Brevet FR2690952A1 — publié le 19931112

La présente invention concerne un procédè destine à transformer l'énergie produite par l'explosion d'un mélange L'état actuel de la technique, permettant d'obtenir le même resu1- tat est le suivant : L'explosion citée ci-dessus, provoque la translation de pistons. Ces pistons étant articules sur des bielles, elles-mêmes relièes à un vilebrequin, la translation est transformée en rotation à ce niveau . C'est cette rotation qui assures par réciprocitè, le retour des pistons en position initiale.La rotation alors obtenue, est transmise à un autre mècanisme , à savoir, une pompe, qui transforme la rotation reçue en translation, pour mettre sous pression le fluide considérè Ce fonctionnement pourrait sembler incongru: transformer une translation en rotation, puis la rotation en translation, s'il n1 était justifiè par deux impératifs : C'est la rotation du vilebrequin qui assure le retour des pistons, et une rotation, moitiè moindre, qui assure la manoeuvre opportune des soupapes : la distribution Ces rotations, jusqu'alors indispensables, sont, de plus, couteuses, délicates. à fabriquer et à maintenir en état de marche ( pression d'huile, coussinets de bielles, équilibrage ...). La présente invention permet de transmettre le mouvement de translation des pistons initiaux aux pistons finaux, directement, sans recourir à aucune rotation , d'ou, la suppression de tous les inconvénients liès à celles-ci : rendement, cout de fabrication, cout dientretiens poids, etc ...) o L'invention consiste à mettre dans le prolongement les uns des autres, les pistons propulseurs et les pistons rècepteurs ainsi qu'une sèrie de pistons annexes SU assurent notamment les fonotions suivantes : retour des pistons, distribution des soupapes Déux solutions sont proposées pour le problème du retour des pistons et une solution pour le problème de distribution; ces solutions excluant toute forme de rotation Première solution :Des volumes de liquide sont déplacès d'une colonne de pistons à l'autre, de sorte que, lorsque une rampe de pistons ../. .../..0 subit, sous l'action de l'explosion, une translation dans un sens, la rampe parallèle se trouve propulsèe dans le sens inverser ce qui correspond à ce qui se passe dans un moteur équipè deun vilebrequin : pendant que deux pistons descendent, les deux autres remontent . On obtient donc 4e même résultat, mais sans pièce tournante . D'autre part, dans un moteur classique, la distribution des soupapes est assurèe par la rotation de l"arbre à cames", qui tourne deux fois moins vite que le vilebrequin .Ici, ce sont des pistons accessoires qui provoquent l'ouverture des soupapes de la façon suivante : Chaque fois qusune des quatres rampes de pistons arrive en fin de course, elle provoque le faible déplacement de pistons annexes , courts, qui dèclenchent le mouvement appropriè des distributeurs ; cependant, dans une sèrie particulière des pistons annexes se replace un volume fize de fluide incompressible, et ce daas un seul sens, grâce à des clapets antiretour, colportant ainsi l'in- formation qui differencie les pistons en phase "explosion" des pistons en phase "admission" et provoque le mouvement adéquat des soupapes Cette particularite d'une des quatres rampes servira aussi au déclenchement de l'étincelle électrique nécessaire à l'explosion, et l'on remarque que l'-on pourrait utiliser le mouvement de translation pour génèrer une étincelle piezoélectrique D'autres avantages de ce procédè apparaissent tels que - Le moteur autorégulè au niveau carburateur s assure indépendemment de la demande de l'utilisateur, la reserve d'énergie nécessaire - Des dispositifs de securité classiques tels que : valve de sécurité en cas de surpression , et à l'inverse , - déclenchement automatique du régime moteur en cas de baisse de pression - en cas de réparation : - vanne de vidange , etc ... - et notamment la possibilité de démarrer le moteur en utilisant la reserve d'air comprimé , grace au dispositif suivant : une commande manuelle transformant les chambres productrices en chambres réceptrices d'énergie . Cette dernière particularité, ajoutée au fait que l'on peut utiliser un allumage piézoélectrique, réduit à sa plus simple expression, la nécessitè d'avoir une réserve d'énergie électrique : à savoir : l'éclairage ; ce qui en réduit le prix, le poids, et la nocivité pour l'environnement Deuxiéme solution : Celie-ci oppese la moitiè des quatres cylindres necessaires dans un moteur à quatre temps, à l'autre moitie, Ainsi, inaction des pistons antagonistes les ramène. alternativement en position initiales ce qui supprime la nécessitè du fluide qui se dèplacait dans la première solution .En revanche , les pistons devant tous etre liès entre eux et ne pouvant l'être tous au même endroit, le risque de porte-à-faux suggère d'utiliser huit pistons fonctionnant en.tandems de facon à répartir les efforts symètriquement par rapport à l'-axe mèdian du mécanisme . L@ fait d'savoir huit pistons conduit cependant à réduire leur section pour une même puissance Ce second procédè concerve le principe d'un volume unique de fluidersR dèplaçantde couple de pistons en couple de pistons pour assurer la distribution et le déclenchement de l'étincelle . Les huit pistons devant etre reliès entre eux, ils peuvent l'etre sur un seul et même piston presseur qui, par conséquent se verra dotè d'une section importante . C'est pourquoi, cette version s'adaptera mieux encore, aux cas d'utilisation cités plus loin, concernant le déplacement d'un fluide directement propulseur, tels que bate@@x, sous. marins, engins aeroportés . L!une ou l'autre des deux solutions peut . de toutes façons, s'adapter par augmentation, ou du nombre, ou des sections des pistons, soit à un besoin de débit important, soit à--fln besoin de pression importante;; les deux propriétès étant lièes par la relation mathématique qui fait qu'à puissance égale, une augmentation de dèbit fait baisser la pression et vice-versa Il est à noter que dans tous les cas de figure, on peut ajouter volon té des chambres de compression supplémentaires dans la limite de la puissance fourni par les pistons propulseurs et,que grâce à celà, on pourra rèsoudre les eventuels problèmes de lubrification ou de- refroi- dissement o Le système ainsi décrit, fournit donc un fluide sous pression, propre à commander toutes sortes d'appareils existants : - moteurs hydrauliques suspensions hydrauliques - engins élèvateurs - vérins - etc Le fluide gazeux pouvant etre utilise@, lui, individuellement à d'autres taches : - vérins pneumatiques - gonflage - ventilation - etc ... la présente invention pourra donc s'employer en remplacement des groupes moto-pompes décrits prècedemment, en usage notamment dans tous les engins de levage, de chantier, de mines, de manutantion, mais aussi en remplacement des groupes propuseurs ( moteur-boite) sur les engins de transport , avec les avantages suivants: Véhicules roulants :................................................... - Associée a deux ou auatre convertisseurs hydrauliques: sur deux ou quatre roues , reliées par conduites flexibles o -Suppression de la boite de vitesses ( vari@teur de débit ) - Suppression du différentiel ( valve à tiroir pouvant même remplir la fonction de différentiel autobloquant ) - Suppression des efreins ( donvertisseur révarsible et récupèrateur d'énergie ). - Freinage anti-bloquant - Direction assistés - Suspansion hydrau@ique - Passage aisé de deux rouas @otrican à quatre rou@@ motri@@s - Motocyclette à deux roues motrices Dépannage facile en cas de manque de réserve d'énergie : piquage sur une source d'air comprimé avoisinante ( station-service, autre véhicule roue de secours, ...) Véhicules flottants dans l@eau ou dans l'air :......................... - DépLacement du milieu ambiant à grand débit , sans interpénètration du fluide déplacè avec le milieu vital de l'utilisateur: ( une cause fréquente de naufrage est la destruction du presse-étoupe servant à l'étanchèité , au passage de l'arbrs d@hèlice des bateaux, au travers de la coque Engins de chantier : Moins de poids, moins d'encombrement, meilleur rendement, facilité de réparation, aspect modulable permettant d'adapter la puissane aux besoins, . La réserve de fluides gazeux ou liquidee permet des commandes de puissance et de précision ainsi Que des commandes de confort annexes. CE dispositf peut également fonct@onner dans toutes les positions puisqu..' zucun fluide n'est appelé à se déplacer sous l'action de son propre poids Les dessins annexès illustrent 19invention , certains de ses aspects techniques et de ses possibilités d'application; FIGURE 1 Etat de la technique actuelle pour transformer la translation dûe à l'explosion d'un mèlange détonnant en réserve de fluide sous pression FIGURE 2 : Premier procédè pour obtenir le retour des pistons après explosion grâce au déplacement forcè d'un fluide incompressible(Rep;A) FIGURE 3 :Second procédè pour obtenir le retour des piztons grace à l'opposition de huit pistons-moteurs , groupès par deux , pour assurer la répartition des efforts (ordre d'allumage :A.B.C.D ) FIGURE 4 ; Processus de distribution des soupapes grace à des pistons coUtts, annexes, jouant le rôle de "fins de course" et entrant en fonction seulement lorsqu'un volume de fluide incompressible leur parvient pour les y autoriser (Rep.X ) FIGURE 5 : Transmission des ordres des pistons annexes vBrs les soupapes FIGURE 6 ; Plan schematique des principes de fonctionnement de la première version : quatre cylindrez avec retour par contrainte FIGURE 7 : Plan schématique des principes de fonctionnement de la deuxième version : huit cylindres opposès deux à deux, liès à un seu@ maitre-cylindre, l'opposition des cylindres-moteurs provoquant le le retour de leurs vis-à-vis o FIGURE 8 : Application de l'une ou l'autre des versions à un engin roulant . FIGURE 9 : Application à un navire FIGURE 10 : Application à un engin aéroportè FIGURE 11 : Aspect envisageable de la première version , (à titre indicatif , l'équivallent d'un ensemble moteur-boite dune cylindrèe de 1300 cm ,aurait ici un volute de 40 cm x 40 cm x 100 cm , y compris une réserve de fluide sous pression de 30 litres o FIGURE 12 : Aspect envisageable de la deuxième version o REVENDICATIONS 1) Dispositif pour transformer l'énergie dégagèe par l'explosion d'un mélange détonnant quelconque, en énergie sous forme: soit dlun gaz comprimé: soit d'un fluide en mouvement, caractérisè en ce qu'il ne comporte aucune pièce animèe d'un mouvement de rotation, necessaire à cet effet o 2) Dispositif , selon le revendication 1 , caractérisè en ce que la distribution des soupapes est conditionnèe par la prèsence ou non d!un volume de fluide incompressible, qui est déplacè, à chaque phase , dans un seul sens, de piston en piston 3)Dispositif, selon les revendications 1 et 2, caractèrisé en ce que le retour des pistons en position initiale, est provoqué par le déplament alterné de volumes de fluide imcompressible O 4) Dispositif b selon les revendications i et 2, caractèrisè en ce que le retour de ces pistons peut également etre ,provoqué par l!as - sociation antagoniste de huit pistons, deux à deux, tous reliès mécaniquement à un seul piston presseur