Brevet FR2711740A1 — publié le 19950505

La présente invention concerne un dispositif d'aspiration d'air ou d'autres gaz, refoulant simplement celui-ci à sa sortie sans compression. Actuellement, suivant les applications, la technologie offre un grand éventail de dispositifs allant des pompes à vide aux compresseurs, en passant par toutes les catégories de turbines bruyantes. Certains sont adaptés pour obtenir en amont une dépression importante avec les contraintes de conception et de réalisation que cela suppose d'autres inversement, cherchent à obtenir en aval un maximum de compression. Le dispositif présenté se veut simple de conception de réalisation et de fonctionnement donc économe en énergie. C'est pourquoi, il cherche à minimiser les pertes d'énergie par compression ou dépression sans intérêt ou par simple brassage d'air bruyant et inutile. Le dispositif objet de la présente invention bloque un certain volume d'air ou de gaz quelle que soit sa pression ou sa dépression et le transfert sans fuite vers son refoulement aval. Le débit d'air transféré est directement proportionnel aux dimensions du dispositif et à sa vitesse de rotation. Ce système d'aspiration est composé dans la version présentée, d'un rotor cylindrique central (1) et de deux rotors latéraux (2) de demi diamètre donc tournant deux fois plus vite. Ces trois rotors sont enfermés dans un carter (3) s'ouvrant dans le plan des axes. Cet ensemble comporte pratiquement 3 plans de symétrie. La figure 1 présente une coupe de l'ensemble du dispositif permettant de voir les trois rotors townant les uns contre les autres sans frottement ni glissement du fait du rapport des diamètres. Elle permet également de voir les profils particuliers des cloisons (5) des rotors latéraux (2) type dents d'engrenage et des cavités (4) du rotor central (1). La figure 2 présente une vue du dispositif en coupe, suivant le plan des axes des rotors avec le rotor central (1) en place . La figure 3 représente la même chose mais avec les rotors latéraux (2) en place. La figures 4 et 5 représentent des vues en perspective de rotor latéral et central En référence à ces dessins, le dispositif présenté figure 1 comporte donc 3 rotors: Le rotor cylindrique central (1) possède quatre cavités (4) usinées sw toute la longuew de celuici. Leur profil particulier correspond exactement au passage de la pointe des cloisons (5) (type dent d'engrenage) des rotors latéraux (2). Au fond de ces cavités (4) se trouvent une série de canaux (9) usinés en direction de l'axe sur la partie 'avant suivant la rotation, de ces cavités. Ces canaux (9) permettent à l'air, emprisonne dans ces cavités (4) lors de la pénétration des doisons des rotors latéraux, de s'évacuer sans effort par le drain fixe (10) usiné comme une rainure sur l'axe central fixe (8) solidaire du carter (3); I'évacuation de ce drain fixe (10) se faisant du côté où celui-ci est fixé au carter (3). II est à noter que cet axe fixe (8) ne traverse pas toute la longueur du rotor central puisque de l'autre côté, ce rotor possède son axe de rotation (13) entrain8 par le moteur. On distingue sur ce même dessin que les canaux du fond (9) des 4 cavités passent en face des rainures centrales fixes (10) servant de drain lorsque la cloison (5) pénètre dans la cavité. Du fait de la rotation cette communication se referme à partir du moment ou la cloison a pénétré au maximum dans cette cavité. Ainsi, lorsqu'elle poursuit sa rotation, c'est un volume vide d'air qu'elle offre à la dépression de l'ouverture (6) du carter (3) (côté aspiration). L'air bloqué entre les deux cloisons est donc entièrement refoulé sans compression par les sorties refoulement (7) ou par le drain (10) du coté opposé à l'arbre d'entrainement (13) sans retour possible. On note sur cette même figure les disques d'engrenage de synchronisation (12) des trois rotors imposant une rotation précise deux fois plus rapide pour les rotors latéraux (2). Cette synchronisation précise évite les risques d'accrochage des cloisons à rentre des cavités du rotor central. De plus, une courroie peut relier entre eux sans problème les deux rotors latéraux qui ont d'ailleurs le même sens de rotation. Les rotors latéraux (2) sont évidemment de même longueur que le rotor central (1) mais ils comportent à leurs extrémités une flaque (11) de diamètre légèrement supérieur au diamètre des 2 cloisons (5). Ces flasques sont destinées à éviter les problèmes d'étanchéité latérale des cloisons en rotation, le problème étant plus simple à résoudre sur la périphérie de ces flasques. Le profil de ces cloisons (5) correspond exactement au passage des bords des cavités (4). Ce profil offre ainsi 3 points d'étanchéité 1) le bord avant (suivant la rotation) de la cavité contre la partie avant de la cloison qui la pénètre, 2) la pointe de la cloison contre la cavité, 3) le bord arrière de la cavité sur la partie arrière de la cloison. Les cloisons (5) peuvent avoir une tète un peu élargie de quelques degrés, ce qui lui confère une deuxième pointe, laquelle, de la même manière, permet d'offrir un point d'étanchéité supplémentaire. Dans ce cas c'est la trajectoire de la pointe avant de la cloison qui trace le profil de la face avant de la cavité et la pointe arrière qui trace le profil de la face arrière de la cavité. Les profils avant et arrière étant évidemment rigoureusement symétriques. Le carter (3) est composé de deux blocs symétriques suivant le plan des axes des rotors. II sert de berceau étanche à ces trois rotors . Chaque bloc comporte une ouverture pour l'aspiration (6) et une ouverture pour le refoulement (7). Ce sont sur ces ouvertures que viennent se fixer les conduits d'aspiration (14) et de refoulernent (10 adaptés à l'application spécifique du dispositif. Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à équiper les aspirateurs ménagers et industriels en remplaçant avantageusement les turbines bruyantes et limites en dépression qui sont actuellement utilisées pour ces types d'appareils. REVENDICATIONS 1 )Dispositif d'aspiration de gaz caractérisé par le fait qu'il est constitué d'un rotor central (1) comportant des cavités (4) et des rotors latéraux (2) comportant des cloisons, type dents d'engrenage (5), I'ensemble étant enfermé dans un carter (3). 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le profil des cavités (4) est dessiné par la trajectoire de la ou des pointes des cloisons (5) des rotors latéraux (2) et que le profil de ces cloisons est lui-même dessiné par la trajectoire des bords avant et arrière des cavités (4) du rotor central (1). 3) Dispositif selon la revendication 2 caractérisé par le fait que sur la demie face avant, suivant la rotation, du fond de ces cavités, sont usinés des canaux (9) dans la direction du centre de l'axe de ce rotor central (1). 4) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le rotor central (1) comporte en son centre un axe fixe (8) sur environ les trois quarts de sa longueur, lequel est solidaire du carter (3). 5) Dispositif selon la revendication 4 , caractérisé par le fait que cet axe fixe (8) comporte sur toute sa longueur deux rainures (10) diamétralement opposées servant de drain pour évacuer l'air emprisonné par les cloisons (5) des rotors latéraux lors de leur pénétration dans les cavités (4) du rotor central. 6) Dispositif selon la revendication 5 et 4 , caractérisé par le fait que ces rainwes (10) sont en correspondance, pendant la phase de pénétration de ces cloisons, avec les canaux (9) usinés dans le fond des cavités (4). Ensuite par simple déphasage du à la rotation des rotors, le passage se referme dans la phase de pénétration maximum de la cloison (5) , offrant ainsi un volume vide de gaz du côté aspiration (6) en évitant un retour de l'air refoulé. 7) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les rotors latéraux (2) son munis à leurs extrémités de flasques (11) de diamètre légèrement supérieur à celui correspondant à la pointe des cloisons (5). 8) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ces trois rotors de diamètres choisis suivant des rapports simples sont synchronises entre eux par des disques d'engrenages (12) sur une de leurs extrémités alors que les rotors latéraux (2) peuvent être reliés entre eux directement par une courroie du fait qu'ils ont le même sens de rotation. 9) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le carter (3) est constitué par 2 blocs symétriques suivant le plan des axes des rotors, comportant chacun une ouverture d'aspiration (6) et une ouverture de refoulement (7) sur lesquelles sont fixés les conduits d'aspiration (14) et de refoulement (15) adaptés à l'application spécifique du dispositif.