Brevet FR2370168A1 — publié le 19780602

La présente invention concerne une machine a piston rotatif comportant un cylindre, ainsi qu'un piston monté sur palier dans celui-ci et entrarné par un agent qui traverse le cylindre, ce dernier étant pourvu d'une ouverture d'entrée a travers laquelle .l'agent y pénètre en direction du piston, et d'une ouverture de sortie du même agent. Au contraire des machines a vapeur, des moteurs Diesel et analogues, caractérisés par un mouvement longitudinal de leurs pistons, les machines à piston rotatif se distinguent plus particuliè- rement par le fait que le mouvement longitudinal précité est remplacé par un mouvement angulaire5 ce qui supprime les mécanismes ;d'ac- célération et de décélération des masses d1inertie du mouvement des pistons lors de chaque cycle, et donc en particulier les bielles et vilebrequins avec des contrepoids nécessaires a l'équilibre des masses. L'objet de l'invention consiste a simplifier les machines a piston rotatif du genre sus décrit connues jusqu'alors, tant au point de vue de la construction que du mode de fonctionnement, et donc à diminuer le cout de fabrication ainsi que les frais.d'exploiH tation. A cet effet5 suivant la présente invention, le cylindre est réalisé sous la forme -d'un disque circulaire creux dont la chambre comporte sur sa périphérie un bourrelet annulaire et qui présente en son centre un trou pour le passage de.lsarbre du piston rotatif, la section transversale de ce dernier correspondant a celle de la chambre précitée du cylindre et sa périphérie étant constituée par au moins deux courbes continues dont les extrémités sont reliées par une droite orientee vers le centre du disque et qui représente le diamètre d'une surface circulaire du piston, remplissant avec un certain jeu la section du bourrelet précité, tandis que l'agent né- cessaire a la rotation des pistons tombe sur cette surface après passage dans le cylindre a travers i 'ouverture d'entrée qui se trou ve, dans le sens de rotation du piston, après l'ouverture de sortie de I ' agent. Il est particulièrement avantageux d'adapter a l'ouverture d'entrée de l'agent une tubulure disposée tangentiellement a la pe- riphérie du cylindre Selon une autre forme d'exécution préférée de l'1-avertion1 .lSouserture de sortie de l'agent est agencée dans la paroi du cy- lindre a une distance relativement faible de lecuverture d'entrée mais sur le coté de la paroi opposée à cette dernière, ce qui em peche l'échappement direct de l'a 'gent entrant par l'ouverture de sortie sans qu'il passe par la chambre du piston. Le dessin annexé, donné à titre:d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer. Fig. 1 montre schématiquement en coupe transversale une machine à piston rotatif selon l'i:nventionQ Fig. 2 en est une vue en coupe suivant 2-2 (fig. 1). Le cylindre 2 montré en fig. 1 est réalisé sous la forme d'un disque creux circulaire (comme on peut le voir en fig. 2) dont la chambre 11 comporte sur sa périphérie un bourrelet annulaire 12, et qui présente en son centre un trou 10 destiné au passage de l'arbre 9 du piston 1. La section transversale de ce dernier est adaptée à celle de la chambre creuse 11 du cylindre. Sa périphérie se compose d'au moins deux courbes continues 7, 8 qui sont reliées à leurs extrémies par des droites 6 orientées vers le centre 13 du disque et constituant le diamètre d'une surface circulaire 14 du piston 1 qui remplit avec un certain jeu la section du bourrelet.On peut appeler les deux surfaces 14 des tetes de piston sur lesquelles frappe l 'agent de travail, par exemple la vapeur, qui s'écoule par l'ouverture d'entrée 5 Les courbes continues 7, 8 délimitant le profil du piston rotatif 1 en forme de disque se composent de deux arcs de cercle dont la courbure a présentant le plus petit rayon s'étend sur 900 et prend son centre sur celui 13 de la périphérie circulaire du cylindre 2, tandis que la courbure b de plus grand rayon part d'une ex trémité de a pour aboutir à la paroi interne du cylindre 2 dont elle .n'Cst séparée que par un tres faible jeu ;d1etanchéité. Dans cette forme de réalisation du piston, les deux surfaces 14 sont axialement symétriques, et se trouvent donc diamétralement opposées par rapport à l'axe de l'arbre 9. La périphérie de ces surfaces présente une arête d'étanchéité Le piston est solidaire en rotation de l'arbre 9.Le cylindre 2 est monté sur palier en 10 par l'intermédiaire d'un joints Gracie à la conformation périphérique décrite ci-dessus du piston et de la paroi du cylindre, on réalise.dans cette machine deux chambres de pression en forme de faucille et qui lors de la rotation du piston sont alternativement reliées avec les ouvertures de sortie 4 et -d'entrée 5 de l'agent de travail, dont au moins la pre mière est commandée par une soupape.Cette ouverture 4 se trouve avant celle d'entrée 5 dans le sens C de rotation du piston. Blou- verture d'entrée 5 se prolonge tangentiellement à la périphérie du cylindre 2 par une tubulure qui est reliée à une source dlagent de travail non représentée, par exemple une chaudière, Le fonctionnement de la machine à piston rotatif est le sui- vant. La vapeur qui pénètre dans le sens de la flèche å l'intérieur du cylindre 2 à travers l'ouverture d'entrée 5, frappe sur la surface 14 du piston 1 et 'etend en même temps dans la chambre 3 en forme de faucille dans laquelle débouche aussi.l'ouverture de sortie 4 fermée par une soupape. Le piston 1 tourne ainsi sous l'effet de la force qui agit sur la surface 14 jusqu'à ce que les chambres 3 et 15 en forme de faucille soient entièrement remplies de vapeur. Après qu'une des tetes 6 du piston 1 ait passé l'ouverture de sortie 4 et se trouve dans la zone DE de la paroi du cylindre, la sou pape -d'échappement non représentée s'ouvre de manière à provoquer une détente de la vapeur enfermée dans la chambre 3, respectivement 15, ce qui entraîne le piston rotatif suivant la flèche C. La soupape précitée joue ainsi un role de commande de la vitesse du pis- ton. -Après le passage de la tête du piston par la zone DE, la soupape se referme. Ce roule de commande de la soupape 'd'échappement dans;l'ouver- ture de sortie permet encore un autre mode de fonctionnement de la machine. En effet le piston 1 tourne sous l'effet de la force qui agit sur la surface 14 aussi longtemps que 11 équilibre des forces est réalisé c'est-à-dire jusqu'à ce que les chambres 3 et 15 soient entièrement remplies de vapeur.Si la soupape:s'ouvre dans l'ouver- ture de sortie 4, le piston se met alors en mouvement suivant la flèche C, c'est-à-dire à contresens des aiguilles dune montre, puisque dans la chambre 3 la pression tombe pendant que dans la chambre 15 refermée sur elle-meme règne encore la pression d'entrée et que la poussée de l'agent qui entre dans le cylindre agit sur la surface 14. La poursuite de la rotation du pis'con 1 a pour consé- quence que la vapeur se trouvant dans la chambre 3 entre en contact avec la vapeur introduite à travers l'ouverture 5 et interdit ainsi à cette vapeur fraîche de s'écouler dans la chambre 3. La soupape ne s'ouvre que dans la mesure ou la vapeur se trou7vant dans la cham- bre 3, détendue et poussée en direction de la soupape pour provoquer le mouvement de rotation du piston, peut s'échapper dune façon to tale. Suivant la quantité de cette. vapeur qui sort par la soupape, de la vapeur fratche pénètre par l'ouverture d'entrée- de façon que le piston soit maintenu constamment en rotation. il doit d'ailleurs. etre entendu que la description qui précède- n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on né Sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. REVENDICATIONS 1.- Machine à piston rotatif comportant d'une part un cylindre réalisé sous la forme d'un disque creux à profil circulaire, dont la chambre.ste:largit sur sa périphérie en un bourrelet annulaire, qui présente en son centre un trou de passage pour un arbre d'en- trainement et qui possède au moins une ouverture d'entrée de l'agent de travail et au moins une ouverture de sortie de celui-ci comman dée par une soupape, et d'autre part un piston entraîné par l'agent de travail et monté sur palier dans le cylindre, caractérisée en ce qu'elle est constituée comme un moteur à vapeur à piston, en ce que la périphérie du piston se compose au moins de deux courbes continues (7, 8) qui realisent sur toute leur longueur entre elles et la paroi interne du cylindre (2) des chambres en forme de faucille qui se suivent directement, les extrémités de ces courbes étant e- liées par une droite (6) orientée vers le centre (13) du disque et constituant le diamètre d'une surface circulaire (14) du piston, cette surface remplissant avec un certain jeu la section du bourre- let (11), en ce que l'ouverture d'entrée (5) envoie un jet de vapeur tangentiel dans la chambre en forme de faucille sur la surface circulaire (14) du piston, et en ce que 'l'ouverture de sortie (roi) de la vapeur se trouve à une certaine distance avant l'ouverture d'entrée (5) dans le sens de rotation du piston. 2 Machine à piston rotatif suivant la revendication 1, caractérisée en ce q.u'S.l'ouverture d'entrée (5) de la vapeur se raccorde une tubulure orientée tangentiellement sur la périphérie du cylindre. 3. Machine à piston rotatif suivant l'une quelconque des revendacations 1 et 2, caractérisée en ce que-l'ouverture de sortie (4) de la vapeur est prévue sur la paroi du cylindre à une distance relativement faible de 11 ouverture d'entrée (5).