Brevet FR2535788A2 — publié le 19840511

FR 2535788 A2 19840511 FR 8218733 A 19821105 Le brevet principal a pour objet un moteur à combustion interne rotatif, qui est essentiellement constitué par un carter subdivisé en deux parties fixes, à savoir une partie d'aspiration - compression - explosion et de poussée primaire, et un groupe de poussée secondaire, par un groupe de rotor primaire logé à rotation dans la partie d'aspiration - compression - explosion et de poussée primaire,.par un groupe de rotor secondaire logé dans le groupe de poussée secondaire, et par deux flasques de fermeture du carter, l'un des flasques étant muni d'ouvertures de ventilation du moteur et de tubulures d'admission, et l'autre flasque étant pourvu d'un ou de plusieurs orifices d'échappement, et en ce que les groupes de rotor sont solidaires en rotation d'un arbre moteur supporté dans des paliers des flasques. Dans ce moteur, l'arbre moteur est constitué en deux parties dont les extrémités correspondantes sont avantageusement assemblées entre elles à rotation libre au moyen d'un palier à aiguilles ou à billes, ce palier étant avantageusement complété par un dispositif d'entrainement débrayable automatiquement, mécanique, ou électromécanique. Le carter présente,de préférence,une section circulaire, et sa partie d'aspiration - compression - explo sion et de poussée primaire est constituée par un anneau d'aspiration et de compression, par un anneau de combustion séparé comportant au moins une, de préférence plusieurs chambres d'explosion, et par un anneau de poussée primaire muni de sections à ailettes, le groupe de poussée secondaire étant constitué par un empilage d'anneaux à ailettes. La présente demande de certificat d'addition a pour objet des variantes de réalisation de l'inventionZ Conformément à une caractéristique de l'invention, chaque chambre d'explosion est sous forme d'une suite d'alvéoles de section identique séparés entre eux par des parois de section plus importante que celle des alvéoles, les crans de poussée prévus de part et d'autre de l'anneau de combustion s'étendant chacun sur une largeur équivalente à la largeur d'un alvéole. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'anneau de poussée primaire et le disque de poussée sont pourvus de sections à alvéoles de poussée, avantageusement en forme de chevrons s'étendant en sens inverse, présentant des sections sensiblement équivalentes à celles des alvéoles des chambres d'explosion, et les alvéoles de l'anneau de poussée primaire, qui s'étendent dans le même sens que les alvéoles des chambres d'explosion, sont décalés par rapport à ces derniers d'un intervalle équivalent à la moitié de la distance entre les axes de deux alvéoles consécutifs. Conformément à une autre caractéristique de l'invention, les anneaux et les disques du groupe de poussée secondaire sont munis sur toute leur circonférence d'alvéoles analogues dans leur forme, et de dimension ainsi que d'écartement inférieurs à ceux du disque et de l'anneau de poussée primaire, les alvéoles de ces anneaux et disques de poussée secondaire étant décalés entre eux par paires d'anneaux ou de disques d'une distance égale à un demi pas entre alvéoles et les alvéoles des anneaux s'étendant en sens inverse des alvéoles des disques, de sorte que l'alvéole d'un disque ne peut être en liaison de passage gu'- avec l'alvéole d'un seul anneau, en aval ou en amont. L'invention sera mieux comprise grâce à la description ci-après, qui se rapporte à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels la figure 1 est une vue en coupe d'un moteur conforme à l'invention, et la figure 2 est une vue partielle en élévation frontale et en coupe, à plus grande échelle, du moteur de la figure 1. Conformément à l'invention, et comme le montre plus particulièrement, à titre d'exemple, la figure 1 des dessins annexés, chaque chambre d'explosion 12' est constituée par une suite d'alvéoles 26 > de section identique, qui sont séparés entre eux par des parois dont la section excède celle des alvéoles 26'. Les crans de poussée-27' et 28' qui sont prévus de part et d'autre de l'anneau de combustion 11' s'étendent à intervalles réguliers égaux à ceux des alvéoles 26' et présentent une largeur égale à celle d'un alvéole 26'. Ainsi, lors de la détente consécutive à l'explosion, il -se produit une poussée en retour des gaz brûlés qui a pour effet un entrainement en rotation des disques d'aspirationcompression 17' et de poussée 19'. Ce dernier, ainsi que l'anneau de poussée primaire 13' sont pourvus chacun de sections à alvéoles de poussée 37 et 36, respectivement, qui sont avantageusement en forme de chevrons, qui s'étendent en sens inverse et présentent des sections sensiblement équivalentes à celles des alvéoles 26' des chambres d'explosion 12'. Les alvéoles 36 s'étendent ainsi dans le même sens que les alvéoles 26' des chambres d'explosion 12', mais sont avantageusement décalés par rapport à ces derniers d'un intervalle équivalent à la moitié du pas entre deux alvéoles 37 consécutifs. Ainsi, au cours de la rotation du disque 19', lorsqu'un alvéole 37 arrive en face d'un alvéole 26' le gaz brûlé présent dans ce dernier se détend et délivre une poussée dans l'-alvéole 37 qui reste fermé à son autre extrémité, de sorte que cette poussée est transformée en un couple de rotation. Les anneaux 15' et les disques 21' du groupe de poussée secondaire sont munis d'alvéoles 38, analogues aux alvéoles 26', 36 et 37 dans leur forme, mais de section et d'écartement mutuel moindres, et s'étendant sur toute la circonférence desdits anneaux 15' et disques 21', les alvéoles des anneaux 15' s'étendant en sens inverse des alvéoles des disques 21'. En outre, ces alvéoles 38 sont décalés entre eux par paire de disques ou d'anneaux d'une distance égale à la moitié de la distance entre les axes de deux alvéoles consécutifs, ou à un demi pas. Du fait du plus faible écartement entre alvéoles 38 et de leur plus faible section, leur nombre est plus important que celui des alvéoles 36 et 37, de sorte que la partie d'arbre 9' peut être entraînée à une vitesse de rotation plus élevée que la partie d'arbre 8'. Grâce à ce mode de réalisation, un alvéole 38 d'un disque 21' ne sera en liaison de passage qu'avec un alvéole 38 d'un seul anneau 15', en amont ou en aval, de sorte qu'au cours de la rotation de la partie 9' dey'arbre moteur portant les disques 21', il se produira une détente progressive des gaz brûlés par réalisation d'une série de détentes-poussées au passage des gaz d'un alvéole 38 à l'autre situé en aval. Les alvéoles 26', 36, 37 et 38 sont avantageusement sous forme de chambres individuelles disposées sur les parties périphériques intérieures des anneaux et extérieures des disques et présentent des ouvertures axiales vers l'amont et vers l'aval. L'étanchéité des chambres ainsi délimitées par lesdits alvéoles est parfaitement garantie dans le sens radial, et les pertes axiales éventuelles sont automatiquement recyclées en aval. Enoutre, selon une autre caractéristique de l'invention, le logement 24' de chaque coulisseau 24 est avantageusement pourvu d'un ou de plusieurs canaux d'équilibre de pression 40 reliant sa partie supérieure renfermant les ressorts 25 avec l'intérieur des chambres d'aspiration-compression du côté sous pression (figure 2). Un tel mode de réalisation permet d'obtenir un équilibrage des pressions dans les chambres d'aspiration-compression et au-dessus des coulisseaux 24, de sorte que l'étanchéité desdites chambres au droit desdits coulisseaux est parfaitement garantie. Conformément à une variante de réalisation de l'invention, non représentée aux dessins annexés, le moteur peut également se présenter sous forme d'un moteur diesel, les chambres d'aspiration-compression étant alors d'un volume plus important afin de réaliser une compression élevée, et les bougies d'allumage étant remplacées par des injecteurs reliés à des pompes à injection commandées par cames de distribution. Dans un tel mode de réalisation, le fonctionnement s'effectue avantageusement sur deux cycles, à savoir un premier cycle réalisant le processus compression-injectioncombustion-détente, et un second cycle de balayage des alvéoles par un air de refroidissement sans injection de carburant, cet air étant amené par le disque d'aspirationcompression. En outre, afin de favoriser la combustion des mélanges gazeux, chaque canal de transfert 29 peut avantageusement être équipé d'une buse 39 de mise en turbulence des gaz, réalisée, de préférence, sous forme d'un insert. Grâce à l'invention, les gaz brûlés résultant de l'explosion se détendent dans les alvéoles 26' et transmettent une partie de leur énergie mécanique à la partie 8' de l'arbre moteur par l'intermédiaire des disques 17' et 19' portant les crans de poussée 27' et 28'. Au cours de la rotation qui s'ensuit du disque 19', un premier alvéole de poussée 37 de ce dernier vient en communication avec un premier alvéole 26' et il se produit une première détente des gaz brûlés avec effet de réaction sur le disque 19' , cet effet étant augmenté grâce au cran de poussée correspondant 30' de l'anneau de poussée 13'.Lors de la progression suivante d'un demi pas du disque -19', l'alvéole 37 communique avec un alvéole 36 de l'anneau 13' et il se produit une nouvelle détente-poussée des gaz ayant pour effet un nouvel effort de rotation sur la partie d'arbre 8' par l'intermédiaire du disque 19', tandis que les gaz en combustion contenus dans les crans 27' et 28' provoquent l'explosion des gaz contenus dans l'alvéole 26' suivant. Lors d'une nouvelle avance d'un demi-pas deux alvéoles 37 communiquent avec des alvéoles 26' et un premier alvéole 38 d'un disque de poussée 19' est en communication avec un alvéole 36 de l'anneau de poussée primaire 13', de sorte qu'il se produit une détente-poussée forte au niveau du groupe de rotor primaire 3 agissant sur la partie 8' de l'arbre moteur et une autre détente-poussée plus faible au niveau du groupe de rotor secondaire 4, agissant sur la partie 9' de l'arbre moteur. Les liaisons entre les différents alvéoles se répètent ainsi par paires d'alvéoles en cascade, tout en se multipliant en direction des orifices d'échappement 31 où les gaz sont expulsés à faible pression, c'est-à-dire après exploitation maximale de la puissance énergétique de la détente. Grâce à l'invention, il est possible de réaliser un moteur rotatif à combustion interne, dans lequel, par obturation alternative et momentanée des alvéoles, sont réalisées des chambres de décompression, dans lesquelles la partie en détente des gaz agit à chaque fois en poussée dans le sens d'une rotation, sur toute la circonférence des disques et des anneaux. En outre, du fait que ces chambres sont totalement fermées les poussées axiales sont neutralisées. De plus, les gaz aspirés dans les chambres de compression, qui sont séparées des chambres d'explosion et peuvent etre surdimensionnées par rapport à ces dernières, subissent une faible dilatation thermique et peuvent être comprimés fortement, jusqu'à une valeur proche du point de détonation, afin de réaliser un remplissage total des chambres d'explosion, qui sont relativement petites, favorisant une combustion accélérée et une amélioration de cette dernière. En outre, les fuites dues au jeu de fonctionnement sont automatiquement recyclées par passage à l'étage anneau-disque suivant, de sorte qu'une fuite vers l'extérieur est évitée. Le fonctionnement d'un tel moteur est rendu excessivement silencieux du fait que les explosions, plus nombreuses, sont moins fortes et que les gaz en détente cheminent plus longtemps à l'intérieur du moteur et s'échappent à vitesse réduite, ces gaz étant, en outre, moins polluants du fait d'une combustion plus complète. Le moteur conforme à l'invention peut fonctionner à très faible vitesse de rotation en fournissant une puissance maximale, et avec une grande souplesse. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisationdécrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments, ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. REVENDICATIONS 1. Moteur à combustion interne rotatif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8 du brevet principal, caractérisé en ce que chaque chambre d'explosion (12') est sous forme d'une suite d'alvéoles (26') de section identique séparés entre eux par des parois de section plus importante que celle des alvéoles (26'), les crans de poussée (27' - 28') prévus de part et d'autre de l'anneau de combustion (11') s'étendant chacun sur une largeur équivalente à la largeur d'un alvéole (26'). 2. Moteur, suivant la revendication 1 et suivant l'une quelconque des revendications 1 à 11 du brevet principal, caractérisé en ce que l'anneau de poussée primaire (13') et le disque de poussée (19') sont pourvus de sections à alvéoles de poussée (36 - 37), avantageusement en forme de chevrons s'étendant en sens inverse, présentant des sections sensiblement équivalentes à celles des alvéoles (26') des chambres d'explosion (12'), et les alvéoles (36) de l'anneau de poussée primaire (13'), qui s'étendent dans le même sens que les alvéoles (26') des chambres d'explosion (12'), sont décalés par rapport à ces derniers d'un intervalle équivalent à la moitié de la distance entre les axes de deux alvéoles consécutifs. 3. Moteur, suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2 et suivant l'une quelconque des revendications 1 à 11 du brevet principal, caractérisé en ce que les anneaux (15') et les disques (21') du groupe de poussée secondaire sont munis sur toute leur circonférence d'alvéoles (38) analogues dans leur forme, et de dimension ainsi que d'écartement inférieurs à ceux du disque (19') et de l'anneau de poussée primaire (13'), les alvéoles (38) de ces anneaux (15') et disques (21') de poussée secondaire étant décalés entre eux par paires d'anneaux ou de disques d'une distance égale à un demi pas entre alvéoles et les alvéoles des anneaux (15') s'étendant en sens inverse des alvéoles des disques (21'), de sorte que l'alvéole d'un disque ne peut être en liaison de passage qu'avec l'alvéole d'un seul anneau, en aval ou en amont. 4. Moteur, suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, et suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8 du brevet principal, caractérisé en ce que le logement (24') de chaque coulisseau (24) est avantageusement pourvu d'un ou de plusieurs canaux d'équilibre de pression (40) reliant sa partie supérieure renfermant les ressorts (25) avec l'intérieur des chambres d'aspiration-compression du côté sous pression. 5. Moteur, suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4 et suivant l'une quelconque des revendications 1 à 14 du brevet principal, caractérisé en ce qu'il est sous forme d'un moteur diesel, les chambres d'aspiration-compression étant alors d'un volume plus important afin de réaliser une compression élevée, et les bougies d'allumage étant remplacées par des injecteurs reliés à des pompes à injection commandées par cames de distribution. 6. Moteur, suivant l'une quelconque des revendications 1 -à 3, caractérisé en ce que les alvéoles (26', 36, 37 et 38) sont avantageusement sous forme de chambres individuelles disposées sur les parties préiphériques intérieures des anneaux et extérieures des disques et présentent des ouvertures axiales vers l'amont et vers 1' aval. 7. Moteur, suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6 et suivant la revendication 6 du brevet principal, caractérisé en ce que chaque canal de transfert (29) peut avantageusement être équipé d'une buse (39) de mise en turbulence des gaz, réalisée, de préférence, sous forme d'un insert.