Brevet FR2711395A1 — publié le 19950428

La présente invention a pour objet un moteur ou pompe universels qui permettent d'utiliser tous les fluides liquides ou gazeux et surtout la vapeur avec un procédé de lubrification révolutionnaire. Le très haut rendement de ce moteur ou pompe pouvant approcher les 100 pour 100 est dû au fait qu'il repose sur 4 théories: 1") Une pression constante 2") Une section de poussée constante 3 ) Une force parallèle au couple (Pas d'exentrique) 4 ) Une dépression constante. Dans sa phase de poussée, I'unique palette en service est immobile par rapport au rotor ou à l'arbre (comme soudée). Description: Le stator est muni de deux cames (3) en opposition permettant de guider les palettes (4) sans force centrifuge. Chaque came (3) doit occuper impérativement 90" de l'espace annulaire ; les tubulures (2) doivent impérativement occuper les 90" de la came, cela afin d'éviter des efforts de fluide sur la palette rentrante ou sortante tant que cellesci ne sont pas en pleine section. Entre les cames, 90" sont réservés à la pleine poussée dans la pleine section alors qu'à l'opposé, les 90" restant servent par l'intermédiaire des poussoirs tout en gardant la palette rentrée de plaquer la palette sortie en pleine section que ce soit à basse vitesse ou à haute pression. Le rotor est équipé de quatre palettes (4) calées à 90" et reliées entre elles par des poussoirs de plaquage (5) circulant dans des évidements (6) afin de permettre la libre circulation de tout fluide comprimé ou détendu entre les bases des palettes et leurs logements, pour la même raison, les palettes ne doivent pas atteindre le fond de leurs logements. Fonctionnement : Quand le fluide arrive par la tubulure (2), il sort dans le plein espace de la came de part et d'autre de la palette sortante pour atteindre la palette en pleine section alors que celle-ci repousse le fluide sortant ou subit la dépression (machine à vapeur) le faisant passer de part et d'autre de la palette rentrante. La palette en fonction ne peut commencer à quitter le plein espace de poussée de 90 en cessant ses fonctions que lorsqu'elle est relayée par la suivante calée à 90 . Applications: Moteur à combustion externe: Destiné en particulier aux centrales nucléaires en remplacement des turbines, là où la dépression due aux condenseurs peut être utilisée autant que la pression. Ce moteur peut être lubrifié au savon contenu en petite quantité dans l'eau et travaillant en circuit fermé ; les bulles de savon plus denses que la vapeur, sous l'effet centrifuge, se plaquent à l'état presque pur sur la paroi du stator formant une protection parfaite. Moteur/Pompe hydrauliques à huile: II suffira d'augmenter l'épaisseur des palettes pour travailler en haute pression. Moteur/Pompe à eau: En remplacement des turbines des barrages, il permettra un bon rendement à basse pression avec des barrages moins hauts comme delui de la Rance. Pour sa lubrification il recevra des éléments en plastique genre tefflon lubrifiables à l'eau. Moteur/Pompe à air comprimé: Rien de changé, le moteur est lubrifié de façon traditionnelle. Compteur de débit de précision: II peut contrôler des débits en tout genre, relié à un compteur, il sera lubrifié selon le cas par l'un des moyens décrits précédemment. Procédé de fabrication : Les matériaux sont à définir en fonction de l'utilisation de la machine. Les flasques de la machine, partant d'un brut de fonderie sont d'abord tournées puis rectifiées sur la face portante et sur face en contact avec le rotor. Les palettes sont lamées pour recevoir l'emmanchement forcé des tubes poussoirs puis trempées et rectifiées sur les trois faces ainsi que sur les extrémités en utilisant les lamages comme base d'abloquage d'usinage. Le rotor est usiné au tour; les logements de palettes sont faits à la scie fraise; le passage des poussoirs évidements oblongs sont percés et fraisés, mais ils peuvent être remplacés par des trous cylindriques plus nombreux; après quoi les surfaces de frottement doivent être rectifiées. Les tubes de poussoirs doivent être rectifiés pour l'emmanchement forcé. Les palettes doivent être emmanchées en force en étant emboîtées dans le rotor. Les roulements sont choisis en fonction de l'utilisation. Pour le stator, la difficulté est dans la forme complexe des cames. Théoriquement, le tracé est développé en ligne droite par deux arcs de cercles raccordés, ensuite, ces valeurs sont rapportées sur la courbe de la machine; mais pour que ces valeurs soient valables, il faudrait qe les palettes soient des lames contondantes ; en effet, les palettes étant bombées, elles ne portent pas toujours sur leurs extrémités ce qui réduit leur espace longitudinal mais qui, du fait de leurs portages éloignés de l'axe, nécessite que la courbe soit plus incurvée. II faut pour l'usinage définitif concevoir deux plateaux guide d'usinage qui devront subir plusieurs phases de traçage et d'usinage. II faut d'abord construire deux guides plats de traçage primaire sur lesquels deux arcs de cercles seront usinés facilement; chaque plateau à tracer sera fixé sur un montage synchronisé avec les guides plats, le rayon du traceur devra être le même que celui des courbes. Une rectifieuse sera montée sur un tour où le plateau tracé sera monté, le tracé sera suivi à la lunette grossissante et l'outil commandé par vis démultipliée. Pour le traçage définitif des courbes, il faut concevoir un traceur qui a la même forme que la palette avec un bord contondant en acier trempé et rectifié. Ce traceur est monté sur un support guide muni de deux pointes de guidage pouvant tourner dans l'usinage primaire sans problème. Une fois monté l'ensemble sur le plateau toumant, il faut enduire le plateau à usiner de peinture noire fine, genre Marker, pour qu'elle ne s'écaille pas ; il suffit de faire tourner l'ensemble avec une certaine pression pour avoir un tracé précis en prenant soin de lubrifier l'ensemble pour que les pointes de guidage n'attaquent pas. Pour usiner définitivement le plateau de guidage, il faut monter une rectifieuse fixée sur un tour, le plateau est mis en rotation par une vis sans fin ; I'usinage des parties cylindriques de 90 ne pose pas de problème, il peut être fait indépendamment des cames qu'il faudra suivre à la lunette en commandant l'outil avec une vis démultipliée à pas fin. La précision des cames n'est pas très importante car elles ne sont pas étanches comme les parties cylindriques, mais elles ne doivent pas coincer les palettes, il faut cependant tenir compte de l'élasticité des poussoirs tolérant une légère compression. Usinage du stator: c'est un brut de fonderie, la base d'usinage est la base de fixation des tubulures qui sont usinées en tenant compte du sommet de sortie des tubulures qui doivent déboucher entre les cames et la partie cylindrique; ensuite, on usine les extrémités avec le filetage de fixation des flasques et le piétage pour positionner les plateaux guides d'usinage. Les plateaux d'usinage sont fixés de part et d'autre du stator avec le piétage; on introduit l'outil d'usinage avec ses galets qui ont le même diamètre. Le rotor est abloqué sur le cylindre tournant monté sur galets et commandé par une vis sans fin. L'outil avec ses galets est maintenu par des coulisseaux sur des glissières et maintenu en pression par des vérins en pression constante. Dans le cas d'un long outil, il est possible d'utiliser une rectifieuse fraise de précision pour éviter la flèche. II est cependant possible d'utiliser une meule rectifieuse traditionnelle avec des galets solidaires fortement lubrifiés, mais qu'il faudra retailler avec la meule. 1) Moteur ou pompe à palettes pour fluides liquides ou gazeux et notamment la vapeur caractérisée en ce que - Le stator figure 1 et 2 est muni de deux cames 3 en opposition permettant de guider les palettes (4). - Chaque came (3) occupe 90" de l'espace annulaire, les tubulures (2) occupent les 900 de la came, cela afin d'éviter des efforts de fluide sur la palette rentrante ou sortante tant que celles-ci ne sont pas en pleine section. - Entre les cames, 90 sont réservés à la pleine poussée de la pleine section alors qu'à l'opposé les 90" restants servent par l'intermédiaire des palettes et poussoirs à maintenir la palette "sortie" que ce soit en pleine section à basse vitesse ou à haute pression. - Le rotor est équipé de 4 palettes (4) calées à 90" reliées entre elles par des poussoirs (5) circulant dans des évidements (6) permettant la libre circulation des fluides qui peuvent s'y trouver. - Les palettes ne doivent pas atteindre le fond de leur logement. 2) Moteur à vapeur selon la revendication 1, caractérisé par la lubrification par bulles de savon contenues dans l'eau où la dépression due au condenseur peut être utilisée autant que la pression.