Brevet FR2539811A1 — publié le 19840727

La présente invention concerne les machines thermiques à source d'é- nergie externe ou interne aux cylindres du type compresseur ou moteur à cycle de stirling par exemple. On connaît des machines thermiques dont les pistons sont animés d'un mouvement rectiligne alternatif avec embiellage et étanchéité appropriés. C'est ainsi que l'on connaît par exemple des moteurs à combustion interne à pistons opposés et à trajectoire rectiligne alternative du type polygonal (brevet FR 1 176 758). Ce genre de moteur est plus connu sous le nom de moteur "delta". On connaît également des moteurs à cylindres toriques et à pistons orbitaux dont les phases du cycle thermique sont obtenues par opercu- lation directe sur la trajectoire des pistons. Ce genre de moteur est doté d'un obturateur rotatif à commande inter- mittente et rapide par came croix de malte (brevet FR 1 432 977). On connaît également des moteurs toriques à combustion interne dont les pistons soumis à la force centrifuge sont animés d'un mouvement circulaire auquel se superpose un mouvement circulaire alternatif agissant sur un levier oscillant (brevet FR 2 003 686). On connaît également des machines à pistons rotatifs du type épitroc hoidal avec-courbe enveloppe correspondante (brevet FR-2 037 381) On connait également des machines à cycle de stirling dont les pis- tons sont animés d'un mouvement rectiligne alternatif avec embiellage rhombo Xdal et étanchefté par jupe roulante et contre pression. On connaît également des réalisations de moteurs stirling à quatre chambres cylindriques de type à'barillet avec piston à double effet agissant par des patins de glissemnts sur un plateau incliné qui joue le rôle de vilebrequin simplifié. Toutes ces machines à source d'énergie externe ou interne dont les plus caractéristiques sont citées plus haut posent un certain nombre de problèmes dus à l'existence 2 2539811 1 de pertes par frottement inhérentes à la cinématique choisie et dues à une trajectoire importante de ces forces parasites, et de-forces de frottement, loin d'un axe de rotation, dont l'inten- sité est accrue par la force centrifuge ou par l'action d'une compo- sante due à la poussée des gaz. De plus, sont présents des problèmes d'étanchéité dynamique entre des pièces dont le mouvement rectiligne alternatif ou angulaire les unes par rapport aux autres est de grande amplitude. Les machines à cycle de stirling posent, en plus des problèmes précé- demment enoncés, des problèmes de variation de'puissance. En effet, la variation de puissance est souvent obtenue par injection de fluide par exemple d'hydrogène en début de compression isotherme avec un distributeur haute pression très délicat. Les machines à cycle de stirling comme on le sait, présentent des chambres réalisant avec leur piston un capsulisme chaud et/ou un cap- sulisme froid, les dits capsulismes chaud et froid étant raccordés par des moyens appropriés, constitués par une source froide, un accumula- teur thermique et une source chaude et traversés alternativement par une masse de gaz. Pour ces machines à cycle de stirling se pose un problème dû à des pertes de charges résultant de la complexité des liaisons entre les capsulismes chaud et froid. En effet, la disposition des cylindres conduit à réaliser pour chaque moyen raccordant deux capsulismes, des faisceaux tubulaires avec des éléments de forme et de longueur différentes manquant d'équipotentia- lité hydraulique et conduisant à des débits différents. Enfin, il est à noter que les machines thermiques de l'art antérieur font appel pour leur fabrication à de nombreuses pièces mécaniques différentes et posent des problèmes de maintenance avec remplacement des pièces peu accessibles. * 3 2539811 1 La présente invention a pour objet de résoudre les problèmes précédem- ment énoncés en mettant en oeuvre une machine thermique pour laquelle la forme des chambres, la forme des pistons et la cinématique sont conçues de manière à permettre la réduction des pertes par frottement et la réduction du trajet de ces forces de frottement. De plus, la machine selon l'invention est conçue de manière à réduire le trajet des organes en mouvement, ce qui autorise des solutions simples pour obtenir une étancheité dynamique totale avec des frotte- ments négligeables. La présente invention a également pour objet une machine à cycle de stirling pour laquelle la variation de puissance est obtenue d'une manière simple. Egalement, la présente invention a pour objet une machine thermique à cycle de stirling pour laquelle la disposition d'un capsulisme chaud par rapport à un capsulisme froid autorise le transfert d'une masse de gaz de l'un à l'autre avec des pertes de charges réduites. A cet effet, considérons la machine thermique, selon la présente invention, du type suivant - La machine comporte plusieurs chambres dans chacune desquelles est monté un piston double effet réalisant avec la dite chambre un cap- sulisme de détente ou capsulisme chaud et un capsulisme de compres- sion ou capsulisme froid. Les dites chambres sont raccordées de telle manière que chaque cap- sulisme de détente, réalisé par un ensemble chambre et piston, soit en correspondance par un circuit de transfert approprié avec un cap- sulisme de compression réalisé par un autre ensemble chambre et pis- ton. Chacun des dits pistons assure le transfert d'une masse de gaz d'une chambre à l'autre et est pourvu d'un bras coopérant avec des moyens de transformation du mouvement alternatif des dits pistons en un mouvement circulaire communiqué à un arbre de sortie. La dite machine est alors caractérisée essentiellement en ce que * 4 2539811 1 chaque capsulisme de compression d'un ensemble chambre et piston est en regard direct avec un capsulisme de détente d'un autre ensemble chambre et piston et que les chambres sont réparties autour des moyens de transformation du mouvement des pistons et autour de l'arbre de sortie, chaque chambre, chaque piston et chaque capsulisme sont en forme de secteur torique. Selon une autre caractéristique de l'invention,le bras de chaque pis- ton est solidaire d'un arbre monté rotatif dans des paliers. Suivant une autre caractéristique d'une machine thermique à cycle de stirling, le volume dans lequel évolue la masse de gaz entre deux chambres, dont le capsulisme de détente de l'une est en regard avec le capsulisme de compression de l'autre, est en relation avec une chambre à volume réglable en sorte que par variation du volume de la dite chambre soit obtenue la variation de puissance de la machine. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention-apparaltront à la lecture de la description de formes préférentielles de réalisation du moteur données à titre d'exemples non limitatifs en se référant aux dessins annexés en lesquels La figure 1 est une vue du moteur selon l'invention. Les figures 2 et 3 sont des vues en coupe d'un carter torique du moteur montrant également le dispositif de Variation de puissance. La figure 4 est une vue en coupe selon la ligne AA de la fig 3. La figure 5 est une vue de détail de-la liaison du piston avec son bras. La figure 6 est une vue de détail montrant le montage des segments sur le piston. La figure 7 est une vue de la seconde forme de réalisation de la source chaude. 2539811 1 La figure 8 est une vue de la seconde forme de réalisation des moyens d'étanchéité. Telle qu'elle est représentée sur la figure 1, la machine selon l'in- vention comporte de préférence plusieurs blocs moteurs 9 identiques dans chacun desquels est ménagée une chambre 1 dans laquelle se dépla- ce un piston 2 à double effet comportant un bras rigide 3. Ce bras fait office de liaison avec des moyens de transformation du mouvement alternatif du dit piston en un mouvement circulaire continu communiqué à un arbre de sortie 4. Les chambres 1 sont réparties autour des moyens de transformation du mouvement des pistons et autour de l'arbre de sortie 4, de plus, elles sont disposées darns un même plan en sorte de réaliser une machine plate et donc peu encombrante. Les pistons 2 sont associés aux moyens de transformation du mouvement alternatif de telle manière que le mouvement du piston de l'un d'entre eux soit décalé en phase d'un angle de 900 par rapport au mouvement des pistons voisins. De cet angle de déphasage peut dépendre la puissance de la machine et le rendement. Chaque ensemble piston et chambre réalise un capsulisme chaud ou de détente 1 A et un capsulisme froid ou de compression 1 B, ces deux cap- sulismes étant situés de part et d'autres du piston. Les chambres 1 par exemple au nombre de quatre sont raccordées les unes aux autres de telle manière que chaque capsulisme de détente 1 A réalisé par un ensemble chambre et piston soit en correspondance par un circuit de transfert approprié avec un capsulisme de compression 1 B réalisé par un autre ensemble chambre et piston, les deux capsulismes étant en regard direct l'un de l'autre. Le circuit de transfert assurant la correspondance entre les deux cap- sulismes est traversé alternativement par une masse de gaz transférée d'un de ces capsulismes à l'autre par les pistons. 6 2539811 1 De préférence les chambres 1, les pistons 2 et donc les capsulismes chauds et froids définis par chaque chambre et chaque piston corres- pondant sont en forme de secteur torique. Ainsi le piston est animé d'un mouvement circulaire alternatif ce qui permet d'assurer le guidage du piston 2 dans la dite chambre non pas par les parois de celle-ci mais par un arbre 8 monté sur des paliers 8 A et 8 B auquel est lié le bras 3 du dit piston (fig 4). Selon cette disposition les arbres 8 sont disposés chacun au sommet d'un carré centré à l'arbre de sortie 4 et coopèrent avec les moyens de transformation du mouvement alternatif des pistons. Le mouvement alternatif des pistons 2 liés de façon rigide à l'arbre 8 élimine les forces parasites loin de l'axe et les mouvements angulai- res de ce dernier n'entraînent que de très faibles déplacements rela- tifs qui sont fonction du diamètre de l'arbre et non de la course du piston. De plus, le mouvement angulaire de cet arbre 8 permet une liaison directe et coaxiale -avec un autre arbre récepteur d'une machine réceptrice construite suivant la même architecture, compresseur par exemple. Il résulte de cette combinaison possible une réduction de dimension de la liaison du mécanisme de déphasage entre chacun des quatre pistons à double effet. Il en résulte également une réduction des pertes dues aux mécanismes de transformation des mouvements puisque l'on peut substituer à la chaîne (rectiligne alternatif, bielle manivelle, rotation, rotation, bielle manivelle, rectiligne alternatif) la liaison directe (moteur, circulaire alternatif, circulaire alternatif, récepteur). Conformément aux caractéristiques précédemment énoncées, les blocs moteurs 9 sont régulièrement répartis autour des moyens de transforma- tion du mouvement alternatif du piston et de l'axe de l'arbre 4 et présentent chacun une forme torique dans laquelle est ménagée la * 7 2539811 chambre 1, une forme en secteur cylindrique radial à la forme torique et un corps de palier 15 cylindrique perpendiculaire à la dite forme en secteur cylindrique (fig 2 et 3). Dans la forme en secteur cylindrique est ménagé un logement 10 pour le bras 3. Ce logement est en communication avec la chambre 1 et présente une for me également en secteur cylindrique pour assurer un débattement suf- fissant au bras 3. Dans le corps de palier 15 cylindrique est ménagé un logement 11 éga- lement cylindrique dans lequel sont disposés l'arbre 8 et les paliers 8 A et 8 B. Pour le montage du piston 2, du bras 3, de l'arbre 8 et des paliers 8 A et 8 B, chaque bloc 9 se sépare de préférence en deux demi coquilles 9 A et 9 B assemblées l'une à l'autre par boulonnage. Les deux demi coquilles métalliques sont assemblées l'une à l'autre suivant un plan de joint longitudinal et médian à la chambre (fig 4) ou suivant un plan de joint transversal à la dite chambre et médian au logement 11 de l'arbre 8 (fig 2 et 3). L'étanchéité entre les deux demi coquilles 9 A et 9 B peut être oute- nue par tous moyens et procédés connus, notamment par assemblage à chaud avec soudure à basse température après étamage et serrage des surfaces en contact par boulons précontraints (fig 2) ou par interpo- sition d'un joint d'étanchéité 16 connu en-soi (fig 4). La chambre 1 de chaque bloc présente un diamètre avec jeu calculé pour assurer la mobilité du piston sans frottement de celui-ci contre les parois de la dite chambre. En outre, le piston comporte des moyens assurant sa liaison de manière rigide au bras articulé 3 ce qui permet de neutraliser l'action des forces centrifuges et l'action de la composante due à la poussée des gaz et les actions dues aux forces d'inertie. Il est bien évident que les dimensions de la chambre et du piston tiennent compte des déformations résiduelles dues aux contraintes et- dilatation pour écarter tout danger de frottement du piston contre -la chambre 1. 8 2539811 De préférence le piston 2 est constitué en deux parties creuses, tori- ques réunies l'une à l'autre et au bras 3 par des moyens de liaison de manière rigide. Ces moyens de liaison sont à titre non limitatif constitués par deux chappes 17 et 18 (fig 5) solidaires chacune d'une des parties du pis- ton, venant lors du montage s'imbriquer l'une dans l'autre et enserrer l'extrémité du bras 3 et par deux organes presseurs 19 en contact avec la chappe externe 17 avec rupture thermique. Deux vis 19 A et 198 traversent de part en part le bras et les chappes et maintiennent les organes 19 en pression contre celles-ci (fig 4 et ). Les organes presseurs sensiblement de forme torique constituent égale- ment matière de remplissage. La liaison des pistons avec le bras 3 peut comporter une isolation thermique évitant les pertes par conduction. Le piston en extrémité froide, c'est-à-dire l'extrémité réalisant avec la chambre 1, le capsulisme de compression ou capsulisme froid est équipé d'au moins un segment d'étanchéité assurant la séparation en- tre le capsulisme froid et l'enceinte présurisée d'un même bloc moteur. Cette enceinte est formée par le capsulisme chaud de ce bloc par la partie de la chambre 1 diminuée du capsulisme froid et par le logement du bras 3. Le segment d'étanchéité 2 A est maintenu en position par un organe 28 amovible pour pourvoir au remplacement du dit segment sans démontage du piston (fig 6). Le segment d'étanchéité présente deux lèvres annulaires comme repré- senté en fig 6. Selon la forme préférée de réalisation, le segment est monté sur une pièce 22 rapportée en extrémité du piston, la dite pièce recevant l'organe amovible 21. La pièce 22 tubulaire présente un épaulement annulaire 23 formant avec l'organe amovible 21 la gorge du segment - Cet organe est constitué par un disque métallique fixé de manière amo- 9 253981 1 vible à la pièce 22. A cet effet, le disque est doté d'un épaulement annulaire 24 fileté coopérant avec un filetage interne 25 ménagé dans la surface interne de la pièce 22. Le disque est également équipé d'un moyen 26 connu en soi de freinage de sa rotation par rapport au piston. Selon un exemple préférentiel de réalisation, ce moyen est constitué par une vis disposée dans un orifice ménagé simultanément dans la piè- ce 22 et-dans le disque au niveau de leur partie filetée. Il est bien évident que ce mode de liaison n'est donné ici qu'à titre purement indicatif, c'est ainsi que le disque 21 pourra comporter un épaulement de centrage à la pièce 22 et être lié à celle-ci par des vis. Il est bien évident également que l'extrémité du piston pourra être suffisamment épaisse pour recevoir directement le disque et les-aména- gements tels que précédemment décrits. L'utilisation d'un organe amovible pour le maintien des segments auto- rise l'utilisation de segments annulaires non fendus avec lèvres élas- tiques ce qui renforce l'étanchéité. Le fait de monter le ou les segments dans la partie de la chambre 1 réalisant avec le piston le capsulisme de compression ou capsulisme froid, permet l'utilisation de segments en matière synthétique, à très faible coefficient de frottement sans nécessiter de lubrification. Par exemple, le ou les segments pourront être constitués en une ma- tière connue sous le nom commercial de "teflon". Egalement le fait de n'équiper de segments que l'extrémité froide du piston permet de ne limiter l'usinage de la chambre 1 qu'au capsulisme froid. Entre l'enceinte pressurisée telle que précédemment définie et le loge ment 11 de l'arbre 8 est disposé un organe d'étanchéité. Cet organe d'étanchéité est constitué par un joint à lèvre 42 fixé dans le logement 11 et monté sur un épaulement 43 de l'arbre 8 au ni- veau de la liaison du dit arbre 8 avec le dit bras 3 (fig 4). Cet organe d'étanchéité est constitué par un joint à lèvre 42 fixé 2539811 dans le logement 11 et monté sur un épaulement 43 de l'arbre 8 au ni\eau de la liaison du dit arbre avec le dit arbre 3. Hne entretoise 46 est montée entre les deux paliers 8 A et 88 et autour de l'arbre 8. La lèvre du joint 42 est soumise à une contre pression d'huile de lu- brification des paliers BA et 8 B injectée dans le logement 11 au niveau du premier palier 8 A et extraite de ce logement au niveau du se cond palier 8 B. De plus, est réalisé un double centrage de l'arbre 8 dans le logement 11 et dans l'entretoise 46 en sorte d'obtenir entre le dit arbre 8 et la dite entretoise 46 une surface à section de fuite constante (fig 4). L'huile sous pression est injectée dans le logement 11 par une pompe P actionnée par une transmission, non représentée, associée à l'arbre 4 du moteur. Le.corps de palier 15 dans lequel est ménagé le logement 11 comporte un orifice transversal 44 d'amenée de l'huile sous pression débouchant dans le dit logement entre le joint à lèvre et le premier palier et d'un orifice d'évacuation 45 de l'huile situé en extrémité du dit logement 11. L'orifice 44 est raccordé par une conduite à l'orifice de refoulement de la pompe et l'orifice 45 est raccordé par une conduite à l'orifice d'aspiration. Les deux paliers sont constitués par exemple par des roulements à rou- leaux coniques pour assurer le double centrage de l'arbre 8. Le diamètre de l'orifice interne de l'entretoise 46 assurant le passa- ge de l'arbre 8 est tel que l'huile lors de son passage entre l'arbre et l'entretoise est laminée, ce qui permet de diminuer fortement sa pression au niveau du second palier 88 et sur la lèvre du joint 47 as- socié à ce palier. Chaque bloc moteur est doté dans chaque logement 11 d'un organe 42 A de soutien de la lèvre du joint 42. Cet organe 42 A comporte une contre lèvre 49 élastique venant s'engager sous la lèvre du joint. La contre lèvre 49 présente une forme décroissante et est apte à se i 11 l 2539811 déformer en fontion ce la différente de pression entre le logement 11 et l'enceinte pressurisée de manière à porter sur l'arbre 8 en posi- tion de mouvement nul lorsque la différence de pression est maximale. Selon une autre version de réalisation comme illustrée en fig 8,1 'or- gane d'étanchéité est constitué par une paroi élastique imperméable au gaz, déformable par torsion Cette paroi disposée autour de l'arbre 8, est solidaire de celui-ci et de l'une des parois dulogement 11. De préférence la paroi élastique (fig 8) est constituée par un manchon cylindrique 50 susceptible de se déformer par torsion autour de l'axe de l'arbre. Le manchon 50 est doté de deux parois radiales terminales 51,52, en forme de couronne dont l'une, la paroi 52 est solidaire de l'arbre 8 et dont l'autre, la-paroi 51 est appliquée par un organe de serrage 53 contre un épaulement 54 ménagé dans le fond du logement en avant du bras 3. Le diamètre extérieur du manchon est légèrement plus important pour éviter tout contact par frottement sur l'arbre 8. Cet espace est en communication avec l'enceinte préssurisée. L'étanchéité entre cet espace annulaire et le logement 8 est assurée d'une part par le type de liaison utilisé entre la couronne 52 et Par bre 8, par exemple une liaison par soudure avec un joint d'étancheité et d'autre part par la partie 56 du manchon interposée entre la cou- ronne 51 et l'épaulement 54 du logement. La couronne 51 présente un diamètre plus important que celui du man- chon 50 en sorte de pouvoir coopérer avec l'organe 53 pour le serrage du joint d'étanchéité 56. * Cet organe de serrage 53 de forme tubulaire et de section transversale cylindrique est enfilé dans le logement 11 autour du manchon et pré- sente à une de ses extrémités une embase circulaire 57 de fixation à l'embouchure du dit logement. L'autre extrémité de l'organe de serrage 53 est appliquée contre la couronne 51 et est pressée contre celle-ci par vissage des organes de fixation de l'embase 57 au bossage 15. 12 253 91 Pour subir les déformations radiales et encaisser la pression du gaz sans risque de détérioration le manchon 50 comporte une armature et est refroidi par de l'huile assurant également la lubrification du palier 8 B. Cette armature est constituée par des couronnes métalliques 58 paral- lèles noyées dans la masse du manchon et dont la périphérie dépasse la surface extérieure du dit manchon. Il est bien évident que le diamètre supérieur des couronnes 58 est inférieur au diamètre intérieur de l'organe de serrage 53 pour éviter tout contact. Les couronnes métalliques 58 parallèles sont réparties suivant une loi conforme aux contraintes dues aux pressions ou sont régulièrement espacées. Les parois métalliques 58 présentent des orifices transversaux 58 A pour améliorer l'ancrage à la matière constituant le manchon. Chaque couronne dans sa périphérie présente des entailles 59 angulai- rement espacées dans lesquelles à lieu le passage de l'huile de refroi dissement. De préférence, les entailles des couronnes sont angulairement décalées d'une couronne à l'autre en sorte que l'huile suive un parcours si- nueux 1 au travers de celles-ci ce qui permet d'accroître la capacité de refroidissement. Pour réduire encore les risques de détérioration le manchon présente une longueur suffisamment importante pour limiter l'angle de rotation de chaque couronne 58. Dans la forme de réalisation représentée en fig 8 on voit que le man- chon couvre toute la longueur de l'arbre 8 comprise entre le bras 3 et le second palier 8 B. Le palier BA selon cette seconde forme de réalisation est monté dans un alesage 60 ménagé dans le bloc en arrière du bras 3. Ce palier 8 A n'étant pas lubrifié par l'huile de refroidissement est du type graissé à vie. 13 2539811 1 Comme on le comprend, les moyens d'étanchéité tels que décrits per- mettent une étancheité totale avec des frottements négligeables de par le fait que l'arbre 8 est animé d'un mouvement circulaire de fai- ble amplitude. L'enceinte préssurisée de chaque bloc tel que définie plus avant est en communication avec un capsulisme froid d'un autre bloc par l'inter- médiaire du circuit de transfert disposés entre ces-deux bloc moteurs. Le volume ainsi formé dans lequel est emprisonnée la masse de gaz su- bit des variations périodiques fonction de la course de chaque piston. Ce volume présente une valeur minimale en fin du transfert de la masse de gaz du capsulisme de compression 1 B vers le capsulisme de détente 1 A et une valeur maximale lors du transfert de la masse de gaz du cap- sulisme 1 A vers le capsulisme 1 B. Pour réduire la valeur de ce volume, l'amplitude du mouvement du pis- ton correspond sensiblement à l'angle de la couronne torique du volume libre du capsulisme (fig 2 et 3). De préférence les capsulismes 1 A et 1 B de chaque bloc 9 sont réalisés chacun par le piston et par une calotte amovible rapportée sur la for- me en secteur torique du dit bloc moteur (fig 2 et 3). La calotte chaude 12 torique correspondant au capsulisme chaud 1 A de la chambre 1 est raccordée à un circuit de transfert et la calotte 13 correspondant au capsulisme 1 B de la chambre 1 est raccordée à un au- tre circuit de transfert. La calotte chaude 12 présente une jupe torique 12 A et une paroi termi- nale 34 concabe percée d'orifices de communication 35 avec le circuit de transfert La paroi terminale concave 34 pénètre dans le volume défini par la jupe 12 A. La calotte 13 présente une jupe torique 13 A et reçoit un couvercle 14 -percé d'orifices de communication 14 A de la dite calotte avec un cir- cuit de transfert. Chaque calotte torique est dotée d'un épaulement de centrage 27 et d'une embase 29 de fixation au bloc correspondant avec interposition d'un joint d'étanchéité 30 et d'une isolation thermique évitant les pertes par conduction (fig 2). 14 2539811 1 L'épaulement de centrage 27 est logé dans un lamage 28 pratiqué dans le bloc moteur correspondant en extrémité de la chambre torique 1. L'embase 29 est fixée au bloc par plusieurs vis engagées dans des ori- fices filetés ménagés dans des bossages 31 répartis autour de l'extré- mité'torique du bloc (fig 2). Selon une autre forme de réalisation l'embase est fixée au bloc par une bague filetée 32 venant coopérer avec une partie cylindrique 40 filetée 33 ménagée en extrémité de la zone torique du bloc (fig 3). Il est bien évident que tout autre type de liaison démontable pourra être employé. Selon la forme de réalisation représentée en fig 3, le capsulisme l B est ménagée dans le bloc tandis que le capsulisme 1 A est ménagée dans la calotte 12. Selon cette forme de réalisation,le capsulisme 1 B de la chambre reçoit un couvercle 14. Sans sortir du cadre du présent brevet on pourra également prévoir le cas d'un capsulisme chaud ménagé dans le bloc et d'un capsulisme froid ménagé dans une calotte froide 13 et également le cas d'un capsulisme chaud et d'un capsulisme froid ménagés tous deux dans la partie tori- que du dit bloc moteur. Le couvercle 14 est fixé à la calotte froide 13 (fig 2) ou au bloc 9 (fig 3) par des vis ou par des écrous et goujons. Ces vis sont engagées dans des orifices filetés pratiqués dans une embase circulaire de la calotte froide 13 (fig 4) ou dans des bossages du bloc (fig 2). Selon l'exemple préférentiel de réalisation, la machine thermique fonctionne suivant le cycle de stirling et les circuits de transferts en relation chacun avec un capsulisme de compression ou capsulisme froid d'un bloc 9 et avec un capsulisme de détente ou capsulisme chaud d'un autre bloc sont constitués chacun par une source chaude 5 en relation avec le capsulisme chaud 1 A, par un accumulateur thermique 6 ou régénérateur en relation avec la dite source chaude et par une source froide 7 en relation avec le capsulisme froid 1 B et avec le dit 2539811 1 accumulateur thermique Au cours d'un cycle correspondant à un tour complet de l'arbre 4, la masse de gaz emprisonnée dans un capsulisme froid, une source froide, un régénérateur, une source chaude et un capsulisme chaud est comprimée à froid, subit un échauffement isochore en étant transférée vers le capsulisme chaud, se détend et donne une impulsion au piston du capsulisme chaud et est transféré du capsulisme chaud vers le capsulisme froid,ce transfert étant effectué avec refroi dissement isochore de la dite masse de gaz. Pour réduire au minimum les pertes de-charges, et les volumes parasi- tes tout en ayant une surface d'échange maximum, la source chaude 5, le régénérateur 6 et la source froide 7 sont axialement alignés Cha- que source froide ou chaude est constituée par plusieurs conduites traversées par la masse de gaz lors de son transfert d'une chambre à l'autre. Les conduites de chaque source présentent des dimensions identiques et sont disposées suivant les génératrices d'un solide de révolution centré à l'axe d'alignement des dites sources ou sont parallèles les unes aux autres. Cette disposition assurant une liaison équipotentielle entre les deux capsulismes en regard l'un de l'autre, permet d'obtenir un débit de gaz identique dans chaque conduite. Les conduites 36 de la source chaude sont engagées et soudées chacune par une de leurs extrémités dans les orifices 35 de la calotte 12. Pour leur autre extrémité les conduites 36 sont en relation avec le régénérateur ou accumulateur thermique. Selon la forme de réalisation représentée en fig 3, les conduites 36 sont disposées sensiblement suivant les génératrices de deux cônes accolés par leur grande base et présentent chacune une boucle 36 A en sorte d'augmenter la surface d'échange. Selon une autre forme de réalisation (fig 7) les conduites 36 de la source chaude sont disposées suivant les génératrices d'un cylindre et 16 2539811 1 leurs extrémités se rapprochent de l'axe d'alignement pour se raccor- der au régénérateur 5 ou à la calotte chaude 12. Pour augmenter la surface d'échange les conduites 36 de la forme de réalisation précédemment décrite sont disposées suivant deux ou plu- sieurs rangs concentriques en quinconce Avec les conduites de la source chaude coopère une source de chaleur connue en soi externe, interne ou imbriquée au volume délimité par les conduites. Les conduites 7 A de la source froide 7 sont parallèles les unes aux autres. Les conduites 7 A sont disposées dans une enveloppe 37 et baignent dans un liquide de refroidissement (fig 2). L'enveloppe 37 est dotée d'un orifice d'introduction 39 du liquide et d'un orifice de sortie réunis tous deux à un circuit hydraulique assu- rant la circulation du liquide de refroidissement dans l'enveloppe (fig 3). De préférence, le liquide de refroidissement est également conduit dans des canaux 41 pratiqués dans l'épaisseur de la partie maintenue froide de la chambre en sorte d'éviter tout échauffement de la dite partie ou-de maintenir la dite partie à température constante (fig 3). Lors du transfert de la masse de gaz d'un capsulisme chaud vers un capsulisme froid, le régénérateur ansorbe les calories de cette masse. Les calories sont restituées à la masse -de gaz lors du transfert inverse. De par la répartition des blocs autour des moyens de transformation du mouvement alternatif des pistons en un mouvement circulaire communiqué à l'arbre de sortie central 4, les quatre temps du cycle de stirling se reproduisent par permutation circulaire. Donc à chaque instant les quatre masses de gaz subissent respective- ment une compression à froid, un échauffement isochore, une détente à chaud et un refroidissement isochore. Comme dit précédemment la répartition des blocs autour des moyens de transformation du mouvement alternatif des pistons en un mouvement 17. 17 2539811 1 circulaire est réalisée de manière à placer chaque arbre 8 au sommet d'un carré centré à l'arbre 4. Ces moyens sont constitués par des bras 70 clavetes chacun avec un arbre 8 et par des bielles 71 articulées chacune à un bras 70 et à un même maneton 72 solidaire de l'arbre 4, avec interposition d'une bague 73, le dit maneton étant excentré par rapport à l'arbre 4 et faisant office de villebrequin. Comme on peut le voir en figure 1, la valeur de l'entre-axe entre le point d'articulation de chaque bielle au maneton et le point d'articu- lation de cette bielle au bras 70 est égale à la valeur de l'entre-axe entre le point de liaison du bras 71 à l'arbre 8 et le point d'articu- lation de ce bras à la bielle. De plus, lorsque la valeur du volume d'un capsulisme est nulle, la bielle 71 correspondant à ce capsulisme est disposée suivant une posi- tion sensiblement radiale à l'arbre 4. Les bielles 71 sont montées sur un même maneton 72. Ces bielles sont montées libre en rotation sur la bague 73 et cette bague 73 est montée libre en rotation sur le maneton 72 en sorte de réduire l'importance des surfaces de glissement par rotation. Pour modifier la puissance du moteur, le volume dans lequel évolue la masse de gaz entre deux chambres contigues, c'est-à-dire le-volume formé par le volume interne de la source chaude, du régénérateur et de la source froide, est en relation avec une chambre 61 à volume régla- ble (fig 3 et 4). En effet, on sait que la puissance du moteur dépend étroitement de la valeur de l'écart entre la pression maximum et la pression minimum de la masse de gaz au cours d'un cycle et que la valeur de cet écart dépend de la valeur du volume dans lequel évolue cette masse de gaz. lin accroissement de volume conduit à réduire l'écart entre la valeur maximum et la valeur minimum de la pression de la masse de gaz et à réduire la puissance du moteur. La variation de ce volume conduit également à la variation de la pres- sion initiale de la masse de gaz ou pression de gonflage. 1 a 8 2539811 1 On sait également que plus est importante cette pression de gonflage, plus est important l'écart entre la pression maximum de la masse de gaz au cours de son évolution sur un cycle. Préférentiellement la chambre à volume réglable 61 est en communica- tion par une conduite 65 avec l'enceinte pressurisée précédemment définie, la dite enceinte étant en relation avec le volume sus évoqué. La variation de volume de la chambre entraîne une variation de pres- sion dans l'enceinte et donc une variation de puissance. Selon l'exemple préféré de réalisation, la chambre 61 à volume régla- ble est définie par une paroi 63 déformable dans une enveloppe 62 elle-même en relation avec un circuit de fluide sous pression. La paroi déformable 63 assure la séparation entre la chambre 61 et le volume variable 67 de l'enveloppe dans lequel est introduit le fluide sous pression. L'enveloppe 62 de préférence de forme sphérique est percée d'un orifi- ce 64 débouchant dans la chambre 61 et d'un orifice 66 débouchant dans le volume variable 67. L'orifice 64 reçoit l'extrémité de la conduite 65, l'autre extrémité de cette conduite débouchant dans l'enceinte pressurisée du bloc - moteur 9 De préférence, cette conduite débouche dans le logement 10 du dit bloc moteur. L'orifice 66 reçoit l'extrémité d'une conduite 69 du circuit de fluide sous pression. L'action du fluide sous pression sur une des faces de la paroi défor- mable 63 s'oppose à l'action du gaz en pression sur l'autre face de la paroi. A la variation de pression du fluide introduit dans le volume 67 de l'enveloppe correspond une variation de volume de la chambre 61 et donc une variation de pression du gaz contenu dans la dite chambre et dans l'enceinte préssurisée. La variation de volume de la chambre 61 cesse dès que l'action du gaz sur une -des faces de la paroi 63 est équilibrée par l'action du fluide sous pression sur l'autre face de la paroi. 1 Comme on le comprend à l'accroissement du volume de la chambre 61 cor- respond une diminution de pression du gaz emprisonné dans l'enceinte. pressurisée et donc une diminution de puissance du moteur. Inversement-à la diminution-du volume de la chambre 61 correspond une augmentation de pression du gaz et donc une augmentation de la puis- sance du moteur. De préférence à l'action du fluide sous pression sur une des faces de la membrane est superposée l'action d'un organe élastique 68. Cet organe élastique qui peut être par exemple constitué par un res- sort de compression, est disposé dans le volume variable 67 en pres- sion contre la paroi déformable 63 et la paroi interne de l'enveloppe 62. Dans ce volume est disposé également une obturation. Avantageusement, le circuit du fluide sous pression est associé au circuit d'huile sous pression assurant l'étanchéité entre l'enceinte pressurisée et le logement 11 ce qui permet de commander la puissance du moteur à partir du débit de la pompe P. Selon l'exemple préférentiel de réalisation, la conduite 69 d'amenée de l'huile sous pression dans le volume 67 débouche dans le logement 11 au niveau du joint 42. Il est à noter que l'action seule du ressort ne peut s'opposer au dé- placement de la paroi déformable 63 dans le volume variable 67-et que la pression d'huile est toujours inférieure à la pression des gaz. Il est à noter également qu'en période de fonctionnement à pleine puissance, l'action du ressort et l'action de l'huile sous pression repoussent la paroi déformable 63 contre la paroi de l'enveloppe 62, ce qui annule la valeur du volume de la chambre 61. Avantageusement, en période de fonctionnement en faible puissance et en fonctionnement continu, le volume 61 est isolé de l'enceinte prés- surisée par un clapet pour éviter une double baisse de rendement. La machine telle que décrite présente l'avantage d'être plate et donc- peu encombrante. 253 8 1 De plus, la disposition suivant laquelle un capsulisme chaud est dis- posé en regard d'un capsulisme froid permet de concrétiser une bonne solution pour obtenir les phases du cycle de stirling idéal. En outre, contrairement aux machines thermiques de l'art antérieur, les pistons 2 ne sont pas animés d'un mouvement rectiligne alternatif mais d'un mouvement circulaire alternatif plus simple à transformer en un mouvement circulaire communiqué à l'arbre 4. De plus le mouvement circulaire alternatif peut être prélevé sur un quelconque des arbres 8 pour actionner un organe récepteur par exemple un compresseur construit suivant une architecture identique. On a décrit ci-dessus une machine thermique dotée de quatre blocs mo- teur mais il va de soi que sans sortir de l'esprit de la présente invention, on pourra prévoir une machine thermique dotée par exemple de huit blocs toriques. La machine thermique telle que décrite et représentée, est particuliè- rement destinée à fonctionner suivant le cycle de stirling mais il va de soi que la présente invention s'applique également aux machines thermiques fonctionnant suivant un tout autre cycle thermodynamique. Il va de soi que le moteur selon la présente invention peut recevoir tous aménagements et toutes variantes sans pour autant sortir du cadre du présent brevet. 21 253 P 811 REVENDICATIONS 1 Ri/ Machine thermique du type de celles comportant plusieurs chambres ( 1) dans chacune desquelles est monté un piston double effet ( 2) réalisant avec la dite chambre un capsulisme de détente 1 A et un capsulisme de compression 1 B, les dites chambres étant raccordées de telle manière que chaque capsulisme de détente (l A) réalisé par un ensemble chambre et piston soit en correspondance par un cir- cuit de transfert approprié avec un capsulisme de compression réa- lisé avec un autre ensemble chambre et piston, le dit circuit de transfert étant traversé alternativement par une masse de gaz transférée d'une chambre à l'autre par les pistons, et les dits pistons étant dotés d'un bras ( 3) coopérant avec des moyens de transformation de leur mouvement alternatif en un mouvement circu- laire communiqué à un arbre de sortie ( 4), la dite machine étant caractérisée en ce que chaque capsulisme de détente (l A) d'un ensemble chambre et piston est en regard direct avec un capsulisme de compression (l B) d'un autre ensemble chambre et piston et que les chambres ( 1) sont réparties autour des moyens de transforma- tion du mouvement des pistons et autour de l'arbre de sortie ( 4),chaque chambre ( 1), chaque piston ( 2) et chaque capsulisme ainsi réalisé étant en forme de secteur torique. R 2/ Machine thermique selon la revendication 1 fonctionnant suivant le cycle de stirling et dont chaque circuit de transfert est consti- tué par une source chaude ( 5), un accumulateur thermique ( 6) ou régénérateur et une source froide ( 7), la dite source chaude étant associée à un capsulisme de détente (l A) et, la dite source froide à un capsulisme de compression ( 18) caractérisée en ce que le volume dans lequel évolue la masse de gaz entre deux chambres con- tigues, c'est-à-dire le volume formé par le volume interne de la source chaude ( 5), par le volume interne de l'accumulateur ( 6) et par le volume interne de la source froide est en relation avec une chambre ( 61) à volume réglable par l'intermédiaire d'une conduite ( 65) en sorte que par variation du volume de la dite chambre ( 61) soit obtenue la variation de puissance du moteur. 22 2539811 R 3/ Machine thermique selon les revendications précédentes caractéri- sée en ce que la source chaude 5 ', l'accumulateur thermique ( 6) et la source froide ( 7 ' disposés entre deux chambres ( 1 contigues sont alignés suivant un même axe. R 4/ Machine thermique selon les revendications 1 et 2 comportant plu- sieurs pistons toriques liés chacun à un bras ( 3) caractérisée en ce que chaque bras forme bloc avec un arbre ( 8) rotatif monté dans des paliers ( 8 A) et ( 8 B). R 5/ Machine thermique selon les revendications 1,2 et 4 prises dans leur ensemble caractérisée en ce que chaque chambre ( 1) est réali- sée dans un bloc moteur ( 9). R 6/ Machine thermique selon les revendications 1 et 5 caractérisée en ce que chaque bloc ( 9) présente une forme torique dans laquelle est ménagée une chambre ( 1), une forme en secteur cylindrique radiale à la forme torique et un corps de palier ( 15) perpendicu- laire à la forme en secteur cylindrique. R 7/ Machine thermique selon les revendications 1,5 et 6 caractérisée en ce que dans la-forme en secteur cylindrique est ménagé un loge- ment ( 10) pour le bras ( 3), le dit logement étant en communication avec la chambre ( 1) et que dans le corps de palier ( 15) est ménagé un logement ( 11) cylindrique recevant l'arbre ( 8) et ses paliers ( 8 A) et ( 8 B). R 8/ Machine thermique selon les revendications 1,5 et 7 comportant plusieurs blocs ( 9) dans chacun desquel est ménagé une chambre réalisant avec un piston un capsulisme de détente et dans chacun desquels est ménagé un logement ( 10) en correspondance avec la chambre ( 1) et avec le dit capsulisme pour former une enceinte pressurisée caractérisée en ce que chaque bloc est doté d'un orga- ne d'étanchéité entre l'enceinte pressurisée et le logement ( 11) (fig,4). R 9/ Machine thermique selon les revendications 7 et 8 comportant un joint à lèvre ( 42) assurant l'étancheéité entre l'enceinte préssu- 23- 22539811 1 risée et le logement ( 11) qui reçoit les paliers ( 8 A) et ( 8 B) de l'arbre oscillant ( 8) caractérisée par une entretoise ( 46) entre les deux paliers ( 8 A) et ( 8 B) et autour de l'arbre ( 8) par une contre pression sur la lèvre du joint réalisée par une injection d'huile de lubrification des paliers ( 8 A) et ( 8 B), l'huile étant injectée dans le logement ( 11) au niveau du premier palier ( 8 A) et extraite de ce logement au niveau du second palier ( 8 B) et par un double centrage de l'arbre ( 8) dans le logement ( 11) et dans l'entretoise ( 46) en sorte d'obtenir entre le dît arbre ( 8) et la dite entretoise ( 46) une surface à section de fuite constante (fig 4). R 10/ Machine thermique selon les revendications 8 et 9 comportant une entretoise ( 46) entre les deux paliers ( 8 A) et ( 8 B) caractérisée en ce que l'huile sous pression est injectée dans le logement ( 11) entre le joint ( 42) et le palier (BA) et que le diamètre de l'ori- fice interne de l'entretoise assurant le passage de l'arbre ( 8) est tel que l'huile lors de son passage entre le dit arbre et la dite entretoise est laminée pour diminuer sa pression sur le joint ( 47) associé au palier ( 8 B). Rll/ Machine thermique selon la revendication 8 caractérisée en ce que l'organe d'étanchéité est constitué par une -paroi élastique imperméable au gaz de l'enceinte préssurisée déformable par tor- sion, disposée autour de l'arbre ( 8) et solidaire du dit arbre et de l'une des parois du logement ( 11). R 12/ Machine thermique selon les revendications 8 et 11 caractérisée en ce que la paroi élastique se présente sous la forme d'un manchon ( 50) doté de deux parois ( 51) et ( 52) en forme de couronne dont l'une, la paroi ( 52) est solidaire de l'arbre ( 8) et dont l'autre, la paroi ( 51) est appliquée par un organe de serrage contre un épaulement ( 54) du dit logement ( 11). R 13/ Machine thermique selon la revendication 2 comportant plusieurs volumes internes formés par le volume interne d'une source chaude ( 5), le volume interne d'un accumulateur thermique ( 6) et le volu- me interne d'une source froide ( 7), les dits volumes étant chacun 24 2539811 1 en relation avec une chambre ( 61) à volume réglable caractérisée en ce que la chambre est définie par une paroi déformable ( 63) dans une enveloppe ( 62) elle-même en communication avec le cir- cuit d'un fluide sous pression. R 14/ Machine thermique selon les revendications 2 et 13 caractérisée en ce que le circuit de fluide sous pression est en relation avec le circuit de l'huile assurant une contre pression au niveau du joint d'étanchéité ( 42). R 15/ Machine-thermique selon les revendications 1,5 et 6 caractérisée en ce que les capsulismes 1 A et 1 B sont réalisés chacun dans une calotte amovible rapportée sur la forme en secteur torique du bloc moteur ( 9). R 16/ Machine thermique selon la revendication 15 caractérisée en ce que la calotte chaude ( 12) présente une jupe torique ( 12 A) et une paroi terminale ( 34) concave, c'est-à-dire pénétrant dans le volume défini par la jupe ( 12 A), la dite paroi ( 34) étant percée d'orifices de communication ( 14 A) avec le circuit de transfert. R 17/ Machine thermique selon la revendication 15 caractérisée en ce que la calotte froide ( 13) présente une jupe torique ( 13 A). R 18/ Machine thermique selon les revendications 3,4 et 15 caractérisée en ce que la calotte froide ( 13) reçoit un couvercle culasse ( 14) percé d'orifices de communication ( 14 A) avec le circuit de trans- fert. R 19/ Machine thermique selon les revendications 1 et 2 comportant des sources chaudes ( 5) et des sources froides ( 7) constituées par des conduites traversées par la masse de gaz lors de son trans- fert d'une chambre à l'autre caractérisée en ce que les conduites de chaque source sont de formes,de longueurs et de diamètre iden- tiques. R 20/ Machine thermique selon la revendication 19 caractérisée en ce que les conduites de la source chaude présentent une boucle ( 36 A) 2539811 1 R 21/ Machine thermique selon la revendication 1 comportant des moyens de transformation du mouvement circulaire alternatif des pistons en un mouvement rotatif communiqué à l'arbre central de sortie ( 4) caractérisée en ce que les dits moyens sont constitués par des bras ( 70) clavetés chacun avec un arbre ( 8) et par des biel- les ( 71) articulées - chacune à un bras ( 70) et à un même maneton ( 72) solidaire de l'arbre ( 4) avec interposition d'une bague ( 73) le dit maneton étant excentré par rapport à l'arbre ( 4) et fai- sant office de vilebrequin. R 22/ Machine thermique selon la revendication précédente caractérisée en ce que les bielles ( 71) sont montées libres en rotation sur la bague ( 73) et que la dite bague ( 73) est montée libre en rotation sur le maneton ( 72) en sorte de réduire l'importance des surfaces de glissement par rotation. R 23/ Machine thermique selon les revendications 1 et 4 comportant plu- sieurs blocs ( 9) identiques constitués chacun par deux demi- coquilles jointives caractérisée en ce que les demi-coquilles de chaque bloc moteur sont assemblées l'une à l'autre suivant un plan de joint longitudinal et médian à la chambre 1 ou suivant un plan de joint transversal à la dite chambre et médian au logement ( 11). R 24/ Machine thermique selon les revendications 8,9,et 10 caractérisée en ce que chaque bloc moteur est doté dans chaque logement ( 11) d'un organe ( 42 A) de soutien de la lèvre du joint comportant une contre lèvre ( 49) élastique venant s'engager sous la dite lèvre du joint, la dite contre-lèvre ( 49) se présentant sous une forme décroissante et étant apte à se déformer en fonction de la diffé- rence de pression entre le logement 11 et l'enceinte préssurisée de manière à porter sur l'arbre ( 8) en position de mouvement nul lorsque la différence de pression est maximale (fig 4). R 25/ Machine thermique selon les revendications revendications 8,11 et 12 caractérisée en ce que le manchon ( 50) présente' une armature constituée par des couronnes métalliques ( 58) parallèles répar- ties suivant une loi conforme aux contraintes dues aux pressions, 26 2539811 1 ou régulièrement espacées, noyées dans la masse du manchon et dont la périphérie dépasse la surface extérieure du dit manchon. R 26/ Machine thermique selon les revendications 8 et 25 caractérisée en ce que les couronnes ( 58) constituant l'armature du manchon présentent des entailles ( 59) angulairement espacées et angulai- rement décalées d'une couronne à l'autre en sorte que l'huile suive un parcours sinueux. R 2.7/ Machine thermique selon les revendications 8 et 12 caractérisée en ce que l'organe de serrage de l'embase ( 51) du manchon contre l'épaulement ( 54) du logement ( 11) est constitué par un élément tubulaire cylindrique ajusté dans le logement ( 11) autour du manchon présentant à une de ses extrémités une embase circulaire ( 57) de fixation à l'embouchure du dit logement. R 28/ Machine thermique selon la revendication 13 dont les volumes dans chacun desquels évolue une masse de gaz sont en relation avec une chambre à volume variable définie par une paroi ( 63) déformable dans une enceinte la dite paroi assurant la séparation entre la chambre ( 61) et un volume variable ( 67) de l'enceinte dans lequel est introduit le fluide sous pression caractérisée en ce que dans le volume ( 67) est disposé un organe élastique ( 68) en pression contre la dite paroi ( 63) et la paroi de l'enceinte et une obtu- ration.