Brevet FR3025001A1 — publié le 20160226

Variante simplifiée de moteur thermique rotatif Je me réfère à mon brevet antérieur N° 74/24607 qui m'a été délivré le 20 février 1978 afin d'en présenter ici une version simplifiée qui devrait me permettre d'en faire réaliser un prototype pour essais de bon fonctionnement et mesures diverses de consommation, puissance, ralenti à faible nombre de tours/minute, résistance à haute vitesse de rotation, bonne longévité à l'usage, etc... En effet je reste persuadé qu'un moteur thermique doit être rotatif pour obtenir un bon rendement. Les moteurs actuels présentent des pistons et soupapes animés d'aller-retour. Ce sont des pièces qui, même allégées, sont autant de masses dont il faut contrarier le mouvement alternatif avec une importante et inutile perte d'énergie. Ceci est la cause d'un rendement faible, de l'ordre de 30 à 32% dans le meilleur des cas. Par contre, un moteur électrique par exemple qui est rotatif autour d'un axe de position relative fixe atteint un rendement proche de 98%. Même sans atteindre de telles valeurs, ce moteur thermique rotatif doit permettre une économie de carburant considérable à une même puissance comparativement aux moteurs à pistons droits. Les moteurs de type Wankel, improprement qualifiés de rotatifs, se composent d'un rotor en mouvement dans un stator. Ce rotor tourne autour d'un axe virtuel qui lui-même se déplace. Il s'agit dans ce cas d'un mouvement épicycloïdal. De plus, on a repris successivement les quatre temps connus: admission, compression, explosion et échappement. Au contraire, avec le moteur que je présente ici, les quatre phases nécessaires se produisent naturellement simultanément. La particularité de ces pistons minces (1) est que leurs deux faces ont un rôle actif : la face arrière reçoit la poussée de l'air comprimé et des gaz enflammés, qui augmentent la pression, seul temps moteur actif. Simultanément, la face avant expulse les gaz, qui ont été brûlés à l'étape précédente, vers l'échappement (2). Ces pistons pourront être usinés en métal ou, par exemple, en céramique à très haute résistance, de type nacre, ou éventuellement en utilisant ces deux matériaux ou peut-être d'autres. Basé sur le même modèle que celui déjà présenté, il s'agira cette fois d'un moteur à combustion interne muni de deux pistons diamétralement opposés circulant 30 également dans un cylindre circulaire (3) en forme de tore dont la section pourra être circulaire, ovoïde, ovale ou de toute autre forme qui puisse paraître convenable. 3025001 2 Nous choisirons ici une section en forme d'ovale aplati ce qui permettra au piston de s'insérer plus facilement dans les retraits (4) aménagés à cet effet dans les tambours échancrés (5). Le fait que ce moteur soit animé par deux pistons opposés au lieu d'un seul piston doit apporter un meilleur équilibrage donc éviter de possibles vibrations 5 et le rendre plus silencieux (Fig. 1). Ce moteur sera donc équipé de deux tambours doublement échancrés, diamétralement opposés, permettant le passage des pistons et ayant pour but de refermer le tunnel circulaire formant cylindre immédiatement derrière les pistons après leur passage. Comme déjà précisé avec le brevet précédent, ces tambours échancrés auront un diamètre exactement égal au diamètre extérieur de 10 la couronne cylindrique (6) avec laquelle ils viendront en contact. Chacun des deux pistons aura la particularité d'être très court. Ils seront donc semblables à de simples palettes, contrairement au premier projet présenté dans lequel l'alimentation du moteur en carburant et comburant se faisait à travers l'axe principal, la bielle et le piston, ce qui impliquait une longueur du piston courbe 15 relativement importante. Contrairement aux moteurs actuels à deux ou quatre temps, ils ne seront pas reliés à un vilebrequin par une bielle articulée, prise sous leur face arrière, mais à une bielle fixe (7), prise sur leur coté. Cette bielle sera solidaire d'un axe principal (8), de position relative fixe, qui assurera la transmission de la force motrice. Si nécessaire, cet axe principal pourra être muni d'un volant d'inertie 20 éventuellement équipé d'un système de freinage. Ici l'alimentation en carburant sera assurée par deux injecteurs (9) placés après les tambours échancrés et après l'arrivée de l'air comprimé (10) dont l'entrée au cylindre torique pourra éventuellement être obturée à l'aide d'un disque ajouré rotatif. Ces injecteurs ne feront pas saillie dans le cylindre circulaire. Leur pointeau pourra 25 être soumis à ultrasons afin d'obtenir une meilleure dispersion des carburants liquides. L'inflammation sera obtenue à l'aide de bougies (11) ou d'allumeurs incandescents qui eux non plus ne feront pas saillie dans le cylindre circulaire mais seront en très léger retrait. Ils seront placés après les injecteurs qui n'entreront en action très courte qu'après passage des pistons. Ils ne devront délivrer qu'une très faible quantité de carburant. Selon l'ancien brevet précité 74/24607 j'avais recours à un compresseur d'air séparé. Il sera possible ici d'obtenir de l'air sous pression simplement à l'aide d'une deuxième unité ( C ), semblable à celle formant le moteur proprement dit ( M ) et jumelée à celui-ci, utilisant le même axe principal, mais d'un volume plus important et bien entendu sans injecteurs ni moyen d'allumage. 3025001 3 L'air ambiant ainsi comprimé sera refroidi dans un radiateur et envoyé dans un réservoir, pourvu d'une soupape de sécurité, comme réserve pour alimentation sous pression de la partie moteur. Ce système n'empêchera pas l'éventuel ajout d'un turbo sur la ligne d'échappement. 5 Il est à remarquer que l'utilisation de ce moteur thermique rotatif sur un véhicule terrestre emmagasinera grâce à sa vitesse dans son déplacement, ou lors d'une descente ou de freinages, une certaine énergie cinétique transformée en air sous pression. Ceci permettra une économie de carburant puisque le moteur pourra alors fonctionner, sur de courtes périodes, avec le seul apport d'air comprimé sans 10 intervention des injecteurs ni de l'allumage. Comme pour les moteurs traditionnels à pistons droits, le refroidissement pourra être obtenu soit par air, auquel cas les parties extérieures seront munies d'ailettes, soit par circulation d'eau avec radiateur. En début de fonctionnement la lubrification sera obtenue, comme dans les moteurs à 15 deux temps actuels, grâce à un ajout d'huile (3%) dans le carburant. Ensuite cette proportion pourra être progressivement diminuée puis finalement stoppée sans inconvénient lorsque les surfaces en frottement auront atteint un certain stade de glaçage qui permettra aux palettes d'assurer une parfaite étanchéité sans aucun frottement ni échauffement supplémentaire. Seuls les axes devront continuer à être 20 lubrifiés. REMARQUES : Les traits principaux signalés avec mon premier brevet concernant le même sujet 74/24607 restent valables et doivent s'appliquer : - une couronne cylindrique recouvre largement la gorge permettant le passage des bielles jusqu'au tunnel circulaire, assurant ainsi une certaine étanchéité. 25 - Le caisson des bielles est fermé sur les deux faces, complétant l'étanchéité. - Seul le temps combustion, qui est le temps moteur utile, permet simultanément l'admission sous pression de l'air et du carburant ainsi que l'évacuation des gaz brulés. - Les orifices d'échappement restent constamment ouverts et ne nécessitent aucune 30 soupape. - Les tambours échancrés ont un diamètre exactement égal au diamètre extérieur de la couronne cylindrique et ils arrivent au contact de celle-ci, alors qu'ils sont animés d'une rotation en sens contraire. - Une vitesse de rotation parfaitement égale entre les surfaces extérieures des 3025001 4 tambours échancrés et la surface extérieure de la couronne cylindrique est obtenue à l'aide d'une courroie crantée ou grâce à des engrenages non représentés ici, reliant l'axe principal et les axes des tambours échancrés. - Dans la partie fixe du moteur, l'épaisseur des gorges permettant le passage des 5 bielles se réduit selon une forme courbe de rayon à peine supérieur à celui des tambours échancrés, jusqu'à devenir nulle aux endroits où ceux-ci viennent au contact de la couronne cylindrique. Ce moteur pourra convenir à tous modes de transports terrestres, maritimes ou aériens ainsi que pour propulser des outils tels que tondeuses, tracteurs ou 10 instruments agricoles divers et également en toute occasion où une certaine puissance est utilement requise sans disposer de l'énergie électrique. Les dessins annexés illustrent la description, soit : La figure 1 représente une coupe de face du système décrit, réalisée à hauteur de la partie moteur. 15 La figure 2 représente une coupe verticale de l'ensemble selon l'axe A - B et met en évidence le fait qu'il se compose d'une partie moteur proprement dite et d'une partie semblable, mais sans injecteur ni système d'allumage, seulement destinée à produire de l'air comprimé pour alimentation du moteur. La figure 3 représente une coupe verticale selon l'axe V - W. 20 La figure 4 représente une coupe verticale selon l'axe X - Y. REVENDICATIONS1) Moteur thermique rotatif caractérisé par le fait qu'il présente deux pistons courts ou palettes diamétralement opposées se déplaçant dans un cylindre torique ainsi que deux tambours doublement échancrés diamétralement opposés. 2) Moteur thermique rotatif selon revendication 1 caractérisé par le fait qu'il est 5 constitué de deux éléments semblables solidaires du même axe central : un élément moteur ( M ) proprement dit et un élément compresseur ( C ) de l'air ambiant, plus volumineux, mais dépourvu de tout injecteur et mise à feu. 3) Moteur thermique rotatif selon les revendications 1 et 2 caractérisé par le fait que les deux palettes sont reliées à un axe central moteur à l'aide de deux bielles 10 fixes, non articulées, prises sur leur côté. 4) Moteur thermique rotatif selon les revendications précédentes caractérisé par le fait que les deux faces des palettes ont un rôle actif la face arrière reçoit la poussée de l'air comprimé ou des gaz enflammés alors que la face avant provoque l'évacuation des gaz brulés vers l'échappement. 15 5) Moteur thermique rotatif selon les revendications précédentes caractérisé par le fait que les palettes une forme adaptée à la section du cylindre, en ovale aplati, dans le but de faciliter leur passage dans les retraits que présentent les tambours échancrés. 6) Moteur thermique rotatif selon les revendications précédentes caractérisé par le 20 fait que l'axe principal transmettant la force motrice pourra être muni d'un volant d'inertie éventuellement équipé d'un système de freinage. 7) Moteur thermique rotatif selon les revendications précédentes caractérisé par le fait que l'air comprimé produit dans l'élément compresseur sera d'abord refroidi et envoyé dans un réservoir restant sous pression. Il sera destiné à 25 l'alimentation de l'élément moteur. 8) Moteur thermique rotatif selon les revendications précédentes caractérisé par le fait que l'alimentation en carburant sera assurée par deux injecteurs placés après les tambours échancrés et après l'arrivée d'air comprimé, sans faire saillie dans le cylindre torique. 30 9) Moteur thermique rotatif selon les revendications précédentes caractérisé par le fait que l'allumage se fera à l'aide de bougies ou d'allumeurs incandescents, non saillants dans le cylindre.