Brevet FR2271422A1 — publié le 19751212

L'invention se rapporte à un ensemble moteur, compresseur ou aspirant fonctionnant avec les mimes organes de base. Pour faire naître un mouvement dans les moteurs thermiques à combustion interne, on comprime un gaz en general l'air dans une chambre à volume variable et on provoque l'allumage d'un melange detonnant. L'explosion produit le deplacement de l'organe mobile et entra2ne en mouvement un arbre moteur. La mise en mouvement de l'arbre par une energie extérieure transforme ce moteur en compresseur ou pompe. La variation de volume peut se produire de façon autre que par le coulissement d'un piston dans une chambre cylindrique fermée. Un rotor pourvu de palettes est entrains en rotation dans un cylindre légèrement excentré. La variation de rayon provoque une pression, fonction de la vitesse de rotation. il s'agit des compresseurs ou des pompes à palettes excentriques. Pour les vitesses usuelles, la pression résultante reste faible et ces compresseurs ou pompes ne présentent qu'une force limitée. Il serait possible bien sûr de transformer ces aspirants ou soufflants en moteurs en provoquant l'injection d'un gaz ou d'une pulvérisation facilement inflammable et en réalisant un allumage constant. Comme la variation de volume reste faible, la puissance de tels moteurs se trouve limitée à des valeurs peu intéressantes et il n'existe pratiquement aucun moteur fonctionnant selon ce principe. En effet, la variation de volume est proportionnelle à la variation de rayon. Pour garder une rotation régulière, sans trop de frottement et vibration, la variation se limite à quelques diziemes. Pour obtenir une variation de volume plus importante, on a mis à profit d'autres possibilités. Pour recueillir directement un mouvement rotatif, il faut que le rotor comporte des organes aptes à produire une variation de volume prononcée tout en gardant une rotation homogene. L'invention permet d'arriver à ce but en montant des pièces mobiles sur un rotor et en leur faisant subir des translations successives par guidage dans un stator creux à cavité cylindrique déformée. L'invention se caractérise plus particulièrement en ce que l'ensemble moteur, compresseur ou aspirant se compose d'un corps cylindrique comprenant une chambre intérieure annulaire déformée, un rotor solidaire d'un arbre de sortie s'appuyant sur des paliers et comportant une série de palettes disposées à intervalles réguliers et montées coulissantes dans des rainures sur la surface latérale du rotor, parallèlement à son axe, palettes de longueur inférieure à celle du rotor entraînées ou entraînant en rotation le rotor et se déplaçant le long des rainures suivant le contour des bases de la chambre. Les pompes, compresseurs et moteurs, construits selon cette technique, possèdent peu de pièces relativement peu couteuses et simples. Ceci entraîne un entretien facile et réduit. Le mouvement de rotation est doux et continu, sans pulsations, oscillations ou vibrations. Pour le cas du moteur, celui-ci devrait s'accommoder de combustible moins noble que l'essence. En adoptant pour un même moteur des rotors de diamètres différents, il devient possible d'obtenir un couple quasi constant pour une large gamme de vitesses de rotation. Cet appareil trouve son application comme pompe à vide, compresseur, moteur pneumatique et moteur thermique. L'invention sera mieux comprise en se référant à la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif et au dessin annexé dans lequel - la figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale de l'ensemble selon l'invention ; - la figure 2 est une vue eu coupe schématique transversale de l'ensemble selon l'invention ; - la figure 3 est une vue de détail en coupe au niveau d'une palette - la figure 4 est une représentation schematique d'un cycle développé d'une pompe à vide ou d'un compresseur selon l'invention - la figure 5 est une représentation schématique d'un cycle développé d'un moteur thermique à injection selon l'invention. On se réfèrera tout d'abord aux trois premières figures pour la description des organes constituant l'objet de l'invention. Il se compose de trois organes principaux : un rotor 1, des palettes telles que 2 de longueur L et un cylindre plein 3 coaxial au rotor 1. Le rotor 1 se loge dans une cavité cylindrique 4 prévue à l'intérieur d'un corps 3a et est solidaire d'un arbre de sortie 5 par l'intermédiaire duquel il se trouve monté à rotation sur des paliers d'extrémité 6 et 7 constituant les flasques du corps 3a. Ce rotor présente une surface latérale 8 pourvue, à espaces réguliers, de rainures longitudinales 9 dans chacune desquelles se trouve montée coulissante une palette 2 d'une longueur inférieure de d à la longueur d'une rainure. Autour de la cavité cylindrique -contenant le rotor, se développe une chambre annulaire déformée 10 de hauteur égale à la longueur L des palettes et d'épaisseur voisine de celle des palettes, de façon que l'extrémité supérieure de chaque palette soit en contact avec la surface latérale intérieure d'une chemise 11 fermant le corps cylindrique de l'ensemble en reliant les deux paliers 6 et 7 entre-eux, chambre occupée partiellement par le cylindre 3. La chambre 10 possède une surface latérale cylindrique et des bases parallèles de forme particulière séparées d'une distance L égale à la longueur des palettes, palettes qui coulissent dans des fentes 2a transversales du cylindre 3. Chaque base comporte une surface lisse 12 et 13 de largeur constante formée sur un demi tour par une montée hélicoldale et sur le demi tour suivant par une descente hélicoidale inverse présentant un décalage d entre le niveau haut et bas, permettant un coulissement doux des chants transversaux des palettes sur les bases de la chambre 10 lors du mouvement de translation. On examinera plus précisément une palette et ses possibilités de translation en se référant à la figure 3 Les-palettes telles que 2 sont en réalité formées de deux demi-palettes 14 et 15 mises en prolongement l'une de l'autre et raccordées entre-elles par une liaison élastique 16 par exemple un ressort destiné à rattraper le jeu dû à l'usure et donc à assurer un contact permanent des chants extérieurs transversaux légèrement arrondis 14a et 15a avec les bases de la chambre 10. De plus, un circuit de graissage débouche-le long d'un des côtés de chaque rainure par une fente 17 d'arrivée d'huile. L'étanchéité est assurée par des- segments transversaux 18 et 19 au voisinnage des bords du rotor. Dans le cas d'un moteur thermique, on emploie avec profit des palettes creuses pour permettre un meilleur refroidissement. La puissance d'un tel ensemble est proportionnelle à deux fois le produit de la surface de la couronne du rotor par la course d'une palette et le nombre de rotors. Comme indiqué, on peut coupler deux rotors sur un meme axe et surtout les monter sur un arbre commun. La variation de volume produit apparaît clairement sur les figures 4 et 5. La surface latérale du cylindre se trouve représentée en développement, Pour un compresseur, on prévoit dans chacune des bases de la chambre 10 une lumiere d'aspiration telle que 20 et un orifice de refoulement tel que 21 aux endroits indiqués. La lumiere d'aspiration est placée à l'endroit d'accroissement de vo lume et le refoulement à la fin de la compression. Pour un moteur thermique (figure 5), on prévoit de chaque côté un allumage permanent 22 juste après la compression. Il se loge dans la base de la chambre 10 sur la courbe d'augmentation de volume. Un orifice d'échappement 23 traverse chacune des bases et se trouve placé à l'endroit du maximum de volume. Sont prévus également de chaque cSte deux entrées 24 et 25 respectivement pour l'admission d'air comprimé- apres l'échappement et l'injection de carburant placé à mi-parcours entre l'admission en air comprimé et l'allumage. Bien que l'invention ait été décrite à propos d'une forme de realisa- tion particulière, il est bien entendu qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut y apporter diverses modifications de formes, de matériaux et de combinaisons de ces divers éléments, sans pour cela stéloigner du cadre et de ltesprit de l'invention. Revendications 1) Ensemble moteur, compresseur ou aspirant à mouvement rotatif direct, caractérisé en ce qu'il se compose d'un corps cylindrique 3 comprenant une cham- bre intérieure annulaire déformée 10, un rotor 1 solidaire d'un arbre de sortie 5 s'appuyant sur des paliers - se prolongeant sur une partie de la périphérie par un bloc cylindrique plein 3a et comportant une série de palettes telles que 2 disposées à intervalles réguliers et montees coulissantes dans des rainures 9 sur la surface latérale du rotor et par des fentes 2a dans le bloc cylindrique, parallèlement à son axe, palettes de longueur inférieure à celle du rotor entraînées ou entraînant en rotation celui-ci et se déplaçant le long des rainures suivant le contour des bases de la chambre 10. 2) Ensemble selon la revendication 1 caractérisé en ce que chaque palette est constituée de deux demi-palettes 14 et 15 à bord extérieur transver sal 14a et 15a arrondi, les demi-palettes étant réunies entre-elles à mi-longueur totale par des moyens élastiques 16 destinés à rattraper l'usure et en ce que chaque rainure comporte une fente 17 d'arrive d'huile de graissage et des segments transversaux 18 et 19 pour le maintien des palettes et la lubrification des surfaces en mouvement dans les rainures. 3) Ensemble selon la revendication 1 caractérisé en ce que la chambre annulaire 10 comporte une paroi latérale cylindrique sous la forme d'une chemise 1 1 et des bases servant de- guidage aux palettes particulières parallèles entreelles à une distance L égale à celle de la longueur des palettes comportant chacune une surface lisse 12 et 13, de largeur constante formée sur un demi-tour par une montée hélicoldale et sur le tour suivant par une descente helicoldale inverse presentant un décalage d entre le niveau haut et bas. 4) Ensemble moteur pneumatique, compresseur ou aspirant selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'on prévoit dans chacune des bases de la cham- bre 10 une lumière d'aspiration telle que 20 placée sur toute la partie d'accroissement de volume et un orifice de refoulement tel que 21 placé à la fin de la compression 5) Ensemble moteur thermique selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'on prévoit dans chaque base -de la chambre 10 un allumage permanent 22 se situant juste apres le minimum de volume sur la courbe de décroissance de volume, et en ce que chaque base comporte également une entrée 24 pour l'admission d'air comprimé et une tubulure 25 pour l'injection de carburant placées respectivement à la suite de l'échappement et environ à mi-pareours entre l'admission et l'allumage.