Brevet FR2380416A1 — publié le 19780908

La présente invention permet, par l'intermédiaire d'un gaz ou d'une vapeur, de récupérer de l'énergie mécanique avec un rendement très élevé. Dans les dispositifs connus de ce genre, il existe plusieurs systèmes. Les turbines à plusieurs étages qui tournent à des régimes très élevés (entre 7000 et 10000 tr/mn) utilisent la vapeur sèche au dessus de 50 bars. Ces vitesses de rotation ne peuvent pas être utilisées directement et nécessitent un réducteur. Les différents types de turbines sont classés: 1) suivant leur mode de fonctionnement en turbines à action ou à impulsion et en turbines à réaction; 2) suivant le mode d'alimentation en turbines à injection totale ou partielle; 3) suivant la direction du jet de vapeur par rapport à l'axe, en turbines axiales ou hélicoïdes et en turbines radiales. La puissance de ces turbines est liée à des régimes de rotation élevés et exige une production de vapeur à fort débit et haute pression. Ces grandes vitesses engendrent des vibrationsDet de plus, elles exigent des réducteurs très lourds qui absorbent de la puissance. Le débit et la pression de vapeur nécessaires demandent l'emploi de générateurs très importants. Le dispositif suivant l'invention évite ces inconvénients. I1 permet d'exploiter une vapeur facile à obtenir, en quantité et en pression. La pression de la vapeur, multipliée par la surface du piston, donne directement le couple moteur en mètre kilogrammes, d'où il faut simplement déduire les pertes mécaniques d'entrainement,relativement faibles. Le dispositif, objet de l'invention représenté par une vue ouverte en perspective P1. I-2, comporte une partie fixe o stator et une partie mobile ou rotor. Le stator est composé de deux demis tores centraux 1 et 2, qui délimitent la chambre d'admission 3; ils forment la lumière d'entrée de vapeur et ils comportent deux lumières d'admission ( 5 seulement représentée). Les deux demis tores latéraux 6 et 7 comportent : les tubulures d'échappement t 8 seulement représentée), les fixations des deux carters de cames 9 et 10, leurs couvercles respectifs 11 et 12, pourvus chacun au passage de l'arbre d'un presse étoupe 13 et 14 et de deux guides d'obturateur ( 15 seulement représenté).Le rotor est composé : d'un arbre 16 sur lequel sont clave tés deux glaces de distribution 17 et 18, deux volants porte piston 19 et 20 (seul le piston 21 du volant 19 est représenté), deux cames cylindrique à rainures 22 et 23 avec leurs obturateurs respectifs ( 24 seulement représenté). L'étanchéité de l'ensemble est assurée par des segments situés : sur chaque piston un segment 25; sur chaque volant de part et d'autres du piston quatre segments 26; sur chaque pied de piston un segment spécial 27; sur chaque obturateur un segment de flanc 28 et un segment de pied non représenté, qui assure l'étanchéité du tore par rapport au volant; sur les glaces de distribution un segment central 29. L'étanchéité de la fermeture des lumières d'admission 5 est assuré par une surface polie 30, réduite, afin d'éviter les pertes par frottement.Les fuites eventuelles dues aux segments sont contenues dans les carters par deux presse étoupes 13 et 14. Fonctionnement : une perspective schématique P1. II-2, permet de suivre le parcours de la vapeur et la cinématique des pièces à un moment donné. La vapeur qui entre par la tubulure d'admission 1 dans la chambre centrale 2, est distribuée aux tores 3 et 4 par les lumières 5 et 6; elle pousse les pistons 7 et 8, qui chassèla vapeur du cycle précédent par les tubulures d'échappement 9 et 10. Les tores 3 et 4 sont fermés par les obturateurs ll et 12 conduits par leur. téton- 13 et 14, qui coulissent dans les rainures 15 et 16 sur les cames 17 et 18; ces cames permettent l'effacement des obturateurs lors du passage des pistons. Lorsque le rotor tourne dans le sans des aiguilles d'une montre, les lumières d'admission sont fermées successivement par les glaces de distribution 19 et 20. La disposition des cames et des glaces de distribution clavetées sur un arbre est calculée de façon qu'il y ait toujours un tore alimenté en vapeur. Une turbine torique d'une puissance de 248 CV pour une consomation de vapeur de 1720 kg/h présente les caractéristiques suivantes : diamètre du tore 400 irm, section du tore 0 60 mm; vapeur à 25 bars, rotation volontairement limitée à 684 tr/mn (correspondante à une vitesse de déplacement de l'obturateur de 8 m/s compatible avec la résistance au cisaillement da son téton). Le dispositif objet de l'invention ueut etre utilisé dans la propulsion navale en remplacement des turbines à étages et des réducteurs, ainsi que du système bielle manivelle. Cette turbine torique remplace avantageusement tous les systèmes actuels transformant l'énergie de la vapeur, de l'air comprimé et de la détente des gaz combustibles en énergie dynamique. REVEND I CAT IONS 1 - Dispositif permettant de récupérer l'énergie de la vapeur, de l'air comprimé et de la détente d'un gaz provenant d'un générateur. Caractérisé par le fái qu'il comporte deux pistons, reliés respectivement à deux volants clavetés sur un arbre, qui se déplacent chacun dans une chambre torique. 2 - Dispositif selon la revendication 1. Caractérisé par le fait que les deux chambres toriques sont sectionnées par un obturateur créant dans chacune d'elles de part et d'autre du piston deux nouvelles chambres. 3 - Dispositif selon la revendication 2. Caractérisé par le fait que les obturateurs s'effacent au passage de leurs pistons respectifs au moyen de cames circulaires à rainures, clavetées sur un arbre.