Brevet FR2485089A1 — publié le 19811224

La présente demande de brevet concerne les moteurs thermiques utilisant l'énergie thermodynamique produite par la combustion d'un carburant dans un comburant pour la transformer en énergie disponible à l'arbre de sortie d'une machine motrice. Les différentes machines thermiques connues, s'appuient sur le principe de CARNOT et, en dehors des turbines, utilisent le principe piston cylindre, fonctionnant en deux ou quatre temps. Ces machines sont soumises à l'obligation de transformer le mouvement linéaire alternatif du piston en mouvement circulaire continu par l'intermédiaire d'un système bielle-manivelle (sauf pour le moteur WENKEL). Ce type de machine offre un rendement faible, qu'il serait souhaitable de voir amélioré et son coût de fabrication reste élevé. La machine motrice, objet de la présente demande de brevét, du fait que solidaires d'un rotor axé, le ou les pistons se meuvent à l'intérieur d'un corps en forme de tore de révolution creux, le mouvement obtenu est directement circulaire continu. I1 en découle que le ou les pistons fuyant l'admission, aucune compression du mélange carburé ne peut être obtenue dans le corps de la machine. De ce fait, la détente produite par la combustion du mélange carburé doit être introduite dans la chambre du moteur immédiatement après le passage du piston. A cette fin, une chambre de combustion (6) est adaptée au moteur et communique avec l'intérieur du corps tore de révolution creux. L'alimentation de la chambre de combustion (6) est assurée sous pression par l'intermédiaire d'un injecteur mélangeur air-carburant ; l'air comprimé nécessaire au fonctionnement de l'injecteur est fourni par un compresseur associé à une bouteille de stockage. Le nombre de combustions obtenu par cycle moteur sera déterminé par le cho-ix de la construction retenue entre les possibilités suivantes La vitesse de rotation de la rampe de commande du ou des boisseaux cylindriques étant par construction égale à la vitesse du rotor, trois possibilités existent - Construction comportant, une rampe double action de commande des boisseaux cylindriques, deux pistons, deux boisseaux cylindriques : nous obtenons 2 X2 combustions simultanées par tour rotor. - Construction comportant, une rampe simple action de commande des boisseaux un piston, deux boisseaux cylindriques : nous obtenons deux combustions alternées par tour rotor. - Construction comportant, une rampe simple action de commande des boisseaux un piston, un boisseau cylindrique : nous obtenons une combustion longue par tour rotor. I1 est de plus, possible de varier la construction de façon à réduire la vi te sise de la rampe de commande du ou des boisseaux à demi ou moins de la vitesse du rotor. Cette machine peut être construite pour une utilisation en fonction pompage. A cette fin, il suffit d'inverser le mouvement de ou des boisseaux cylindriques (3), le sens d'action du clapet (4) et son implantation, de ne pas réaliser l'orifice d'échappement (7) et d'aménager un orifice d'admission au lieu de la chambre de combustion (6), approximativement à son emplacement. Les dossiers annexes : planches 1j6, 2/6, 3/6, 4/6, présentent une machine motrice construite avec une rampe double action, deux boisseaux cylindriques, deux pistons, deux orifices d'adaptation des chambres de combustion et l'échappement. La planche 5/6 présente le schéma de principe de la machine motrice construite avec une rampe simple action, un boisseau cylindrique, un piston une chambre de combustion et l'orifice d'échappement. Le principe de fonctionnement de la machine développé ci-après, fera exclusivement référence à ce schéma. La planche 6/6 présente le principe de l'alimentation du moteur en mélange air-combustible sous pression. Tel qu'il est présenté planche 5/6, le moteur comporte : le demi-corps arrière du tore de révolution creux (1) avec son orifice d'échappement (7), une chambre de combustion et sa bougie d'allumage (6) alimentée classiquement par un rupteur. Un rotor, son piston et sa rampe simple action (2) usinée en creux dans la masse d'un des flancs du rotor. Un boisseau cylindrique et son axe (3), sa chaîne cinématique d'entraînement (5). Le boisseau cylindrique (3), (monté en pénétration dans le corps du tore de révolution creux de sorte que sa génératrice soit tangente à la jante du rotor), est usiné de façon à ce que positionné pour permettre le passage du piston il assure la parfaite continuité de la forme géométrique intérieure du tore de révolution creux. L'axe du boisseau cylindrique, percé en son centre, du côté opposé à sa chai- ne cinématique de commande, permet le passage d'air ou de mélange carburé à travers le clapet (4), afin d'annuler la dépression qui se produit après le passage du piston. La chaîne cinématique de commande du boisseau cylindrique (2) reçoit son mouvement de-la rampe (2) par l'intermédiaire d'un galet axé solidairement au bras du secteur denté (5). La planche 6/6 représente : compresseur d'air (A), pompe à carburant (B), injecteur mélangeur (C), bouteille de stockage de l'air comprimé (D), vanne électro-magnétique (E) ouverte à la mise du contact moteur, came de commande de l'injecteur mélangeur (F). Le contact moteur établi, le rupteur (6) est alimenté et la vanne électro-magnétique (E) envoie l'air comprimé dans l'injecteur (C). Un démarreur met en mouvement le rotor (2) dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. La pompe (B) établit la pression de carburant à l'injecteur (C). Une came (F), calée dans le cycle moteur après l'échappement et avant le début du mouvement d'obturation du tore creux par le boisseau cylindrique (3), commande l'ouverture de l'injecteur, lequel assure le remplissage de la chambre de combustion (6) en mélange carburé sous pression. Dès que le piston (2) a franchi le boisseau cylindrique (3), la rampe (2) agissant sur le galet de commande de la chaîne cinématique (5) entraîne le boisseau cylindrique (3) en position obturation du tore de révolution creux (1). Ce mouvement achevé, la dépression engendrée par le déplacement du piston ouvre le clapet (4), de l'air ou du mélange carburé est introduit dans le corps du moteur à la suite du pistqn (2). Le temps suivant, le rupteur fournit le courant d'étincelle à la bougie le mélange contenu dans la chambre de compression (6) s'enflamme. La détente thermodynamique s'introduit dans le corps du moteur, prend appui sur le boisseau cylindrique (3) fermé, entraîne le rotor par l'intermédiaire de son piston (2), lequel après avoir franchi l'orifice d'échappement (7) permet la sortie des gaz brûlés à l'air libre. A partir du moment où le piston (2) franchit l'orifice d'échappement (7) la came (F) permet l'injection du mélange carburé (avec balayage) dans la chambre de combustion (6), la rampe du rotor (2) ramene le boisseau cylindrique (3) en position de libre passage du -piston, lequel franchit le boisseau cylindrique (3) et la machine est en position de départ du cycle suivant. Et ainsi de suite... Le moteur, objet de la présente demande de brevet, dont le rendementthermodynamique n' est pas établi, est très vraisemblablement d'un coût de réalisation en série peu éleve. Par ailleurs, la réalisation d'une gamme de puissance à partir de ce type de moteur, s'effectue par simple empilage d'unités élémentaires sur un même arbre moteur. Il peut se substituer à la plupart des moteurs thermiques actuellement en service, particulièrement dans les applications à la locomotion terrestre, l'aviation légère et la navigation de plaisance. En outre, le principe de cette machine d'adapte à la construction de machines de pompage. L'effet gyrométrique qu'il est susceptible de développer à partir de régimes élevés, peut être retenu. REVENDICATIONS 1. Moteur circulaire a piston mobile dans un tore de révolution creux, ca ractérisé par le fait qu'il se compose d'un corps volume tore de révolution creux (1) dans lequel se meut un ou deux pistons solidaires d'un rotor axé (2), caractérisé par le fait que le tore de révolution creux est équipé en pénétration cylindrique d'un ou plusieurs boisseaux -(3 > prenant chacun deux positions successives (libre passage du piston et obturation,du tore creux) par l'intermédiaire d'une chaîne cinématique (pignon secteur denté), commandée par l'intermédiaire d'un galet actionné par une rampe (2) usinée dans la masse du rotor (ou par une came fixée sur l'arbre de sortie du moteur) et d'un orifice d'échappement à l'air libre (7), caractérisé par le fait outil comporte une ou deux chambres de combustion (6) extérieures au corps du moteur, alimentées en mélange air-carburant sous pression par un injecteur mélangeur fonctionnant à l'aide d'air comprimé. 2. Machine selon revendication 1. caractérisée par le fait qu'elle engendre directement un mouvement circulaire continu. 3. Machine selon revendication 2. caractérisée par le fait que son rotor, muni en rayon d'ailettes appropriées, peut servir d'étage de compression ou de précompression de l'air d'alimentation en comburant du moteur, et en toute hypothèse au refroidissement du rotor. 4. Machine selon revendication 2. caractérisée par le fait qu'a partir d'un régime élevé, il se développe un effet gyrométrique. 5. Machine selon revendication 1. caractérisée par le fait que son principe est propre à la réalisation de machines de pompage.