Brevet FR2654153A1 — publié le 19910510

La présente invention concerne un moteur thermique, volum -étrique, rotatif, à quatre temps simultanés, se développant chacun sur un tour. Traditionnellement, le fonctionnement des moteurs se fait à l'intérieur, avec une suite de pistons, bielles, manivelles, soupapes et entrainements de toutes sortes. L travail du piston est essentiellement variable; nul sur point haut, nul sur point bas, maxima et bref entre les deux. Il y a impossibilité à obtenir une distance constante entre centre tournant et application de la motricité. Le couple est mal contr -8lé, l'équilibrage dynamique précaire, les vibrations trés impo -rtRntes. Le dispositif selon l'invention, est un sans soupapes, utilisant une poussée à effet extérieur de sens unique. sur un meme arbre tournant, se situe, l'alimentation, la distribution, le moteur, tout celà sans aucune transmission: L'effort moteur y est direct, sans obstacles, appuyé sur grand parcours, appliqué loin du centre et à distance constante. Un équilibrage intégra supprime toute oscillation parasite. Les volumes d'assistance:~ plus importants que le volume moteur, permettent une suralimenta -tion réelle, dés l'origine du concept. Le couple est régulier quel que soit la vitesse. Tout effet de choc, de retour, de cogn -ement, de cliquetis est supprimé.Un tour moteur conditionne directement les trois autres périodes du cycle. I1 y a peu de recours au volant d'inertie; son usage étant exclusivement réser -vé à la régulation du mouvement. Le rotor moteur (I0 fig: 2 et 3) accouplé (43) à un arb -re central (2) tournant sur deux paliers d'extimitds (8 fig: 5) est actionné par poussée périphérique loin du centre.; il assure simultanément trois fonctions principales, (alimentation, distri -bution, motorisation). L'admission et la compression sont cyclés par deux volumes variables (34 et 39 fig: 7), croissants et décro -issants. Un disque, à ouverture et fermeture à éclipse permet la distribution (58 fig: I). Deux autres volumes variables, du type précédent, assurent l'explosion et l'échappement (65 et I4 fig:7) Les quatre volumes cités, trouvent leurs limites latérales sur quatre: -chemins de roulement (67 fig:I), bagués de matériaux anti -frottements nickel-carbure de silicium.Leur surface d'application peut être élargie si nécessaire, pour parfaire l'étanchéité des volumes de culasses. les contacts mobiles (64 et 68) entre corps fixe (I3) et rotatif (I0 fig:2 et 3) ont quatre fonctions. De part et d'autre de (68.), se range une activité de compression et de dépression. De part et d'autre de (6s), se classe une activité motrice, et une d'échappement. Dans les deux cas, la séparation des temps y est effective. les coulisseaux (27 et 20 fig:2 et 3) sont à mouvance radiale, mais immobiles par rapport à la rotation de (10). De part et d'autre il y a action réactive de sens opposé à la précédente. La séparation des temps s'y confirme également. Les coulisseaux (27 et 20 fig:2 et 3) prennent appui par une ext r- -émité sur deux ensembles c8niques, composés de deux parties, (23 + 21) séparés par roulements à aiguilles (22 fig:5). Ces deux ensembles sont concentriques avec le rotor (I0 fig:2 et3). Ils sont assemblés par canelures (I2) sur l'arbre (2)fig:5). La partie (23) est rotative, la partie (21) est immobilisée par les butées (32) fig:2 et 3).Le refroidissement à air est assuré par turbines (5) et (IIfig:I), mais peut trés bien etre assisté d'un supplément de refroidissement par liquide, installé sur corps fixe iniérieur (I3tig:I). La fig:5, détaille plus loin, le rattrapage d'usure des coulisseaux (2j et 20fig:2 et 3). Nous adoptons une figure simplifiée, la sept, pour démont -rer simplement l'originalité de notre proçédé. Deux circonféren -ces (I0 et 21) tournent ensemble, elles sont concentriques, de centre 0'---(I3) est une circongérence de centre 0 ---avec un point de contact Y pour (I0 et I3) --- (I0 et 21) tournent ensem -ble autour de 0, dans le sens de Z---(I3) est fixe---S est un séparateur en contact permanent avec (I0 et2I) ---Il coulisse sur (I3)--- Deux surfaces se forment, développées en croissants,-- (34 et 39) hachurées---(I0 et 21) étant rotatifs, construisent (34) et (39) variables---Quand l'un croit, l'autre décroit---Y se dépl -ace sans le sens Z---(26 et 28) sont des ouvertures---(26) est le conduit d'admission---(28) le conduit d'évacuation des gaz compr -imés---(34 et 39) représentent les deux premiers temps du cycle sur un tour---Globalement, nous appellerons le premier ensemble (A) ---Soit (B) le deuxième ensemble---(A) va communiquer à (B) par les ouvertures (28 et 65)--- le fonctionnement de (B) est identi -que à (A)--- Les gaz comprimés sont conduits en (65) par le con -duit (28) et l'intermédiaire (58) distributeur à éclipse---(65) représente le volume explosif---la poussée s'effectue dans le sens (Z)---l'évacuation des gaz brulés par (I4)---Tel EST le principe de quatre temps Le volume expansif (65) peut revêtir trois formes, désign -ées par DI---D2---D3. Dl représenté fig:(7), en profil et perspective avec deux @@ees droites opposées. D2 représenté fig:7 en profil et perspective avec deux faces courbes opposées. D3 représenté fig:7 en profil et perspective avec deux faces chevrons opposées. (E) est le conduit de liaison des gaz en expansion. (S) et (G) sont des surfaces de glisse du corps rotatif (I0) et du corps fixe (13)-- les dessins annexés illustrent l'invention: La fig:1 représente en coupe l'ensemble du dispositif. La fig:2 " " " le dispositif compresseur servant l' alimentation. La fig:3 représente en coupe le dispositif moteur et échappement La fig:4 représente la platine de raccordementSen bout de bloc. La fig:5 représente en coupe le dispositif de rattrapage d'usure des séparateurs de l'alimentation et du moteur. La fig:6 représente la perspective cavalière de l'ensemble moteur. La fig:7 représente la fig: simplifiée du principe et les perspectives du volume expansif de départ. le dispositif représenté sur la fig:I, comporte l'arrivée -de l'huile (44)---(47) le support d'accessoires ne faisant pas Dartie du nrojet---(45) sortie de l'huile---t$8)~Déflecteurs centrif -uges-------(49) assemblage de deux demi parties de l'enveloppe- (26) conduit d'admission--- (14) conduit d'échappement---(10) corps rotatif---(54) conduit d'huile répartiteur dans l'axe (2). (22) roulements à aiguilles des cônes rotatifs (23+2I)---la tartie (21) d'appui des séparateurs est immobilisée par (32 fig: 2)-- (5 et II) sont les turbines de refroidissement par air--- I) le rejet de l'air---(58) distributeur à éclipse canalisant les gaz comprimés vers le volume d'expansion (65)---(34) est le volume d'admission en expansion-- -~~~ ~~~~~~~~~~~~ ( (62) emplacement cou@onne démarrage---(28) conduit des gaz vers distributeur---(67) glissement entre corps fixe(13) et rotatif(10). L dispositif sur la fig:2, comprend en (26) le conduit d' admission et une vue de la bride de raccord---(27) séparateurs admission-compression---ils coulissent sur le corps fixe (13)--se situent entre (21) extérieur de cône et l'intérieur du corps rotatif (10)---(30) trous d'assemblage du corps fixe (13)--- trous d'assemblage (31) du corps rotatif (10)---(32) saillies de blocage du périphérique (21) des cônes---(39)volume variable des gaz comp -rimés. Le dispositif sur la fig:3 représente en (10) le corps rota -tif moteur---(31) les trous d'assemblage de ce d@rnier---(13) le corps fixe---(11) ailettes de la turbine horizontale---(14) le conduit d'échappement et sa bride de raccord---(15) la bougie d' allumage---(16) contact haute tension disrupteur---(17) enve@@pp@@ fixe demi-partie---(18) assemblage de ces demi-parties--- (19) surface en profil de la poussée du volume explosif---(20)les sépa -rateurs explosion-échappement, mEme description de fonctionnement que sur fig:2---(22)roulements à aiguilles même rôle que sur fig:2 (40) roulement butée des cônes, rôle décrit @ur fig::5---(7) conne -xion haute tension---(24) partie canelée de l'arbre (2) servant au déplacement longitudinal des cônes (23+21)---(3) surface de réaction du volume explosif (65)---(12)canelures. La fig:4 est une vue de la platine en bout de bloc---(45) est le retour d'huile---(59) le pontet d'immobilisation longitud -inal des cônes rotatifs (23+21)---(8) le palier de bout d'arbre tournant (2)---(14) sortie d'échappement---(26) entrée d'admission (44) entrée d'huile-- -(63) platine de fixation de bout de bloc. La fig:5 représente en coupe, le dispositif de rattrapage d'usure des séparateurs de temps (27 et 20) des fig:2 et 3--- il permet à ces derniers, leur maintien en contact permanent entre l'alésage inférieur du rotor (10) fig:2 et 3, et l'extérieur des cônes (21)---Les cônes (23), plus les roulements à aiguilles (22) plus l'extérieur fixe (21), sont concentriques à l'alésage de (10) fig:2 et 3---Les cônes (23+22+21) coulissent sur l'arbre (2) par canelures (12)--- ils sont commandés par l'axe (38), coulissant sur palier (37), et les roulements butées (40)---les écrous striés à pas micrométrique (35) les positionnent--- les contre-écrous (36) les bloquent. La fig:6 représente la perspective cavalière de l'invention vue côté aspiration de l'air de refroidissement. Elle comprend le demi bati (I)--- l'axe tournant (2)--- les ouies d'aspiration de l'air ambiant extérieur (4)---la turbine verticale (5)--- le cous -sinet (8)---le sens de marche (9)---la prise haute tension d' allumage (7)--- la surface de rej@ d'air (61) de refroidissement (6) le réservoir d'huile avec son support d'accessoires. Il est apparu nécessaire de donner à l'extérieur de la figure, la forme d'une volute, pour obtenir, un meilleur échange thermique, et une amélioration du silence de l'évacuation. La fig:7 représente le principe schématique du procédé et les perspectives du volume expansif de départ. (68) déflecteurs servant à tirer vers l'extérieur, par force cent -rifuge, tout courant gazeux, s'opposant à toute fuite de (@@) le dispositif selon l'invention, est destiné à usage de moteur pour toutes applications. REVENDICATIONS. I) Moteur thermique rotatif, caractérisé en ce que, dép -oursu de soupapes, il utilise une poussée extérieure de sens unique appliquée loin du centre; en ce que de conception monobloc il comprend un rotor moteur aIO) réalisant simultanément trois fonction distinctes--( l'alimentation, le transfert, le moteur ). (34) admission---(39) compression---(58) transfert par eclipse-- (65) explosion--(14) échappement---le refroidissement par air (5 et II)---le rejet (61). 2) Moteur selon la revendication I, caractérisé en ce il comprend un arbre unique (2) ---claveté en (45) sur rotor (10) et tournant sur deux paliers (8), faisant partie du corps fixe (I3) 3) Moteur selon l'une quelconque des revendications préc -édentes caractérisé en ce que les quatres volumes variables (34) (39) (65) tI4) ont leurs limites entre rotor (10) et corps fixe (13) et leurs surfaces de glissement (67)-- entre les contacts des séparateurs (27 et 2Q) avec rotor (10)---entre les contacts mobiles (64 et 68 > du rotor (10), et du corps fixe (13)---la distribution à éclipse (58) se situe entre les volumes (34-39) et (65-14). 4) Moteur selon l'une quelconque des revendications pré -cédentes, caractérisé en ce que l'arbre (2) , sur sa partie cane -lée entraine deux cônes (23), concentriques au rotor (10)--- chacun des cônes (23), fait partie d'un ensemble concentrique à ce dernier et comprenant un roulement à aiguilles (22)--- une partie emboîtant ce roulement (21)---cette partie est immobilisée par les butées (32). lle prend appui sur une extrémité des sépa -rateurs de temps (27 et 20)---En bout de (23) les roulements butées (40)---les axes (38) commandent longitudinalement (40)--les axs (38) coulissent sur les paliers (37)---Ces axes sont réglables par écrous à extérieur strié et à pas micrométique (35), s'appuyant sur pontet (59)---(36) sont les contre écrous de blocage Tout cet ensemble sert à rattraper l'usure des séparateurs (20 et 27). 5) Moteur selon l'une quelconque des revendications pré -cédentes caractérisé en ce que la latine de bout de bloc (65) comporte la bride d'échappement (I4) et la bride d'admission (26). 6) Moteur selon l'une quelconque des revendications pré -cédentes caractérisé en ce que la chambre d'expansion (65) est composée de deux éléments, l'un actif (19) partie du bloc rotatif (10)--- l'autre réactif (3) du corps fixe (13)---l'écartèlement de ces deux éléments assurant la poussée motrice--- l'étanchéité d'une des extrémités se situe en (64), contact des deux courbes rotor et corps fixe (10 et T5) l'étanchéité de l'autre extrém- -ité se situe entre le contact des séparateurs (20) avec l'alésa -ge du rotor (I0)---l'étanchéité latérale sur glisse (67)-- allumage par bougie (15)--- alimentée par disrupteur (I6) et prise haute tension (7). T) Moteur selon l'une quelconque des revendications pré -cédentes caractérisé en ce que le refroidissement à air est assuré par les ouies d'aspiration (4), par une turbine verticale (5)---par une turbine horizontale (II), toutes deux montées sur corps rotait (10)---enfin, par un rejet (61). 8) Moteur selon l'une quelconque des revendications pré -cédentes caractérisé en ce que l'huile de graissage fait son entrée par (44)-- sort en (45)--- circule dansl'axe foré (2), se ramifie par conduits secondaires--deux points particulièrement importants (64 et 68). 9) Moteur selon l'une quelconque des revendications pré -cédentes caractérisé en ce que l'unité de base peut être multi -pliée sur longueur, ou sur côté, ou les deux à la fois. I0) Moteur selon l'une quelconque des revendications pré -cédentes caractérisé en ce que, qu'il y a possibilité d'une circulation liquide de refroidissement pouvant s'établir dans l'intérieur du corps fixe (13). II)- Moteur selon l'une quelconque des revendications pré -cédentes caractérisé en ce que l'extérieur à la forme d'une volute. I2B Moteur selon l'une quelconque des revendications pré -cédentes caractérisé en ce que les bases de glissement latérales (67) assurant en partie l'étanchéité des volumes variables, peu -vent recevoir des parties baguées de matériaux anti-frottements nickel-carbure de silicium. Leurs surfaces d'application pouvant être élargies si nécessaire. 13) Moteur selon l'une quelconque des revendications pré -cédentes caractérisé en ce que les formes du volume expansif (65) peuvent être droites DI, courbes D2, ou à chevrons D3. I4) Moteur selon l'une quelconque des revendications pré -cédentes caractérié en ce que les bases-de Dl, D2, D3 des volu -mes expansifs de départ (65) sont fractionnées,(E) hases de glisse, (E et G) conduits des gaz de poussée. 15) Moteur selon l'une quelconque des revendications pré -cédentes caractérisé en ce que en (668) se situent des déflecteurs à effet centrifuge ajoutant leur effet aux éléments d'étanchéité (67).