Brevet FR2608221A1 — publié le 19880617

L'idée présentée ici, permet par la dérivation partielle d'une énergie onéreuse quelconque effectuant un travail, de faire le vide dans un carter de dépression pour obtenir de cette façon une aide énergétisue appréciable, nar réaction, de la pression atmosphérique, en abrégé : P A. Le raisonnement est le suivant : puisque les leviers permettent de conserver la auantité de travail qui leur a été fournie, il suffit de disposer dans un carter à l'air libre : le (C de P A), fig. T et 2 des schémas 1/5 et 2/5, un levier inter-moteur (X) articulé en (O) et éauilibré par un poids (w) plaçé sur le plus petit bras.Sur le plus grand, en zone intermédiaire, il recoit au point d'articulation (m') une bielle (L) oignant par l'articulation (m) un piston moteur (P M) se déplaçant dans son cylindre (C M), et en zone extrême, au point d'articulation (n') une seconde bielle (L') joignant par le point d'articulation (n) le piston dépressif (P D) se déplaçant dans son cylindre dépressif (C D). Chaaue piston a un volume déplacé (V D) différent mais ils reçoivent chacun de la (P A) un même travail appelé volume de travail (V T). tueur diamètre et leur course sont aussi différents mais faites ensemble dans le même temps. La particularité de l'invention est que le piston (P D) fasse mouvement dans son cylindre ( D) en raréfiant l'air se trouvant prisonnier au dessus ne lui dans un carter de dépression : le (C de D), rigoureusemant étanche.Partant du point mort positif (P M P), il provoque le vide en reculant vers le point mort- négatif (P M N) et a son dessous refoulant la (P A) du carter (C de P & . Le piston (P E) fait le même mouvement, son dessus reçoit le poids de l'air extérieur et son dessous se trouve dans l'atmosphère de vide qui circule librement bar des passages (f) pratiqués dans le bas du cylindre (n M). Le vide optimum est réalisé à partir de la base des logarithmes népériens e = 2,7I8 et atteint ainsi 67 %. Le pistor (P M) est muni d'une tige guide (T) coulissant dans la coulisse cylindricue (C T) munie d'un presse étoupe (P tus). Le carter (C de D) comporte une soupape (S), dans son guide (g s), se fermant à la dépression et se rouvrant facilement en fin de course de retour pour le renouvellement de l'air ou contrer les entrées d'air venant de la segmentation des pistons et pouvant ètre balayées par l'énergie cinétique du volant (V) et pour par une simnle levée ou pesée sur le levier (1) arrêter la machine. Les appellations point mort positif et point mort négatif indiquent aue le système peut ètre dans une position quelconque dans l'espace et traduisent le travail dérivé, signe -, et le travail positif : signe +. ... ... Le carter exposé à l'air libre, le (C de P A) est le support et le protecteur des différents organes fixes nécessaires au soutien des pièces en mouvement. Par une ou plusieurs cheminées (F) munies de filtres antipoussières, la P A intérieure communique librement avec la P A extérieure. C'est dans les parois de ce carter que passe, muni de caches-poussières, l'axe (v) du volant (V) afin de recevoir l'énergie onéreuse et éventuellement un moyen de transmission non représenté sur les schémas. L'arbre de l'axe (v) entraine-Par une transmission intérieure (T C), l'arbre (v') de la came(C0),laquelle par la ligne de came ou d'action de came(0V),agit sur la tige poussoir (P O) et l'ensemble des articulations (a) situées dans le troisième carter, le (C P). Une maneuvre manuelle sur le levier (1) fait appuyer celui-ci sur la pièce (k), soulève la soupape (S) et le ressort(r) ramène le tout en place.La tige du levier (1) passe au travers de la paroi du carter au passage (f'), muni obligatoirement d'un filtre anti-poussières en matière souple et permettant à l'excès d'air libre par la soupape et venant du carter (C dp D) et oui s'est introduit dans le (" P) de pouvoir s'évacuer à l'extérieur. Il y a lieu ici d'ouvrir une parenthèse sur l'utilité du svstème de distribution et d'arrêt sui vient d'ètre décrit. Seuls la mise au point et l'usage préciseront cette utilité et ceci pour deux raisons: I) La présente machine ne fonctionne qu'un peu, en exagérant, qu'à l'état de parasite. Pour elle fonctionner, il lui faut de l'énergie : l'arrêt est immédiatement obtenu en coupant cette énergie. 2) La conservation de la soupape (S) est de rigueur, comme le volant (V) est d'une importance capitale, son énergie cinétique doit normalement à la remontée, balayer le supplément de 37 % d'air à la P A aui est toujours dans le carter (C de D). Vn principe, il ne saurait se produire en aucun cas un volume d'air supérieur à ce pourcentage au dessus du piston (P D) lorsau'il se trouve au point mort positif si tout le volume du carter (C de D) a été convenablement calculé et monté. Le levier (X) détaillé en fig. 3 du schéma 3/5 intercepte dans ses positions extrèmes à l'origine des points morts, un angle (AT,PRi). Cet angle limité par les droites (0 Y) et (o Z) ne peut ètre fixé avec précision que par le constructeur lui-même aui sera contraint de respecter les possibilités alternatives du levier. ITn choix pourrait se situer vers les 30 mais ce serait peut-ètre ddià un maximum et c'est la raison pour laquelle il n'est pas absolu. Ce levier est équilibré par le poids (s) plaçé à l'extrémité du plus petit bras en partant du centre (o) de façon à toujours sP trouver, à l'arrêt, dans la position de l'axe médian (A E). Dans l'autre bras .... ...le plus grand, il comporte une lumière ou coulisse (5 W) pour pouvoir effectuer la circonférence décrite par le vilbrequin ou maneton (W) qui l'actionne et dont le centre est (v) c'est à dire ici l'axe même du volant. Un coussinet de glissement (C'W') s'interpose nécessairement entre la coulisse et l'arbre vilbrequin ou le maneton (W). Le levier (X) ressemble assez bien à une bielle d'étau-limeur mais en plus de son poids (s), il faut noter une liaison mécanique ou l'axe longitudinal (A L) et l'axe (A L') des pistons font chacun un angle de 900 avec l'axe médian (A M) de la fig. 3. Il s'ensuit une égalité des angles (IOTA) et (IOTA') des bielles (L) et (L') rattachées par leur point d'articulation (m') et (n') apportant un équilibrage parfait avec un déplacement parallèle des pistons maneuvrant dans des cylindres eux mêmes parallèles.Pour pouvoir réaliser cette égalité des angles (IoTA) et (IOTA') comme l'attache (n') se trouve sur le dessus de la bielle, donc en dehors de l'axe médian (A pr) sur la ligne (A'X') il est évident que l'attache (m') se trouve aussi sur cette même ligne qui est parallèle à l'axe médian. Ceci ne nuit en rien au déplacement parallèle des pistons et peut permettre de déplacer le centre (v) du volant ou plus prés, ou plus loin du centre (o) du levier. Le mouvement se fait par l'intermédiaire du volant (V) et du vilbre aubin (V), la force onéreuse allant dans le sens fléché, c'est à dire du point mort positif (P y P) vers le point mort négatif (P t N); le levier entrainera les pistons en partant de l'axe médian et en créant une primitive et partielle raréfaction de l'air du carter (C de D), prélude à un vide plus poussé pour les mouvements ultérieurs, la soupape se levant auto matiquement au retour du point mort négatif vers le point mort positif, le piston (P D) chassant l'excès d'air prisonnier dans le carter, la quantité d'air interne de ce carter étant en effet invariable malgré l'augmentation de volume se produisant quant le piston descend en suivant le sens de rotation de la flèche. Le système contesté de distribution par came pour soulever la soupape est complété par une distribution annexe (D D'), fig. 4-5-6 du schéma 4/=. Il existera toujours, même pour un vide parfait, un volume d'air, en principe de 37 %, revenant à la P A sitôt le point mort positif retrouvé et susceptible de se détériorer sous l'effet des mouvements continus. La soupape étant alors à ce moment précis ouverte par le jeu de la came (C O), des lumières sont pratiquées dans le piston (P D) et son cylindre (c T)). Ta distribution (D T)') peut alors créer un courant d'air en agissant de la façon suivante: I) A l'état I, ou P A, au point mort positif de la fig. 4 La soupape (S) est ouverte et les lumières pratiquées dans les parois ...du cylindre et du piston communiquent : la P A entre largement et l'air interne du carter (C de D) se renouvelle avec de l'air frais extérieur passant par l'intérieur du piston. 2) son fig. 5, fin de l'état I dans le retour pour le point mort négatif: la soupape est fermée et l'ouverture du piston ne communique plus avec celle du cylindre. Le vide va commancer à se créer et c'est bientôt le début de l'état 2 dans le carter (C de D). 3) Sn fig. 6, c'est le vide désiré dans le carter et tout à fait l'état 2. Le point mort négatif est atteint et le mouvement dans l'autre sens va s'amorcer. Ces ouvertures dans le cylindre et le piston amèneront à positionner les segments de ce dernier par des broches dans les rainures exactement comme cela se pratique dans un moteur thermique à deux temps. Une disposition bien étudiée de graissage est indispensable pour la machine. Nlle est détaillée sur le schéma 5/5 ou fig. 7. Ce graissage est constitué de deux pompes à huile: (P R I) et (P H 7). La première, (P E I) donne de la pression à l'huile pour que celle-ci atteigne tous les organes à lubrifier, en quelque point ou ou'ils se trouvent. La seconde pompe est aspirante, (P H 2), et elle assure le retour de l'huile dans le carter (C de P 9) lorsque la P A essayera de s'infiltrer en entrainant de l'huile par les parois des cylindres dans le carter de dépression (C de 3) au moment ou le vide se fait.Il est difficile de dire à quelle période, si c'est dans le sens point mort positif vers le point mort négatif ou viceversa que devra se produire le travail de chaque pompe, la irise au poirt en donnera la certitude, mâis il est sûr que les pompes devront travailler en sens contraire l'une de l'autre et que le maximum d'aspiration de la pompe (P H 2) devra se faire lorsaue les pistons seront au point mort négatif qui sera l'instant ou la dépression sera la plus élevée dans le carter (C de D). Pour la pompe (P H I) le raisonnement est pareil : son minimum de pression devra se situer au même point mort négatif puisque la P A appor- tera à l'huile la pression qui lui sera retirée à cet instant par la pompe. Il faut éviter que de l'huile vienne se déposer dans le carter (C de D) et il faut également noter une différence d'emplacement des segments racleurs. Pour le (P M) ce segment se trouve davantage vers la tête du piston. Pour le (P n.) le racleur est vers le bas. Il semble bien que la meilleure façon d'actionner les pompes serait au'elles soient à piston et commandées par une tige actionnée par le levier en les disposant de part et d'autre de ce levier, mais des pompes rotatives à commande par une transmission (T P), venant de l'arbre (v), sont ...aussi possibles si elles fonctionnent à l'inverse l'une de l'autre. La pompe (P H I) aspire l'huile dans un emplacement protégé par le filtre (t h), grace à une tubulure souple anti-vibratoire et l'envoie sous pression à l'axe (O), point de départ du trajet de l'huile sur les pièces mouvantes. Les axes (O),(m'),(m),(n'),(n),(v'),(v),(W) sont percés dans leur axe longitudinal et dans leur diamètre de façon que l'usinage de pattes d'araignées permettent toujours le passage de la pression d'huile une fois la machine montée. Des tubulures rigides réunissent par embouts filetés et joints, ces axes entre eux. Un bras du vilebrequin est perçé de manière à réunir les axes (v) et (W). Les bielles (L), (L'), sont creuses dans leur longueur et servent de conduit d'huile.Il est ainsi nossible partant de (O) de passer par une extrémité de (m') puis (L) et (n) de lubrifier la tige (T) et son coussinet presse-étoupe (P E) et le conduit (c f) pour arriver, en créant un conduit diamétral dans le piston (P wt), au segment d'étanchéité (r h) ou l'huile s'infiltre entre cylindre et piston, arrive au segment racleur (r 'h') ou elle est aspirée en passant le ou les conduits concourants (r h c) par la pompe (P H 2) qui la dépose dans le carter (S de P A) en dehors du tamis. Pour le piston (P D) le circuit de la pompe part, ou d'une extrémité de (o) ou de (m'),arriae à (n'),(L') et (n), prolonge dans le diamètre du piston il arrive au segment d'étanchéité (r h d) et par les parois de frottement du cvlindre (C D) l'huile se retrouve au segment racleur (r'h'd') et des conduits concourants (r"h"d") sont utilisés par la pompe (P F 2) pour la ramener au carter. Les transmissions (T P),(T S) et la campe ( Q) peuvent ètre graissées par barbotage, ou par jet. Un conduit anti-vibratoire peut partir d'une extrémité quelconque de (O), (v'), ou (v), passer dans (P"o") et nar jet arroser l'ensemble des articulations (a), le guide (g s) et retomber dans le carter par (P'O') pour lubrifier la tige (P O) et la came (C O).Les rebords (d), à la soupape, permettent d'éviter l'intrusion nuisible d'huile dans le carter (5 de D). Cette dernière lubrification-par (P'O'), (p"O") n'est valable que s'ils sont rigoureusement étanches à la dépression et leur coupure sur les schémas est intentionnelle afin qu'ils ne soient pas trop chargés. Une pièce importante qui sert également de transport d'huile- es4 le coussinet (5'W'). DPS conduits perçés dans la masse et des pattes d'araignaies permettent le passage de l'huile venant de (P F I) par une conduite souple jusque (v), passer dans le bras du vilbreouin pour (w) et atteindre par (C'i') la glissière (C V) du levier (X). Durant la course du point mort positif vers le point mort négatif ... fig. T et 2, le piston (P D) aspire l'air dans le volume se trouvant sous le Piston (P W). A l'état I, soit la pression atmosphérioue, le volume du carter (C de D) est donc celui de l'air prisonnier sous le piston (P ) et qui passe par le passage (f) au moment de la dépression comme à celui du refoulement. Les deux pistons faisant mouvement ensemble et dans la même direction cet air est donc partiellement déplaçé et celui qui est aspiré a son égal en volume qui est comprimé dans l'atmosphère, sous le piston(PU). Afin de bien faire ressortir la possibilité de tirer parti de la force potentielle de la P A il est nécessaire de faire un exemple chiffré Soit un angle (ALPHA) de 250 dont le sinus est 0,4226 et la corde 0,4329. Le point d'appui du piston (P M) est à 0,246m du centre (o) et le point d'appui du piston (P D) à 0,650m du même centre. Nous avons un rapport de 2,64 et tous ces éléments nous donnent une course de 0,106m pour le piston (P ) et pour le piston (P D) une course de 0,2RIm. En raison de la conservation du travail, le piston (P y) a un diamètre fixé à 0,26m soit une section de 0,053m carré et le piston (P D) doit avoir une section à déterminer d'après le travail que la P A effectue pour déplacer une masse d'air qui est le volume de travail du piston (P ) Ce volume est de O, 00562m cube. Comme il est permis de chiffrer la P A en Pascals ou en Newtons par mètre carré c'est la Première unité qui est choisie pour plus de commodité vis à vis d'une expression en Bars. Leur égalité facilitant la traduction de la pression en unité de force pour la résolution du problème. La P A est fixée à IOI300 Pascals et la même valeur est immédiatement en Newtons par m/carré. Le travail que fait la P A pour déplaçer le volume de O,00562m cube est de : 0,00562 x I,29 x 0,I06 x 9,81 = 0,00753 joules. Comme c'est le même pour le volume de travail du piston (P D) l'opération 0,00753 divisée oar I,29 x 0,28I x 9,81 nous avons un volume pour le piston (P D) de O,0021m cube et la section fait 0,0074m carré. A l'état I, le volume du carter (C de D) est celui du volume de travail déplaçé du piston (P M) et à l'état 2, une fois l'air raréfié, il y a un espace disponible de: 0,00562 + O,OnRI = 0,0n772m cube. Ce vide s'élève à 67 % et correspond au chiffre de base des logarithmes népériens e = 2,7I8. Il nous donne une pression à l'état 2 appelée P' et qui s'élève à 37200 Pascals. A l'état I la surface du piston (P D) est l'objet d'une pression de 749,62 P et à l'état 2 la pression devenue P' est de 275,28 P. La relation utilisée pour les compresseurs étant applicable aux .... ...pompes à vide, pour aller du (P X P) vers le (P Y N) nous avons un travail à dériver de l'énergie onéreuse qui s'élève à: 0,002I x 275,28 x I = - 0,57 :ioules. la relation utilisée étant : th = V . P . Log de P A sur P'. Au retour, avec le même taux de compression, le travail fourni par la P A sous le dessous du piston (P D) s'élève à: 0,0021 x 7 9,62 x I = I,57 joules. Il y a donc profit de I joule pour un tour de vilbrequin. Ceci implique que le travail de l'énergie onéreuse ne devra pas ètre inférieur à deux -fois 0,=7 j. et bien entendu il peut l'être plus ce qui diminuera le rendement de la machine car le maximum de travail de la P A ne peut ètre fait oue par le vide maximum. afin il n'a pas été tenu compte de la mise au point qui devra peut-ètre ètre faite, s'il faut provoquer une variation des angles:: (ALPHA), (IOTA), (IOTA') donc sur la longueur de course des points morts, par exemple raccourcir celle du (P Y N) et allonger celle du (P Y P) pour agir sur le freinage de la P A au passage du (P v N) et sur la masse du volant. Il faut aussi compter avec la réussite du vide et éventuellement le rendre réglable.Il n'a pas été tenu compte non plus que les deux pistons descendent ensemble et il se trouve que le volume que le piston (P D) aspire étant égal à son propre volume déplaçé intérieurement et comprimé extérieurement doit ètre ajouté au volume du piston (P w) qui est aussi doalaçé intérieurement et refoulé sans comDression dans la P A sous le piston (P )) Celui-ci doit donc avoir une surface supérieure à celle oui a été comptée: 0,027m carré et non 0,0n74m carré. Ce volume du piston (P Y) offre une résistance de 0,00753 j. à la descente et un appoint identioue au retour. Seuls des calculs plus poussés, que l'auteur de cette invention nrest pas capable de faire, Peuvent donner un résultat plus exact tenant compte do tout ce oui a été nAgligé. Pour l'utilité de cette machine, elle est concevable en intermédiaire de transmission pour renforcer de faibles sources d'énergie : humaine, hydraulique, ou transportées. Si le cylindre (C Y), selon les fig. I et 2, est coiffé d'une culasse classique de compresseur (C C), elle est un compresseur économiaue. Si cette même machine aurait une culasse (C F) sur le cylindre (C w) elle serait alors un moteur auxiliaire, les cheminées garnies de filtres de propreté, laissant l'air passer librement dans les deux sens. selle semble aussi convenir aux véhicules sur coussin d'air ou tonner la possibilité de créer un nouveau moyen de traction automobile par des moteurs à air comprimé avec tous les avantages au'ils ont sur les moteurs thermiques actuels. Fin de la description. R s V R N D I C A T I O N S. Revendication I. Machine recevant un travail productif et régulièrement intermittent, par réaction, de la pression atmosphérique, utilisable comme moteur complémentaire interposé dans une transmission, ou en compresseur, avec dans les deux cas, la dépendance continue d'une énergie ondreuse, caractérisée en ce qu'elle est constituée d'un carter à l'air libre (C de P A), dans lequel est monté sur un pivot (O) un levier inter-moteur (X) équilibré par un contrepoids (B) plaçé à l'extrémité du plus petit bras, le plus grand bras étant pourvu, sur un axe (A :: a) D'une part, en zone intermédiaire, d'un Point d'articulation (m') attelé à une extrémité d'une bielle (L), laauelle joignant par son extrémité opposée, un point d'articulation (m) d'une tige (T) solidaire d'un piston moteur (P M) se déplaçant dans un cylindre (C M), pourvu en partie supérieure d'un moyen de communication avec l'air libre. b) D'autre part, en zone terminale,d'un point d'articulation (n') sur lequel est attelée une extrémité d'une seconde bielle (L') joignant à son extrémit4opposée, par un point d'articulation (n), un piston dépressif (P D) se déplaçant dans un cylindre dépressif (C D) de façon que la course des pistons (P M) et (P D) s'effectue dans le même sens, et d'un seul côté du bras de levier, en créant une dépression durant tout le mouvement descendant, dans un carter étanche de dépression (C de D), en communication avec la partie située en dessous du piston (P M) du cylindre (C M), de sorte que le piston (P D) reçoive durant tout le mouvement ascendant la réaction de la pression atmosphériQue. c) Sur un axe (A M),d'une ouverture longitudinale (C W) dans laquelle se déplace un coussinet (C'W'), lui même articulé sur un maneton (W) faisant corps avec un point circonférentiel d'un volant (V), lui même calé sur une extrémité d'un axe (v), traversant la paroi du carter (C de P A),solidaire d'un moyen moteur d'énergie onéreuse. Le dit arbre commande par:une transmission (T C),un arbre (vl)er une came (C O)l'ouverture d'une soupape (S), de mise à l'air libre, se trouvant sur le carter (C de D). Un troisième carter (C P), coiffant le carter (C de D) reçoit les organes d'arrêt de la machine et cst mis à l'air libre.Des moyens de lubrification du système sont prévus à partir de deux pompes à huile: (P F I) et (P R 2) situées dans le carter (C de P A). Revendication t. Machine, selon la revendication I, caractérisée en ce que la soupape (S) coulisse dans un guide (g s) de sorte à se fermer durant la dépression, l'organe de commande étant constitué d'une came (CO) agissant par une ligne d'ouverture (O V) sur une tige (P Q) pour soulever la soupape (S) en fin de retour de course montante au point mort positif ...(P M P). quatre articulations (a) situées dans le carter (C P) autorisent une maneuvre manuelle sur un levier (1) en s'aoouyant sur un point d'appui (k) pour soulever la soupape (S) qui est rappelée par un ressort (r). Le levier (l) traverse la paroi du carter par une lumière (f'). Revendication 3. Machine, selon la revendication 1, caractérisée en ce que le piston (P M) est solidaire d'une tige (T), coulissant de façon étanche dans un coussinet (C T) garni d'un presse-étoupe (P E) isolant la partie inférieure du cylindre (C K) du dessus du carter (C de P A). Le dit cylindre se trouve en communication, dans le carter (C de D), sous le piston (P M), avec le dessus du cylindre (C D) par un passage (f). Revendication 4. Machine, selon les revendications I, 2, caractérisée en ce que le carter (C de P A) est en communication avec l'atmosphère par une ouverture (F), munie d'un filtre anti-poussières. Revendication 5. Machine, selon la revendication I, caractérisée en ce que les bielles (t) et (L') sont de même longueur et disposées à 900 par rapport au levier (X) en position médiane. Revendication 6. Machine, selon les revendications I, 2 et 4, caractérisée en ce que une lumière est prévue dans le cylindre (C D) et une lumière correspondante se trouve latéralement sur le piston (P D) disposées relativement pour oestre en communication lorsaue le piston (P D) est au point mort positif (P Y P) et la soupape étant ouverte. Les segments du piston (P D) sont maintenus en place par un ergot de sorte à ce que la fente du segment ne vienne pas en vis à vis de la lumière du cylindre. Revendication 7. Machine, selon les revendications I, 2, 3-et 4, caractérisée en ce que l'une des pompes à pression d'huile (P H I) aspire l'huile dans le carter (C de P A) pour la lubrification des pièces et la seconde pompe (P R 2) aspire l'huile amenée en exçés par la pompe (P H I) dans les parois des deux cylindres. L'huile qui glisse sur les parois du cylindre (C F) arrive au segment racleur (r'h') et elle est aspirée par la pompe (P R 2) par un ou plusieurs conduits concourants (r h c). L'huile qui glisse sur les parois du cylindre (C D) arrive au segment racleur (r'h'd') ou elle est aspirée par la pompe (P H t) par un ou plusieurs conduits concourants (r"h"d'). Le rebord de soupape (d) interdit le passage d'huile dans le carter (C de D). Revendication 8. Machine, selon la revendication I, applicable à la réalisation d'un compresseur d'air, caractérisée en ce que le cylindre (C K) est coiffé d'une culasse classique dA compresseur (C C).