FR2819016A1 - Integrated internal combustion and electric machine unit, uses piston in axially rotating cylinder driven through gear by crankshaft, and has rotor winding on outside of cylinder, which rotates inside a stator winding - Google Patents

Abstract

The unit has a combustion chamber (12) in a rotary cylinder (14) with a reciprocating piston (16). Inlet and exhaust are at one end (40) of the cylinder. The piston drives a crankshaft (24), which is coupled by a gear (28) to the end of the cylinder. A rotor winding (22) is attached to the outside of the cylinder, facing a stator winding (24) in a cylindrical housing (26).

Description

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MOTEUR THERMIQUE A CYLINDRE TOURNANT
La présente invention se rapporte à un nouveau moteur thermique, particulièrement adapté au modélisme, ou susceptible de former le rotor d'une génératrice de manière à produire de l'électricité comme illustré dans la demande de brevet FR-0001739 au nom du demandeur. ROTATING CYLINDER HEAT ENGINE
The present invention relates to a new heat engine, particularly suitable for model making, or capable of forming the rotor of a generator so as to produce electricity as illustrated in patent application FR-0001739 in the name of the applicant.

Les moteurs thermiques à cylindre tournant sont largement répandus dans le domaine de l'aéromodélisme.  Rotating cylinder heat engines are widely used in the field of aircraft modeling.

Selon l'art antérieur, un moteur thermique, par exemple celui décrit dans la demande de brevet WO98/03781, comprend une chambre à combustion 10 délimitée par un cylindre tournant 12 et un piston 14, ce dernier étant relié à un vilebrequin 16 par une bielle 18. Le cylindre tournant 12 est entraîné en rotation par le vilebrequin 16, par l'intermédiaire d'un renvoi d'angle 20 formé de deux engrenages coniques. Le cylindre tournant 12 est équipé à son extrémité d'une lumière 22 susceptible de communiquer avec un conduit d'échappement 24 ou un conduit d'admission en mélange combustible ou d'être obturée. Selon ce document, l'arbre moteur 26 est disposé dans le prolongement du cylindre tournant 12.  According to the prior art, a heat engine, for example that described in patent application WO98 / 03781, comprises a combustion chamber 10 delimited by a rotating cylinder 12 and a piston 14, the latter being connected to a crankshaft 16 by a connecting rod 18. The rotating cylinder 12 is rotated by the crankshaft 16, by means of a bevel gear 20 formed by two bevel gears. The rotating cylinder 12 is equipped at its end with a lumen 22 capable of communicating with an exhaust duct 24 or a fuel mixture intake duct or of being blocked. According to this document, the drive shaft 26 is arranged in the extension of the rotating cylinder 12.

Ainsi, comme dans tout moteur, le mouvement de translation du

piston 14 entraîne en rotation, grâce à la bielle 18, le vilebrequin 16 dont l'axe est utilisé comme arbre moteur. Dans le cas des moteurs à cylindre tournant, le vilebrequin 16 entraîne en rotation le cylindre tournant 12 dont la lumière 22 communique en fonction du temps du cycle avec le conduit d'échappement ou le conduit d'admission. Thus, as in any motor, the translational movement of the

piston 14 rotates, thanks to the connecting rod 18, the crankshaft 16 whose axis is used as the driving shaft. In the case of rotating cylinder engines, the crankshaft 16 rotates the rotating cylinder 12, the lumen 22 of which communicates as a function of the cycle time with the exhaust duct or the intake duct.

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Ce type de moteur thermique à cylindre tournant ne donne pas pleinement satisfaction, surtout lorsqu'il est utilisé pour faire fonctionner une génératrice comme illustré dans la demande de brevet FR-0001739. En effet, les liaisons entre le piston et le vilebrequin et entre le vilebrequin et le cylindre tournant génèrent des frottements et des pertes qui réduisent le rendement d'un tel moteur. Par ailleurs, le nombre de pièces en mouvement est relativement important, ce qui induit des pertes en raison des inerties réduisant également le rendement. This type of rotating cylinder heat engine is not fully satisfactory, especially when it is used to operate a generator as illustrated in patent application FR-0001739. Indeed, the connections between the piston and the crankshaft and between the crankshaft and the rotating cylinder generate friction and losses which reduce the efficiency of such an engine. In addition, the number of moving parts is relatively large, which induces losses due to inertias also reducing the yield.

Aussi, la présente invention vise à pallier les inconvénients des dispositifs de l'art antérieur en proposant un moteur thermique à cylindre tournant de conception simple, avec un nombre de pièces en mouvement moins important ce qui se traduit par un rendement amélioré.  Also, the present invention aims to overcome the drawbacks of the devices of the prior art by proposing a rotating cylinder heat engine of simple design, with a smaller number of moving parts which results in improved efficiency.

A cet effet, l'invention a pour objet un moteur thermique à cylindre tournant comprenant une chambre de combustion délimitée par un cylindre tournant et un piston ainsi que des moyens d'admission et d'échappement, caractérisé en ce qu'il comprend une liaison hélicoïdale entre le cylindre tournant et le piston et des moyens d'immobilisation en rotation du piston de manière à ce que le mouvement de translation alternatif du piston génère la rotation continu du cylindre tournant.

To this end, the subject of the invention is a heat engine with a rotating cylinder comprising a combustion chamber delimited by a rotating cylinder and a piston, as well as intake and exhaust means, characterized in that it comprises a connection helical between the rotating cylinder and the piston and means for immobilizing the piston in rotation so that the reciprocating translational movement of the piston generates continuous rotation of the rotating cylinder.

Selon un mode de réalisation préféré, la liaison hélicoïdale comprend au moins un chemin de roulement disposé au niveau de la paroi latérale du piston s'étendant sur la totalité de la paroi de manière à former une boucle ainsi que pour chaque chemin de roulement deux billes diamétralement opposées, solidaires du cylindre tournant, susceptibles de se loger et de se déplacer dans le chemin de roulement.

According to a preferred embodiment, the helical connection comprises at least one raceway disposed at the side wall of the piston extending over the entire wall so as to form a loop, as for each raceway two balls diametrically opposite, integral with the rotating cylinder, liable to become lodged and to move in the raceway.

De préférence, le ou les chemins de roulement ont une forme sinusoïdale. Preferably, the race or tracks have a sinusoidal shape.

Selon une autre caractéristique, les moyens d'immobilisation en rotation du piston comprennent un contre-piston, solidaire d'un bâti, se logeant dans un alésage ménagé dans le piston, une liaison glissière étant prévue entre le piston et le contre-piston.  According to another characteristic, the means for immobilizing the piston in rotation comprise a counter-piston, integral with a frame, being housed in a bore formed in the piston, a sliding connection being provided between the piston and the counter-piston.

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Dans ce cas, la liaison glissière comprend au moins un chemin de roulement rectiligne, disposé sur une génératrice du contre-piston, dans lequel est susceptible de se déplacer une bille solidaire du piston.  In this case, the slide link comprises at least one straight raceway, disposed on a generator of the counter-piston, in which a ball secured to the piston is liable to move.

Selon un mode préféré de réalisation, une lumière est ménagée au niveau du fond du cylindre tournant susceptible de coopérer avec un conduit d'échappement ou d'être obturée. En complément, les moyens d'admission comportent au niveau du contre-piston un conduit débouchant dans un espace délimité entre ledit contre-piston et le piston, muni d'une première soupape à son extrémité débouchant dans ledit espace, ainsi qu'un conduit au niveau du fond du piston faisant communiquer l'espace avec la chambre de combustion muni d'une seconde soupape, chaque soupape étant susceptible d'occuper deux positions, une première position fermée dans laquelle elle s'oppose au passage des gaz, et une seconde position passante dans laquelle elle autorise le passage des gaz.  According to a preferred embodiment, a light is provided at the bottom of the rotating cylinder capable of cooperating with an exhaust duct or of being closed. In addition, the intake means comprise at the counter-piston a conduit opening into a space defined between said counter-piston and the piston, provided with a first valve at its end opening into said space, as well as a conduit. at the bottom of the piston making space communicate with the combustion chamber provided with a second valve, each valve being capable of occupying two positions, a first closed position in which it opposes the passage of gases, and a second pass position in which it allows the passage of gases.

D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement et en regard des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe d'un moteur thermique à cylindre tournant selon l'art antérieur,

- la figure 2 est une vue en coupe d'un moteur thermique à cylindre tournant selon l'invention, le piston au point mort bas, équipant à titre d'exemple une génératrice et illustrant une première variante d'admission, - les figures 3A à 3C sont des vues développées de la parol latérale du piston ou du cylindre tournant illustrant des variantes de réalisation de chemins de roulement, - la figure 4 est une vue en coupe transversale du moteur de la figure 2, - la figure 5 est une vue en coupe de l'extrémité libre du cylindre tournant illustrant une seconde variante d'admission, - la figure 6 est une vue en coupe du moteur de la figure 2, le piston au point mort haut, et - la figure 7 est une vue en coupe du moteur illustrant une variante des moyens d'échappement et d'admission. Other characteristics and advantages will emerge from the following description of the invention, description given by way of example only and with reference to the appended drawings in which: - Figure 1 is a sectional view of a heat engine with rotating cylinder according to the prior art,

- Figure 2 is a sectional view of a rotary cylinder heat engine according to the invention, the piston in bottom dead center, equipping by way of example a generator and illustrating a first intake variant, - Figures 3A to 3C are developed views of the lateral parol of the piston or of the rotating cylinder illustrating alternative embodiments of raceways, - Figure 4 is a cross-sectional view of the engine of Figure 2, - Figure 5 is a view in section of the free end of the rotating cylinder illustrating a second variant of admission, - Figure 6 is a sectional view of the engine of Figure 2, the piston in top dead center, and - Figure 7 is a view cross section of the engine illustrating a variant of the exhaust and intake means.

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La figure 2 représente un moteur thermique 50 selon l'invention en coupe longitudinale.  FIG. 2 represents a heat engine 50 according to the invention in longitudinal section.

Il comprend un bâti 52 et une chambre de combustion 54 délimitée par un cylindre tournant 56 et un piston 58 ainsi que des moyens d'admission et d'échappement et éventuellement en fonction du type de mélange combustible des moyens d'allumage.  It comprises a frame 52 and a combustion chamber 54 delimited by a rotating cylinder 56 and a piston 58 as well as intake and exhaust means and possibly depending on the type of combustible mixture of the ignition means.

Ce moteur peut aussi bien fonctionner selon le principe d'un deux temps ou d'un quatre temps.  This engine can work equally well on the principle of a two stroke or a four stroke.

Pour comprimer, aspirer, évacuer les gaz présents dans la chambre de combustion 54 ou lors de la détente desdits gaz, le piston 58 effectue un mouvement de translation à l'intérieur du cylindre tournant 56.  To compress, aspirate, evacuate the gases present in the combustion chamber 54 or during the expansion of said gases, the piston 58 performs a translational movement inside the rotating cylinder 56.

Pour l'étanchéité, des racleurs ou segments sont prévus entre le cylindre tournant 56'et le piston 58.  For sealing, scrapers or segments are provided between the rotating cylinder 56 ′ and the piston 58.

Avantageusement, l'alésage du cylindre tournant 56 est revêtu d'une chemise 60.  Advantageously, the bore of the rotating cylinder 56 is coated with a jacket 60.

Selon l'invention, le mouvement de rotation du cylindre tournant 56 est transmis directement par le piston 58 grâce à une liaison hélicoïdale 62 entre ces deux éléments, des moyens d'immobilisation en rotation étant prévus entre le piston 58 et le bâti 52.  According to the invention, the rotational movement of the rotary cylinder 56 is transmitted directly by the piston 58 thanks to a helical connection 62 between these two elements, means for immobilizing in rotation being provided between the piston 58 and the frame 52.

La liaison hélicoïdale 62 comprend au moins un chemin de roulement 64, visible sur la figure 3, disposé au niveau de la paroi latérale du piston 58 ou du cylindre tournant, ainsi qu'au moins un élément en saillie susceptible de se loger ou de se déplacer dans le chemin de roulement 64 correspondant de manière à ce que le mouvement de translation du piston 58

génère la rotation du cylindre tournant 56. Le ou les chemins de roulement 64 s'étendent sur la totalité de la paroi de manière à former chacun une boucle. The helical connection 62 comprises at least one raceway 64, visible in FIG. 3, arranged at the side wall of the piston 58 or of the rotating cylinder, as well as at least one projecting element capable of being housed or move in the corresponding raceway 64 so that the translational movement of the piston 58

generates the rotation of the rotating cylinder 56. The raceway or tracks 64 extend over the entire wall so as to each form a loop.

De préférence, le ou les chemins de roulement 64 sont disposés sur la paroi latérale du piston 58. En complément, deux billes 66 diamétralement opposées solidaires du cylindre tournant 56 sont prévues comme élément en saillie pour chaque chemin de roulement. Preferably, the raceway (s) 64 are arranged on the side wall of the piston 58. In addition, two diametrically opposite balls 66 secured to the rotating cylinder 56 are provided as a projecting element for each raceway.

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Le fait de prévoir deux billes diamétralement opposées pour chaque chemin de roulement permet d'équilibrer les efforts entre le piston et le cylindre tournant.  The fact of providing two diametrically opposite balls for each raceway makes it possible to balance the forces between the piston and the rotating cylinder.

En variante, les billes sont réparties de manière équidistante le long de la circonférence du cylindre tournant 56.  As a variant, the balls are distributed equidistantly along the circumference of the rotating cylinder 56.

Selon un mode de réalisation illustré par les figures 2 et 4, chaque bille 66 est liée à un siège 68 solidaire du cylindre, et éventuellement des moyens de lubrification sont prévus au niveau de chaque bille facilitant leur roulement dans le chemin 64 correspondant.  According to an embodiment illustrated in Figures 2 and 4, each ball 66 is linked to a seat 68 integral with the cylinder, and optionally lubrication means are provided at each ball facilitating their rolling in the corresponding path 64.

La forme du chemin de roulement est défini par l'homme du métier en fonction par exemple du type de moteur souhaité, à savoir à deux temps ou à quatre temps, et/ou du nombre de détentes par tour de cylindre.  The shape of the raceway is defined by a person skilled in the art as a function, for example, of the desired type of engine, namely two-stroke or four-stroke, and / or the number of detents per revolution of the cylinder.

A titre d'exemple, le chemin de roulement 64 illustré par la figure 3A est sinusoïdal et formé de deux sinus de manière à obtenir un moteur quatre temps ou un moteur deux temps à deux détentes par tour de cylindre.  By way of example, the raceway 64 illustrated in FIG. 3A is sinusoidal and formed of two sinuses so as to obtain a four-stroke engine or a two-stroke engine with two detents per revolution of the cylinder.

Selon une autre variante illustrée par la figure 3B, la paroi latérale du piston 58 comprend plusieurs chemins de roulement, par exemple 3, qui se croisent, disposés sur la même hauteur du piston, avec un profil sinusoïdal. De préférence, l'écart entre les différents chemins de roulement est différent pour ne pas avoir des points d'intersection des chemins de roulement à la même hauteur.  According to another variant illustrated in FIG. 3B, the side wall of the piston 58 comprises several rolling tracks, for example 3, which intersect, arranged on the same height of the piston, with a sinusoidal profile. Preferably, the difference between the different raceways is different so as not to have intersection points of the raceways at the same height.

Selon une autre variante illustrée par la figure 3C, la paroi latérale du piston 58 comprend plusieurs chemins de roulement qui ne se croisent pas, répartis sur la hauteur du piston.  According to another variant illustrated by FIG. 3C, the side wall of the piston 58 comprises several raceways which do not intersect, distributed over the height of the piston.

Sur la figures 3B et 3C, on a représenté uniquement l'axe médian des chemins de roulement.  In FIGS. 3B and 3C, only the central axis of the raceways has been shown.

Selon les modes de réalisation, la section transversale du chemin de roulement peut être carrée, rectangulaire, arrondie, elliptique ou formée de deux arcs.  According to the embodiments, the cross section of the raceway can be square, rectangular, rounded, elliptical or formed by two arcs.

Selon un mode préféré de réalisation, le piston 58 comprend un alésage intérieur et les moyens d'immobilisation en rotation du piston 58 comprennent un contre-piston 70, solidaire du bâti 52, de forme cylindrique et coaxial au  According to a preferred embodiment, the piston 58 comprises an internal bore and the means for immobilizing in rotation the piston 58 comprise a counter-piston 70, integral with the frame 52, of cylindrical shape and coaxial with

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piston, se logeant dans l'alésage du piston, une liaison glissière 72 étant prévue entre le piston 58 et le contre-piston 70.  piston, being housed in the bore of the piston, a sliding link 72 being provided between the piston 58 and the counter-piston 70.

Cette liaison glissière 72 comprend au moins un chemin de roulement 74 rectiligne, ménagé au droit d'une génératrice du piston 58, ou respectivement du contre-piston 70, dans lequel est susceptible de se déplacer une bille 76 solidaire du contre-piston 70, ou respectivement du piston 58.  This sliding link 72 comprises at least one straight raceway 74, arranged in line with a generator of the piston 58, or respectively of the counter-piston 70, in which is likely to move a ball 76 secured to the counter-piston 70, or respectively of the piston 58.

De préférence, deux chemins de roulement 74 sont disposés sur des génératrices du contre-piston 70 diamétralement opposées, dans chacun desquels est susceptible de se déplacer une bille 76 solidaire d'un siège 78 relié au piston 58 comme illustré par la figure 4. Comme précédemment, des moyens de lubrification peuvent être prévus pour améliorer le roulement des billes 76 dans les chemins 74.  Preferably, two raceways 74 are arranged on generatrices of the diametrically opposite counter-piston 70, in each of which is capable of moving a ball 76 secured to a seat 78 connected to the piston 58 as illustrated in FIG. 4. As previously, lubrication means can be provided to improve the rolling of the balls 76 in the paths 74.

Selon l'invention, le mouvement de translation alternatif du piston 58 produit par les détentes successives génèrent un mouvement de rotation

continu du cylindre tournant 56, le piston 58 étant immobilisé en rotation par le contre-piston 70 grâce àla liaison glissière 72 et entraînant en rotation le cylindre tournant 56 grâce à la liaison hélicoïdale 62. According to the invention, the reciprocating translational movement of the piston 58 produced by the successive detents generate a rotational movement

continuous of the rotating cylinder 56, the piston 58 being immobilized in rotation by the counter-piston 70 thanks to the slide link 72 and driving in rotation the rotating cylinder 56 thanks to the helical connection 62.

De préférence, le fond du cylindre tournant 56 comprend une cavité 80 sous forme d'alésage, débouchant dans la chambre de combustion 54, au niveau de laquelle sont disposés les moyens d'allumage sous forme de bougie 81.  Preferably, the bottom of the rotating cylinder 56 comprises a cavity 80 in the form of a bore, opening into the combustion chamber 54, at the level of which the ignition means are arranged in the form of a spark plug 81.

Selon une première variante illustrée par les figures 2 et 6, une lumière 82 est ménagée au niveau du fond du cylindre tournant 56 ou au niveau de la cavité 80, susceptible de coopérer avec un conduit d'échappement 84 ou d'être obturée.  According to a first variant illustrated by Figures 2 and 6, a light 82 is formed at the bottom of the rotating cylinder 56 or at the level of the cavity 80, capable of cooperating with an exhaust duct 84 or of being closed.

Dans ce cas, les moyens d'admission comportent au niveau du contrepiston 70 un conduit 86 débouchant dans l'espace 88 délimité par ledit contre-piston 70 et le piston 58, muni à son extrémité débouchant dans ledit espace d'une première soupape 90, ainsi qu'un conduit 92 au niveau du fond du piston 58 faisant communiquer l'espace 88 avec la chambre de combustion 54 muni d'une seconde soupape 94.  In this case, the intake means comprise at the level of the counter piston 70 a conduit 86 opening into the space 88 delimited by said counter piston 70 and the piston 58, provided at its end opening into said space with a first valve 90 , as well as a conduit 92 at the bottom of the piston 58 communicating the space 88 with the combustion chamber 54 provided with a second valve 94.

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Chaque soupape est susceptible d'occuper deux positions, une première position fermée dans laquelle elle s'oppose au passage d'un fluide, et une seconde position passante dans laquelle elle autorise le passage du fluide.  Each valve is capable of occupying two positions, a first closed position in which it opposes the passage of a fluid, and a second pass position in which it allows the passage of the fluid.

Selon un mode de réalisation, les soupapes sont maintenues en position fermée par des moyens de rappel par exemple un ressort, la pression du fluide provoquant l'ouverture de la soupape, à l'encontre des moyens de rappel, lorsque ladite pression dépasse un certain seuil, taré en fonction de la raideur des moyens de rappel.  According to one embodiment, the valves are maintained in the closed position by return means, for example a spring, the pressure of the fluid causing the opening of the valve, against the return means, when said pressure exceeds a certain threshold, calibrated according to the stiffness of the return means.

Selon un mode réalisation, l'extrémité du conduit 86 débouchant dans l'espace 88 comprend un siège 96 sous forme d'un chanfrein et la première soupape 90 comporte une tête 98 de forme tronconique dont le flanc est susceptible de coopérer avec le siège 96 et un corps 100 coulissant dans le conduit 86 comprenant un alésage intérieur 102 débouchant dans le conduit 86 et par une pluralité d'orifices 104 au niveau de la paroi extérieure du corps.  According to one embodiment, the end of the conduit 86 opening into the space 88 comprises a seat 96 in the form of a chamfer and the first valve 90 comprises a head 98 of frustoconical shape whose side is capable of cooperating with the seat 96 and a body 100 sliding in the conduit 86 comprising an internal bore 102 opening into the conduit 86 and through a plurality of orifices 104 at the exterior wall of the body.

Ainsi, en position fermée, le flanc de la tête 98 de la soupape est en appui contre le siège 96 du conduit s'opposant au passage du fluide.  Thus, in the closed position, the side of the head 98 of the valve bears against the seat 96 of the conduit opposing the passage of the fluid.

En position passante, le flanc n'est plus en contact avec le siège, si bien que le fluide s'écoule depuis le conduit 86, en passant par l'alésage 102 et les orifices 104, vers l'espace 88 comme illustré par les flèches 106.  In the on position, the sidewall is no longer in contact with the seat, so that the fluid flows from the conduit 86, passing through the bore 102 and the orifices 104, towards the space 88 as illustrated by the arrows 106.

De la même façon, l'extrémité du conduit 92 débouchant dans la chambre de combustion 54 comprend un siège 108 sous forme d'un chanfrein et la seconde soupape 94 comporte une tête 110 de forme tronconique dont le flanc est susceptible de coopérer avec le siège 108 et un corps 112 coulissant dans le conduit 92 comprenant un alésage intérieur 114 débouchant dans le conduit 92 et par une pluralité d'orifices 116 au niveau de la paroi extérieure du corps.  Similarly, the end of the duct 92 opening into the combustion chamber 54 comprises a seat 108 in the form of a chamfer and the second valve 94 comprises a head 110 of frustoconical shape whose side is capable of cooperating with the seat 108 and a body 112 sliding in the conduit 92 comprising an internal bore 114 opening into the conduit 92 and through a plurality of orifices 116 at the exterior wall of the body.

En complément des moyens d'alimentation en mélange combustible sont prévus au niveau du conduit 86 sous forme par exemple d'une alimentation en air 118 et un injecteur de carburant 120.  In addition to the fuel mixture supply means are provided at the duct 86 in the form, for example, of an air supply 118 and a fuel injector 120.

Le principe de fonctionnement selon un cycle deux temps de ce moteur est maintenant décrit au regard des figures 2 et 6.  The principle of operation according to a two-stroke cycle of this engine is now described with reference to FIGS. 2 and 6.

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En position point mort bas, la chambre de combustion 54 est remplie du mélange combustible.  In the bottom dead center position, the combustion chamber 54 is filled with the fuel mixture.

Ensuite, le piston 58 se translate vers le fond du cylindre tournant 56 en comprimant les gaz, la lumière 82 étant obturée et la seconde soupape 94 étant en position fermée sous l'action combinée des gaz et des moyens de rappel. Lors de ce mouvement, une dépression se crée au niveau de l'espace 88 ce qui provoque l'ouverture de la première soupape 90 et le remplissage de l'espace 88 de mélange combustible.  Then, the piston 58 translates towards the bottom of the rotating cylinder 56 by compressing the gases, the port 82 being closed and the second valve 94 being in the closed position under the combined action of the gases and the return means. During this movement, a vacuum is created at the level of the space 88 which causes the opening of the first valve 90 and the filling of the space 88 with fuel mixture.

Au point mort haut, les gaz sont comprimés dans la chambre de combustion 54, la lumière 82 étant toujours obturée et la seconde soupape 94 en position fermée. Selon les cas, la compression des gaz peut suffire à initier

l'explosion des gaz ou cette dernière peut être initiée par des moyens d'allumage par exemple la bougie 81. La détente des gaz engendre la translation du piston 58 vers le point mort bas ce qui tend à comprimer les gaz présent dans l'espace 88 provoquant la fermeture de la première soupape 90. At top dead center, the gases are compressed in the combustion chamber 54, the light 82 being always closed and the second valve 94 in the closed position. Depending on the case, the compression of the gases may be sufficient to initiate

the explosion of the gases or the latter can be initiated by means of ignition, for example the spark plug 81. The expansion of the gases causes the piston 58 to translate towards the bottom dead center which tends to compress the gases present in the space 88 causing the closure of the first valve 90.

Dès que la pression au niveau de la chambre de combustion est inférieure à celle de l'espace 88, la seconde soupape 94 s'ouvre ce qui correspond à l'admission des gaz de l'espace 88 vers la chambre de combustion 54. A ce moment, la lumière 82 doit communiquer avec le conduit d'échappement 84. Ainsi les gaz frais, issus de l'espace 88 chassent les gaz brûlés présents dans la chambre.  As soon as the pressure at the level of the combustion chamber is lower than that of the space 88, the second valve 94 opens, which corresponds to the admission of gases from the space 88 to the combustion chamber 54. A at this moment, the light 82 must communicate with the exhaust duct 84. Thus the fresh gases, coming from the space 88 expel the burnt gases present in the chamber.

Au point mort bas, le cycle recommence.  At bottom dead center, the cycle begins again.

Pour le pilotage de l'alimentation et de l'allumage, des moyens 125 de positionnement du cylindre tournant sous forme de capteur sont prévus.  For controlling the supply and the ignition, means 125 for positioning the rotating cylinder in the form of a sensor are provided.

Pour l'étanchéité de la chambre de combustion 54 et de l'espace 88, des racleurs ou segments 122 sont prévus entre le piston 58 et le cylindre tournant 56 et entre le piston 58 et le contre-piston 70.  To seal the combustion chamber 54 and the space 88, scrapers or segments 122 are provided between the piston 58 and the rotating cylinder 56 and between the piston 58 and the counter-piston 70.

D'autre part, pour limiter les frottements lors des mouvements relatifs des pièces en mouvement, des moyens de lubrification peuvent être prévus.  On the other hand, to limit friction during the relative movements of the moving parts, lubrication means can be provided.

Selon une deuxième variante illustrée par la figure 5, une lumière 82 est ménagée au niveau du fond du cylindre tournant 56 ou au niveau de la  According to a second variant illustrated in FIG. 5, a light 82 is formed at the bottom of the rotating cylinder 56 or at the level of the

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cavité 80 susceptible de coopérer avec un conduit d'échappement 84 ou un conduit d'admission 124 ou d'être obturée.  cavity 80 capable of cooperating with an exhaust duct 84 or an intake duct 124 or of being closed.

Selon une autre variante des moyens d'échappement, illustrée par la figure 7, aucune cavité 80 n'est prévue. Dans ce cas, une lumière 126 de forme appropriée est prévue au niveau du fond du cylindre tournant 56, désaxée par rapport à l'axe de l'alésage du cylindre tournant, qui est susceptible de coopérer avec un conduit d'échappement 128 solidaire du bâti.  According to another variant of the exhaust means, illustrated in FIG. 7, no cavity 80 is provided. In this case, a light 126 of suitable shape is provided at the bottom of the rotating cylinder 56, offset from the axis of the bore of the rotating cylinder, which is capable of cooperating with an exhaust duct 128 secured to the frame.

Cette solution avec un conduit d'échappement droit permet de réduire les perturbations de l'écoulement des gaz d'échappement, ce qui contribue à diminuer la température desdits gaz et de l'ensemble moteur. This solution with a straight exhaust pipe makes it possible to reduce the disturbances in the flow of the exhaust gases, which contributes to reducing the temperature of said gases and of the engine assembly.

Selon une autre variante des moyens d'admission, illustrée par la figure 7, la seconde soupape 94 est supprimée et remplacée par un chambrage 130 ménagé au niveau du cylindre tournant, au droit de la position point mort bas du piston 58, ledit piston comprenant une pluralité de conduits 132 susceptibles de faire communiquer l'espace 88 avec le chambrage 130 et des orifices 134 étant prévus au niveau de la chemise 60 du cylindre tournant 56 susceptibles de faire communiquer le chambrage 130 avec la chambre de combustion 54.  According to another variant of the intake means, illustrated in FIG. 7, the second valve 94 is eliminated and replaced by a recess 130 formed at the level of the rotating cylinder, in line with the bottom dead center position of the piston 58, said piston comprising a plurality of conduits 132 capable of making the space 88 communicate with the recess 130 and orifices 134 being provided at the level of the jacket 60 of the rotating cylinder 56 capable of making the recess 130 communicate with the combustion chamber 54.

En l'absence de chemise, le chambrage 130 peut être remplacé par une ou plusieurs rainures ménagées dans le cylindre tournant 56 dans le sens longitudinal.  In the absence of a jacket, the recess 130 can be replaced by one or more grooves made in the cylinder 56 rotating in the longitudinal direction.

Selon cette variante, lorsque le piston est sensiblement en position point mort bas, le mélange combustible présent dans l'espace 88 s'écoule vers la chambre de combustion 54 via les conduits 132, le chambrage 130 et les orifices 134. Dès que le piston n'est plus sensiblement en position point mort bas, l'espace 88 et la chambre de combustion 54 ne communiquent plus.  According to this variant, when the piston is substantially in the bottom dead center position, the fuel mixture present in the space 88 flows towards the combustion chamber 54 via the conduits 132, the recess 130 and the orifices 134. As soon as the piston is no longer substantially in the bottom dead center position, the space 88 and the combustion chamber 54 no longer communicate.

Cette solution a pour principal intérêt de refroidir efficacement la tête du piston grâce à la détente produite par l'écoulement des gaz de l'espace 88 vers la chambre de combustion 54.  The main advantage of this solution is to effectively cool the head of the piston thanks to the expansion produced by the flow of gases from space 88 to the combustion chamber 54.

Selon les cas, l'arbre de sortie d'un tel moteur peut être disposé selon l'axe longitudinal du cylindre et raccordé audit cylindre comme illustré par la  Depending on the case, the output shaft of such a motor can be arranged along the longitudinal axis of the cylinder and connected to said cylinder as illustrated by the

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figure 1 ou bien être disposé selon un axe parallèle à l'axe longitudinal du cylindre et engrener sur une couronne solidaire du cylindre tournant 56.  FIG. 1 or else be disposed along an axis parallel to the longitudinal axis of the cylinder and mesh on a crown secured to the rotating cylinder 56.

Selon le mode de réalisation illustré par la figure 2, le moteur ne comprend aucun arbre de sortie, mais forme le support du rotor d'une génératrice. Dans ce cas, un premier ensemble électromagnétique 136 est disposé sur la périphérie du cylindre tournant 56 et un second ensemble électromagnétique 138 est fixé à un bâti cylindrique, coaxial au cylindre tournant, un des deux ensembles électromagnétiques étant susceptible de générer un champ magnétique permanent et l'autre comprenant au moins un enroulement susceptible de générer un courant induit sous l'effet combiné de la rotation et du champ magnétique permanent.  According to the embodiment illustrated in FIG. 2, the motor does not include any output shaft, but forms the support for the rotor of a generator. In this case, a first electromagnetic assembly 136 is disposed on the periphery of the rotating cylinder 56 and a second electromagnetic assembly 138 is fixed to a cylindrical frame, coaxial with the rotating cylinder, one of the two electromagnetic assemblies being capable of generating a permanent magnetic field and the other comprising at least one winding capable of generating an induced current under the combined effect of rotation and the permanent magnetic field.

Bien entendu, l'invention n'est évidemment pas limitée au mode décrit ci-dessus, mais en couvre au contraire toutes les variantes, notamment en ce qui concerne les dimensions et la cylindrée du moteur, le type de moteur, à savoir deux temps ou quatre temps, le nombre de détente par tour de cylindre, la forme du chemin de roulement ainsi que les moyens d'admission et d'échappement et du mélange combustible utilisé.  Of course, the invention is obviously not limited to the mode described above, but on the contrary covers all the variants thereof, in particular as regards the dimensions and the cubic capacity of the engine, the type of engine, namely two-stroke or four-stroke, the number of detents per revolution of the cylinder, the shape of the raceway as well as the intake and exhaust means and the fuel mixture used.

Claims (10)

REVENDICATIONS 1. Moteur thermique à cylindre tournant comprenant une chambre de combustion (54) délimitée par un cylindre tournant (56) et un piston (58) ainsi que des moyens d'admission et d'échappement, caractérisé en ce qu'il comprend une liaison hélicoïdale (62) entre le cylindre tournant (56) et le piston (58) et des moyens d'immobilisation en rotation du piston (58) de manière à ce que le mouvement de translation alternatif du piston (58) génère la rotation continu du cylindre tournant (56).  1. Thermal engine with rotating cylinder comprising a combustion chamber (54) delimited by a rotating cylinder (56) and a piston (58) as well as intake and exhaust means, characterized in that it comprises a connection helical (62) between the rotating cylinder (56) and the piston (58) and means for immobilizing in rotation the piston (58) so that the reciprocating translational movement of the piston (58) generates the continuous rotation of the rotating cylinder (56). 2. Moteur thermique à cylindre tournant selon la revendication 1, caractérisé en ce que la liaison hélicoïdale (62) comprend au moins un chemin de roulement (64) disposé au niveau de la paroi latérale du piston (58) s'étendant sur la totalité de la paroi de manière à former une boucle ainsi qu'au moins un élément en saillie, pour chaque chemin de roulement, lié au cylindre tournant (56) susceptible de se loger dans le chemin de roulement (64).  2. A rotary cylinder heat engine according to claim 1, characterized in that the helical connection (62) comprises at least one raceway (64) disposed at the side wall of the piston (58) extending over the whole of the wall so as to form a loop as well as at least one projecting element, for each raceway, linked to the rotating cylinder (56) capable of being housed in the raceway (64). 3. Moteur thermique à cylindre tournant selon la revendication 2, caractérisé en ce que deux billes (66) diamétralement opposées solidaires du cylindre tournant (56) sont prévues comme élément en saillie pour chaque chemin de roulement.  3. Thermal engine with rotating cylinder according to claim 2, characterized in that two diametrically opposite balls (66) integral with the rotating cylinder (56) are provided as projecting element for each raceway. 4. Moteur thermique à cylindre tournant selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le ou les chemins de roulement (64) ont une forme sinusoïdale.  4. Thermal engine with rotating cylinder according to claim 2 or 3, characterized in that the raceway (s) (64) have a sinusoidal shape. 5. Moteur thermique à cylindre tournant selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens d'immobilisation en rotation du piston (58) comprennent un contre-piston (70), solidaire d'un bâti (52), se logeant dans un alésage ménagé dans le piston (58), une liaison glissière (72) étant prévue entre le piston (58) et le contre-piston (70).  5. A rotary cylinder heat engine according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the means for immobilizing the piston in rotation (58) comprise a counter-piston (70), integral with a frame (52 ), being housed in a bore formed in the piston (58), a slide link (72) being provided between the piston (58) and the counter-piston (70). 6. Moteur thermique à cylindre tournant selon la revendication 5,  6. A rotary cylinder heat engine according to claim 5,

caractérisé en ce que la liaison glissière (72) comprend au moins un chemin de roulement (74) rectiligne, disposé sur une génératrice du contre-piston (70),  characterized in that the slide link (72) comprises at least one straight raceway (74), disposed on a generator of the counter-piston (70), <Desc/Clms Page number 12><Desc / Clms Page number 12> dans lequel est susceptible de se déplacer une bille (76) solidaire du piston (58).  in which is likely to move a ball (76) integral with the piston (58). 7. Moteur thermique à cylindre tournant selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'une lumière (82) est ménagée au niveau du fond du cylindre tournant (56) susceptible de coopérer avec un conduit d'échappement (84) ou un conduit d'admission (124) ou d'être obturée.  7. A rotary cylinder heat engine according to any one of claims 1 to 6, characterized in that a light (82) is formed at the bottom of the rotary cylinder (56) capable of cooperating with an exhaust duct ( 84) or an intake duct (124) or to be closed. 8. Moteur thermique à cylindre tournant selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce qu'une lumière (82) est ménagée au niveau du fond du cylindre tournant (56) susceptible de coopérer avec un conduit d'échappement (84) ou d'être obturée et en ce que les moyens d'admission comportent au niveau du contre-piston (70) un conduit (86) débouchant dans un espace (88) délimité entre ledit contre-piston (70) et le piston (58), muni d'une première soupape (90) à son extrémité débouchant dans ledit espace, ainsi qu'un conduit (92) au niveau du fond du piston (58) faisant communiquer l'espace (88) avec la chambre de combustion (54) muni d'une seconde soupape (94), chaque soupape étant susceptible d'occuper deux positions, une première position fermée dans laquelle elle s'oppose au passage des gaz, et une seconde position passante dans laquelle elle autorise le passage des gaz.  8. Thermal engine with rotating cylinder according to claim 5 or 6, characterized in that a light (82) is formed at the bottom of the rotating cylinder (56) capable of cooperating with an exhaust duct (84) or d '' be closed off and in that the intake means comprise at the level of the counter-piston (70) a conduit (86) opening into a space (88) delimited between said counter-piston (70) and the piston (58), provided with a first valve (90) at its end opening into said space, as well as a conduit (92) at the bottom of the piston (58) communicating the space (88) with the combustion chamber (54) provided with a second valve (94), each valve being capable of occupying two positions, a first closed position in which it opposes the passage of gases, and a second pass position in which it allows the passage of gases. 9. Moteur thermique à cylindre tournant selon la revendication 8, caractérisé en ce que les soupapes sont maintenues en position fermée par des moyens de rappel, la pression du fluide provoquant l'ouverture de la soupape, à l'encontre des moyens de rappel, lorsque ladite pression dépasse un certain seuil taré en fonction de la raideur des moyens de rappel.  9. A rotary cylinder heat engine according to claim 8, characterized in that the valves are maintained in the closed position by return means, the pressure of the fluid causing the opening of the valve, against the return means, when said pressure exceeds a certain tared threshold as a function of the stiffness of the return means. 10. Moteur thermique à cylindre tournant selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend un premier ensemble électromagnétique (136) disposé sur la périphérie du cylindre tournant (56) et un second ensemble électromagnétique (138) fixé à un bâti cylindrique, coaxial au cylindre tournant, un des deux ensembles électromagnétiques étant susceptible de générer un champ magnétique permanent et l'autre comprenant au moins un enroulement susceptible de générer un courant induit sous l'effet combiné de la rotation et du champ magnétique permanent. 10. Thermal engine with rotating cylinder according to any one of claims 1 to 9, characterized in that it comprises a first electromagnetic assembly (136) disposed on the periphery of the rotating cylinder (56) and a second electromagnetic assembly (138) fixed to a cylindrical frame, coaxial with the rotating cylinder, one of the two electromagnetic assemblies being capable of generating a permanent magnetic field and the other comprising at least one winding capable of generating an induced current under the combined effect of rotation and the field permanent magnetic.