Brevet FR2390597A1 — publié le 19781208

La présente invention concerne les machines réalisant l'écoulement d'un fluide en utilisant une certaine quantité d'énergie mécanique et les machines assurant la transformation de l'énergie fournie par un fluide sous pression en énergie mécanique. Elle a pour objet une machine rotative pouvant fonctionner en moteur si elle est alimentée par un fluide sous pression : air ou gaz comprimé, vapeur, liquide en charge etc... et inversement en compresseur ou. pompe aspirante et refoulante de ce fluide si elle est entraînée par une force motrice quelconque appliquée sur son arbre de sortie. La machine selon l'invention est constituée par un stator alésé au diamètre d'un rotor cylindrique pouvant tourner librement et a' frottement doux à l'intérieur de ce stator. Ce rotor comporte un forage cylindrique perpendiculaire à son axe, dans lequel est logé un bloc piston animé d'un mouvement de rotation autour d'un maneton fixé excentriquement à un flasque du stator. Les diverses caractéristiques de l'invention seront mieux comprises à la lecture de la description ci-après d'un mode de réalibation d'une machine dans sa forme la plus simple, conformément à ladite invention et de son mode de fonctionnement, en référence aux dessins annexés. La figure 1 est une vue en perspective sch'ematique éclatée d'une machine dont la partie rotative est constituée par un rotor massif cylindrique I muni d'un arbre de sortie de transmission de mouvement 2 situé dans son axe et sur l'un de ses cotes seulement. Ce rotor peut tourner librement et à frottement doux à l'intérieur d'un stator 3 alésé au même diamètre que le rotor et de méme profondeur, fermé par deux flasques 4a et 4b dont l'un est à surface pleine et dont l'autre sert de palier pour l'arbre de sortie du rotor. Ce stator comporte deux lumières 5a et 5b diametralement opposées,dont l'une sert à l'entrée du fluide et l'autre à sa sor tire. On notera que l'ouverture et la fermeture de ces lumières sont commandées par le mouvement de rotation du rotor. La partie active de la machine est le rotor 1 qui comporte un forage cylindrique pratiqué perpendiculairement à son axe, constituant un cylindre creux 6 dans lequel évolue un bloc piston 7 à deux faces opposées. On observera que la courbure des têtes de ce bloc piston possède un rayon identique à celui du rotor. On remarquera également que la longueur du bloc piston est inférieure à celle du cylindre dans lequel il évolue, ceci de manière à constituer un espace vide variable de part et d'autre suivant l'évolution du bloc piston dans l'enceinte du cylindre. Ce bloc piston est muni d'une ouverture rectangulaire 8 pratiquée transversalement a' son axe et à mi-distance de ses extrémités traversée par un maneton 9 fixé excentriquement et à demeure sur le flasque 4a opposé à celui servant de palier pour l'arbre de sortie du rotor On conçoit facilement qu'en raison de l'excentricité du maneton et par suite de la rotation du rotor, un mouvement alternatif du bloc piston se produise dans l'enceinte du cylindre provoquant une augmentation de l'espace situé au-dessus d'une tête et le réduisant sur l'autre, et vice-versa à chaque rotation de 1800 du rotor. Le calage du maneton excentré est en effet prévu de manière qu'aux fins de course du bloc piston correspondent un espace nul au-dessus de 1 1une des tetes de ce bloc piston et un espace maximum au-dessus de l'autre. Les figures 2 à 5 sont des vues en coupe des organes principaux de la machine qui vient d'être décrite, montrant schématique ment leurs positions en cours de fonctionnement. On a ainsi représenté le rotor 1, le bloc piston 7 avec son ouverture rectangulaire 8 traversée par le maneton 9 et les lumières 5a et 5b du stator destinées à l'entrée et à la sortie du fluide. La figure 2 représente le point-mort. Les lumières d'entrée et de sortie du fluide sont en effet obturées par le rotor. L'espace A enveloppant l'une des tetes du bloc piston est ouvert au maximum et rempli de fluide, alors que l'espace B situé entre l'autre tête du bloc piston et le rebord interne du cylindre est nul. Lorsque le rotor entre en rotation comme cela est illustré par la flèche à la figure 3, 1 espace B augmente et communique avec l'entrée 5a du fluide. Ce dernier pénètre dans l'espace B (figure 4) tandis que le fluide qui remplissait 1' espace A est expulsé par la lumière 5b. L'espace B continue d'augmenter pour atteindre son volume maximum (figure 5) et l'espace A diminue pour atteindre un volume nul au terme d'une rotation de 1800 de l'ensemble constituant un cycle complet. Le cycle se renouvelle alors que la rotation se poursuit, mais à l'inverse de ce qui se produisait au cycle précédent, l'es- pace B diminue et l'espace A augmente. I1 y a donc deux cycles complets par rotation de 3600 du rotor, entre lesquels apparaissent deux points morts qui ne présentent aucun inconvénient si la machine fonctionne en compresseur ou pompe et est entraînée par une force motrice extérieure. I1 n'en sera pas de même si cette machine fonctionne en moteur. Sous l'effet du fluide sous pression arrivant à l'entrée du stator communiquant avec une entrée du cylindre, le bloc piston sera chassé entrainant-dans sa course le rotor qui tournera jusqu'au point mort où il s'immobilisera. Plusieurs solutions peuvent etre proposées pour rémédier à cet inconvénient. La première consiste à caler sur l'arbre de sortie du rotor, un volant qui par inertie lui fasse dépasser ce point mort en régularisant le mouvement. La deuxième solution, illustrée par la figure 6, consiste à accoupler ce moteur avec un deuxième moteur de même conception calé à 900 sur l'arbre du premier. Ce moteur monobloc possède ainsi deux stators 23 et 3 et deux rotors 21 et 1 comportant chacun un engrenage (respectivement 20 et 10) et accouplés entre eux par un engrenage intermédiaire 30 prolongé par un arbre de sortie 31. On peut également réaliser un moteur constitué par un seul et même rotor allongé comportant un deuxième cylindre foré à 900 par rapport au premier, l'ensemble fonctionnant en tandem. Une autre disposition dite "en étoile" peut aussi être adoptée, en augmentant le diametre du rotor de manière à multiplier le nombre de cylindres. Bien entendu, sans sortir du cadre de la présente invention, diverses modifications équivalentes pourront être apportées par l'homme de l'art à la machine qui vient d'être décrite, uniquement à titre d'exemple non limitatif. La machine, objet de l'invention1 possède un vaste domaine d'applications industrielles et notamment, étant du type volumétrique, elle peut être utilisée pour un comptage de débit des distributeurs d'essence, d'huile, d'alcool, etc.. ou en compresseur de graissage sous pression, d'organes de machines nécessitant un graissage continu ou intermittent canalisé par tuyauteries. REVEND I CAT IONS 1 - Machine rotative pouvant fonctionner soit en moteur si elle est alimentée par un fluide sous pression, soit en compresseur ou pompe aspirante et refoulante de ce fluide si elle est entrainée par une force motrice quelconque, CARACTERISEE PAR LE FAIT qu'elle est constituée par un stator alésé au diamètre d'un rotor cylindrique qui peut tourner librement et à frottement doux à 1' intérieur dudit stator et dans lequel est logé un bloc piston animé d'un mouvement alternatif. 2 - Machine rotative selon la revendication 1, CARACTERISEE PAR LE FAIT que le stator comporte deux lumières diamètralement opposées, destinées a assurer l'entrée et la sortie du fluide et dont l'ouverture et la fermeture sont commandées par le mouvement de rotation du rotor. 3 - Machine rotative selon les revendications 1 et 2, CARACTERISEEPAR LE FAIT que le rotor comporte un forage cylindrique perpendiculaire à son axe, constituant un cylindre dans lequel le bloc piston évolue. 4 - Machine rotative selon les revendications 1 à 3, CARACTERISEEPAR LE FAIT que la courbure des têtes du bloc piston possède un rayon identique à celui du rotor et en ce que ledit bloc piston a une longueur inférieure à celle du cylindre. 5 - Machine rotative selon les revendications 1 à 4 prises ensemble, CARACTERISEEPAR LE FAIT que bloc piston est muni en son milieu d'une ouverture rectangulaire pratiquée transversalement à son axe. 6 - Machine rotative selon les revendications 1 à 5 prises ensemble, CARACTERISEE PAR LE FAIT que le bloc piston est attelé par son ouverture rectangulaire à un maneton fixé à un flasque du stator et autour duquel il peut tourner librement. 7 - Machine rotative selon les revendications 1 à 6 prises ensemble, CARACTERISEE PAR LE FAIT que la fixation du maneton est excentrée par rapport à l'axe du rotor, imprimant de ce fait un mouvement alternatif du bloc piston par suite de la rotation du rotor et inversement. 8 - Machine rotative selon chacune des revendications précédentes et fonctionnant en moteur, CARACTERISEE PAR LE FAIT que le rotor comporte au moins deux cylindres espacés, forés perpendiculairement l'un par rapport à l'autre. 9 - Machine rotative selon les revendications 1 à 7 prises ensemble et fonctionnant en moteur, CARACTERISEE PAR LE FAIT que le rotor comporte plusieurs cylindres disposés en étoile.