are lost in the exhaust; vs. Not being able to vary the engine torque on a regular basis; d. Low specific power; vs. Engine using only one fuel.
Progress made:
at. High specific power; b. Multi-fuel engine; vs. Adjustable compression; d. Two directions of travel; e. Self-ignition explosion at constant volume; f. Successive explosions that can be selected from 0 to 40 per rotation; g. Fuel mixture previously made; h. No need to have injectors; i. For a different power, linear proportionality of the different parts.
Nomenclature of the main parts constituting this rotary piston turbo-engine:
Figure 1: a, tree; Figure 3-1: b, rotary piston in micro material ,. porous, hollow containing an oiled asbestos braid, with its sealing device; Figures 4, 5, 6: c, two plate cams, keyed on the shaft a, of porous material impregnated with oil, and wedged with respect to the rotary piston b in a well determined position; Figure 2: d, circular engine block supporting all the components (foundry parts); Figures 11, 15, 16, 17, 25: e, twenty pistons, sixty rings (porous material and oil reserve); Figures 23 and 24: /, twenty springs; Figures 12, 13, 14: g, twenty counter-pistons, twenty segments (porous material); Figures 7, 8: h, twenty springs; Figures 39, 40, 41: i, two air cushion turbines for intake compression and cooling; Figures 44 and 45: /, two cylinder selectors for explosions; Figures 3 and 1: k, two exhaust manifolds; Figures 26, 27 and 28: 1, two paddles (porous material); Figures 35 and 36: m, four springs; Figure 31: n, two oscillating joints; Figures 42 and 43: o, two liners with gasket; Figure 1: p, copper seal (between the liners); Figures 9 and 10: q, twenty seats (special steel); Figures 18, 19, 20: r, twenty nipples (for counter-piston spring); Figures 33 and 38: s, twenty fuel manifolds (and its interior trim); Figure 34: t, twenty manifold caps; Figure 34: u; twenty porous micro-tubes (for fuel licking); Figures 29 and 30: v, fuel tube junction; Figure 1: w, flue gas protection sheet; Figure 1: x, five keys (2, 2, 1); Figure 1: y, two SKF nuts; Figure 1: z, four studs, 0 6, and nuts; Figure 1: a, twenty BTR, 0 6; Figures 21 and 22: beta, twenty clamping plates (spring); Figure 1: y, Técalémit lubricator, 0 6; Figure 1: 8, two SKF bearings n [deg] 30204 (20.47.14); Figure 37: e, six rods, 4, and twelve nuts, 4; Figure 3: an oil inlet in a tube (from the pallet to the reservoir); Figure 3: p, two fittings; Figure 1:, a friction washer (for turbine); Figure 1: T, sixteen TF / 90 screws, 0 4, long. 12.
In principle and in reality, each stroke (intake, compression, explosion, expansion) are rigorously dissociated and there is no mixing or loss at the exhaust of fresh gases as in a conventional engine (crank rod system with two or four strokes).
The exhaust gases, by virtue of their speed and pressure, channeled by the two manifolds k, make the turbines i turn at a speed varying from 10,000 to 120,000 rpm, which sucks in cold and hot air (cold coming from of the atmosphere, hot from the cooling holes). This air is compressed in the turbine, it is then centralized in the small chamber 1, then distributed in three directions:
1. Under the fluid bearing shell of the turbine; 2. In the crankcase of the engine block has for cooling; 3. At the admission of a cylinder.
Beforehand, the tank 2 is filled with fuel and the float 3 regulates the level. Part of the air intake of a cylinder is sent through channel 4 to tank 2 and creates a slight pressure adjustable by valve 5 to make the fuel rise in 6 which is a capillary tube (asbestos microtress ), and which distributes by the junction p. fuel to all the cylinders and in the manifolds (lined with asbestos braids) by capillary action and pressure. These collectors have a cap in their center with a micro-tube responsible for collecting the fuel. This tube is pierced with a multitude of slots and goes as far as the extreme proximity of the inlet opening on the cylinder. This tube u is therefore filled with fuel which, when the air stream passes, is atomized and enters the cylinder. The adjustment of this air, and of the number of auto cylinders. ized to admit air and fuel is effected by means of two cylinder selectors j which select from 0 to 40 possible explosions per rotation, depending on the position of said selectors.
The engine is at the start of the intake of a cylinder and the piston e, thanks to the spring f, has come from left to right in order to uncover the intake port. 105 [deg] 35 'are devoted to this admission, because then the plate cam c will start to make the piston e rise during 28 [deg] 30' of rotation. At this moment the explosion takes place. The piston continues its stroke of 11 [deg] 10 'and touches the g counterpiston which began to open a little before.
This is due to the pressure and the variable setting depending on the fuels, of the spring h of the counterpiston g. During 15 [deg] 05 'piston e and counter-piston g remain applied to each other thanks to the plate cam c, on the one hand, and to the spring h of the counter-piston g, on the other hand. The plate cam c continues its rotation and brings down the piston e and the counter-piston g in their initial position by a rotation of this plate cam c of 39 [deg] 40 '. The intake port is opened again, fresh gas is introduced.
Going back, at the end of the 28 [deg] 30 'instant when the explosion takes place, while the piston continues its stroke, the gases which are expelled violently on the side of the counter-piston g are transferred by a channel side which causes them to act by pressure on the face of the rotary piston b which, at this moment, is in the position most favorable to the relaxation of this pressure.
The vane 1, the springs m and the oscillating joints n are in place since 26 [deg] 15 'of rotation to provide a bearing face to the gas at the moment of the explosion and to react so that the rotary piston b turns . Depending on the number of cylinders selected, the explosions will follow each other every 31 [deg] 30 'up to the diametrically opposite pallet b. Simultaneously, on the other half of the circle, the same phases are found. It is the face opposite to that which receives the explosion on the rotary piston b which pushes the previously burnt gases in front of it, and makes them act by their residual pressure on the turbine i (air compressor). The cycle then begins again.
All moving parts are made of sintered metal