Brevet FR2121740A1 — publié le 19720825

La présente invention, concernant des machines à fluide, a plus spécialement pour objet un dispositif convertisseur d'énergie pouvant fonctionner en réponse à la pression d'un fluide et se distinguant par la disposition de couplage mutuel, nouvelle 5 et extrêmement efficace, de ses éléments mobiles. Les éléments du dispositif comprennent un carter, une toupie ou "broclie à portion centrale amincie dite à " taille de guêpe", une pale type Moe"bius à un seul tour qui entoure la toupie et qui est en contact étanche au fluide avec une paroi annulaire faisant par-10 tie de la toupie et avec le carter* un disque fendu tournant placé dans une cavité à fluide formée entre la toupie et le carter et en contact étanclie au fluide avec la toupie et le carter, la pale qui entoure la toupie passant avec coulissement à travers une fente dans le disque, et des passages d'admission 15 et d'échappement du fluide passant à travers le carter et communiquant avec la cavité intérieure, de part et d'autre du disque tournant. L'invention se rapporte à un dispositif convertisseur d'énergie, actionné par fluide, trouvant son application comme 20 pompe, moteur, machine ou autre mécanisme produisant la pression d'un fluide ou répondant à cette pression» Plus particulièrement l'invention vise un dispositif utilisant un mouvement de rotation pour produire tm couple pratiquement continu avec des conditions de fonctionnement à rendement élevé» 25 À. titre illustratif et non pas limitatif la présente inven tion sera décrite maintenant en détail en se référant à un mode de réalisation préféré, à savoir un moteur à fluideo Un moteur à fluide incorporant la présente invention peut être actionné par du gaz ou un autre agent compressible sous 30 pression pour engendrer directement un couple continu, sans utiliser de mouvements alternatifs. Le dispositif de base est constitué par une portion d'une bande de Moebius, constituée sous forme de pale montée sur une toupie à taille de guêpe. Cet ensemble, constitué de préférence comme un tout, glisse dans une 35 cavité cylindrique, les bords du dessus et du fond de la broche formant un Joint étanche pour le haut et le bas de la cavité et le bord de la pale constituant un Joint coulissant vis à vis des parois définissant la cavité. La deuxième partie mobile, et la seule restante, du moteur 40 est un disque pourvu d'un moyeu, disque qui est fendu en deux 72 00767 2 2121740 endroits le long d'un diamètre. Chacune des fentes glisse sur la pale, de sorte que le disque peut s'adapter contre la paroi intérieure de la toupie en formant un joint étanche vis à vis de la toupie et de sa pale attachée. Dans un mode de réalisation de 5 l'invention qui est préféré le disque s'adapte dans le côté creusé de la toupie jusqu'à la moitié de son diamètre. La moitié en saillie se loge dans une fente usinée dans la paroi intérieure du carter définissant la cavité. Cette fente ne peut pas communiquer avec l'atmosphère extérieure, aussi est-elle dimen-10 sionnée pour s'adapter étroitement au disque» Pour faciliter l'assemblage le carter est fabriqué de préférence en deux parties. On comprendra que les fentes dans le disque doivent permettre le passage delà pale à travers avec un frottement minimal» Les techniques qu'on a trouvé convenables à cet effet compren-15 aent la formation des fentes pour inclure une "torsion", la rectification des fentes suivant le rayon pour n'avoir qu'un contact linéaire avec la pale ou l'emploi d'un matériau de doublage souple dans la région du contact. L'invention sera décrite plus en détail en se référant aux 20 dessins ci-joints sur lesquels : La figure 1 est une vue en élévation latérale d'un dispositif de conversion d'énergie selon l'invention qui montre de façon générale la disposition des parties constituantes dans le carter; 25 La figure 2 est une vue en élévation d'extrémité de la structure illustrée sur la figure 1, qui montre la chambre en saillie renfermant le disque; La figure 3 est une vue en plan du dessus de la structure de la figure 1; 30 La figure 4 est une vue en coupe transversale prise suivant la ligne 4-4 de la figure 1; La figure 5 est une vue en coupe transversale un peu agrandie, prise suivant la ligne 5-5 de la figure 3; La figure 6 est une vue schématique en perspective mon-35 trant la disposition mécanique mutuelle et l'engagement mutuel des pièces du mécanisme de l'invention, y compris la toupie, le carter et le disque fendu; Les figures 7 à 10 sont des représentations schématiques des étapes de la suite de la rotation de la toupie dans le moteur 40 de 1 * inventi on ; 72 00767 3 2121740 la figure 11 est une illustration vectorielle schématique, donnant les amplitudes relatives et les relations angulaires de la rotation de la toupie et du disque, ainsi que l'inclinaison de la pale dans le moteur de l1invention„ 5 la figure 12 est une vue en perspective d'un mode de réali sation préféré du disque de l'invention, conjugué avec la toupie et avec une bande pour réaliser un joint étanche au gaz entre le disque et la toupie; La figure 13 est me vue en coupe transversale de la bande 10 d'étanchéité de la figure 12, prise dans une rainure annulaire conjuguée, encerclant le disque et formée dans la périphérie de ce dernier; La figure 14 est une vue en coupe transversale semblable à celle de la figure 13, mais montrant schématiquement la dispo-sition aplatie limite de la bande d'étanchéité, telle qu'on peut admettre à la suite d'un contact avec effort contre la paroi de la toupie du dispositif de l'invention; La figure 15 est une vue en perspective fragmentaire mon-r • trant une disposition préférée pour réaliser l'étanchéité entre 20 le disque tournant et la pale de l'invention, entourant la broche et, La figure 16 est une représentation schématique du fonctionnement du dispositif de l'invention comme moteur à combustion interne. 25 Dans le mode de réalisation de l'invention qui est repré senté, le moteur 20 comprend un ensemble tournant 24 constitué par me toupie 26 entourée par une pale contournée 30 à extrémités ouvertes» A ses extrémités supérieure et inférieure la toupie 26 comporte des plaques d'extrémité 42 et 44 dont les 30 bords s'appliquent en formant un contact étanche, contre la paroi environnante 46 d'un carter 50 présentant un alésage de forme générale cylindrique, ce qui fait que la toupie 26 peut tourner à l'intérieur du carter 50. La paroi latérale visible 54 de la toupie 26 est une surface de révolution dont la généra 35 trice est un demi-cercle - soit donc une surface concave latérale de forme "hémitoroïdale"- et la surface 60 de paroi interne, en regard, du carter 50 est de préférence un cylindre circulaire droit» La pale 30, qui a la forme générale d'une partie d'une 40 bande de Moebius, fait seulement un tour autour de la toupie 26 72 00767 4 2121740 L1orientation matérielle de la pale ou bande contournée 30 autour de la broche 26 est telle qu'un long bord 64 de la bandé 30 est en contact,de façon étanche au fluide, avec la surface concave 54 de la toupie 26. Dans une forme préférée de l'invention, la 5 pale 30 elle-même est fermement fixée sur la toupie 26 ou bien a été formée solidairement avec elle. L'autre long bord 68 de la bande 30 porte avec contact étanche au fluide, contre la surface intérieure en regard 60 du carter $0. Gomme on le voit clairement sur la figure 6, dans le trajet de la bande 30 autour 10 de la toupie 26, elle s'étend entre la plaque de base 42 et la plaque supérieure 44 de la toupie 26 pour traverser toute l'étendue longitudinale ou hauteur de la paroi arquée 54. Les extrémités supérieure et inférieure 70 et 72, de la bande 30, pratiquement alignées verticalement, se trouvent sensiblement 15 dans le même plan et portent contre la paroi 46 du carter 50 en étant en contact coulissant avec elle, de façon étanche au fluide» Si l'on se reporte maintenant à la figure 6, le mode de réalisation du moteur à fluide selon l'invention qui est repré-20 senté inclut un disque mené 80 de forme circulaire qui a le même rayon que le demi-cercle définissant le contour superficiel de la surface de la toupie 54, de sorte que la courbure longitudinale de la toupie correspond à la courbure périphérique du disque « Un moyeu 84 du disque 80 sert commodément d'arbre de 25 puissance du moteur» Le disque 80 est conformé avec une paire de fentes 88 et 90, diamétralement opposées, s'étendant vers l'intérieur par rapport à sa périphérie et dimensionnées pour y recevoir la bande 30 avec passage coulissant à travers et avec un contact étanche au fluide. De préférence les fentes 88 et 90 30 sont radiales, mais elles peuvent être inclinées sous un certain angle vis-à-vis de la direction radiale, pourvu que l'angle de la pale contournée 30 soit choisi de façon correspondante. Si le disque 80 doit tourner à vitesse angulaire constante, 35 la toupie 26 tournant également à vitesse angulaire constante, les fentes 88 et 90 dans le disque ne peuvent pas présenter une torsion constante» Ceci peut se voir facilement par ce qui suit : A vitesse angulaire constante, la périphérie du disque 40 présente une vitesse tangentielle d'une certaine grandeur» De 72 00767 5 2121740 même au point où un élément radial du disque coupe ou atteint la surface de la toupie, cette surface présente une vitesse propre, à angle droit vis à vis de la vitesse tangentielle du disque. La direction locale de la surface de la pale doit se 5 placer le long de la résultante de ces deux vecteurs (figure 11). Un angle d'inclinaison peut être défini, à la base de la pale, comme un angle qui est maximum en ce point et diminue en tendant vers zéro le long de la fente dans le disque lorsqu'on approche du centre de rotation du disque et du bord libre de la pale. 10 Comme on le voit schématiquement sur la figure 11, la vitesse tangentielle de la surface de la toupie est la moindre à la partie la plus étroite de la taille et la plus grande à la périphérie. Par suite l'angle d'inclinaison de la pale, mesuré à partir d'une normale au plan du disque, est le plus grand à 15 la taille de la toupie et le moindre à sa périphérie, si la vitesse tangentielle du. disque est maintenue constante par rapport à celle de la toupie. Par conséquent un disque ayant une épaisseur appréciable ne peut pas avoir ses fentes établies pour une adaptation coulissante étroite sur la surface de la 20 pale avec la restriction d'une vitesse constante, car la torsion dans cette fente, requise pour avoir une adaptation étroite en un point, ne serait correcte qu'en une position entre le centre et la périphérie de la broche. Le contact devrait être réduit à un contact linéaire, l'épaisseur de la pale étant rendue 25 variable afin d'admettre l'angle d'inclinaison variable pour la largeur de fente fixée; la fente elle-même aurait de préférence des bords arrondis. L'invention inclut un procédé d'étanchéité efficace pour maintenir un joint disque-pale de large surface, avec un angle 30 d'inclinaison variant de façon modérée. Il est clair -que plus le rapport des rayons de rotation maximal et minimal de la surface de la toupie sera petit, moins il y aura.de variation de l'angle d'inclinaison et la nécessité d'avoir des joints flexibles du type qui va être décrit sera d'autant moins grande. 35 Dans un mode préféré de l'invention, le procédé poui? maintenir un joint disque-pale consiste à coller ou à appliquer un matériau compressible relativement mou sur les faces internes des fentes du disque pour absorber les variations d'angle d'inclinaison, tout en maintenant un contact superficiel contre 40 la pale. Un meilleur procédé, bien qu'il présente peut-être une 72 00767 6 2121740 difficulté de réalisation quelque peu plus grande, consiste à forer des trous approximativement radiaux dans le disque, de sorte que lorsque les fentes sont découpées chaque face des fentes contient une rainure 100 à section transversale ronde 5 (voir figure 15)• Dans cette rainure peut glisser une pièce ronde droite en matériau flexible 102 comportant un méplat 104 sur toute sa longueur. Le méplat porte contre la surface de la pale et la partie cylindrique s'appuie contre la surface de la rainure en tournant lorsque l'angle d'inclinaison, et par suite 10 la torsion de la fente, doivent changer. Une partie juste suffisante de la pièce rapportée fait saillie hors de sa rainure pour permettre à une surface de contact plate de se tordre suffisamment pour maintenir un contact superficiel sur la pale. Par ce moyen on peut utiliser un matériau flexible de résistan-15 ce maximale pour la pièce rapportée en exposant le m-im"m-mn de ce matériau à la pression exercée par le fluide de travail. Cette pièce rapportée peut être en métal extrudé à paroi mince si les variations de torsion ne sont pas extrêmes. Si préféré, on peut utiliser un matériau plus mou pour avoir une plus grande flexi-20 bilité. Les surfaces d'appui peuvent être plaquées avec du métal. Comme on le voit sur la figure 6, le disque 80 s'étend dans la cavité ou poche 112, annulaire et de forme générale hémitoroxdale, située entre la toupie 26 et la paroi 46 du carter 50, le bord périphérique arqué du disque 80 portant contre 25 la paroi 5^» ce qui fait que lorsque la pale 30 tourne et passe à travers le disque fendu 80, le disque tourne autour d'un axe tangent au lieu géométrique du centre de courbure de la paroi de toupie 54 en appui, la rotation de la pale 30 se faisant autour d'un axe sensiblement à angle droit vis à vis de l'axe de 30 rotation du disque 80. Dans la forme préférée de l'invention qui est représentée, le disque est disposé de façon à présenter la moitié de son diamètre dans la cavité 112. On comprend que dans ces conditions une partie du moyeu 84 s'étende aussi dans la cavité 92 hémitoroxdale. En conséquence le bord équatorial de la 35 pale 30 ne peut pas aller jusqu'à l'axe de rotation du disque 80 ou jusqu'à la surface de paroi cylindrique 60 du carter 50. Un bossage annulaire 116 formé sur la paroi 46 du carter et s'étendant tout autour assure un joint convenable entre la pale 30 et le carter 50, l'entrée du bossage 116 dans la cavité 92 corres-40 pondant à celle du moyeu de disque 84. La moitié 120 du disque 80 72 00767 7 2121740 qui n'est pas en contact avec la toupie 26 et qui fait saillie, de manière générale, radialement vers l'extérieur à partir d'elle, s'étend à l'intérieur d'une fente ou rainure conjuguée *126 formée dans le carter 50, où elle est reçue avec un contact 5 d'appui et de façon étanche au fluide. Des passages d'admission et d'échappement du fluide, 130 et 132, passent à travers la paroi 136 du carter, et communiquent avec la cavité intérieure 112. Les lumières 140 et 142 débouchant dans la cavité 112 sont situées en des côtés opposés du disque 80 et se déplacent axiale-10 ment à l'intérieur de la cavité 112, la position des lumières 140 et 142 étant telle qu'elles sont "balayées par les extrémités respectives 70 et 72 de la "bande 30 lorsque cette dernière tourne à l'intérieur du carter 50. Une représentation schématique du fonctionnement de la 15 toupie tournante et de la pale et sa relation de phase avec le disque fendu 80 est représentée sur les figures 7 à 10. Ainsi qu'il est indiqué, l'ensemble toupie-pale 24 est représenté tournant sinistrorsum, vu du dessus. Le disque 80 tournera alors dextrorsum. 20 Lorsque l'ensemble toupie-pale 24 fait un tour, le disque 80 fait un demi-tour. Lorsque la fente 88 du disque, qui a engrené avec la pale 30, disparait dans le carter 50 (figure 9), l'autre fente 90 apparaît et attrape le bord d'attaque de la pale 30. Ainsi pendant presque la révolution entière, l'une des fentes 25 engrène avec la pale et l'autre se cache dans le renfoncement 126 dans la paroi du carter 50. Sur la figure 6 on peut voir vers l'avant et en bas, une surface ou zone appelée "A". Elle correspond à mie zone ou chambre formée par la pale 30, la toupie 26 portant la pale, le 30 disque 80 et la paroi cylindrique 46 de la cavité du -carter 50. La chambre a en gros la forme d'une pyramide, à base triangulaire, avec line pointe en forme de burin incurvé autour de la toupie 26. Lorsque la toupie 26 tourne dans la direction indiquée par 35 la flèche sur le dessus, cette chambre augmente de volume pendant une révolution complète. Par conséquent un fluide sous pression introduit dans cette cavité près du disque donnera naissance à un couple dirigé suivant la flèche. A la fin d'un tour complet le fluide dans cette chambre se 40 trouve dans une nouvelle chambre, qui est hermétiquement fermée 72 00767 8 2121740 lorsque le "bord arrière de la paie quitte finalement la fente, à savoir la chambre B. Cette chambre est limitée par la pale 30 et les parois du carter 50, mais maintenant les deux extrémités sont hermétiquement fermées par le disque 80. 5 La chambre B conserve son identité pendant une révolution complète et ensuite elle devient la troisième chambre dont le volume décroit essentiellement jusqu'à zéro. Le fluide dans cette troisième chambre est évacué vers l'atmosphère extérieure par un trou à travers le carter, juste au-dessus de la ligne 10 centrale et de l'autre côté du disque de la figure 1 ou bien autrement à travers la toupie. Suivant une variante le fluide peut être recueilli pour réutilisation» L'établissement d'un joint effectif et positif entre le disque 80 et la paroi de toupie 54- est important pour assurer 15 le fonctionnement efficace de l'ensemble. On exposera en détail, ci-après, plusieurs dispositions préférées pour assurer l'étan-chéité. La surface de la toupie est concave en son point le plus étroit, mais essentiellement plate à sa périphérie. Par suite 20 le bord du disque, s'il est rigide, est restreint à un cpntact linéaire avec la toupie» Conformément au mode de réalisation du joint illustré sur les figures 12 à 14-, l'efficacité du joint vis à vis des gaz est accrue en utilisant une baguette, une bande ou une joue 150 en matériau compressible ou flexible qui 25 s'adapte automatiquement ou se moule pour maintenir une surface ou zone de contact entre le disque 80 et la toupie 26. Le bord extérieur 152 du disque 80 est rainuré en 156 et la bande incurvée en forme de I est insérée dans la rainure 156, la jambe 160 du 3? se trouvant dans la rainure et la barre trans-30 versale 164 du ï se plaçant entre le bord du disque 152 et la surface de toupie 54-- La- partie de barre transversale est préfaçonnée de façon à être fortement concave sur sa face opposée à la jambe 160. Ainsi, lorsqu'elle est pressée entre le disque 80 et la surface de toupie 54-* la barre transversale arquée 164 35 est obligée d'épouser la surface 54- de la toupie en tout endroit entre le centre (où la barre transversale 164 sera incurvée) et la périphérie (ou la barre transversale 164 s'aplatit), tout ceci étant indiqué schématiquement sur les figures 13 et 14. Dans certaines applications spéciales les pièces rapportées 40 ou bandes d'étanchéité 150 sont fabriquées en métal dur, résistant 72 00767 9 2121740 à l'usure, qui est trop rigide pour permettre de grandes flexions Dans de tels cas la pièce rapportée 150 peut être constituée par une multiplicité d'arme aux plats dans l'ensemble ( ou de demi anneaux), empilés ou disposés comme des feuillets, mais 5 formés indépendamment et insérés en place dans la rainure du disque, chaque pièce ainsi insérée étant conformée pour suivre tm rayon de courbure naturel légèrement plus grand que celui du bord du disque, de façon à tendre à s'écarter élastiquement vers l'extérieur, contre la face de la toupie. Chaque pièce 10 insérée aura un contact linéaire avec la surface de la toupie et la multiplicité de ces contacts procurera la qualité nécessaire du joint étanche au gaz. Chacun des anneaux occupera une position correspondant à celle prise par la jambe 160 de la bande 150 en forme de T de la figure 13 ou 14 et sera retenu 15 par une pénétration un peu plus profonde, dans le disque, des saillies à chaque extrémité du demi cercle. Deux facteurs importants rendent la structure de l'invention plus efficace que celle d'autres types de moteurs, particulièrement lorsque le fluide de travail est de la vapeur d'eau. 20 En premier, qu'on utilise de la vapeur d'eau ou quelque autre gaz, lorsque le moteur fonctionne au moyen d'un gaz comprimé, le travail effectué vers l'extrémité de la course est plus grand que dans un moteur à piston-normal, parce que la surface du "piston" croît uniformément sur la course. -On admet qu'au début 25 d'une révolution, on introduit une quantité fixe de gaz comprimé, qui se dilate ensuite pendant le reste de la course. Lorsque la pressisn du gaz est la plus faible, la surface est la plus grande, de sorte que du travail utile peut continuer à être extrait en dépit de la chute de pression. Ceci veut dire que 30 la température finale des gaz d'échappement peut être rendue plus basse, concurremment avec une amélioration correspondante du rendement théorique. Le principe en jeu est le même que celui d'un moteur à vapeur à plusieurs étages, comportant des pistons à haute pression et à basse pression, mais "1'étagement" 35 est continu et se fait au cours d'une seule course. Sous forme de moteur à vapeur, ce dispositif peut parcourir une portion du cycle idéal qu'on ne peut réaliser dans un moteur à piston. Après expansion de la vapeur dans la première chambre, et une période d'attente d'un tour, la vapeur 40 dilatée peut être comprimée dans une troisième chambre en étant 72 00767 10 2121740 condensée sous cette pression à l'état de petites gouttes d'eau, la puissance nécessaire à cette compression (pour autant qu'il en faille) est fournie par la course de puissance qui existe dans la chambre A à chaque tour. Après le point milieu d'une 5 révolution, la surface de piston effective de la chambre d'admission ou de puissance est plus grande que celle de la chambre d'échappement; par suite on obtient l'avantage mécanique continuellement croissant de procurer une bonne compression de la vapeur qui se condense. Ainsi il apparaît qu'il est possible 10 d'éliminer le condenseur séparé communément utilisé, en évitant la nécessité d'une chute de température ne produisant pas de travail utile. Le rendement sera encore amélioré à cause du fait que la course de compression finale produira line élévation de température dans la troisième chambre, qui réduira un peu le 15 transfert de chaleur à travers la.pale à partir des gaz en expansion dans la chambre de puissance, chaleur qui autrement serait totalement perdue dans un condenseur externe et ne contribuerait pas à produire de la puissance mécanique. Lors de l'emploi du dispositif comme moteur comportant une 20 arrivée intermittente de gaz dans la chambre de puissance, la distribution du fluide peut s'effectuer de façon simple en disposant des passages dans la toupie, dans le carter ou dans l'arbre du disque fendu. Par ces moyens la compression et l'expansion peuvent être portées à leurs valeurs optimales. 25 Le moteur type Moebius peut être utilisé comme moteur à combustion interne par simple addition d'une bougie et d'un système de soupape, pour qu'un mélange de gaz et d'air puisse être introduit dans la chambre A dans les tout premiers stades de l'expansion, la chambre étant ensuite fermée par la soupape 30 et le mélange étant allumé. Dans ce cas également le rendement théorique sera supérieur à celui d'un moteur à piston ordinaire analogue, parce que la surface du piston augmente lorsque la pression décroît. Le fait qu'une course de puissance dure une révolution complète signifie que pour une vitesse donnée du 35 moteur le temps de combustion alloué est quatre fois plus long que dans un moteur quatre temps et deux fois plus long que dans un moteur deux temps. Le moteur de l'invention est essentiellement un moteur à une course ou un temps, puisque l'échappement et l'effort moteur se produisent simultanément dans une 40 même course. Le fonctionnement du moteur de l'invention comme 72 00767 n 2121740 moteur à combustion interne est représenté schématiquement sur la figure 16. Pour qu'il ait tua rendement supérieur comme moteur à combustion interne, le moteur type Moebius doit être alimenté en 5 mélange d'air et de gaz sous pression et chaud. Ceci est obtenu communément en utilisant un deuxième moteur 170, entraîné par le premier 174- et servant de pompe. Cette pompe 170 aspire un mélange dans la chambre A, permet qu'une rotation ait lieu pour l'homogénéiser dans la chambre B, puis le comprime dans la 10 troisième chambre en élevant la pression et la température. La distribution par soupape est utilisée pour détendre le mélange comprimé dans la chambre A de la moitié du moteur pendant la portion convenable du cycle (de façon que l'allumage ne se produise pas lorsque cette chambre est au volume zéro)» On n'a 15 besoin que d'un disque fendu 180 pour cet arrangement double, puisque la moitié non utilisée du disque peut être employée pour la pompe 170. Les toupies sont reliées l'une à l'autre par des engrenages droits en prise ou par d'autres moyens d'accouplement. Le transfert du couple par l'intermédiaire du 20 disque fendu ne sera pas efficace, à cause du frottement de coulissement. Quant à la fabrication de la combinaison pale-toupie, elle peut être réalisée en partant d'une ébauche cylindrique ou d'une pièce coulée. Le principe de la fabrication, de la pale et de la 25 toupie formant un tout dépend de l'emploi d'un outil tournant en synchronisme avec la rotation de l'ébauche, grâce à des engrenages ou à line commande électronique. L'outil est placé sur le même axe que celui du disque fendu et lorsqu'il tourne une fraise ou un outil coupant avance progressivement, radialement 30 à partir de cet axe, en coupant de plus en plus profondément dans l'ébauche et en pratiquant une fente hélicoïdale. L'ébauche et l'outil doivent être liés ensemble par engrenages et l'outil doit être capable de permettre l'extension graduelle du bord coupant le long d'un rayon. La fente est alors progressivement 35 élargie pour donner finalement la pale en modifiant la relation de phase de l'outil et de la toupie» Si le disque doit s'adapter par la moitié de son diamètre dans la toupie, comme cela doit être le cas si la pale doit engrener de façon continue dans "une fente, puis dans l'autre, 40 il est clair alors que par suite de la nécessité d'avoir un 72 00767 12 2121740 moyeu sur le disque, le "bord équatorial de la pale ne doit pas arriver jusqu'à l'axe du disque et par conséquent il ne peut franchir toute la distance jusqu'à la paroi de la cavité. Par conséquent la cavité doit présenter vers son milieu un bossage 5 correspondant au moyeu du disque fendu afin de maintenir le joint nécessaire. La pale doit être usinée en enlevant de la matière pour s'adapter convenablement au bossage, en utilisant une fraise ayant le même diamètre que le moyeu du disque, alors que 1 'ébauche tourne, ou bien la rainure requise peut être découpée avant 10 l'usinage de la pale (et ceci facilitera la fabrication de cette dernière)» Le disque fendu supporte toute la force de réaction due au couple du moteur et doit transmettre cette force au carter. Par conséquent il est préférable que le disque soit monté sur 15 des paliers de butée qui à leur tour peuvent être montés dans un arbre partant du moyeu du disque. Cette même disposition mécanique peut être réalisée pour fournir une commande à angle droit très efficace avec un rapport de réduction de 2 à 10 Parmi plusieurs dispositions possibles 20 on peut envisager seulement le montage de rouleaux coniques sur des paliers à billes dans les fentes du disque fenduQ Ceci changerait le frottement de coulissement en frottement de roulement et la puissance serait transmise efficacement de la toupie à l'arbre du disque. 25 Avec ce dispositif, qu'il soit utilisé connue moteur, comme commande à angle droit ou comme pompe, l'application ou la fourniture de force motrice exigera un arbre passant par la toupie. On pourrait utiliser des paliers sur cet arbre pour positionner la toupie, le joint d'étanchéité autour des bords 30 supérieur et inférieur de la toupie étant réalisé alors grâce à un matériau rapporté, métal ou matériau compressible à haute température. Le frottement sur ce joint sera grandement réduit par une suspension séparée de la toupie dans des paliers, car le couple n'est pas équilibré autour de l'axe de la toupie. On 35 peut effectuer des modifications de la géométrie en augmentant le rayon de la toupie vis à vis de celui du disque fendu; ainsi il sera possible de faire varier le couple obtenu pour une dimension de disque donnée et une certaine pression d'entrée, en écartant le disque davantage de l'axe de la toupie. Le couple 40 et la vitesse moteur peuvent être facilement adaptés 72 00767 13 2121740 à différentes applications. Une "bande de Moebius est une pièce de forme topologique créée en appliquant "une demi torsion à une bande de matériau et en réunissant ses extrémités. Ainsi une véritable bande de 5 Moebius ne présente qu'un bord et qu'une surface. Dans la présentation de l'invention la pale utilisée dans l'appareil décrit est désignée sous le nom de surface de type Moebius, parce que cette surface a la même forme générale ou de base que celle d'une bande de Moebius, c'est-à-dire une surface qui est tordue 10 au-dessus d'une ligne incurvée se trouvant dans un volume to-roïdal, la ligne incurvée étant le grand diamètre moyen du volume toroïdal. La pale utilisée dans la structure de l'invention n'est pas une véritable bande de Moebius parce que ses extrémités en fait ne se réunissent pas et parce que la gran-15 deur de la torsion n'est pas exactement d'un demi tour comme elle serait dans une véritable bande de Moebius. Tout en ayant représenté et décrit des modes de réalisation préférés du nouveau dispositif convertisseur d'énergie, actionné par fluide, selon l'invention il faut comprendre que 20 cette dernière est susceptible de modification sans sortir de son cadre défini. 72 00767 14 2121740 HE7EHDI GAIIOSS 1. Dispositif convertisseur d'énergie, actionné par fluide, comprenant des moyens définissant un carter présentant un perçage de forme générale cylindrique, une toupie ou broche dont 5 les extrémités opposées, axialement espacées, pivotent dans ledit carter, en contact étanche au fluide avec celui-ci, ladite toupie s'étendant axialement à l'intérieur dudit perçage et présentant une surface concave latérale périphérique de forme hémitoroxdale, ladite toupie et ledit carter définissant entre 10 eux une cavité annulaire hémitoroïdale, ledit carter présentant une rainure formée dans celui-ci, qui fait saillie radialement vis à vis de ladite toupie, dans une paroi dudit carter entourant la toupie, ladite rainure étant limitée par une paire de parois latérales parallèles espacées et par une paroi d'extré-15 mité reliant lesdites parois latérales et ladite rainure communiquant avec ladite cavité hémitoroïdale et débouchant dans celle-ci, un disque circulaire ayant un rayon correspondant audit rayon de courbure de ladite surface périphérique de ladite toupie, ledit disque s'étendant dans ladite rainure où il est 20 reçu pour pouvoir tourner, avec contact de fermeture, sensiblement étanche au fluide, avec la paroi de ladite enceinte et une périphérie dudit disque touchant ladite toupie à ladite surface latérale de celle-ci de façon étanche au fluide vis à vis de celle-ci de manière à établir une paroi restreignant le 25 flux du fluide, qui s'étend radialement, à travers ladite cavité hémitoroïdale; un dispositif incluant un arbre, porté par ledit disque, ledit disque étant conformé avec une paire de fentes diamétralement opposées s'étendant vers l'intérieur par rapport à la périphérie dudit disque; une pale contournée 30 du type Moebius, ladite pale entourant ladite toupie et passant avec coulissement à travers une desdites fentes dans ledit disque de façon à restreindre le fluide, ladite pale présentant un bord long de celle-ci en contact étanche au fluide avec ladite surface périphérique latérale de ladite toupie et un bord 35 long opposé de celle-ci en contact étanche au fluide avec la paroi intérieure dudit carter, qui entoure la toupie, des extrémités opposées de ladite pale étant parallèles et portant contre la paroi intérieure dudit carter en s'appuyant contre celle-ci de façon étanche au fluide, lesdites extrémités de 40 ladite pale se déplaçant axialement à l'intérieur dudit carter 72 00767 15 2121740 et l'espacement desdites extrémités de pale l'une de l'autre correspondant à l'espacement desdites fentes dans ledit disque et des passages d'admission et d'échappement du fluide s'étendant à travers ledit carter et communiquant avec ladite cavité 5 aux côtés opposés dudit disque, des lumières desdits passages débouchant dans ladite cavité, espacées axialement et en correspondance substantielle avec l'espacement axial desdites extrémités de ladite pale., 2. Moteur actionné par fluide, comprenant des moyens 10 définissant une poche annulaire entourant un axe central et limitée par des surfaces de paroi intérieure et extérieure qui sont des figures de révolution, une desdites surfaces de paroi étant une surface de révolution engendrée par un demi cercle et l'autre desdites surfaces de paroi étant un cylindre cir-15 culaire droit, lesdits moyens incluant une pale de type Moebius présentant des extrémités opposées en relation parallèle; un disque circulaire ayant le même rayon que le demi cercle et pouvant tourner autour d'un axe tangent au lieu géométrique du centre de courbure de ladite surface de paroi, qui est une 20 surface de révolution engendrée par un demi cercle et présentant un rayon adapté au rayon dudit cercle , ladite pale entourant ledit axe central et en contact étanche au fluide avec lesdites surfaces de paroi intérieure et extérieure, ledit disque étant conformé avec une paire de fentes diamétralement 25 opposées s'étendant vers l'intérieur à partir de ladite périphérie, ladite pale faisant saillie dans l'une desdites fentes pour pouvoir se déplacer à travers avec coulissement; une admission de pression de fluide d'un côté dudit disque et un échappement de pression de fluide de l'autre côté dudit disque. i