Brevet FR2886335A1 — publié le 20061201

MOTEUR ROTATIF A RAMPES HELICOIDALES La présente invention concerne un moteur rotatif à rampes hélicoïdales permettant d'utiliser comme énergie d'entrée un gaz pressurisé et plus particulièrement de l'air comprimé. Ce moteur rotatif présente un grand avantage par rapport au moteur alternatif, il n'a pas de point mort, il ne nécessite aucun volant d'inertie, il se met immédiatement en marche dans n'importe qu'elle position, ça rotation détermine peu de trépidations et il permet un changement de marche par inversion de l'admission/échappement. Il est susceptible d'allures lentes, de changement de marche, ce qui permet de l'adopter pour la traction etlou la propulsion de véhicules de tous genres. Il convient d'ailleurs pour toutes les applications industrielles, puisqu'on peu obtenir de ce moteur rotatif selon l'invention des puissances de plus de 100 chevaux. Le moteur selon l'invention est particulièrement adapté pour fonctionner avec de l'air comprimé mais il peu aussi être utilisé avec tout autre carburant ou gaz pressurisé. Il existe déjà beaucoup de moteur rotatif comme le célèbre moteur WANKEL, les moteurs à cycles Stirling, les compresseurs à palettes Ford ou quasiturbine à air mais l'invention décrit ici un nouveau type de moteur rotatif par l'utilisation ingénieuse de rampes hélicoïdales planes. Le moteur rotatif selon l'invention possède sous sa forme la plus simple (fig. 1) Deux rampes hélicoïdales montées en tête-bêches (R et R') Un axe moteur (M) Un plateau qui sépare les deux chambres (P) Deux palettes qui forment piston (A et B) - Un corps (tube creux) qui forme le rotor (C) L'axe moteur (M), le plateau (P) ainsi que le corps (C) sont assemblées pour former une seule pièce mobile et solidaire. Cette pièce, obtenue par assemblage, vu en coupe forme un double T qui emprisonne une rampe hélicoïdale permettant ainsi une meilleure étanchéité à la pression dans les chambres. Les dessins annexés illustrent l'invention: L'arbre du moteur M reçoit son mouvement de rotation d'un plateau P (fig. 2 et 3) traversé par deux palettes A et B, diamétralement opposées, sur lesquelles agit directement la pression. Ces palettes A et B, qui forment piston, traversent à frottement doux le plateau P dans deux fentes ménagées à cet effet. Dans le mouvement de rotation du plateau P, elles prennent par rapport à celuici un mouvement alternatif sous l'influence de deux rampes hélicoïdales qui les guides R et R'. i0 Détails de construction du moteur rotatif selon l'invention. Les figures n 2 et 3 représentent schématiquement des vues intérieures de l'appareil, la figure n 4 est une vue en coupe horizontale faite suivant le plan inférieur du plateau P et la figure n 5 est une vue interne du moteur avec les rampes hélicoïdales, le plateau et l'axe moteur. Un cylindre creux, vu en coupe sur les figures n 2 et 3, est fermé par deux fonds fixes f et f' présentant chacun la forme de deux rampes hélicoïdales tournant l'une à droite, l'autre à gauche et se raccordant suivant deux génératrices, l'une inférieur ab, l'autre supérieur cd. Ces fonds sont traversés par l'arbre moteur M qui porte une pièce P. Cette sorte de plateau P repose à frottement doux sur la génératrice inférieure a'b' du fond f' et sur la génératrice supérieure cd du fond f. La pièce P partage ainsi le cylindre creux en deux parties dans le sens de la longueur. Un dispositif spécial assure l'étanchéité des génératrices sur lesquelles repose le plateau P. On voit sur la figure n 5, que la coupe du plateau P affecte en réalité la forme d'un double T. Cette forme est nécessaire pour que la pression ne puisse passer d'une face du plateau sur l'autre. La pièce P, qui n'est pas susceptible d'un déplacement longitudinal, étant maintenue par les fonds suivant a'b' et suivant cd, peut recevoir un mouvement de rotation autour de son axe. Comme nous l'avons déjà écrit, le plateau P est percé de deux fentes suivant un diamètre. Ces ouvertures livrent passages à deux palettes A et B ayant comme hauteur l'écartement des fonds dd' et comme largeur la distance cd. Ces palettes A et B s'appuient nécessairement sur les rampes hélicoïdales directrices; d'autres part, leurs arêtes verticales frottent l'une sur l'arbre moteur M, l'autre sur la surface intérieure du cylindre, elles forment donc cloisons étanches à la pression. Une garniture particulière permet de conserver l'étanchéité malgré l'usure et de rattraper le jeu produit. L'espace compris de chaque côté du plateau P est ainsi partagé par les droites de contact a'b', cd et les deux palettes A et B en trois parties. Les orifices de pression o et o' (fig. 4) débouchent dans les fonds de chaque côté des droites a'b' et cd. Immédiatement après la ligne de partage dans le sens de mouvement se trouve l'orifice o d'admission qui est très court, de l'autre côté est ménagé l'orifice d'échappement o' qui est allongé. L'admission, l'évacuation de la pression, dans la version la plus simple de l'invention, sont réglées directement, sans organe de distribution, par passage des palettes A et B devant les orifices o et o'. La pression agit sur les palettes A et B, les pousses et les forces ainsi à glisser sur les rampes hélicoïdales en entraînant le plateau P et, par suite, l'arbre moteur M dans leur mouvement de rotation seulement. Pour comprendre le fonctionnement du moteur rotatif selon l'invention il suffit de considérer ce qui se passe d'un côté du plateau P, le moteur étant symétrique par rapport à la pièce P. Considérons la partie inférieure (fig. n 4). Aussitôt que la palette A a découvert l'orifice d'admission o, la pression agit sur elle à pleine pression. La pression emprisonnée entre A et B se détend en poussant à la fois les deux palettes A et B. Mais la surface utile de A de ce côté du plateau P étant plus petite que la surface utile de B, comme il facile de le voir sur les figures n 2 et 3, l'action sur B l'emporte. Dans la troisième case, entre B et la ligne de partage cd du plateau P sur le fond, la pression s'échappe par l'orifice d'évacuation o'. Cet orifice doit être ménagé dès la ligne ef suivant laquelle les surfaces de A et B deviennent égales, car si cette disposition n'était pas prise, la pression agirait à contrepression. Lorsque B a dépassé ef, la pression vive tend à faire tourner l'arbre moteur M. Le moteur rotatif selon l'invention dans sa version la plus simple est constitué d'un axe, d'un plateau, de deux rampes hélicoïdales, de deux palettes et d'un corps (tube creux). Cette configuration la plus simple de l'invention est nommée une unitée motrice. Le moteur rotatif selon l'invention peu posséder plusieurs plateauxrampes hélicoïdales (unitée motrice) montés sur le même arbre moteur. Les rampes hélicoïdales sont alors décalées à angle égale autour des 360 , ce qui régularise le couple moteur et réduit au minimum les trépidations. L'admission et l'évacuation de la pression sont réglées directement dans la forme la plus simple de l'invention, mais il est possible par divers moyens technologiques d'agir sur ses orifices pour en modifier leur surface d'ouverture et leur position sur les fonds des rampes hélicoïdales. Afin d'améliorer le rendement du moteur rotatif selon l'invention, il est possible de chauffer l'orifice d'admission permettant ainsi de réchauffer l'air comprimé lors de son entrée. Le moteur rotatif selon l'invention produit une force motrice disponible sur l'arbre moteur (M) mais aussi sur le corps extérieur qui forme le rotor (C). Le moteur rotatif selon l'invention peut être équipé d'un arbre moteur (M) creux. Dans cette configuration il est possible d'utiliser le moteur rotatif comme moteur roue et/ou comme turbine à eau pour les utilisations marines et/ou aquatiques. Pour une utilisation comme moteur turbine pour des bâteaux, le moteur rotatif selon l'invention est équipé d'hélices à l'intérieur de l'arbre creux lo pour propulser l'embarcation. Le moteur rotatif à arbre creux selon l'invention pour une utilisation marine et/ou aquatique peut être directement plongé dans l'eau. L'utilisation du moteur rotatif en moteur roue peut être utilisé avec ou sans système de multiplication et/ou de démultiplication. L 'adaptation d'un système de démultiplication planétaire peut être facilement adaptable sur le moteur rotatif sur la périphérie extérieur du corps (C). Le moteur rotatif selon l'invention peut être utilisé comme moteur d'entraînement pour générateur électrique. REVENDICATIONS 1- Moteur rotatif à rampes hélicoïdales caractérisé en ce qu'il comporte un arbre du moteur M qui reçoit son mouvement de rotation d'un plateau P (fig. n 2 et 3) traversé par deux palettes A et B, diamétralement opposées, sur lesquelles agit directement la pression. Ces palettes A et B, qui forment piston, traversent à frottement doux le plateau P dans deux fentes ménagées à cet effet. Dans le mouvement de rotation du plateau P, elles prennent par rapport à celui-ci un mouvement alternatif sous l'influence de deux rampes hélicoïdales qui les guides R et R'. 2- Moteur rotatif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il est constitué dans sa version la plus simple des pièces suivantes (fig. 1) : Deux rampes hélicoïdes montées en tête-bêches (R et R') Un axe moteur (M) Un plateau qui sépare les deux chambres (P) Deux palettes qui forment piston (A et B) Un corps (tube creux) qui forme le rotor (C) 3-Moteur rotatif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il utilise comme source d'énergie un gaz pressurisé et plus particulièrement de l'air comprimé. 4- Utilisation du moteur rotatif selon l'une quelconque des revendications précédentes pour la traction et/ou la propulsion de véhicules de tous genres. 5- Moteur rotatif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs unités moteur rotatif (plateaurampes-palettes) sur le même arbre moteur. 6- Utilisation du moteur rotatif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 et 5 comme moteur d'entraînement pour générateur électrique. 7- Moteur rotatif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 et 5 caractérisé en ce qu'il utilise des carburants fossiles, chimiques ou végétales. 8- Moteur rotatif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, 5 et 7 caractérisé 30 en ce qu'il posséde un arbre moteur (M) creux. L'arbre moteur est remplacé par un tube creux. 9- Utilisation du moteur rotatif selon la revendication 8 comme moteur roue. 10- Utilisation du moteur rotatif selon la revendication 8 comme turbine pour le déplacement des véhicules marin (aquatique).